高速公路收費站收費車道數的確定

王毅

【摘 要】本文提出了一種計算收費站收費車道數的方法，定量計算收費站收費車道數，并且通過驗算交通強度，以驗證收費車道數是否滿足一般交通需求。

【關鍵詞】收費車道數；交通強度；服務時間

我國高速公路的建設，滿足了日益增加的交通需求，促進了國民經濟的發展。然而我國的高速公路建設資金多為銀行貸款，收費還貸成為高速公路建成后的主要任務之一。收取高速公路通行費就成為高速公路收費站（主線收費站、互通立交收費站）的主要職責，然而收費站也給高速公路主線、互通立交匝道行車帶來一定影響，影響了通行能力、降低了服務水平，如何來減少這些影響，進而將影響降到最小，是公路建設者應積極面對的問題。在諸多應對手段中，確定合理的收費站收費車道數是減少上述問題的重要措施之一。

確定合理的收費車道數，是滿足車輛進出高速公路、保證公路通行能力的需要，是為交通流提供較高服務水平的需要，也是充分發揮收費站重要職能收費還貸的要求。因此確定合理的收費車道數，具有重要的現實意義。

高速公路收費站有主線收費站和互通立交收費站兩種，收費站主要由收費島、收費廣場、收費設備、雨棚、房屋建筑等構成。長期以來，由于我國高速公路起步晚，甚至在發展之初都沒有設計規范，更沒有與之相應的較高的設計理論和設計理念，許多內容都照搬日本、德國、美國的設計條文，即使到現在，有關收費站收費車道的設計理論、設計方法，仍沒有完整的理論依據和規范要求。目前，收費車道設計主要根據設計交通量，查相應表格，得到收費車道數，實際上設計者并不知道是如何計算出來的。本人根據十多年的設計經驗、結合當前國內外的設計要求，介紹一種收費車道設計的方法。

該計算方法主要以收費員的平均收費服務時間為主要設計要素，以預測交通量為基礎，由平均服務時間計算單個收費車道的通行能力，再根據該收費站的設計交通量，計算得到收費站出口和入口所需收費車道數。另外，計算得到的收費車道數，需要驗算其交通強度，以確定其是否滿足一般統計規律，是否滿足實際交通需求，從理論和實際兩方面來控制收費車道的數量，使其既滿足理論計算，又滿足實際需求。

一、收費車道基本要求

我國現行規范規定，收費設施設計必須服從路網規劃，減少停車次數，縮短服務時間，提高服務水平，并滿足聯網收費的要求。具體設計指標規定如下：

（1）、收費島數量設計年限：公路開通后10年

（2）、交通量采用標準設計小時交通量（DDHV），即第30位小時交通量

（3）、服務時間：

封閉式收費：入口6～8秒，出口14～20秒[2]

（4）、服務水平：

服務水平用平均等待車輛數表示，高速公路宜采用1。

（5）、收費車道數：

收費車道數應根據交通量、平均服務時間、服務水平計算確定，但每個方向不應少于2條。

二、收費車道數計算分析

（1）、確定設計小時交通量（DDHV）

設計小時交通量（DDHV）是與其對應的目標年度的年平均日交通量（我國規范規定為公路開通后10年）乘以K值和D值求得。

DDHV=AADT×K×D

其中：AADT---年平均日交通量

K----交通量高峰小時系數

D---交通量雙向分布不均勻系數

由于K、D系數取值范圍比較寬泛，故DDHV變化較大。若DDHV采用較大值，必然增大收費站的規模，增加資金投入，造成工程浪費；若采用較小值，雖然減小了收費站規模，降低了資金投入，但是很可能不能滿足交通量的需求，造成交通阻塞，降低了服務水平，不能充分發揮高速公路作用。因此在實際中，應根據具體項目的交通量分析，確定合理K、D值，獲得較準確的DDHV，最終確定收費站的適宜規模，盡量做到既滿足交通需求，又不會造成浪費，達到技術與經濟的和諧統一。另外，在條件許可的情況下，也可以采用一次規劃，分期修建的方式，為未來的交通需求，適當留有余地，同時可以降低DDHV預測誤差帶來的不利影響。

（2）確定服務時間

收費車道的服務時間，直接關系到收費車道的通行能力，進而影響到收費站的規模，影響工程投資。毫無疑問，如果服務時間越長，那么每一收費車道的通行能力就越小，收費站為滿足車輛通行所需要的收費車道就越多，收費站的規模就越大，相應的工程投資就越多。因此確定適當的服務時間，也是非常重要的。

根據現行規范要求，封閉式收費車道采用入口6～8秒，出口14～20秒的服務時間。因此在實際計算中我們采用規范規定的數值，以滿足規范要求。但是根據已建成使用的收費站統計資料，入口和出口的服務時間在一般情況下略小于規范規定值，采用規范服務時間對計算收費車道數是有利的。

（3）服務標準

服務標準是以每個收費車道平均等待的車輛數來計算，我國現行服務標準采用平均等待1輛車。平均等待的車輛數越多，雖然對減少收費車道數量、減小收費站規模、降低工程造價有利，但降低了服務水平，延滯了車輛通行，除非有極特殊的情況，不應降低服務標準，計算中采用規范值是適當的。

（4）計算收費車道數

收費車道數由給定的交通量和平均服務時間進行計算，車道數直接取決于交通量（DDHV）的大小、平均服務時間（t）的長短。交通量越大，平均服務時間越長，所需要的收費車道數就越多。在交通量已確定的條件下，要提高服務標準，縮短車輛等待時間，也就是要增加收費車道數。

設置合理的收費車道數，不僅能夠節約建設用地，降低工程造價，更能夠保證車輛能夠快速、順暢進、出高速公路主線，最大發揮高速公路的功能。

另外，車道數的選定還應該滿足交通強度的要求。交通強度（u）是指收費站理論設計小時交通量（DDHV）與實際設計小時交通量的比值。也就是說，我們所設計的收費站的車道數必須略大于計算得到的理論車道數。 如果u<1，那么所有經過該收費站的車輛，能夠在設計條件下，從容通過收費站。如果u>1，那么到達收費站的車輛，在設計條件下，將越聚越多，造成交通阻塞（理論上是如此，實際中如果交通擁堵，大多會繞行、避開）。所以說用交通強度驗證收費站車道數，非常必要。根據調查統計來看，在一定交通量條件下，交通強度與車道數的關系如圖1。在一般情況下，交通強度控制在0.7～0.9較為適宜。

根據以上各相關要素的分析，下面給出計算收費車道數公式和步驟：

a.首先計算單收費車道（入口、出口）通行能力：

p=3600÷t 單位：（輛/車道）

b.其次計算收費站所需車道數（入口、出口）：

n=DDHV÷p 單位： （道）

c.驗證收費站車道交通強度：

u=DDHV÷p÷n

三、計算舉例：

根據某互通立交交通量預測，該互通立交在建成通車10年后，年平均日交通量為24568/日（立交轉彎交通量），DDHV計算系數分別為K=0.065，D=0.55。

根據以上資料該立交收費車道數計算如下：

1、首先計算設計小時交通量（DDHV）

DDHV=24568×0.065×0.55=878.306

2、計算互通立交入口車道數：

a.計算入口單收費車道通行能力：

根據規范要求，入口服務時間采用6秒

p=3600/6=600.000

b.計算收費車道數：

n=878.306/600=1.464 取車道數為2

c.驗證入口交通強度：

u=878.306÷600÷2=0.73192 交通強度符合一般統計規律

3、計算互通立交出口車道數：

a. 計算入口單收費車道通行能力：

根據規范要求，出口服務時間采用14秒

p=3600/14=257.14285

b.計算收費車道數：

n=878.306/257.14285=3.415 取車道數為4

c.驗證入口交通強度：

u=878.306÷257.14285÷4=0.8539 交通強度符合一般統計規律

四、結束語

收費站在實際運行當中，其通行能力與多種因素相關，如收費方式、收費員的業務熟練程度、駕駛員的技術水平、收費設施的處理能力、設備的運行狀態等，本文所介紹的只是一種理論計算的基本方法，在實際工作中還應結合實際情況，合理設置收費車道數量，并應為以后增加收費車道留有余地，同時還要加強收費人員和收費設備的科學管理，盡最大可能保證人員設備的協調統一，保障收費站的暢通，以充分發揮高速公路的作用，為駕乘人員提供順暢舒適、快速高效的服務。

參考文獻 ：

[1]《JTG D80-2006高速公路交通工程及沿線設計設施通用規范》人民交通出版社.

[2]《JTG D20-2006公路路線設計規范》人民交通出版社.