公路收費入口自助發卡車道標線優化設置

梁仁鴻 徐瑞光 孫德強

[摘 要]本文通過研究自助發卡條件下公路收費車道現有標線設置不足，進而確定自助發卡車道標線設置的標準。采用視頻錄像方法，收集車輛通過自助發卡車道過程，重點分析了車輛取卡距離對收費站服務水平的影響，通過數據分析及擬合方法，定量研究車輛取卡時長與側向距離之間的關系，進而提出自助發卡車道標線設置標準。公路收費入口車道標線優化設置方法為自助發卡車道標線設置提供了理論基礎。

[關鍵詞]交通工程；交通標線；自助發卡機；數據分析；公路收費站

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

高速公路入口自助發卡系統是安裝在高速公路入口車道處，取代傳統的人工發卡的系統，它是目前收費方式的發展方向。它由自助發卡機、車型自助分類系統、車道計算機、電動欄桿機等設備構成的。隨著我國高速公路不斷發展建設，高速公路運營成本、服務水平、通行環境也亟須進一步的提高。采用入口自助發卡系統可大大減少收費員數量，降低了收費站運營成本，提高了收費站的現代化服務形象，提升了收費站的服務水平。文獻[1]詳細說明了自助發卡系統的硬件組成及運營方法，提供了自助發卡系統在收費站上的應用前景依據。目前自助發卡系統取代人工收費在降低運營成本、塑造收費站形象、提升收費站自助化水平方面確實取得了較大的成果，但是同時自助發卡車道的通行能力較低，這也是一個影響自助發卡系統普及應用的瓶頸。自助發卡機越來越多地應用在高速公路收費入口處，但是車道標線并未有一個明確的設置方法，標志標線設置管理嚴重滯后[2]。

車道標線設置中，主要分為有道路邊線和沒有道路邊線兩種情況，并且車道標線設置距離自助發卡機距離沒有一個標準參考值。為了能尋求適合于自助發卡車道的交通標線設置，保障自助發卡車道通行能力及其穩定性，本文在參考相關文獻[3]研究的基礎上，從車輛通過時間及異常取卡狀態出發，提出關于自助發卡系統自助發卡車道標線設置標準及標線設置改進措施。

1 調 查

1.1 自助發卡車道運行現狀

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

由于車道設計沒有統一標準、自助發卡車道標線不完善、駕駛員心理安全期望等因素，導致當駕駛員駛入自助發卡車道時，不能夠很好地停靠在正確的領取通行卡的位置，以致造成車輛停車延誤過長，造成極大的資源浪費。

1.2 數據采集

車輛通過自助發卡車道主要經過車輛駛入、車輛到達停穩、駕駛員領取通行卡和車輛駛離四個程序，其中駕駛員領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系，實驗采用視頻采集方法，收集了某高速公路3條自助發卡車道內車輛通行信息。

實驗主要方法為，在縱向空間設置高度值標簽y，在橫向空間設置間距值標簽x，如圖1所示。通過視頻采集后的信息，在計算機上利用視頻時間標定車輛到達停穩后駕駛員領取通行卡花費時間，同時記錄下車輛的車型和其對應的領取通行卡時單獨x值和y值。

其中主要收集數據為駕駛員領取通行卡時長、車輛駛離時長、駕駛員取卡時肩膀位置對應的高度值標簽y和間距值標簽x。經過統計，最終選取有效樣本數據1381例。

圖1 數據測試區域說明

文中所示車輛類型共有五類車型，其分類標準如表1所示。

對統計得到原始數據進行初步處理，得到樣本的車型比例結構、駕駛員領取通行卡時肩膀位置所對應的高度值標簽y（m）、不同車型車身的長度（m）、車輛停穩駕駛員后駕駛員領取通行卡時長（s）、領卡結束車輛駛離時長（s），統計結果如表2所示。

對統計結果進行數據分析，得到以下結論：五類車駕駛員領取通行卡時長明顯區別于其他四類車型駕駛員領取通行卡時長，造成這種現象的主要原因是縱向高度不能滿足五類車駕駛員方便領取通行卡的需求；車輛駛離時間與車型顯示出明顯的相關關系，隨著車輛長度的增加，離開時長也呈現出逐漸增加的趨勢。

對統計得到車輛停車橫向標簽x與駕駛員領取通行卡時長進行初步處理，得到車輛停車橫向間距距離標簽x與駕駛員領取通行卡時長存在相關關系，駕駛員領取通行卡時長與橫向間距值x統計結果如表4所示。

2 數據分析

2.1 車輛通過自助發卡車道過程分析

車輛進入收費車道后會在距離自助發卡機位置不遠處開始向自助發卡機靠近，當到達自助發卡機位置時車輛停下取卡，而車輛取卡時長則影響到自助發卡車道的服務水平；車輛停靠位置和側向凈空是直接影響車輛取卡時長的因素。車輛駛入駛出自助發卡車道過程示意圖如下：

當駕駛員在準備停車動作的時候，由于自助發卡車道并沒有設置相應的停靠位置提示，在心理壓力的影響下，很多駕駛員停靠的橫向間距值不能夠滿足其順利地領取通行卡，以至于造成不必要的延誤；同時由于地面表現不科學不完善，容易產生車輛刮擦等危害。

2.2 側向凈空影響分析

駕駛員領取通行卡時長是車輛停穩到車輛啟動駛離之間的一段時間值，是影響收費站服務水平的主要因素之一。車輛停穩后其車身側面與自助發卡機之間的側向間距值x是制約駕駛員領取通行卡花費時間的主要參數。不同的車型的駕駛員領取通行卡的過程具有相似性，本文以采集到的一類車數據為基礎，研究車輛停穩后車身側面與自助發卡機之間的側向間距值x與駕駛員領取通行卡時長之間的相關關系。

通過對表2中數據進行擬合，得到車輛取卡時長均值與側向距離之間可表示為下列關系式：

對實測數據及擬合函數繪圖，如圖3所示。

由分析結果可以得出結論：駕駛員領取通行卡時長t與間距值x存在較高的相關性關系，當x（cm）的取值范圍為[15，35]時t值會分布在某個值的附近，當x（cm）的取值范圍為[35，60]時，t值與x值的增加呈現正線性相關關系，當x（cm）的取值范圍為[60，+∞]時，駕駛員將不能夠在車輛內實現正常領取通行卡的行為。

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，駕駛員領取通行卡的時長就會突變為與值x正呈線性相關關系，當x大于60cm時，駕駛員將不能在車輛內完成領取通行卡動作。在綜合考慮車輛安全與駕駛員有效領取通行卡等因素，自助發卡機的設置位置在滿足安全的前提下，應能夠使駕駛員方便地停靠在距離其35cm以內的位置。

2.3 其他影響因素分析

自助發卡車道一般設置寬度為3.5m左右，當車輛開始靠近自助發卡機時，由于對有效取卡位置判斷不準，往往導致不必要的延誤。因此可以考慮在道路路面設置禁停區域與提示停駛位置。

2.3.1 禁停區域

車輛在進入自助開始靠近自助發卡機時，應已經完成車輛位置調整，能夠行駛直線到達取卡位置；車輛駛離時，應直線加速完全駛離出自助欄桿機位置，然后完成調整車輛位置加速過程。禁停區域標線設置樣式即參考高速公路路面標線設置樣式，采用平行的斜白線與外圍輪廓線施畫在道路路面上的內凸式魚肚線。起始點位于自助發卡機上游2個大型車身長度位置約為20m；結束點位于自助發卡機下游1個大型車身長度位置約為10m。

2.3.2 提示停駛位置

當車輛直線行駛到自助發卡機位置時，其停駛位置也是影響收費車道服務水平的重要因素。因此可以在自助發卡機取卡口對應車道處，繪制一條垂直于道路中線的白實線，以此來提示駕駛員停駛最佳位置。

3 自助發卡車道標線設置方法

高速公路標志標線有警示駕駛行為的作用，指示駕駛路線的作用，規范交通秩序的作用。因此在自助發卡車道設置一套完善的道路標線十分必要，根據上述內容，可以在自助發卡車道設置如下標線：

3.1 車道邊線標線

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

3.2 禁停區域標線

采用平行的斜白線與外圍輪廓線施畫在道路路面上的內凸式魚肚線。其凸起位置總長度為30m，起始點位于自助發卡機上游20m；結束點位于自助發卡機下游10m。

3.3 提示停車標線

提示停車區域標線為一條白實線，其位置對應自助發卡機取卡口位置且垂直于道路中線。

綜合上述自助發卡車道標線設置方法，繪制效果圖如下：

4 結 論

針對設置有自助發卡機的收費車道，提出了自助發卡車道地面標線設置標準和設置提示停車區域和禁停區域，給出了自助發卡車道地面標線設置的具體參數。為輔助駕駛員停車，提高收費站服務水平及完善自助發卡車道標線設置有著指導作用。

參考文獻：

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