梁仁鴻 徐瑞光 孫德強(qiáng)

[摘 要]本文通過研究自助發(fā)卡條件下公路收費(fèi)車道現(xiàn)有標(biāo)線設(shè)置不足，進(jìn)而確定自助發(fā)卡車道標(biāo)線設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)。采用視頻錄像方法，收集車輛通過自助發(fā)卡車道過程，重點(diǎn)分析了車輛取卡距離對收費(fèi)站服務(wù)水平的影響，通過數(shù)據(jù)分析及擬合方法，定量研究車輛取卡時長與側(cè)向距離之間的關(guān)系，進(jìn)而提出自助發(fā)卡車道標(biāo)線設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)。公路收費(fèi)入口車道標(biāo)線優(yōu)化設(shè)置方法為自助發(fā)卡車道標(biāo)線設(shè)置提供了理論基礎(chǔ)。

[關(guān)鍵詞]交通工程；交通標(biāo)線；自助發(fā)卡機(jī)；數(shù)據(jù)分析；公路收費(fèi)站

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2015.02.099

高速公路入口自助發(fā)卡系統(tǒng)是安裝在高速公路入口車道處，取代傳統(tǒng)的人工發(fā)卡的系統(tǒng)，它是目前收費(fèi)方式的發(fā)展方向。它由自助發(fā)卡機(jī)、車型自助分類系統(tǒng)、車道計(jì)算機(jī)、電動欄桿機(jī)等設(shè)備構(gòu)成的。隨著我國高速公路不斷發(fā)展建設(shè)，高速公路運(yùn)營成本、服務(wù)水平、通行環(huán)境也亟須進(jìn)一步的提高。采用入口自助發(fā)卡系統(tǒng)可大大減少收費(fèi)員數(shù)量，降低了收費(fèi)站運(yùn)營成本，提高了收費(fèi)站的現(xiàn)代化服務(wù)形象，提升了收費(fèi)站的服務(wù)水平。文獻(xiàn)[1]詳細(xì)說明了自助發(fā)卡系統(tǒng)的硬件組成及運(yùn)營方法，提供了自助發(fā)卡系統(tǒng)在收費(fèi)站上的應(yīng)用前景依據(jù)。目前自助發(fā)卡系統(tǒng)取代人工收費(fèi)在降低運(yùn)營成本、塑造收費(fèi)站形象、提升收費(fèi)站自助化水平方面確實(shí)取得了較大的成果，但是同時自助發(fā)卡車道的通行能力較低，這也是一個影響自助發(fā)卡系統(tǒng)普及應(yīng)用的瓶頸。自助發(fā)卡機(jī)越來越多地應(yīng)用在高速公路收費(fèi)入口處，但是車道標(biāo)線并未有一個明確的設(shè)置方法，標(biāo)志標(biāo)線設(shè)置管理嚴(yán)重滯后[2]。

車道標(biāo)線設(shè)置中，主要分為有道路邊線和沒有道路邊線兩種情況，并且車道標(biāo)線設(shè)置距離自助發(fā)卡機(jī)距離沒有一個標(biāo)準(zhǔn)參考值。為了能尋求適合于自助發(fā)卡車道的交通標(biāo)線設(shè)置，保障自助發(fā)卡車道通行能力及其穩(wěn)定性，本文在參考相關(guān)文獻(xiàn)[3]研究的基礎(chǔ)上，從車輛通過時間及異常取卡狀態(tài)出發(fā)，提出關(guān)于自助發(fā)卡系統(tǒng)自助發(fā)卡車道標(biāo)線設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)及標(biāo)線設(shè)置改進(jìn)措施。

1 調(diào) 查

1.1 自助發(fā)卡車道運(yùn)行現(xiàn)狀

自助發(fā)卡系統(tǒng)主要由車道控制器、顯示器、鍵盤、車牌（車型）識別設(shè)備、自助發(fā)卡機(jī)、車輛檢測器、欄桿機(jī)、雨棚信號燈、通行信號燈及車道控制軟件組成。當(dāng)車輛通過收費(fèi)站時，車輛檢測器檢測到車輛信息，車牌識別器自助獲取車牌，司機(jī)駕駛車輛到達(dá)自助發(fā)卡機(jī)旁邊，按鍵即可取卡，自助欄桿機(jī)抬起，車輛駛離，自助欄桿機(jī)降落，完成了一個自助發(fā)卡過程。

由于車道設(shè)計(jì)沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、自助發(fā)卡車道標(biāo)線不完善、駕駛員心理安全期望等因素，導(dǎo)致當(dāng)駕駛員駛?cè)胱灾l(fā)卡車道時，不能夠很好地停靠在正確的領(lǐng)取通行卡的位置，以致造成車輛停車延誤過長，造成極大的資源浪費(fèi)。

1.2 數(shù)據(jù)采集

車輛通過自助發(fā)卡車道主要經(jīng)過車輛駛?cè)?、車輛到達(dá)停穩(wěn)、駕駛員領(lǐng)取通行卡和車輛駛離四個程序，其中駕駛員領(lǐng)取通行卡時長和車輛駛離時長是加劇停車延誤的主要因素。為了能夠有效地獲取駕駛員領(lǐng)取通行卡時長和車輛駛離時長，同時研究這部分延誤時間與駕駛員停車距離之間的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)采用視頻采集方法，收集了某高速公路3條自助發(fā)卡車道內(nèi)車輛通行信息。

實(shí)驗(yàn)主要方法為，在縱向空間設(shè)置高度值標(biāo)簽y，在橫向空間設(shè)置間距值標(biāo)簽x，如圖1所示。通過視頻采集后的信息，在計(jì)算機(jī)上利用視頻時間標(biāo)定車輛到達(dá)停穩(wěn)后駕駛員領(lǐng)取通行卡花費(fèi)時間，同時記錄下車輛的車型和其對應(yīng)的領(lǐng)取通行卡時單獨(dú)x值和y值。

其中主要收集數(shù)據(jù)為駕駛員領(lǐng)取通行卡時長、車輛駛離時長、駕駛員取卡時肩膀位置對應(yīng)的高度值標(biāo)簽y和間距值標(biāo)簽x。經(jīng)過統(tǒng)計(jì)，最終選取有效樣本數(shù)據(jù)1381例。

圖1 數(shù)據(jù)測試區(qū)域說明

文中所示車輛類型共有五類車型，其分類標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

對統(tǒng)計(jì)得到原始數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理，得到樣本的車型比例結(jié)構(gòu)、駕駛員領(lǐng)取通行卡時肩膀位置所對應(yīng)的高度值標(biāo)簽y（m）、不同車型車身的長度（m）、車輛停穩(wěn)駕駛員后駕駛員領(lǐng)取通行卡時長（s）、領(lǐng)卡結(jié)束車輛駛離時長（s），統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表2所示。

對統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，得到以下結(jié)論：五類車駕駛員領(lǐng)取通行卡時長明顯區(qū)別于其他四類車型駕駛員領(lǐng)取通行卡時長，造成這種現(xiàn)象的主要原因是縱向高度不能滿足五類車駕駛員方便領(lǐng)取通行卡的需求；車輛駛離時間與車型顯示出明顯的相關(guān)關(guān)系，隨著車輛長度的增加，離開時長也呈現(xiàn)出逐漸增加的趨勢。

對統(tǒng)計(jì)得到車輛停車橫向標(biāo)簽x與駕駛員領(lǐng)取通行卡時長進(jìn)行初步處理，得到車輛停車橫向間距距離標(biāo)簽x與駕駛員領(lǐng)取通行卡時長存在相關(guān)關(guān)系，駕駛員領(lǐng)取通行卡時長與橫向間距值x統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表4所示。

2 數(shù)據(jù)分析

2.1 車輛通過自助發(fā)卡車道過程分析

車輛進(jìn)入收費(fèi)車道后會在距離自助發(fā)卡機(jī)位置不遠(yuǎn)處開始向自助發(fā)卡機(jī)靠近，當(dāng)?shù)竭_(dá)自助發(fā)卡機(jī)位置時車輛停下取卡，而車輛取卡時長則影響到自助發(fā)卡車道的服務(wù)水平；車輛停靠位置和側(cè)向凈空是直接影響車輛取卡時長的因素。車輛駛?cè)腭偝鲎灾l(fā)卡車道過程示意圖如下：

當(dāng)駕駛員在準(zhǔn)備停車動作的時候，由于自助發(fā)卡車道并沒有設(shè)置相應(yīng)的停靠位置提示，在心理壓力的影響下，很多駕駛員?？康臋M向間距值不能夠滿足其順利地領(lǐng)取通行卡，以至于造成不必要的延誤；同時由于地面表現(xiàn)不科學(xué)不完善，容易產(chǎn)生車輛刮擦等危害。

2.2 側(cè)向凈空影響分析

駕駛員領(lǐng)取通行卡時長是車輛停穩(wěn)到車輛啟動駛離之間的一段時間值，是影響收費(fèi)站服務(wù)水平的主要因素之一。車輛停穩(wěn)后其車身側(cè)面與自助發(fā)卡機(jī)之間的側(cè)向間距值x是制約駕駛員領(lǐng)取通行卡花費(fèi)時間的主要參數(shù)。不同的車型的駕駛員領(lǐng)取通行卡的過程具有相似性，本文以采集到的一類車數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，研究車輛停穩(wěn)后車身側(cè)面與自助發(fā)卡機(jī)之間的側(cè)向間距值x與駕駛員領(lǐng)取通行卡時長之間的相關(guān)關(guān)系。

通過對表2中數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得到車輛取卡時長均值與側(cè)向距離之間可表示為下列關(guān)系式：

對實(shí)測數(shù)據(jù)及擬合函數(shù)繪圖，如圖3所示。

由分析結(jié)果可以得出結(jié)論：駕駛員領(lǐng)取通行卡時長t與間距值x存在較高的相關(guān)性關(guān)系，當(dāng)x（cm）的取值范圍為[15，35]時t值會分布在某個值的附近，當(dāng)x（cm）的取值范圍為[35，60]時，t值與x值的增加呈現(xiàn)正線性相關(guān)關(guān)系，當(dāng)x（cm）的取值范圍為[60，+∞]時，駕駛員將不能夠在車輛內(nèi)實(shí)現(xiàn)正常領(lǐng)取通行卡的行為。

由此可以得出，間距值x=35cm是能夠滿足駕駛員有效領(lǐng)取通行卡的臨界值，一旦間距值x大于這個臨界值，駕駛員領(lǐng)取通行卡的時長就會突變?yōu)榕c值x正呈線性相關(guān)關(guān)系，當(dāng)x大于60cm時，駕駛員將不能在車輛內(nèi)完成領(lǐng)取通行卡動作。在綜合考慮車輛安全與駕駛員有效領(lǐng)取通行卡等因素，自助發(fā)卡機(jī)的設(shè)置位置在滿足安全的前提下，應(yīng)能夠使駕駛員方便地?？吭诰嚯x其35cm以內(nèi)的位置。

2.3 其他影響因素分析

自助發(fā)卡車道一般設(shè)置寬度為3.5m左右，當(dāng)車輛開始靠近自助發(fā)卡機(jī)時，由于對有效取卡位置判斷不準(zhǔn)，往往導(dǎo)致不必要的延誤。因此可以考慮在道路路面設(shè)置禁停區(qū)域與提示停駛位置。

2.3.1 禁停區(qū)域

車輛在進(jìn)入自助開始靠近自助發(fā)卡機(jī)時，應(yīng)已經(jīng)完成車輛位置調(diào)整，能夠行駛直線到達(dá)取卡位置；車輛駛離時，應(yīng)直線加速完全駛離出自助欄桿機(jī)位置，然后完成調(diào)整車輛位置加速過程。禁停區(qū)域標(biāo)線設(shè)置樣式即參考高速公路路面標(biāo)線設(shè)置樣式，采用平行的斜白線與外圍輪廓線施畫在道路路面上的內(nèi)凸式魚肚線。起始點(diǎn)位于自助發(fā)卡機(jī)上游2個大型車身長度位置約為20m；結(jié)束點(diǎn)位于自助發(fā)卡機(jī)下游1個大型車身長度位置約為10m。

2.3.2 提示停駛位置

當(dāng)車輛直線行駛到自助發(fā)卡機(jī)位置時，其停駛位置也是影響收費(fèi)車道服務(wù)水平的重要因素。因此可以在自助發(fā)卡機(jī)取卡口對應(yīng)車道處，繪制一條垂直于道路中線的白實(shí)線，以此來提示駕駛員停駛最佳位置。

3 自助發(fā)卡車道標(biāo)線設(shè)置方法

高速公路標(biāo)志標(biāo)線有警示駕駛行為的作用，指示駕駛路線的作用，規(guī)范交通秩序的作用。因此在自助發(fā)卡車道設(shè)置一套完善的道路標(biāo)線十分必要，根據(jù)上述內(nèi)容，可以在自助發(fā)卡車道設(shè)置如下標(biāo)線：

3.1 車道邊線標(biāo)線

基于對側(cè)向凈空對駕駛員取卡時間的影響，因此可以設(shè)置道路邊線標(biāo)線。在考慮駕駛員舒適度、安全等條件下，道路邊線標(biāo)線設(shè)置宜距離自助發(fā)卡機(jī)35cm。

3.2 禁停區(qū)域標(biāo)線

采用平行的斜白線與外圍輪廓線施畫在道路路面上的內(nèi)凸式魚肚線。其凸起位置總長度為30m，起始點(diǎn)位于自助發(fā)卡機(jī)上游20m；結(jié)束點(diǎn)位于自助發(fā)卡機(jī)下游10m。

3.3 提示停車標(biāo)線

提示停車區(qū)域標(biāo)線為一條白實(shí)線，其位置對應(yīng)自助發(fā)卡機(jī)取卡口位置且垂直于道路中線。

綜合上述自助發(fā)卡車道標(biāo)線設(shè)置方法，繪制效果圖如下：

4 結(jié) 論

針對設(shè)置有自助發(fā)卡機(jī)的收費(fèi)車道，提出了自助發(fā)卡車道地面標(biāo)線設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)置提示停車區(qū)域和禁停區(qū)域，給出了自助發(fā)卡車道地面標(biāo)線設(shè)置的具體參數(shù)。為輔助駕駛員停車，提高收費(fèi)站服務(wù)水平及完善自助發(fā)卡車道標(biāo)線設(shè)置有著指導(dǎo)作用。

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