高速公路收費站收費車道數(shù)的確定

王毅

/青島市高速公路管理處

高速公路收費站收費車道數(shù)的確定

王毅

/青島市高速公路管理處

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

收費車道數(shù)；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(jīng)濟的發(fā)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(shù)是減少上述問題的重要措施之一。

確定合理的收費車道數(shù)，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(fā)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(shù)，具有重要的現(xiàn)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(gòu)成。長期以來，由于我國高速公路起步晚，甚至在發(fā)展之初都沒有設計規(guī)范，更沒有與之相應的較高的設計理論和設計理念，許多內(nèi)容都照搬日本、德國、美國的設計條文，即使到現(xiàn)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(jù)和規(guī)范要求。目前，收費車道設計主要根據(jù)設計交通量，查相應表格，得到收費車道數(shù)，實際上設計者并不知道是如何計算出來的。本人根據(jù)十多年的設計經(jīng)驗、結(jié)合當前國內(nèi)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(jù)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(shù)。另外，計算得到的收費車道數(shù)，需要驗算其交通強度，以確定其是否滿足一般統(tǒng)計規(guī)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(shù)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(xiàn)行規(guī)范規(guī)定，收費設施設計必須服從路網(wǎng)規(guī)劃，減少停車次數(shù)，縮短服務時間，提高服務水平，并滿足聯(lián)網(wǎng)收費的要求。具體設計指標規(guī)定如下：

（1）、收費島數(shù)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(shù)表示，高速公路宜采用1。

（5）、收費車道數(shù)：

收費車道數(shù)應根據(jù)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(shù)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(guī)范規(guī)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(shù)

D---交通量雙向分布不均勻系數(shù)

由于K、D系數(shù)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(guī)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(guī)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(fā)揮高速公路作用。因此在實際中，應根據(jù)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(guī)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(jīng)濟的和諧統(tǒng)一。另外，在條件許可的情況下，也可以采用一次規(guī)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(guī)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(guī)模就越大，相應的工程投資就越多。因此確定適當?shù)姆諘r間，也是非常重要的。

根據(jù)現(xiàn)行規(guī)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(guī)范規(guī)定的數(shù)值，以滿足規(guī)范要求。但是根據(jù)已建成使用的收費站統(tǒng)計資料，入口和出口的服務時間在一般情況下略小于規(guī)范規(guī)定值，采用規(guī)范服務時間對計算收費車道數(shù)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(shù)來計算，我國現(xiàn)行服務標準采用平均等待1輛車。平均等待的車輛數(shù)越多，雖然對減少收費車道數(shù)量、減小收費站規(guī)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(guī)范值是適當?shù)摹?/p>

（4）計算收費車道數(shù)

收費車道數(shù)由給定的交通量和平均服務時間進行計算，車道數(shù)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(shù)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(shù)。

設置合理的收費車道數(shù)，不僅能夠節(jié)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(fā)揮高速公路的功能。

另外，車道數(shù)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(shù)必須略大于計算得到的理論車道數(shù)。 如果u<1,那么所有經(jīng)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(shù)，非常必要。根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計來看，在一定交通量條件下，交通強度與車道數(shù)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(jù)以上各相關要素的分析，下面給出計算收費車道數(shù)公式和步驟：

a.首先計算單收費車道（入口、出口）通行能力：

②關于“其他組織”。全國人大法工委領導在有關民事訴訟法修改說明中明確表示，可以在制訂相關法律時進一步明確“其他組織”的范圍。為了能夠在防止起訴上的無序和盡可能擴大公益訴訟的應用之間進行平衡，應將其他組織明確為依法在國務院和省級民政部門進行登記的社會組織，具體可通過修改法律或出臺相關規(guī)章、政策文件時進行明確限定。

p＝3600÷t 單位：（輛/車道）

b.其次計算收費站所需車道數(shù)（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(jù)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(zhuǎn)彎交通量）,DDHV計算系數(shù)分別為K=0.065,D=0.55。

根據(jù)以上資料該立交收費車道數(shù)計算如下：

1、首先計算設計小時交通量（DDHV）

2、計算互通立交入口車道數(shù):

a.計算入口單收費車道通行能力：

根據(jù)規(guī)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(shù)：

n=878.306/600＝1.464取車道數(shù)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(tǒng)計規(guī)律

3、計算互通立交出口車道數(shù):

a.計算入口單收費車道通行能力：

根據(jù)規(guī)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(shù)：

n=878.306/257.14285=3.415取車道數(shù)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(tǒng)計規(guī)律

四、結(jié)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(yè)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(tài)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(jié)合實際情況，合理設置收費車道數(shù)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(xié)調(diào)統(tǒng)一，保障收費站的暢通，以充分發(fā)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。

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

[2]《JTG D20-2006公路路線設計規(guī)范》人民交通出版社.