嘉金高速交通流運(yùn)行規(guī)律研究

石磊

（上海城投公路投資（集團(tuán)）有限公司，上海市 200335）

嘉金高速交通流運(yùn)行規(guī)律研究

石磊

（上海城投公路投資（集團(tuán)）有限公司，上海市 200335）

以上海市嘉金高速為例，從時(shí)空分布、交通構(gòu)成、車(chē)速分布等角度對(duì)高速公路交通流的運(yùn)行規(guī)律進(jìn)行了分析，并從交通流的角度對(duì)日常的高速公路運(yùn)營(yíng)養(yǎng)護(hù)提出了意見(jiàn)和建議。

高速公路;交通流;運(yùn)行規(guī)律;時(shí)空分布;交通構(gòu)成

1　概述

高速公路作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的大動(dòng)脈，交通負(fù)荷逐年遞增，重載化趨勢(shì)日益明顯，甚至在國(guó)內(nèi)大城市外圍的諸多高速公路已開(kāi)始出現(xiàn)常發(fā)性的擁堵問(wèn)題，嚴(yán)重影響高速公路的使用壽命[1-3]。本文以嘉金高速為例，旨在通過(guò)對(duì)海量高速公路的檢測(cè)數(shù)據(jù)分析，把握其交通流的內(nèi)在運(yùn)行規(guī)律，進(jìn)而有的放矢，對(duì)運(yùn)營(yíng)養(yǎng)護(hù)提出指導(dǎo)性的意見(jiàn)和建議。

嘉金高速公路屬G15沈海高速上海段，北起嘉定區(qū)G1501郊區(qū)環(huán)線公路北段，南至金山莘奉金高速公路西段，橫跨嘉定、青浦、松江及金山四區(qū)，全長(zhǎng)約65 km，是上海高速公路網(wǎng)的重要組成部分，也是目前上海最長(zhǎng)的一條南北走向高速公路，溝通蘇浙兩省，服務(wù)虹橋綜合交通樞紐、F1賽車(chē)場(chǎng)、松江工業(yè)區(qū)、金山工業(yè)區(qū)等，如圖1所示[4]。

圖1　嘉金高速走向分布

2　嘉金高速交通數(shù)據(jù)采集設(shè)計(jì)

本研究的數(shù)據(jù)采集基于嘉金高速運(yùn)營(yíng)養(yǎng)護(hù)監(jiān)控中心檢測(cè)器自動(dòng)采集的交通流量、占有率、車(chē)速等信息。

由于嘉金高速涉及路段及收費(fèi)站較多，可將其中相隔較近、具有相似特征的路段合并，作為典型路段處理，進(jìn)行交通運(yùn)行規(guī)律的分析。根據(jù)實(shí)際調(diào)研情況，本研究將其分為寶安公路—曹安公路、華徐公路—滬青平公路、滬松公路—莘磚公路、車(chē)亭公路—金山工業(yè)區(qū)4段，如圖2所示。同時(shí)，選取寶安南主線、滬寧立交、徐涇立交、新橋南4個(gè)典型斷面對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行校正分析。

圖2　典型路段劃分

經(jīng)調(diào)研，現(xiàn)狀沿線收費(fèi)站的車(chē)型分類(lèi)主要分為11類(lèi)，具體見(jiàn)表1。

表1　現(xiàn)狀收費(fèi)站的車(chē)型分類(lèi)

為了方便交通流量的統(tǒng)計(jì)分析，將一二類(lèi)車(chē)合并為小客車(chē)，三四類(lèi)車(chē)合并為大客車(chē)，五六七類(lèi)合并為大貨車(chē)，八九類(lèi)合并為重型貨車(chē)，十、十一類(lèi)合并為集裝箱車(chē)，總共分為五大類(lèi)，參考《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01—2014）[5]，制定車(chē)輛轉(zhuǎn)換系數(shù)如表2所示。

表2　標(biāo)準(zhǔn)車(chē)轉(zhuǎn)換系數(shù)

3　嘉金高速交通流時(shí)空分布規(guī)律

3.1嘉金高速交通流時(shí)間分布規(guī)律

采取經(jīng)典的年平均日交通量（Annual Average Day Traffic，AADT）對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)。統(tǒng)計(jì) 5年（2009～2013）全路段的交通流AADT變化規(guī)律如圖3所示。

圖3　各典型路段年總流量變化趨勢(shì)圖（2009～2013年）

從中可以看出，年平均交通量增長(zhǎng)率為9.67%，特別是2012年、2013年交通流量增幅分別達(dá)到23.46%和15.03%。2009年以來(lái)，中部典型路段（滬松公路—莘磚公路段）成為全路段流量最低的路段，且與其他路段差距越來(lái)越大。這是因?yàn)楹鐦驑屑~、松江工業(yè)園交通吸引點(diǎn)等造成此段大車(chē)集中，車(chē)速較低，通行能力較低，已經(jīng)過(guò)了交通流“流量—速度—密度模型”中的最佳狀態(tài)點(diǎn)，進(jìn)入“交通擁堵區(qū)”，產(chǎn)生常發(fā)性的交通擁堵。由于此段地處嘉金高速中段，已成為整個(gè)路段的瓶頸節(jié)點(diǎn)。

全路段交通流的月變規(guī)律如圖4所示。從中可以看出，1月、2月、6月份流量相對(duì)較低，后半年7～12月份交通流量一直在高位運(yùn)行。

圖4　嘉金高速全路段流量月變規(guī)律（以2013年為例）

對(duì)于交通流的周變規(guī)律，選取其與滬寧立交相交的主線斷面為代表，如圖5所示。從中可以看出，周一至周五流量較平均，周六、周日流量較低。通過(guò)年度統(tǒng)計(jì)每周7 d流量變化的最大值、最小值，周四的交通流量波動(dòng)最大。

圖5　滬寧立交主線斷面周流量變化趨勢(shì)（2013年）

對(duì)于交通流的時(shí)變規(guī)律，選取其與滬寧立交相交的主線斷面為代表，如圖6所示。從中可以看出，全天高峰時(shí)段為7：00-17：00，其中午間有一個(gè)11：00-12：00的小低峰。

圖6　滬寧立交主線24 h流量波動(dòng)圖

4個(gè)典型主線斷面的高峰小時(shí)、高峰8h流量與全天流量的占比關(guān)系，如表3所示。

3.2嘉金高速交通流空間分布規(guī)律

對(duì)于各主要斷面的交通流空間分布規(guī)律，按年度統(tǒng)計(jì)均值統(tǒng)計(jì)，各典型斷面流量如圖7所示。

表3　典型斷面高峰小時(shí)流量占比

圖7　各路段年平均日交通量分布

從中可以看出，以新橋?yàn)榻纾倍螖嗝媪髁枯^高，南段斷面流量較低，兩者相差一倍左右，其中徐涇立交主線斷面流最大，新橋主線流量最小。

對(duì)沿線12個(gè)主要出入口的交通流分布規(guī)律進(jìn)行分析，如圖8所示。從中可以看出，流量較大的出入口主要是崧澤高架出入口、莘磚公路出入口、曹安公路出入口和北青公路出入口。四者的占比分別達(dá)到21.16%、14.71%、12.93%和12.31%，屬于比較繁忙的出入口。四者綜合全路段出入口流量的比重超過(guò)60%，其次是寶安公路出入口、滬松公路出入口和葉新公路出入口，三者的占比分別達(dá)到7.61%、6.98%和7.61%，屬于次繁忙的出入口。

圖8　嘉金高速12個(gè)主要出入口流量分布規(guī)律

對(duì)于交通流的車(chē)道分布規(guī)律，仍選取寶安南主線、滬寧立交、徐涇立交、新橋南4個(gè)典型斷面的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，如圖9所示。經(jīng)過(guò)分析，全路段1號(hào)車(chē)道（最內(nèi)側(cè)車(chē)道，以此類(lèi)推）的交通流量占比為46.08%，2號(hào)車(chē)道的交通流量占比為33.72%，3號(hào)車(chē)道交通流量的占比為20.19%。

4　嘉金高速交通流交通構(gòu)成規(guī)律

對(duì)于斷面的交通流構(gòu)成，仍選取前述的4個(gè)典型斷面，然后取均值，并按照表2的車(chē)型分類(lèi)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，各類(lèi)車(chē)的占比如圖10所示。從中可以看出，小客車(chē)占比為68.97%，大貨車(chē)和重型貨車(chē)的比例合計(jì)高達(dá)27.51%，重載化趨勢(shì)明顯。

圖9　嘉金高速典型斷面車(chē)道流量分布比例

圖10　嘉金高速主線高峰小時(shí)交通構(gòu)成

對(duì)于大型車(chē)的比例研究，重點(diǎn)研究大客車(chē)、大貨車(chē)、重型貨車(chē)三類(lèi)大車(chē)。不同斷面不同大車(chē)的構(gòu)成比例如表4所示。從中可以看出，大型車(chē)交通量占整個(gè)主線流量的31.03%，其中以大型貨車(chē)為主，其占比高達(dá)18.13%，大車(chē)比例的提高會(huì)顯著降低整個(gè)交通流的運(yùn)行速度，因此需要引起特別注意。

表4　不同斷面不同類(lèi)型大車(chē)的比例

對(duì)于大型車(chē)在不同車(chē)道的研究，選取4個(gè)典型斷面高峰時(shí)間段（9：00-10：00）進(jìn)行分析可知，大客車(chē)較大的比例（59.66%）分布在靠?jī)?nèi)側(cè)的1號(hào)車(chē)道，大貨車(chē)則主要分布在中間的2號(hào)車(chē)道（55.71%），重型貨車(chē)則均勻分布在中間的2號(hào)車(chē)道以及外側(cè)的3號(hào)車(chē)道，占比分別為44.58%和49.23%。

5　嘉金高速交通流車(chē)速分布規(guī)律

基于主要斷面的視頻監(jiān)控錄像處理，并結(jié)合實(shí)地的行車(chē)記錄儀數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，研究中剔除了車(chē)輛擁擠、主線排隊(duì)等極端時(shí)段的交通流數(shù)據(jù)，僅用正常的交通流數(shù)據(jù)作統(tǒng)計(jì)分析。不同路段車(chē)速的具體統(tǒng)計(jì)值如圖11所示。從中可以看出，滬松公路—莘磚公路段、華徐公路—滬青平公路車(chē)速較低，分別為77.00 km/h和73.58 km/h，這是由于這兩段交通量較大，特別是沿線莘磚公路等出入口大車(chē)較多造成的。南部的車(chē)亭公路—金山工業(yè)區(qū)段車(chē)速較高，接近自由流速。

圖11　嘉金高速主線車(chē)速分布

對(duì)于不同車(chē)道的車(chē)速分析如表5所示。從中可以看出，從內(nèi)側(cè)1號(hào)車(chē)道向外，車(chē)速依次降低，其中4個(gè)典型斷面1～3號(hào)車(chē)道的車(chē)速均值分別為89.11 km/h、81.61 km/h和77.61 km/h，車(chē)速降幅分別為8.42%和4.91%，即車(chē)道從內(nèi)向外，車(chē)速降幅逐漸減小。

表5　嘉金高速典型路段不同車(chē)道車(chē)速分析

6　結(jié)論和建議

本研究以嘉金高速為例，對(duì)交通流量時(shí)間和空間特征、交通構(gòu)成，以及不同路段車(chē)速進(jìn)行分析和研究，據(jù)此可以對(duì)嘉金高速全段的運(yùn)營(yíng)養(yǎng)護(hù)提出建議：

（1）全段中間路段（如滬松公路—莘磚公路段、華徐公路—滬青平公路段）連接虹橋火車(chē)站、虹橋機(jī)場(chǎng)、松江工業(yè)園區(qū)等重點(diǎn)交通產(chǎn)生和吸引源，且重載化趨勢(shì)明顯，時(shí)常出現(xiàn)交通擁堵，應(yīng)對(duì)相應(yīng)路段的橋梁、路基路面等需重點(diǎn)養(yǎng)護(hù)。

（2）南段（如車(chē)亭公路—金山工業(yè)區(qū)段）車(chē)速接近自由流速，為提高駕駛的舒適性，需加強(qiáng)路面的養(yǎng)護(hù)。

（3）全年交通量主要集中在7～12月，因此這些月份，應(yīng)結(jié)合氣候、溫度、降水等自然條件，對(duì)道路及橋梁等相關(guān)部位投入更大精力。

（4）全段每天的交通流量高峰主要集中在9：00-11：00和13：00-16：00，因此每天需在這些時(shí)段加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)車(chē)輛的巡邏，及時(shí)發(fā)現(xiàn)道路和橋梁的相關(guān)問(wèn)題，采取相關(guān)措施。

（5）針對(duì)交通流量（特別是大型車(chē)輛）的車(chē)道分布，道路養(yǎng)護(hù)要重點(diǎn)關(guān)注2號(hào)車(chē)道、關(guān)注3號(hào)車(chē)道、適當(dāng)關(guān)注1號(hào)車(chē)道的路基路面狀況。

[1]李作敏,黃中祥.高速公路交通流分形特性分析 [J].中國(guó)公路學(xué)報(bào),2000(3):82-85.

[2]王富,熊烈強(qiáng),李杰.高速公路交通流數(shù)據(jù)檢測(cè)技術(shù) [J].公路, 2005,（12）:120-124.

[3]徐永實(shí).高速公路交通流運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)研究 [D].南京：東南大學(xué),2004.

[4]上海浦江橋隧高速公路管理有限公司.嘉金高速公路養(yǎng)護(hù)維修后評(píng)估 [R].上海：上海浦江橋隧高速公路管理有限公司，2015.

[5]JTG B01—2014，公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S].

青海共玉公路鄂拉山隧道全線貫通

日前，青海省共和至玉樹(shù)高速公路重點(diǎn)控制性工程鄂拉山隧道左線貫通。其右線已于2015年8月17日貫通，至此鄂拉山隧道雙線全部貫通。鄂拉山隧道海拔4 300 m，隧道左線全長(zhǎng)4 710 m，右線全長(zhǎng)4 695 m，設(shè)計(jì)為雙洞單向雙車(chē)道，設(shè)計(jì)時(shí)速60 km/h。鄂拉山隧道地質(zhì)條件差，增加了施工難度。參建單位投入大型設(shè)備300余套、參建人員1 500余人，采用了簡(jiǎn)易防曬網(wǎng)、高寒多年凍土隧道洞口鋼桁架弧棚施工、淺埋段多年凍土跟管施工等十余項(xiàng)創(chuàng)新舉措，攻克了高原凍土地地質(zhì)條件下隧道內(nèi)斷層破碎帶、塌方、涌水等技術(shù)難題，確保了施工進(jìn)度和質(zhì)量安全。

U491

B

1009-7716（2016）02-0025-04

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.02.007

2015-10-27

上海市促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化基金會(huì)《聯(lián)盟計(jì)劃——難題招標(biāo)專(zhuān)項(xiàng)》資助項(xiàng)目(LM201506)

石磊（1978-），男，江蘇如皋人，助理工程師，主要從事高速公路運(yùn)營(yíng)養(yǎng)護(hù)工作。