高速公路不中斷交通大修安全保暢新技術的研究

游金梅

摘要：指出了隨著車輛數量的急劇增加，給高速公路的運行帶來了極大的壓力。根據多年的實踐經驗，總結了高速公路大修期間的交通流特性，探討了高速公路不中斷交通大修安全保暢新技術，為相關工程的建設提供參考。

關鍵詞：高速公路；交通流特性；交通仿真；路段交通組織

中圖分類號：U412文獻標識碼：A文章編號：1674—9944（2014）09—0260—03

1公路橋梁大修安全保暢新技術研究背景及意義

高速公路具有快速、安全、便捷等優點，在促進社會發展，交通運輸等方面起著重要的作用。湖北省通車里程達到了4000km以上，隨著高速公路運輸壓力的增加和超載現象的頻發，公路橋梁難免會出現各種破壞，對養護維修提出了更高的要求。由于中斷交通的大修方式將給交通帶來極大的不便，在實際的操作中，多采用不中斷交通的大修方式。但往往受車流量大、機械設備多、作業場地小等因素的影響。對此項技術提出了更高的要求，要求采用機械化施工，提高生產效率，減少施工時間，從而減少大修對車輛通行的影響，同時，還對施工人員的技術水平和綜合素質提出了更高的要求，積極開拓新技術，改進施工方法，能夠對高速公路施工路段交通流的特性進行分析，以便改進高速公路不中斷交通大修安全保暢技術，確保高速公路的正常運營。

2高速公路不中斷交通大修期間的交通流特性

在對高速公路進行維修時，道路、交通條件會產生較大的變化。所以，在維修過程中，尤其要對交通流的變化進行觀測。在此課題的研究過程中，本文以某一路段段為例，對高速公路不中斷交通大修安全保暢新技術進行了具體的說明。根據調查結果顯示，在高速公路交通大修期間，車輛的運行特點集中表現“跟馳”。當交通流的密度達到一定范圍內，車輛之間的間距不是很大。在這種情況下，駕駛員只能根據前面那輛車的行駛情況，來掌握車速，即非自由運行狀態[2]。非自由狀態形式的車隊主要具備以下3個特性：①制約性。要根據大修的相關標準，車速條件、車速間距來組建一隊汽車，這樣的行使方式，會對車輛造成束縛；②延遲性。由于跟馳車隊前后車的運行狀態不是一致的，所以后車對行使方向進行改變的速度比前車慢；③傳遞性。在之前已經討論了非自由狀態車隊的制約性，由這個可以看出，這種狀態下，車輛的行駛被延遲，并且信息的傳遞并不是很完整。主要表現為斷斷續續地傳遞，在車頭時距方面，得到了良好的表現。

2.1車頭時距

圖1～4分別為這段高速公路施工路段上游正常路段行車道和超車道的車頭時距分布狀況。在普通路段，交通流的車頭時距在95%的置信度水平下，與移位負指數分布相差不大。同時，行車道與超車道的分布情況幾乎一致。在50%位這個點時，車頭時距沒有太大的差別。圖5和圖6為超車道合流段車頭時距分布特征。在進行高速公路交通大修工作時，車道發生了改變，由原來的一個增加為兩個。而在合流段，車頭時距并不是很明顯，曲線也較為平直，這充分體現了車頭時距的離散性。

2.2車速分析

2.2.1施工路段地點車速頻數分布

在這個工程案例中，本文對車速進行了記錄。圖7和圖8反映了大修期間車速的特點，這對于高速公路交通大修工程的建設有所幫助。

2.2.2施工路段地點車速空間分布

在車輛緩沖的過程中，車頭間距以及車速是不會產生變化的，但是車輛的總體速度卻不斷地在下降。當車輛進入到施工路段，將會由原本無秩序的狀態轉變為較為穩定的狀態，直到保持勻速跟馳行駛為止。當車輛離開大修路段，道路交通條件又會保持原本的狀態。一段時間后，車輛會恢復之前的狀態。

2.2.3車輛匯入特征

在此工程段中，施工預告段匯入超車道的一個決定性因素是——超車道車流可接受間隙的概率分布狀況。圖9是根據實際的調查情況，得出的間隙利用的概率分布圖。

圖9體現了不同車型間隙接受的隨機性，這給實際的施工提供了參考價值?？梢园l現：t小以下車輛無法合流，t大以下大車不能合流，但小車還是會出現合流的狀況。在時間t（x）保持一致的情況下，車型不同可以合流的概率有著明顯的差異。一般車輛都期望選擇在施工預告段的中部，離上游過度段有一定距離的地點完成車輛由封閉車道匯入到開放車道，這完成迎合了實際過程中駕駛員的操作心理。

3高速公路不中斷交通大修安全保暢新技術的應用

3.1采用仿真軟件

目前，對于Vissim交通仿真軟件在高速公路中的應用在推廣中。這是由德國Karlsnuhe大學PTv公司開發的一個軟件，其特點表現為離散、隨機，是實用性較強的一個軟件。在這個軟件的應用過程中，主要通過駕駛員生理以及心理反應，來建立一個模型。主要是用來模擬車輛的換道狀況，同時采用基于規則（rule based）的算法，改進高速公路不中斷交通大修工作的質量[4]。

3.2施工基本路段交通仿真模型建立

3.2.1連續下坡路段通行能力仿真

這項工作相對復雜，它包含幾個方面的內容。以下是連續下坡路段通行能力仿真的工作內容：第一，車型比例的確定。這項工作必須依據實際調查的數據來設計。第二，坡度的采用。為了保證高速公路不中斷交通大修仿真模型的實效性，最好采用最不利坡度。第三，單向雙車道合流。在進行大修時，需要對施工路段各車型的運行速度有一個明確的了解，然后將各種車輛以高速由雙車道合流成單車道。這項工作必須控制在一定的時間段，才能保證仿真的效果滿足實際需求。第四，封閉車道情況按照雙車道變單車道考慮。只有通過這種方式，才能使交通大修安全保暢技術得到完善，促進工程質量的提高。按照以上條件建立Vissim仿真模型如圖10。

3.2.2連續下坡路段現狀仿真模型

對于車型比例、路段坡度、車速限制等參數的確定，必須根據具體的情況來分析，保證數據的準確性。交通量輸入則要根據實際的調查來模擬，尤其要注意對高峰小時交通量的輸入，這是不可缺少的一個環節。由此，可以使Vissim仿真模型的建立更加有效、準確。按照以上條件建立Vissim 仿真模型如圖11所示。

3.2.3連續上坡路段通行能力現狀仿真

這與連續下坡路段現狀仿真模型的建立有相同之處，但是也存在著差別。它的參數輸入與下坡路段正好相反，這點是工作不容忽視的[5]。仿真結果如圖12所示。

4結語

在高速公路大修期間，保障施工安全和交通暢通是工作的重點，相關部門應該引起重視，尤其是注意高速公路不中斷交通大修安全保暢新技術的使用，采用仿真軟件進行模型建立，預測大修期間高速公路的車流狀態，為施工方案的實施做好準備工作。

2014年9月綠色科技第9期參考文獻：

[1] 周靜.機動車超速行車危害及防治措施[J].交通科技與經濟，2009（1）：126～128.

[2] 陳贇，吳竹青，劉君健.基于模糊層次分析法的公路工程項目風險評價[J].長沙交通學院學報，2008（3）：47～51.

[3] 溫玉平，邊瑞霞，李偉，等.淺談高速公路大修施工中的安全管理[J].科技致富向導，2008（10）：67.

[4] 吳義虎，武志平.基于平均車速和車速標準差的路段安全分析方法[J].公路交通科技，2008（3）：143～146.

[5] 李永義，柴干，胡軍紅，等.基于Vissim的高速公路施工路段服務水平的評價[J].南京工業大學學報：自然科學版，2008（2）：58～62.endprint

摘要：指出了隨著車輛數量的急劇增加，給高速公路的運行帶來了極大的壓力。根據多年的實踐經驗，總結了高速公路大修期間的交通流特性，探討了高速公路不中斷交通大修安全保暢新技術，為相關工程的建設提供參考。

關鍵詞：高速公路；交通流特性；交通仿真；路段交通組織

中圖分類號：U412文獻標識碼：A文章編號：1674—9944（2014）09—0260—03

1公路橋梁大修安全保暢新技術研究背景及意義

高速公路具有快速、安全、便捷等優點，在促進社會發展，交通運輸等方面起著重要的作用。湖北省通車里程達到了4000km以上，隨著高速公路運輸壓力的增加和超載現象的頻發，公路橋梁難免會出現各種破壞，對養護維修提出了更高的要求。由于中斷交通的大修方式將給交通帶來極大的不便，在實際的操作中，多采用不中斷交通的大修方式。但往往受車流量大、機械設備多、作業場地小等因素的影響。對此項技術提出了更高的要求，要求采用機械化施工，提高生產效率，減少施工時間，從而減少大修對車輛通行的影響，同時，還對施工人員的技術水平和綜合素質提出了更高的要求，積極開拓新技術，改進施工方法，能夠對高速公路施工路段交通流的特性進行分析，以便改進高速公路不中斷交通大修安全保暢技術，確保高速公路的正常運營。

2高速公路不中斷交通大修期間的交通流特性

在對高速公路進行維修時，道路、交通條件會產生較大的變化。所以，在維修過程中，尤其要對交通流的變化進行觀測。在此課題的研究過程中，本文以某一路段段為例，對高速公路不中斷交通大修安全保暢新技術進行了具體的說明。根據調查結果顯示，在高速公路交通大修期間，車輛的運行特點集中表現“跟馳”。當交通流的密度達到一定范圍內，車輛之間的間距不是很大。在這種情況下，駕駛員只能根據前面那輛車的行駛情況，來掌握車速，即非自由運行狀態[2]。非自由狀態形式的車隊主要具備以下3個特性：①制約性。要根據大修的相關標準，車速條件、車速間距來組建一隊汽車，這樣的行使方式，會對車輛造成束縛；②延遲性。由于跟馳車隊前后車的運行狀態不是一致的，所以后車對行使方向進行改變的速度比前車慢；③傳遞性。在之前已經討論了非自由狀態車隊的制約性，由這個可以看出，這種狀態下，車輛的行駛被延遲，并且信息的傳遞并不是很完整。主要表現為斷斷續續地傳遞，在車頭時距方面，得到了良好的表現。

2.1車頭時距

圖1～4分別為這段高速公路施工路段上游正常路段行車道和超車道的車頭時距分布狀況。在普通路段，交通流的車頭時距在95%的置信度水平下，與移位負指數分布相差不大。同時，行車道與超車道的分布情況幾乎一致。在50%位這個點時，車頭時距沒有太大的差別。圖5和圖6為超車道合流段車頭時距分布特征。在進行高速公路交通大修工作時，車道發生了改變，由原來的一個增加為兩個。而在合流段，車頭時距并不是很明顯，曲線也較為平直，這充分體現了車頭時距的離散性。

2.2車速分析

2.2.1施工路段地點車速頻數分布

在這個工程案例中，本文對車速進行了記錄。圖7和圖8反映了大修期間車速的特點，這對于高速公路交通大修工程的建設有所幫助。

2.2.2施工路段地點車速空間分布

在車輛緩沖的過程中，車頭間距以及車速是不會產生變化的，但是車輛的總體速度卻不斷地在下降。當車輛進入到施工路段，將會由原本無秩序的狀態轉變為較為穩定的狀態，直到保持勻速跟馳行駛為止。當車輛離開大修路段，道路交通條件又會保持原本的狀態。一段時間后，車輛會恢復之前的狀態。

2.2.3車輛匯入特征

在此工程段中，施工預告段匯入超車道的一個決定性因素是——超車道車流可接受間隙的概率分布狀況。圖9是根據實際的調查情況，得出的間隙利用的概率分布圖。

圖9體現了不同車型間隙接受的隨機性，這給實際的施工提供了參考價值。可以發現：t小以下車輛無法合流，t大以下大車不能合流，但小車還是會出現合流的狀況。在時間t（x）保持一致的情況下，車型不同可以合流的概率有著明顯的差異。一般車輛都期望選擇在施工預告段的中部，離上游過度段有一定距離的地點完成車輛由封閉車道匯入到開放車道，這完成迎合了實際過程中駕駛員的操作心理。

3高速公路不中斷交通大修安全保暢新技術的應用

3.1采用仿真軟件

目前，對于Vissim交通仿真軟件在高速公路中的應用在推廣中。這是由德國Karlsnuhe大學PTv公司開發的一個軟件，其特點表現為離散、隨機，是實用性較強的一個軟件。在這個軟件的應用過程中，主要通過駕駛員生理以及心理反應，來建立一個模型。主要是用來模擬車輛的換道狀況，同時采用基于規則（rule based）的算法，改進高速公路不中斷交通大修工作的質量[4]。

3.2施工基本路段交通仿真模型建立

3.2.1連續下坡路段通行能力仿真

這項工作相對復雜，它包含幾個方面的內容。以下是連續下坡路段通行能力仿真的工作內容：第一，車型比例的確定。這項工作必須依據實際調查的數據來設計。第二，坡度的采用。為了保證高速公路不中斷交通大修仿真模型的實效性，最好采用最不利坡度。第三，單向雙車道合流。在進行大修時，需要對施工路段各車型的運行速度有一個明確的了解，然后將各種車輛以高速由雙車道合流成單車道。這項工作必須控制在一定的時間段，才能保證仿真的效果滿足實際需求。第四，封閉車道情況按照雙車道變單車道考慮。只有通過這種方式，才能使交通大修安全保暢技術得到完善，促進工程質量的提高。按照以上條件建立Vissim仿真模型如圖10。

3.2.2連續下坡路段現狀仿真模型

對于車型比例、路段坡度、車速限制等參數的確定，必須根據具體的情況來分析，保證數據的準確性。交通量輸入則要根據實際的調查來模擬，尤其要注意對高峰小時交通量的輸入，這是不可缺少的一個環節。由此，可以使Vissim仿真模型的建立更加有效、準確。按照以上條件建立Vissim 仿真模型如圖11所示。

3.2.3連續上坡路段通行能力現狀仿真

這與連續下坡路段現狀仿真模型的建立有相同之處，但是也存在著差別。它的參數輸入與下坡路段正好相反，這點是工作不容忽視的[5]。仿真結果如圖12所示。

4結語

在高速公路大修期間，保障施工安全和交通暢通是工作的重點，相關部門應該引起重視，尤其是注意高速公路不中斷交通大修安全保暢新技術的使用，采用仿真軟件進行模型建立，預測大修期間高速公路的車流狀態，為施工方案的實施做好準備工作。

2014年9月綠色科技第9期參考文獻：

[1] 周靜.機動車超速行車危害及防治措施[J].交通科技與經濟，2009（1）：126～128.

[2] 陳贇，吳竹青，劉君健.基于模糊層次分析法的公路工程項目風險評價[J].長沙交通學院學報，2008（3）：47～51.

[3] 溫玉平，邊瑞霞，李偉，等.淺談高速公路大修施工中的安全管理[J].科技致富向導，2008（10）：67.

[4] 吳義虎，武志平.基于平均車速和車速標準差的路段安全分析方法[J].公路交通科技，2008（3）：143～146.

[5] 李永義，柴干，胡軍紅，等.基于Vissim的高速公路施工路段服務水平的評價[J].南京工業大學學報：自然科學版，2008（2）：58～62.endprint

摘要：指出了隨著車輛數量的急劇增加，給高速公路的運行帶來了極大的壓力。根據多年的實踐經驗，總結了高速公路大修期間的交通流特性，探討了高速公路不中斷交通大修安全保暢新技術，為相關工程的建設提供參考。

關鍵詞：高速公路；交通流特性；交通仿真；路段交通組織

中圖分類號：U412文獻標識碼：A文章編號：1674—9944（2014）09—0260—03

1公路橋梁大修安全保暢新技術研究背景及意義

高速公路具有快速、安全、便捷等優點，在促進社會發展，交通運輸等方面起著重要的作用。湖北省通車里程達到了4000km以上，隨著高速公路運輸壓力的增加和超載現象的頻發，公路橋梁難免會出現各種破壞，對養護維修提出了更高的要求。由于中斷交通的大修方式將給交通帶來極大的不便，在實際的操作中，多采用不中斷交通的大修方式。但往往受車流量大、機械設備多、作業場地小等因素的影響。對此項技術提出了更高的要求，要求采用機械化施工，提高生產效率，減少施工時間，從而減少大修對車輛通行的影響，同時，還對施工人員的技術水平和綜合素質提出了更高的要求，積極開拓新技術，改進施工方法，能夠對高速公路施工路段交通流的特性進行分析，以便改進高速公路不中斷交通大修安全保暢技術，確保高速公路的正常運營。

2高速公路不中斷交通大修期間的交通流特性

在對高速公路進行維修時，道路、交通條件會產生較大的變化。所以，在維修過程中，尤其要對交通流的變化進行觀測。在此課題的研究過程中，本文以某一路段段為例，對高速公路不中斷交通大修安全保暢新技術進行了具體的說明。根據調查結果顯示，在高速公路交通大修期間，車輛的運行特點集中表現“跟馳”。當交通流的密度達到一定范圍內，車輛之間的間距不是很大。在這種情況下，駕駛員只能根據前面那輛車的行駛情況，來掌握車速，即非自由運行狀態[2]。非自由狀態形式的車隊主要具備以下3個特性：①制約性。要根據大修的相關標準，車速條件、車速間距來組建一隊汽車，這樣的行使方式，會對車輛造成束縛；②延遲性。由于跟馳車隊前后車的運行狀態不是一致的，所以后車對行使方向進行改變的速度比前車慢；③傳遞性。在之前已經討論了非自由狀態車隊的制約性，由這個可以看出，這種狀態下，車輛的行駛被延遲，并且信息的傳遞并不是很完整。主要表現為斷斷續續地傳遞，在車頭時距方面，得到了良好的表現。

2.1車頭時距

圖1～4分別為這段高速公路施工路段上游正常路段行車道和超車道的車頭時距分布狀況。在普通路段，交通流的車頭時距在95%的置信度水平下，與移位負指數分布相差不大。同時，行車道與超車道的分布情況幾乎一致。在50%位這個點時，車頭時距沒有太大的差別。圖5和圖6為超車道合流段車頭時距分布特征。在進行高速公路交通大修工作時，車道發生了改變，由原來的一個增加為兩個。而在合流段，車頭時距并不是很明顯，曲線也較為平直，這充分體現了車頭時距的離散性。

2.2車速分析

2.2.1施工路段地點車速頻數分布

在這個工程案例中，本文對車速進行了記錄。圖7和圖8反映了大修期間車速的特點，這對于高速公路交通大修工程的建設有所幫助。

2.2.2施工路段地點車速空間分布

在車輛緩沖的過程中，車頭間距以及車速是不會產生變化的，但是車輛的總體速度卻不斷地在下降。當車輛進入到施工路段，將會由原本無秩序的狀態轉變為較為穩定的狀態，直到保持勻速跟馳行駛為止。當車輛離開大修路段，道路交通條件又會保持原本的狀態。一段時間后，車輛會恢復之前的狀態。

2.2.3車輛匯入特征

在此工程段中，施工預告段匯入超車道的一個決定性因素是——超車道車流可接受間隙的概率分布狀況。圖9是根據實際的調查情況，得出的間隙利用的概率分布圖。

圖9體現了不同車型間隙接受的隨機性，這給實際的施工提供了參考價值?？梢园l現：t小以下車輛無法合流，t大以下大車不能合流，但小車還是會出現合流的狀況。在時間t（x）保持一致的情況下，車型不同可以合流的概率有著明顯的差異。一般車輛都期望選擇在施工預告段的中部，離上游過度段有一定距離的地點完成車輛由封閉車道匯入到開放車道，這完成迎合了實際過程中駕駛員的操作心理。

3高速公路不中斷交通大修安全保暢新技術的應用

3.1采用仿真軟件

目前，對于Vissim交通仿真軟件在高速公路中的應用在推廣中。這是由德國Karlsnuhe大學PTv公司開發的一個軟件，其特點表現為離散、隨機，是實用性較強的一個軟件。在這個軟件的應用過程中，主要通過駕駛員生理以及心理反應，來建立一個模型。主要是用來模擬車輛的換道狀況，同時采用基于規則（rule based）的算法，改進高速公路不中斷交通大修工作的質量[4]。

3.2施工基本路段交通仿真模型建立

3.2.1連續下坡路段通行能力仿真

這項工作相對復雜，它包含幾個方面的內容。以下是連續下坡路段通行能力仿真的工作內容：第一，車型比例的確定。這項工作必須依據實際調查的數據來設計。第二，坡度的采用。為了保證高速公路不中斷交通大修仿真模型的實效性，最好采用最不利坡度。第三，單向雙車道合流。在進行大修時，需要對施工路段各車型的運行速度有一個明確的了解，然后將各種車輛以高速由雙車道合流成單車道。這項工作必須控制在一定的時間段，才能保證仿真的效果滿足實際需求。第四，封閉車道情況按照雙車道變單車道考慮。只有通過這種方式，才能使交通大修安全保暢技術得到完善，促進工程質量的提高。按照以上條件建立Vissim仿真模型如圖10。

3.2.2連續下坡路段現狀仿真模型

對于車型比例、路段坡度、車速限制等參數的確定，必須根據具體的情況來分析，保證數據的準確性。交通量輸入則要根據實際的調查來模擬，尤其要注意對高峰小時交通量的輸入，這是不可缺少的一個環節。由此，可以使Vissim仿真模型的建立更加有效、準確。按照以上條件建立Vissim 仿真模型如圖11所示。

3.2.3連續上坡路段通行能力現狀仿真

這與連續下坡路段現狀仿真模型的建立有相同之處，但是也存在著差別。它的參數輸入與下坡路段正好相反，這點是工作不容忽視的[5]。仿真結果如圖12所示。

4結語

在高速公路大修期間，保障施工安全和交通暢通是工作的重點，相關部門應該引起重視，尤其是注意高速公路不中斷交通大修安全保暢新技術的使用，采用仿真軟件進行模型建立，預測大修期間高速公路的車流狀態，為施工方案的實施做好準備工作。

2014年9月綠色科技第9期參考文獻：

[1] 周靜.機動車超速行車危害及防治措施[J].交通科技與經濟，2009（1）：126～128.

[2] 陳贇，吳竹青，劉君健.基于模糊層次分析法的公路工程項目風險評價[J].長沙交通學院學報，2008（3）：47～51.

[3] 溫玉平，邊瑞霞，李偉，等.淺談高速公路大修施工中的安全管理[J].科技致富向導，2008（10）：67.

[4] 吳義虎，武志平.基于平均車速和車速標準差的路段安全分析方法[J].公路交通科技，2008（3）：143～146.

[5] 李永義，柴干，胡軍紅，等.基于Vissim的高速公路施工路段服務水平的評價[J].南京工業大學學報：自然科學版，2008（2）：58～62.endprint