但翠金

[摘 要]隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，我國(guó)的高速公路里程也在迅速增長(zhǎng)。高速公路收費(fèi)站作為高速公路的瓶頸區(qū)域，其通行能力遠(yuǎn)小于高速公路基本路段，制約著高速公路整體的通行能力和運(yùn)行效率。對(duì)高速公路收費(fèi)站的交通流特性進(jìn)行分析，有助于探求優(yōu)化交通流的措施，提高高速公路收費(fèi)站的通行能力和運(yùn)行效率。

[關(guān)鍵詞]高速公路;收費(fèi)高速;通行力

[中圖分類號(hào)]F542

1 引言

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，帶動(dòng)了高速公路的迅速發(fā)展，高速公路具有行車速度高、干擾少、安全系數(shù)高、運(yùn)行效率高等優(yōu)點(diǎn)。因此在社會(huì)運(yùn)行中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。截至2018年，我國(guó)高速公路里程已突破14萬(wàn)千米。雖然高速公路得到了迅速的發(fā)展，但交通需求也隨著社會(huì)的發(fā)展在迅速的增長(zhǎng)之中。因此，交通需求與通行能力出現(xiàn)了矛盾。高速公路收費(fèi)站是高速公路的瓶頸，制約著高速公路整體的運(yùn)行效率。在高峰時(shí)期，高速公路收費(fèi)站區(qū)域會(huì)出現(xiàn)排隊(duì)現(xiàn)象，這一方面影響了駕駛員和乘客的心理感受，車輛也會(huì)因?yàn)轭l繁的啟動(dòng)制動(dòng)降低使用性能、縮短使用壽命;另一方面大量汽車尾氣的排放會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成負(fù)面影響且給路面增加了損壞的風(fēng)險(xiǎn)。因此，高速公路是制約高速公路通行能力和車輛運(yùn)行效率的關(guān)鍵區(qū)域。

2 我國(guó)高速公路收費(fèi)現(xiàn)狀

目前，在高速公路收費(fèi)系統(tǒng)中，包括我國(guó)在內(nèi)的世界許多國(guó)家都在大力推行電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)（ETC）。ETC收費(fèi)方式的出現(xiàn)，在一定程度上緩解了高速公路收費(fèi)區(qū)域的擁堵問(wèn)題，提高了車輛在收費(fèi)區(qū)域的運(yùn)行效率，車輛經(jīng)過(guò)時(shí)只需減速通過(guò)，不必停車等候再重新啟動(dòng)，節(jié)省了原本在半人工自動(dòng)收費(fèi)方式（MTC）所需耗費(fèi)的時(shí)間，減少了延誤。2019年以來(lái)，隨著ETC收費(fèi)方式在全國(guó)開(kāi)始全面推廣，大多數(shù)車輛安裝ETC收費(fèi)裝置，ETC通道有所增多，但由于種種原因，全面普及ETC在我國(guó)還需要一些時(shí)間以及諸多障礙，目前MTC收費(fèi)通道多于ETC收費(fèi)車道，為此傳統(tǒng)的MTC收費(fèi)依舊是主要的收費(fèi)方式之一。ETC收費(fèi)方式的出現(xiàn)改變了過(guò)去收費(fèi)站區(qū)域的車輛運(yùn)行情況。所以對(duì)于收費(fèi)站區(qū)域交通流的情況，則需要對(duì)兩類車道分別研究，對(duì)于高速公路收費(fèi)站的通行能力，也需要在經(jīng)典的交通流理論和道路通行能力理論的基礎(chǔ)上進(jìn)一步探索和分析。

3 高速公路對(duì)人民生活的影響

高速公路對(duì)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)、居民出行的影響是多方面的，它較好地滿足了社會(huì)日益增長(zhǎng)的交通需求，縮短了人們的出行距離，加快了貨物運(yùn)輸?shù)男?，降低了社?huì)生產(chǎn)成本，為社會(huì)間接帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。但不可避免的，交通擁堵、交通安全等一系列問(wèn)題也隨之出現(xiàn)。高速公路收費(fèi)區(qū)域是整個(gè)高速公路系統(tǒng)的重要組成部分，也是高速公路運(yùn)行的瓶頸，影響著整個(gè)高速公路的交通流和車輛運(yùn)行情況。對(duì)于收費(fèi)區(qū)域交通流特性進(jìn)行分析研究，可以探究收費(fèi)區(qū)域目前存在的問(wèn)題、發(fā)現(xiàn)制約其通行能力和運(yùn)行效率的瓶頸、分析車道設(shè)置的合理與否以及探究不同車輛車型比例對(duì)于收費(fèi)站運(yùn)行情況的影響。對(duì)于提高通行能力和運(yùn)行效率具有十分重要的意義。有助于高速公路更好地發(fā)揮它的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

4 高速公路收費(fèi)站交通流的優(yōu)化

4.1 高速公路收費(fèi)站交通流的影響因素

影響收費(fèi)站交通流的因素很多，有外部因素和內(nèi)部因素，外部因素包括經(jīng)濟(jì)、政策、天氣狀況、地理環(huán)境旅游及產(chǎn)業(yè)分布、交通需求等。內(nèi)部因素是指交通流自身的性質(zhì)。外部因素直接影響著交通流的運(yùn)行狀況。外部因素間接作用于交通流。

4.2 外部因素

4.2.1 交通需求

（1）影響旅客運(yùn)輸需求的因素：社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、居民的消費(fèi)水平、城市規(guī)模和人口數(shù)量都對(duì)旅客運(yùn)輸需求有影響，交通需求與上述硬性因素呈正相關(guān)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平越高、居民消費(fèi)水平越高、城市規(guī)模和人口數(shù)量越大，相應(yīng)的運(yùn)輸需求也相應(yīng)越大。特別是交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中較發(fā)達(dá)的地區(qū)，其旅客運(yùn)輸需求更大，對(duì)于ETC的要求也越多。

（2）影響貨物運(yùn)輸需求的因素：除了經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平之外，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是影響貨物運(yùn)輸需求的一個(gè)重要因素，特鋼業(yè)、農(nóng)副食品加工業(yè)、鹽化工業(yè)、新能源汽車及零部件和裝備制造業(yè)等是淮安的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。但是，由于重工業(yè)貨物運(yùn)輸需求量大、對(duì)運(yùn)輸質(zhì)量要求不高，一般采用鐵路運(yùn)輸，因此高速公路收費(fèi)站的交通需求貨物運(yùn)輸所占比重很小。

4.2.2 政策因素

國(guó)家目前實(shí)行節(jié)假日高速公路免費(fèi)通行的政策，使得原本節(jié)假日時(shí)期的擁堵現(xiàn)象更加嚴(yán)重。不僅影響了車輛的運(yùn)行，也損害了高速公路投資人的利益。

4.2.3 旅游因素

高鐵的迅速發(fā)展使得道路旅客運(yùn)輸受到了極大的沖擊，于是許多道路運(yùn)輸企業(yè)把目光轉(zhuǎn)向了旅游行業(yè)，特別是一些旅游資源豐富的地區(qū)，其不僅有鐵路、航空的旅游團(tuán)，還有更多來(lái)自全國(guó)各地的自駕游，這就使得ETC顯得格外重要，相信未來(lái)旅游因素會(huì)對(duì)道路運(yùn)輸影響越來(lái)越大。

4.2.4 天氣因素

天氣是影響交通流運(yùn)行狀況的重要因素，遇上嚴(yán)重惡劣的天氣高速公路還會(huì)限制進(jìn)入。霧、雪、雨等天氣狀況會(huì)使得車輛運(yùn)行質(zhì)量受損。

4.3 內(nèi)部因素

4.3.1 交通量

交通量是交通流特性的重要參數(shù)，也是影響交通流運(yùn)行的最主要的因素。交通量過(guò)大會(huì)使車輛運(yùn)行速度降低、收費(fèi)站排隊(duì)長(zhǎng)度增加、車輛延誤增加。

4.3.2 運(yùn)行速度

在車輛到達(dá)收費(fèi)亭之前，若車輛想要變道，會(huì)根據(jù)周圍車輛運(yùn)行速度選擇是否變道以及何時(shí)變道。若周圍車輛運(yùn)行速度較大，這時(shí)駕駛員出于安全考慮會(huì)放棄變道或者推遲變道。

4.3.3 車型比例

在收費(fèi)站區(qū)域，貨車的比例增加會(huì)降低周圍車輛的運(yùn)行效率，由于啟動(dòng)時(shí)間和制動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，等候在其后的車輛會(huì)增加等待時(shí)間，增加延誤。

4.3.4 通行能力

若收費(fèi)站提供的通行能力大于或約等于實(shí)際通過(guò)的交通量，這時(shí)車輛一般能正常運(yùn)行，如果提供的通能能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了實(shí)際的交通需求，則會(huì)造成交通擁擠甚至癱瘓。

5 收費(fèi)站區(qū)域交通流的影響因素

高速公路收費(fèi)站是路段的瓶頸，收費(fèi)站屬于匝道收費(fèi)站，屬于封閉式收費(fèi)系統(tǒng)的一部分。與城市各類道路相銜接。周圍環(huán)境對(duì)高速公路收費(fèi)站交通流的影響因素顯著，具體表現(xiàn)在以下三方面。

（1）高速匝道由于考慮到成本及其他原因，大部分高速入口的匝道都比較狹窄，大多數(shù)為2～3車道，一定程度上影響了收費(fèi)站到達(dá)的車輛的頻率。

（2）有些車輛會(huì)在收費(fèi)站入口和出口的區(qū)域停車休息。這一行為在車流量達(dá)到比較密集的時(shí)候嚴(yán)重影響了車輛的行駛效率。

（3）在收費(fèi)亭附近，有MTC車輛誤入ETC車道的情況，加長(zhǎng)了后車的等待時(shí)間，影響了后車的運(yùn)行效率。

6 優(yōu)化高速公路收費(fèi)站的建議

針對(duì)以上對(duì)高速公路收費(fèi)站交通流影響因素的分析以及結(jié)合實(shí)際收費(fèi)站具體情況的分析，以提高高速公路收費(fèi)站的通行質(zhì)量為目標(biāo)，提出以下五點(diǎn)建議。

（1）合理預(yù)測(cè)未來(lái)交通量，針對(duì)不同程度的交通需求開(kāi)設(shè)合適的收費(fèi)通道以提供相應(yīng)的通行能力。

（2）交通管理人員應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行公務(wù)，對(duì)于高速公路收費(fèi)站附近非法停車影響正常交通運(yùn)行的行為應(yīng)及時(shí)制止并按照相關(guān)規(guī)定嚴(yán)格處罰。

（3）防止MTC車輛誤入ETC車道，應(yīng)在距離收費(fèi)站的恰當(dāng)位置設(shè)置醒目的提醒標(biāo)志。

（4）加強(qiáng)ETC的宣傳工作，鼓勵(lì)更多車主安裝ETC收費(fèi)裝置，從根源上改善交通流的運(yùn)行狀況，提高收費(fèi)站整體的運(yùn)行效率。

（5）使收費(fèi)站不遠(yuǎn)處的交叉口的信號(hào)配合收費(fèi)站區(qū)域的交通流情況，必要時(shí)延長(zhǎng)紅燈時(shí)間以緩解收費(fèi)站區(qū)域的排隊(duì)情況。

7 結(jié)論

高速公路的發(fā)展為經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步做出了十分重要的貢獻(xiàn)，高速公路收費(fèi)站作為高速公路的瓶頸區(qū)域，制約著高速公路整體的通行效率。其交通流特性也不同于高速公路基本路段。文章以高速公路入口的交通流為研究對(duì)象，研究?jī)?nèi)容為兩個(gè)方面。一方面，通過(guò)概率統(tǒng)計(jì)的方法分析了其中一條MTC車道的車輛到達(dá)頻率、車頭時(shí)距分布、服務(wù)時(shí)間分布，利用排隊(duì)論對(duì)比分析了普通MTC車道和超寬車道的排隊(duì)情況。并粗略估算了觀測(cè)當(dāng)日開(kāi)放的三條收費(fèi)車道的通行能力，以此為基礎(chǔ)對(duì)不同到達(dá)交通量提出了開(kāi)設(shè)通道的數(shù)量;另一方面，通過(guò)對(duì)高速公路收費(fèi)站的周圍環(huán)境觀察，結(jié)合影響交通流的因素分析，提出了一些優(yōu)化該高速公路收費(fèi)站交通流的建議。

研究結(jié)果表明，高速公路收費(fèi)站入口的內(nèi)側(cè)車道（MTC）的車輛達(dá)到符合泊松分布、車頭時(shí)距符合負(fù)指數(shù)分布、服務(wù)時(shí)間符合厄蘭分布（l=5）。超寬車道的平均服務(wù)時(shí)間略長(zhǎng)于內(nèi)側(cè)MTC車道的服務(wù)時(shí)間。交通強(qiáng)度也大于內(nèi)側(cè)MTC收費(fèi)車道。因此平均等待時(shí)間、忙期長(zhǎng)度等也大于內(nèi)側(cè)MTC車道。

在對(duì)高速公路收費(fèi)站周圍環(huán)境觀察的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)距離收費(fèi)站附近有車輛隨意停放現(xiàn)象，針對(duì)這一問(wèn)題高速公路收費(fèi)站管理部門應(yīng)當(dāng)重視并及時(shí)制止。

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