馬迎芳

（1.河北省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司，河北 石家莊 050011；2.江蘇緯信工程咨詢有限公司，江蘇 南京 210014）

0 引言

近年來，我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)，公路建設(shè)也取得了非常好的成績(jī)。我國(guó)高速公路總里程達(dá)16萬km，繼續(xù)穩(wěn)居世界第一位。在全國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的大環(huán)境下，公路逐漸成為各城市之間聯(lián)系的快速通道，產(chǎn)生了巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

若平行公路交通量很大，采用平交的連通方式，會(huì)造成交叉口處大量交通擁堵的現(xiàn)象；若平行公路交通量較小，采用立交的連通方式，利用率不高，會(huì)造成資源的浪費(fèi)。本文希望通過研究平行公路交通轉(zhuǎn)換方法，尋求其一般規(guī)律并得以推廣，進(jìn)而提高整個(gè)道路網(wǎng)的通行能力，實(shí)現(xiàn)公路網(wǎng)服務(wù)水平最大化，有效緩解交通擁堵，提高交通安全水平[1]。

1 平行公路交通轉(zhuǎn)換特性分析

平行公路除了具備其所屬等級(jí)公路的基本交通特性，還具有其特有的交通特性。平行公路直行通道所受干擾較少，內(nèi)部干擾和外部干擾較多。不論是在分流點(diǎn)還是合流點(diǎn)，出入車輛都會(huì)影響直行車輛的行駛速度。對(duì)于只有客車的車流來說，行駛速度較高，所受干擾較小。對(duì)于只有貨車的車流來說，行駛速度比只有客車的車流慢，所受干擾較小。對(duì)于混合車流來說，由于貨車的體型較大，行駛速度慢，嚴(yán)重影響整體車流的行駛速度。

2 常見交通轉(zhuǎn)換方法

公路一般是以平面交叉或立體交叉的形式實(shí)現(xiàn)交通轉(zhuǎn)換的。

2.1 常見平面交叉型式

常見的平面交叉有“十”字形、“T”字形、“X”字形、“Y”字形等交叉型式。在工程實(shí)例中常常根據(jù)相交道路的等級(jí)、功能、交通量、周邊的地形地貌以及工程造價(jià)來選定平面交叉的型式。平面交叉，根據(jù)其交通特點(diǎn)常分為4類，分別是加鋪轉(zhuǎn)角式、分道轉(zhuǎn)彎式、拓寬路口式及環(huán)形交叉式[1-2]。

2.2 常見立體交叉型式

按照交通功能，將常見的立交型式劃分為分離式立交和互通式立交。

分離式立體交叉一般不設(shè)匝道，僅通過跨線構(gòu)造物實(shí)現(xiàn)空間上的分離，常采用上跨或下穿的形式使主路和被交路分離。

與分離式立體交叉相比，互通式立體交叉設(shè)置匝道，通過設(shè)置跨線構(gòu)造物和匝道使車輛實(shí)現(xiàn)空間分離。匝道的設(shè)計(jì)彌補(bǔ)分離式立體交叉設(shè)計(jì)的不足，可以方便左右轉(zhuǎn)車輛行駛。它的優(yōu)點(diǎn)是各方向車輛行駛干擾小，全部或部分消滅沖突，提高行駛速度，加大交通安全系數(shù)。由于型式復(fù)雜，占地面積大所以修建費(fèi)用較高，常被采用于通往重要港口、機(jī)場(chǎng)或旅游勝地的道路相交處，適用于交通出入口控制點(diǎn)。互通式立交又可以分為完全互通式立交、部分互通式立交、交織型立交3種型式，它們?cè)诮徊嫣庈嚵鬈壽E線的交叉方式和幾何形狀不同[1,3]。

3 平行公路交通轉(zhuǎn)換評(píng)價(jià)方法

3.1 評(píng)價(jià)原則

通過研究平行公路交通轉(zhuǎn)換方法，最終希望能夠提高公路網(wǎng)通行能力和服務(wù)水平，所以本文通過評(píng)價(jià)公路網(wǎng)通行能力和服務(wù)水平是否提高來判斷平行公路交通轉(zhuǎn)換方法是否科學(xué)、合理。選取一些能反映公路服務(wù)質(zhì)量的指標(biāo)，對(duì)經(jīng)過交通轉(zhuǎn)換后的兩條平行公路的這些指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。反映公路服務(wù)質(zhì)量的指標(biāo)有很多，要選取合適的指標(biāo)才能更加科學(xué)地進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)要遵循如下原則：整體性原則、科學(xué)性原則、目的性原則和可測(cè)性原則[1,4]。

3.2 交通仿真評(píng)價(jià)方法與指標(biāo)

交通仿真分析評(píng)價(jià)法是一種用于評(píng)價(jià)交通運(yùn)行情況的常用方法，具有建模方便、成本低、能夠應(yīng)對(duì)復(fù)雜交通狀況等優(yōu)點(diǎn)。交通仿真方法，利用仿真的方式模擬現(xiàn)實(shí)的交通狀況，例如道路斷面、縱坡、信號(hào)燈、減速帶、車速、車型比例以及交通量等情況，模擬、分析、評(píng)價(jià)通過采取某些措施引發(fā)的交通狀況。其可以評(píng)價(jià)行程時(shí)間、延誤、平均速度、加速度和排隊(duì)長(zhǎng)度等，可更加直觀地剖析交通運(yùn)行狀況，以及所采取的措施是否有效[1,4]。本文擬采用交通仿真中平均排隊(duì)長(zhǎng)度、最大排隊(duì)長(zhǎng)度、排隊(duì)車輛停車次數(shù)等指標(biāo)開展平行公路轉(zhuǎn)化方法評(píng)價(jià)工作。

4 案例分析——G210與包茂高速（陜西銅川段）交通轉(zhuǎn)換分析

4.1 交通特性分析

如圖1所示，包茂高速與G210兩條平行公路之間開通了一個(gè)部分互通出入口，即耀州北出入口，耀州北開通時(shí)，北匝道出入口實(shí)行“禁止貨車通行”的交通管制，并設(shè)置了封閉式聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)，在入口和出口匝道各設(shè)置一個(gè)收費(fèi)站。各匝道道路比較窄，進(jìn)出口均為兩車道，使得耀州北交通壓力很大。收費(fèi)站影響道路的通行能力，成為制約交通的瓶頸。再加上匝道引線太短，每天有大量的車在此排隊(duì)交卡、領(lǐng)卡，極易形成擁堵。隨著銅川市煤炭工業(yè)、水泥廠經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)的拉動(dòng)，道路上的交通量快速增長(zhǎng)，耀州北的交通壓力會(huì)越來越大，表明平行公路轉(zhuǎn)換方式存在不合理現(xiàn)象。

圖1 包茂高速與G210交通轉(zhuǎn)換形式

4.2 交通轉(zhuǎn)換方案設(shè)計(jì)

根據(jù)耀州北所處地形地貌、交通量、道路等級(jí)、功能以及節(jié)點(diǎn)交通問題等設(shè)計(jì)3個(gè)方案。

4.2.1 方案一

由于環(huán)形盤道交通通行能力較低，排隊(duì)現(xiàn)象嚴(yán)重，故方案一將環(huán)形盤道拆除，改為普通的五路交叉。優(yōu)點(diǎn)是提高了交叉口的通行能力，有效緩解交通擁堵。缺點(diǎn)是沖突點(diǎn)較多，需合理設(shè)置各進(jìn)口道的信號(hào)燈。

4.2.2 方案二

通過分析塔坡路三路交叉以及環(huán)形盤道的交通情況，可得G210國(guó)道的通行能力不能滿足增長(zhǎng)越來越快的機(jī)動(dòng)車行駛需求。故方案二設(shè)計(jì)將原來的環(huán)形盤道拆除，將原本為雙向四車道的G210國(guó)道改擴(kuò)建為雙向八車道，可以緩解G210國(guó)道通行能力不足的情況，且造價(jià)較低。缺點(diǎn)是改擴(kuò)建G210國(guó)道嚴(yán)重影響車輛的行駛，且在修建期間G210國(guó)道取消收費(fèi)，經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重。

4.2.3 方案三

方案三是在方案一的基礎(chǔ)上重新修建一條右進(jìn)匝道，增長(zhǎng)匝道引線，避免因大量車輛在收費(fèi)站排隊(duì)，堵塞交叉口。新建的右進(jìn)匝道長(zhǎng)為478.041 m，可以直接連通G210國(guó)道和包茂高速，大量的交通通過右進(jìn)匝道可以實(shí)現(xiàn)快速轉(zhuǎn)換，同時(shí)也分擔(dān)了原右進(jìn)匝道的交通量。通過新建匝道的修建可以有效緩解耀州北的交通擁堵狀況現(xiàn)狀。缺點(diǎn)是新建匝道要橫跨包茂高速，坡度較大，造價(jià)較高。

4.3 方案綜合評(píng)價(jià)

4.3.1 微觀仿真評(píng)價(jià)

采用微觀仿真軟件VISSIM對(duì)3種方案建立仿真路網(wǎng)，并在適當(dāng)位置設(shè)置檢測(cè)器，以便對(duì)路網(wǎng)運(yùn)行效率指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，如圖2～圖4所示。對(duì)微觀仿真模型進(jìn)行標(biāo)定、輸入所需數(shù)據(jù)，運(yùn)行仿真，進(jìn)而得到仿真結(jié)果。

圖2 方案一仿真路網(wǎng)及檢測(cè)器設(shè)置

圖3 方案二仿真路網(wǎng)及檢測(cè)器設(shè)置

圖4 方案三仿真路網(wǎng)及檢測(cè)器設(shè)置

4.3.2 評(píng)價(jià)結(jié)果分析

通過微觀仿真及理論分析對(duì)3個(gè)方案在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、交通幾個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，3種方案具體指標(biāo)如表1所示。

表1 各方案指標(biāo)比較

對(duì)表1進(jìn)行比較分析如下：

a）方案一僅拆除環(huán)形盤道：所需費(fèi)用最少，僅需33.39萬。平均排隊(duì)長(zhǎng)度最大，排隊(duì)車輛停車次數(shù)最多，最大排隊(duì)長(zhǎng)度較大，匝道長(zhǎng)度較短，占地面積最小。

b）方案二拆除環(huán)形盤道和拓寬G210國(guó)道相結(jié)合：由于G210國(guó)道改擴(kuò)建使得方案造價(jià)較高。通過采取措施，方案二有效改善了平均排隊(duì)長(zhǎng)度，僅為45 m，相比方案一縮短了56 m，排隊(duì)停車次數(shù)也有所改善，最大排隊(duì)長(zhǎng)度與方案一差不多，匝道長(zhǎng)度與方案一相同，占地面積適中。

c）方案三拆除環(huán)形盤道和新建匝道相結(jié)合：造價(jià)適中，平均排隊(duì)長(zhǎng)度、最大排隊(duì)長(zhǎng)度、排隊(duì)車輛停車次數(shù)相較與方案一、方案二，得到明顯改善，匝道長(zhǎng)度較長(zhǎng)，占地面積較大。

d）從技術(shù)角度看，方案三的技術(shù)要求最高，方案二次之，方案一技術(shù)要求最低。從經(jīng)濟(jì)角度看，方案二的造價(jià)最高，且遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于方案一、方案三，其次是方案三，方案一造價(jià)最低。從交通角度看，方案一的效果與改造前方案相比存在一定的改善，但效果一般；方案二、方案三相差不多，均有效改善了包茂高速和G210國(guó)道耀州北的交通狀況。從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、交通3個(gè)角度綜合考慮，認(rèn)為方案三是最合理的改善方案。建議包茂高速和G210國(guó)道耀州北交通改善選取拆除環(huán)形盤道與重新修建一條G210國(guó)道到包茂高速的匝道相結(jié)合的方法。

5 結(jié)語

平行公路之間轉(zhuǎn)換方法對(duì)公路網(wǎng)的運(yùn)行效率起著至關(guān)重要的作用，在確定轉(zhuǎn)換方法前，應(yīng)對(duì)具體公路情況進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，在此基礎(chǔ)上形成多個(gè)備選方案，并對(duì)多個(gè)方案進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，最終得到推薦方案。本文結(jié)合陜西省銅川市范圍內(nèi)G210與包茂高速交通轉(zhuǎn)換為例，分析了交通轉(zhuǎn)換特性，提出了備選方案，并采用微觀仿真及理論分析對(duì)3個(gè)方案進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，得到了推薦方案。本文研究對(duì)平行公路工程實(shí)際應(yīng)用具有重要的參考價(jià)值。