高速公路紧急停车带综合利用的效用分析.docx

第卷 第期 年 月中外公路文 章 编 号 ：（）高速公路紧急停车带综合利用的效用分析 蒋 隆 建，杨 晨，程 建 川，（东 南 大 学 交 通 学 院 ，江 苏 南 京 ；江苏省现代道路交通安全设计与评价联合培养研究生示范基地 ）摘 要 ：借鉴国内外高速公路紧急停车带综合利用的经验 ，论 证 了 特 殊情况下将紧急停车 带用作爬坡车道的依据和可行性 ，以 宁 杭 高 速 公路某段安全改善为 实 例 ，给出具体的技术方 案 。 通过大货车对爬 坡 车道不同服从率的 仿 真 ，指出该方案可以提高车流 平 均 速 度 、减少变换车道次数 ，当 服 从 率 大 于 时 ，车 道 变 换 次 数 明 显 下 降 ，所以应用中需要采用 相应交通管理手段保证爬坡段的大货车服从率 。 从经济学中效用的角度比较了各种方案 ，综 合利用紧急停车带方案的整体效用最高 。关 键 词 ：紧 急 停 车 带 ；爬 坡 车 道 ；效 用 ；高 速 公 路紧 急停车带指 的 是供故障 车 辆或其他原因紧急停 车 时 使 用 的 临 时 停 车 地 带 。 根 据 中 国 公 路 路 线 设 计 规 范 （以 下 简 称 路 线 规 范 ）的 规 定 ，“高 速 公 路 、一 级 公 路 的 右 侧 硬 路 肩 宽 度 小 于 时 ，应 设 紧 急 停 车 带 ”，而 同 时 路 线 规 范 规 定 的 高 速 公 路 右 侧 路 肩 一 般 值 均 大 于 ，所 以 中 国 的 高 速 公 路 上 很 少 设 置 专 门 的 紧 急 停 车 带 ，主 要 由 右 侧 硬 路 肩 来 承 担 紧 急 停 车 带 功 能 。然 而 紧 急 停 车 带 的 实 际 使 用 率 低 ，造 成 很 大 浪 费 ， 于 是在 局部路段安 全 改善和高 速 公路改扩建等工程实 践 中 ，国内外 均对如何充分 利用紧急停车带 ，达 到 综 合效 益 最 大 化 进 行 了 有 益 的 尝 试 。为 此 ，在 该 文 中 ，紧 急停 车带 除作为紧急 停 车外的功 能 利用统称为紧急停车 带 综 合 利 用 。部 分 案 例 如 ：英国公路管理局在伯明翰 市 附 近 的 高 速 公 路 上 尝 试 将 交 通 拥 堵 路 段 的 硬 路 肩 作 为 额 外 车 道 使 用 ，通 过 路 面 传 感 器 、网 络 摄 像 头 和 信 号 机 来 控 制 硬 路 肩 的 开 关 和 限 速 ，这 项 测 试 因 可 以 很快 缓解交通状 况 而且成本 只 是建造公路所需成本 的 ，而 在 运 输 行 业 中 受 欢 迎 。德 国 高 速 公 路 法 兰 克 福 段 将 硬 路 肩 设 为 临 时 车 道 ，通 过可变信号标志 来 控 制 临 时 车 道 的 开 放 和 关 闭 ，效 果 良 好 。 中 国 在 尉（氏）许（昌）高 速 公 路 的 扩 建 中 提 出 了 “四 车 道 改 六 车 道”方 案 ，即 在 宽 的 路 基 上 布 置 六 车 道 ，将 原先 的 紧 急 停 车 带 划 分 为 大 货 车 行 车 道 ，在 提 高 通 行 能力 的 同 时 大 大 节 约 了 扩 建 费 用 和 土 地 资 源 。 由 此 可 见 ，在 某 些 情 况 下 合 理 利用紧急停车 带能够取得良好 的 社会和经济效益 。效用在经济学中用来解 释 理 性 的消 费者 如何把有 限 的资源分配在 能 带 来最大满足的商品上 ，在 此 借 效 用 的 概 念 来表示不同方案如何 占 用最少资源 实 现 经济 、社 会 等 综 合 效 益 的 最 大 化 。 该 文 以 宁 杭 高 速 公 路某 段 为 例 ，探 讨 在 现 状 改 善 的 特 殊 情 况 下 ，利 用 紧 急 停 车 带作爬坡车道的可行性及 其 效 用 分析 。紧 急停车 带 综 合利 用 的 可 行 性紧急停车带的综合利用 ，在 该 文 指 用 作 爬 坡 车 道 ，依 据 有 以 下 个 方 面 ：（）路 线 规 范 规 定 。 如 前 所 述 ，中 国 高 速 公 路 主 要 由 右 侧硬路肩来承担紧急停车带功能 ，路 线 规 范条 第（）款 对 爬 坡 车 道 的 相 关 规 定 指 出 ，“高 速 公 路 、一级公路的爬 坡 车 道应 紧靠车道的外 侧 设置 ， 可 利用硬路肩宽度 ，爬 坡 车道的外侧应设置 路 缘带和 土 路 肩”，该条文从技术规范 层 面 说 明了 将紧 急停车带 改 为爬坡车道具有可行性 。（）使 用 现 状 允 许 。紧 急 停 车 带 主 要 用 作 故 障 车 辆 停放和救援车 辆 通 行 的 通 道 ，然 而 在 实 际 调 查 中 发 现 ，紧急停车带平时服 务 于 故障 车辆的概率很小 ，在 发 生 事故时又往往 被 拥 堵车辆违规占用 ，导 致 救 援 车 辆 受 阻 ，造 成 其 “平 时 无 人 用 ，战 时 无 法 用 ”的 尴 尬 局 面 。 紧 急停车带平时 使 用 率 偏 低 的 特 点 ，为 紧 急 停 车 带 改 为 爬坡车道提供 了 合 理 的 现 实 基 础 ，且 在 局 部 路 段 增收 稿 日 期 ：作 者 简 介 ：蒋 隆 建 ，男 ，硕 士 研 究 生 ： 中 外 公 路 第 卷 设 的 爬 坡 车 道 对 公 路 整 体 应 急 救 援 影 响 不 大 。（）中 国 有 成 功 先 例 。国 内 外 对 紧急停车带改作 临 时 车 道 已 不 乏 先 例 ，而将其用作爬 坡车道在中国也 已 经 有 实 例 可 供 参 考 ，且 效 果 良 好 。 杭金衢高速公路 衢 州 方 向 有 一 长 达 的 长 上 坡 ，此 处 年 共 发 生 起 交 通 事 故 ，导 致 人 死 亡 。年 ，该 路 段右侧硬路肩被改建 为 爬 坡 车 道 ，通 过 增 设 爬 坡 车 道 引 导 牌 等 措 施 ，事 故 下 降 ，事 故 死 亡 人 数 降 至 人 ，显著地 提高了路段安全水平 。（）综 合 优 势 。 相 比 增 设 新 的 爬 坡 车 道 ，利 用 紧 急 停车 带作爬坡车 道 避免了扩 建 施工及其对高速公路 正 常 运 营 和 安 全 带 来 的 影 响 ，只需进 行标志标线和交 通 管 控 设 备 的 改 进 ，在 提高通行能力 和改善交通安全 的 同 时 ，能 够 最 大 限 度 地 节 约 土 地 资 源 ，保 护 原 有 生 态 环 境 ，节 省 建 设 费 用 ，缩 短 建 设 时 间 ，综 合 效 用 最 高 。300250200150100500图 交 通 量 变 化 图80706050403020100宁 杭 高 速 公 路 某 段 实 例分 析概 况宁 杭 高 速 公 路 某 路 段 全 长 ，设 计 速 度 ，路 基 总 宽 ，其 中 中 央 分 隔 带 ， 行 车 道 宽 ，硬 路 肩 （含 右 侧 路 缘 带 ），左 侧 路 缘 带 ，土 路 肩 。目 前 ，硬 路 肩 作 为 紧 急 停 车 道 使 用 ，禁止正常行驶车辆占用 。 该 路 段 平 曲 线 半 径 为 ，纵 断面线形含一 个 变 坡 点 ，以 宁 杭 方 向 计 ，变 坡 点 前 后 坡 度 均 为 ，前 坡 坡 长 ，后 坡 坡 长 。该 路 段 宁 杭 方 向 年 某 日 中 午 ： 次 日 凌 晨 ：的 交 通 量 变 化 和 交 通 组 成 变 化 如 图 、所 示 。高 峰 小 时 交 通 量 约 为 辆，白天交通量比夜 间 交 通 量 高 辆左 右 ，夜 间 大 货 车 比 例 平 均 超 过。图 交通组成变化图 12010080604020夜 间 小 客 车夜 间 大 货 车 日 间 小 客 车日 间 大 货 车纵 坡 起 点直 线 段 中 点 竖 曲 线 起 点 变 坡 点测 站 位 置图 上 坡 段 日 间 、夜间各车型速度衰减图 从 图 可 以 看 出 ：（）从 纵 坡 起 点 到 上 坡 直 线 段 终 点 大 货 车 日 间 及 夜 间 的 平 均 速 度 衰 减 达 ，而 小 型 车 受 长 大 上坡 影 响 较 小 ，二 者 的 速 度 差 在 直 线 段 终 点 达 到 峰 值 ，从 而导致此处运行车速分布离散 ， 变 道 、超 车 频 繁 ，驾 驶 行 为 复 杂 ，容 易 发 生 交 通 事 故 。 夜 间由于大货车比例提高 、疲 劳 驾 驶 、通 视 条 件 不 足 等 更 加剧了事故发 生 的 概率和严重程度 ，尤 其 容 易 发 生 前 方大货车低速 行 驶 ，后方小客车疲劳驾驶而高速追 尾 的 事 故 。（）该 上 坡 路 段 的 大 货 车 速 度 在 竖 曲 线 起 点 处 已 经 衰 减 至 ，低 于 设 计 速 度 及 高 速 公 路的容许最低速度 ，宜设置爬坡车道 ，将 低速 重载的大货车 分 流 至 爬 坡 车 道 ，供 高 速 小 客 车 快 速事 故 分 析通 过 对 宁 杭 高 速 公 路 该 段 近 年 事 故 资 料 、交 通 量 、 车 速 的 统 计 分 析 发 现 ，交 通 事 故 多 发生于上坡路段 ， 重 、特 大 事 故 几 乎 全 部 发 生 在 上 坡 路 段 ，交 通 事 故 中为 追 尾 事 故 和 撞 固 定 物 、撞 护 栏 事 故 。 夜 间 交 通 事 故 的 数 量 和 严 重 程 度 远 高 于 白 天 ，事故主体为大货 车 和 小 客 车 的 交 通 事 故 超 过 和 。大 型车在长大 上 坡段行驶 时 会出现明显的速度衰 减 ，在 上 坡 路 段 设 置 个 测 速 点 ，得 到 日 间 、夜 间 小 客 车 和 大 货 车 的 速 度 变 化 曲 线 如 图 所 示 。速 度/（kmh-1）交 通 量/（辆h-1）交 通 组 成/%大 客 车小 客 车大 货 车行 车 道 超 车 道 年 第 期 蒋 隆 建 ，等 ：高 速 公 路 紧 急 停 车 带 综 合 利 用 的 效 用 分 析 通 过 ，减 少 该 路 段 频 繁 的 变 道 、超 车 行 为 ，消 除 安 全 隐患 ，提 高 通 行 能 力 。面 宽 度 不 变 ，行 车 道 宽 度 不 变 ，爬 坡 车 道 第 一 渐 变 段 长度 ，第 二 渐 变 段 长 度 ，如 图 所 示 。 爬 坡 车 道 采用三级预告 标 志 ，提前提醒大货车驾驶员进入爬 坡 车 道 行 驶 。利用紧 急停车带作爬 坡车道方案及仿真分析 中 央 分 隔 带 两 侧 各 缩 减 ，车 道 整 体 向 内 侧 偏 移 ，将 硬 路 肩 设 置 为 宽 爬 坡 车 道 ，横 断路 基 中 心 线中 央 分 隔 带路 缘 带行 车 道硬 路 肩 路 缘 带 土 路 肩硬 路 基 边 缘 线路 基 边 缘 线爬坡车道第一渐变段 爬坡段长度 爬坡车道第二渐变段 4 5006 000300/275750350751007575035050 75中 路 央 缘 分 带 隔带行 车 道硬 路 肩土 路 肩中 路 央 缘 分 带 隔带行 车 道爬 坡 车 道路 土 缘 路 带 肩i%i%i2%i %2路 中 心 线路 中 心 线-（原 断 面 ）-（改 造 后 断 面 ）图 爬坡车道标准平面布置示意图 （单 位 ：）由 于 未 设 置 紧 急 停 靠 带 ，出现突 发事件时驾驶员 处 理 的 余 地 有 限 ，宁 杭 方向可以利用 现有的观景台作 为 港 湾 式 紧 急 停 靠 带 ，无需 额外添加土木工程量 ，杭 宁方 向 拟 新 增 个 港 湾 式 紧 急 停 靠 带 ，为新增土木工程 。对 改 造 后 的 方 案 用 进 行 仿 真 评 价 ，大 货 车 的 速 度 主 要 受 纵 坡 影 响 ，仿真中假定其上坡速度曲 线 分 布 服 从 于 图 的 实 测 速 度 曲 线 ，在此情况下考察 受 影 响 的 小 型 车 车 流 和 整 体 车 流 运 行 情 况 。从 车 流 平均 速 度 、速 度 方 差 和 变 换 车 道 次 数 个方面进行了对 比（表 ）。从 表 可 以 看 出 ，将紧急停车带 改建为爬坡车道 以 后 ，全 面 提 升 了 车流的平均速度 ，缩小了速度方差 ，从 而 使 得 变 换 车 道 的 驾 驶 行 为 大 大 减 小 。大 型 车 比 例越 大 ，这 种 改 善 作 用 越 明 显 ，以 大 车 占 的 凌 晨 交 通 流 为 例 ，其 在 上 坡 段 终 点 的 平 均 速 度 提 升 了，方 差 减 小 了 ，变 换 车 道 次 数 从 次 陡 降 为 次 。上 述结论是在大货 车 对 爬坡 车 道 的服从 率为 ，即所有大货车均进入 爬 坡 车 道的 理想 情况下得 到 的 ，实际运营中很难 达 到 这个 要求 ，故 而 需 要 对 不 同 的 大货车爬坡车道服从率进 行 仿 真 。以 大 货 车 比 例 最高 的凌晨时段为 例 进 行 试 验 ，结 果 如 表 所 示 。 随 着 服 从 率 的 提 高 ，车 流 的 平 均 速 度 稳 步 提 升 ，变 换 车 道 次数 也 逐 渐 下 降 ，但是车流的速 度 方 差 稳 中 有 升 ，直 至服从率时才出现 回 落 ，这 是 由 于 分 流 部 分 大 货 车 后 ，小型车速度提高 ，而 滞 留 在 正 常 车 道 中 的 大 货 车 速度 基 本 不 变 ，从而导致车 流 整体 速度方差的增大 ，单 从 这 个 角 度 来 看 ，似 乎 是 车 流 不 稳 定 性 提 高 ，不 利 于 车 辆 安 全 平 稳 通 过 ，但 是 变 换 车 道 次 数 持 续 下 降 ，说 明 车 流 是 在 朝着有序化的方 向 变 动 ，不 同 车 型 各 行 其 道 。所 以 速度方差指标 在 此 只具有统计学上的意义 ，在 实 际 情 况中应理解为 不 同 车 型 各 行 其 道 ，在 各 自 性 能 范 围 内 速 度 有 所 提 升而产生的效果 。 大量仿真结果表明 ：大 货车对爬坡车道的服 从 率 达 到 以 上 时 ，变 换 车 道 次数会出现明 显 下 降 ，所以在实际运营中要加强交 通 管 理 ，提高大货车进 入 爬 坡车 道的比率 ，可 以 大 大 增5075 35075075 100 中 外 公 路 第 卷 表 增设爬坡车道前后的仿真结果对比 上 坡 段 中 点上 坡 段 终 点是 否 增设 车 道变 换 车 道次 数时 段交 通 组 成速 度 均 值（）速 度 均 值（）速 度 方 差速 度 方 差大 型 车 中 型 车 小 型 车 大 型 车 中 型 车 小 型 车 大 型 车 中 型 车 小 型 车 不 设凌 晨增 设不 设上 午增 设不 设增 设晚 间表 不同爬坡车道服从率的仿真结果 上 坡 段 中 点上 坡 段 终 点服 从 率变 换 车 道次 数时 段交 通 组 成速 度 均 值（）速 度 均 值（）速 度 方 差速 度 方 差大 型 车 中 型 车 小 型 车 凌 晨强 路 段 安 全 性 。总 体 上 来 说 ，该方案提 高了路段通行能力 ，改 善 了 服 务 水 平 和 安 全 性 ，合理调 整利用车道功能 ，仅 需 中 央 分 隔 带 的 缩 减 工 程 、新 增少量港湾式 紧急停靠带和部 分 标 志 标 线 改 造 工 程 即 可 ，对周边自然环境几乎没有 影 响 。300/27575035025075爬 坡 车 道中 路 央 缘 分 带 隔带行 车 道土 路 肩硬 路 肩i%i2%路 中 心 线新 建 爬 坡 车 道 方 案 效 用 分 析在 宁 杭 高 速 公 路 该 段 增 设 宽 爬 坡 车 道 ，拓 宽 原 有 道 路 至 双 向 六 车 道 ，能够改善此路段的通行条 件 ，提 高 整 条 道 路 的 服 务 水 平 ，并 使其长度和横断面布 置 方 式 满 足 规 范 要 求 。 小客车和载 重货车各行其道 ， 互 不 干 扰 ，可 以 明 显 提 高该路段的通 行能力和安全水 平 。爬 坡 车 道 路 段 的 右 侧 设 置 宽 的 硬 路 肩 和 宽 的 土 路 肩 （图 ）。该 方 案 能 提 高 主 线 的 通 行 能 力 ，改善路段服务水 平 ，专 设 爬 坡 车 道 和 硬 路肩最大限度 地保证了车辆行 驶 的 安 全 和 处 理 突 发 事 件 的 空 间 ，但 是路基断面增加 爬 坡 车 道 ，需 重 新 施 工 扩 建路 基 宽 度 ，施 工 期图 新建爬坡车道路基横断面 （单 位 ：）间 的交通管制影响车辆正常 通 行 ，施 工 周 期 长 ，将 对 现 有 交通造成很不 利 的 影 响 ，甚至可能诱发新的交通事 故 。而 且 需 要 新 增 长 的 爬 坡 车 道 ，工 程 造 价 极 高 ，土石方工程数 量 大 ，桥梁段拓宽工程风险高 ，施 工 难 度 大 ，爬坡车道建设 对 周 边山 体 、植 被 破 坏 严 重 。比 较 两 种 方 案 ：在 使 用 效 果 上 相 差 不 大 ，同 样 能 够 较 为完善地解决该路段的安 全 问 题 ，与 方 案 二 相 比 ，方 案 一 在 时 间 、资 金 、生 态 保 护 等 方 面 节 省 了 大 量 资 源 ， 具 有 更 高 的 效 用 。第卷 第期 年 月中外公路文 章 编 号 ：（）基于公交走廊规划的中小城市公交引导发展研究 胡 赛 阳，贺 寒 辉，李 嘉（清远职业技术学院 ，广 东 清 远 ；湖 南 文 理 学 院 ；湖 南 大 学 土 木 工 程 学 院 ）摘 要 ：针对中小城市在快速城市化过程中出现的土地利用问题和 交 通 问 题 ，提 出 了 通 过公交走廊规划来引导城市发展的方法 ，该 方 法的关键思路是 ：明 确 公 交 走 廊 ，保 障 公 交 路 权 ， 倡导用地围绕公交走廊呈 梯 度 式 混 合 开 发 。 以 清 远 市为对象进行了案例研究 ，提 出 以 减排量作为效益评价指标 ，并提出了相应 计 算 方 法 。 计 算 结 果 显 示 ：公交走廊规划和公交引 导发展可带来重大的节能减排直接效益和相关间接效益 。关 键 词 ：中 小 城 市 ；公 交 走 廊 ； 排 放 ；节 能 减 排在 快 速 城 市 化 过 程 中 ，中国的中小型城市不同程 度 地 出 现 了 低 密 度 蔓 延 、无 序 发 展 、空间布局杂乱的特 征 。一 方 面 ，道 路 系 统 的 建 设 和 小 汽 车 、摩 托 车 等 个 体 化 交 通 工 具 的 广 泛 使 用 ，为 城市建设用地零散布局 、低 密 度 蔓 延 提 供 了 交 通 条 件 ；另 一 方 面 ，低密度城市扩张 使 交 通 系 统 更 依 赖 于 小 汽 车 、摩托车 等个体化交通方 式 ，空 间发展 的无序和杂乱 导致客流无规律 ，不 利 于 用 公 交 系 统 组 织 出 行 。与 大 城 市 相 比 ，中小城市公交发展面临更大的竞 争 。首 先 ，由 于 客 流 规 模 不 大 ，公 交 线 路 的 运 营 更 困 难 ，许多线路相互 之 间 存 在 重 复 和 竞 争 ；其 次 ，建 成 区 规 模 不 大 ，市 民 出 行 距 离 较 短 ，公 交 与 自 行 车 、摩 托 车 、 电 动车等出行方 式 存 在 较 大 的 竞 争 ，而 且 竞 争 优 势 并 不 明 显 ；最 后 ，道 路 上 各 种 快 、慢 交 通 方 式 混 行 ，公 交 速 度 快 不 起 来 ，运 行 效 率 和 服 务 水 平 受 到 影 响 。随 着汽车保有量 的 增加 ，中 小 城 市 也 不 同 程 度 地櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙况 因地制宜地利用紧急停车 带 做 爬 坡车 道具 有可行性 结 论并 能够实现最高