普通干線公路運行狀態評價方法研究

戴廣雷

（重慶交通大學土木工程學院，重慶 400074）

普通干線公路運行狀態評價方法研究

戴廣雷

（重慶交通大學土木工程學院，重慶 400074）

為了了解普通干線公路的運行狀態，文中以重慶市普通干線公路為研究對象，分析了其基本情況，選取具有代表性的評價指標建立了多目標綜合評價模型，該模型將需要加強路況信息監控的重點路段分成三級，為確定重點監測路段提供理論依據。

公路交通；普通干線公路；運行狀態；重點監測

隨著干線公路網的不斷擴大，干線公路在道路網中的比重越來越大。以重慶市為例，截至2013年底，重慶市普通干線公路總里程達到12.28萬km，公路密度為1.49km/km2。干線公路在長時間工作條件下，由于各路段環境、位置、作用的差異，不同路段的運行狀態大不相同，有必要對干線公路的運行狀態進行分析，以采取有針對性的管理措施。袁黎等運用層次分析法對干線公路進行了安全評價，但層次分析法本身具有主觀性。由于單一指標無法評定干線公路的運行狀態，需將這些指標進行整合。多元綜合評價模型是對客觀參數進行綜合統籌，分析干線公路不同路段的運行狀態，能為確定重點監控路段提供理論依據。

1 普通干線公路基本情況分析

對普通干線公路的運行狀態進行評價，首先需統計分析普通干線公路的基本狀態。重慶市普通干線公路的路面鋪裝情況見表1，交通量情況見圖1，發生阻斷事件的概況見圖2。

表1　重慶市2013年普通干線公路道路鋪裝類型

由表1可知：截至2013年，重慶市有鋪裝路面和簡易鋪裝路面的公路里程為9 191km，占全部普通干線公路總里程的88%。2013年，重慶市公路局完成了對全市范圍內普通干線公路路面狀況的兩期檢測，總檢測里程達7 655km（國道1 032km，省道6 623km），檢測率達81%；路面狀況指數（PCⅠ）為85.45，評定等級為“良”。

圖1　重慶市國道及省道年平均日交通量變化趨勢

圖2　重慶市普通干線公路阻斷事件數量變化趨勢

由圖1可知：2013年，重慶市普通國道平均流量為7 028 pcu/d，省道平均流量為5 035 pcu/d，與2012年相比分別增長8.7%和8.5%。綜合分析近3年的交通量變化，省道平均日交通量的增長速率大于國道。產生該現象的主要原因是大部分國道與高速公路并行，部分交通量可通過高速公路分流，在一定程度上減少了國道交通量負擔；省道大多為連接各區縣的重要運輸通道，且一般沒有可代替的道路，隨著重慶市機動化水平的不斷提高，省道交通量增幅大于國道。

由圖2可知：在2010年之前，交通阻斷事件上報起數均較少，后期隨著管理水平的逐漸提高、工作人員責任心的逐漸增強，公路阻斷信息的報送逐漸正常化。對比2011—2013年的數據，2013年阻斷事件上報起數與2012年基本保持持平，相較2011年呈明顯下降態勢，表明阻斷事件上報起數呈明顯下降并逐漸平穩的發展趨勢。

2 運行狀態評價

2.1重點路段選取原則

由于重慶市國省道干線公路面廣量大，對所有道路進行全路段交通狀況監測需要大量資金、設備和人員投入，難以在短期內實現。較可行的方法是通過已有阻斷信息和交通狀況篩選出關鍵路段進行重點監控。根據重慶市普通干線公路阻斷狀況的特點，應在平均日交通量較大的國省道、地質條件較差和易發季節性地質災害的地區加強日常巡查。

2.2評價指標處理

結合普通干線公路的運行特性，選取路面狀況指數PCⅠ、路段突發性阻斷事件上報起數及路段交通量與相應路段的通行能力之比V/C作為公路運行狀態評價指標。

2.2.1評價指標集

建立評價指標集A=（a1，a2，a3），其中a1為路面狀況指數PCⅠ，a2為表征路段擁擠程度的指標（V/C），a3為路段阻斷事件上報起數（只考慮因地質災害等原因引發的非計劃性阻斷事件）。在進行綜合評價前，對指標進行一致性處理。

2.2.2逆指標化處理

正指標反映指標數值大小與績效高低的一致性，逆指標反映指標數值大小與績效高低的相反性。根據模型需要，正指標需轉換成逆指標。采用倒數形式進行轉換，則Xi（i=1，2，3，…，m，表示樣本值）的逆指標為Xi′=1/Xi。

2.2.3指標歸一化

由于各指標的量綱不同，對這些指標不能進行簡單的加權和平均，需進行歸一化處理，公式為：

2.3評價方法

2.3.1多目標綜合評價模型

該模型是基于逆指標的模型，指標值越接近于零，公路運行狀況越好；指標值越接近于1，公路運行狀況越差。定義評價狀態空間D：

U0為公路運行最佳狀態，Um為公路運行最差狀態，中間狀態依次降低。

根據以上分析，第m個待評價集合中評價指標經一致性處理后，得出指標向量rm=（rm1，rm2，…，rmn），則評價函數為：

根據重慶市現有普通干線公路運行狀態，取m =3，將公路運行狀態評價分為4個等級：1）y≤r1*2，干線公路運行狀態很好，交通處于最好狀態。2）r1*2＜y＜r2*2，干線公路運行狀態良好，交通基本順暢和安全。3）r2*2＜y≤r3*2，公路運行狀態一般，可能會發生交通阻斷事件。4）y＞r3*2，公路運行狀態較差，易發生擁堵或交通阻斷事件。

2.3.2指標閾值

各評價指標閾值的原始值見表2。

表2　各評價指標的初始閾值

路面狀況指數為正指標，需對其進行逆處理。對于無法得到的最大理論值的指標，可選取樣本路段的實際最大值作為該指標的右極限值。計算得到綜合評價函數的閾值為

根據普通干線公路阻斷狀況的特點，將需加強路況信息監控的重點路段分成三級：一級監控路段為根據現有條件應最先實施監控的路段；二級監控路段可最后考慮。由于阻斷嚴重程度指標小于0.1時，普通公路阻斷的次數少、交通量小，對普通公路的影響程度較低，故現階段不予以分析（見表3）。

表3　普通干線公路交通阻斷重點監控路段分級標準

2.3.3監控對策

對于一級重點監控路段，建議立即對全路段道路各參數進行分析，提出普通公路路況監控點布設方案，通過安裝視頻監控器、氣象服務站、交通量監測站、可變情報板等實現全天候監測及監測數據的實時傳輸、處理、發布。對于二級重點監控路段，建議在條件允許的情況下對各參數進行分析，提出普通公路路況監控點布設方案，實現特殊季節重點監測、重點路段加強監測的目標。

3 結語

評價普通干線公路的運行狀態對公路管理部門來說必不可少。但國省干線公路面廣量大，對全部干線公路進行全路段交通狀況監測需要大量資金、設備和人員投入，短期內難以實現。該文以重慶市普通干線公路為例，通過已有阻斷信息和交通狀況篩選關鍵路段進行重點監控。選取路面狀況指數PCⅠ、路段突發性阻斷事件上報起數、路段交通量與相應路段的通行能力之比V/C作為評價指標，建立評價普通干線公路運行狀態多目標綜合模型，為公路管理部門了解公路運行狀態提供理論依據，對其他省市普通干線公路運行管理也具有借鑒作用，為干線公路的運行狀態分析及重點監測路段的選取提供了有效方法。

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U491.2

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