高速公路收費(fèi)站通行能力問題研究

曾軍

[摘 要] 收費(fèi)站通行能力是高速公路收費(fèi)服務(wù)重要的制約因素，是高速公路通行能力的重要組成部分，也是高速公路組織提升收費(fèi)質(zhì)量效益的重要著力點(diǎn)。文章通過對(duì)通行能力的定義，分析了車輛通過費(fèi)亭的過程和單車通過時(shí)間的構(gòu)成，介紹CT公司以此為基礎(chǔ)開展車道通行能力的情況，提出了提升通行能力的建議方法。

[關(guān)鍵詞] 高速公路;收費(fèi)站;通行能力

[中圖分類號(hào)]F542

長期以來，由于思想觀念、資金使用等的局限，人們往往重視高速公路道路的通行能力問題，而忽視收費(fèi)站的通行能力。收費(fèi)站通行能力的不足問題逐步成為社會(huì)非議高速公路的焦點(diǎn)，甚至對(duì)高速公路收費(fèi)存在的必要性和合理性產(chǎn)生沖擊。特別是聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)和計(jì)重收費(fèi)后，收費(fèi)制式由入口收費(fèi)向出口收費(fèi)的改變，計(jì)重收費(fèi)安全島的加長致使車輛進(jìn)入費(fèi)亭的線形變化，給很多通行能力原本不很充足的收費(fèi)站“雪上加霜”。隨著車流量的迅猛增加，收費(fèi)站通行能力將日益緊張。因此研究收費(fèi)站通行能力，改善和提高收費(fèi)站通行能力顯得迫在眉睫和當(dāng)務(wù)之急。CT公司在全省率先開展了車道通行能力評(píng)估工作，提出并下決心實(shí)踐了很多提高通行能力的有效舉措，收到了較好的效果。文章試圖以CT公司為例，對(duì)收費(fèi)站通行能力問題作初步探討。

1 收費(fèi)站通行能力的概念

收費(fèi)站通行能力是收費(fèi)站的某個(gè)截面在通常的道路、交通和管制條件下，單位時(shí)間內(nèi)可能通過的最大交通量。收費(fèi)站通行能力由單車通過時(shí)間和車道數(shù)所決定。

結(jié)合湖北省收費(fèi)站的實(shí)際，這一概念的理解有兩個(gè)方面需要細(xì)化。一是由于存在一個(gè)收費(fèi)站有多個(gè)收費(fèi)廣場(chǎng)的情況，因此，這時(shí)不能籠統(tǒng)地談收費(fèi)站通行能力，只能談收費(fèi)廣場(chǎng)通行能力。二是由于出入口車流量不完全相等，且單車出入口通過時(shí)間相差較大。因此，收費(fèi)站通行能力要區(qū)分入口通行能力與出口通行能力。

2 車輛經(jīng)過收費(fèi)站的過程分析與單車通過時(shí)間的構(gòu)成

進(jìn)入收費(fèi)廣場(chǎng)時(shí)車輛減速，尋找排隊(duì)長度較短或沒有排隊(duì)的收費(fèi)車道交款或領(lǐng)票。如果所選擇的收費(fèi)車道上有排隊(duì)等候的車輛，那么就在隊(duì)尾排隊(duì)等候服務(wù)，如果所選擇的收費(fèi)車道沒有排隊(duì)等候的車輛，那么就直接進(jìn)入收費(fèi)車道接受服務(wù)。接受完服務(wù)后，加速離開收費(fèi)廣場(chǎng)進(jìn)入主線或匝道。

總體來說，可以將車輛通過收費(fèi)站的過程描述為：減速進(jìn)入收費(fèi)廣場(chǎng)—排隊(duì)等候（如果形成排隊(duì)的話）—接受服務(wù)（交款或領(lǐng)卡）—加速離開收費(fèi)廣場(chǎng)。

因此，單車通過時(shí)間由三部分構(gòu)成：排隊(duì)時(shí)間、純粹服務(wù)時(shí)間和離去時(shí)間。排隊(duì)時(shí)間是指車輛到達(dá)收費(fèi)廣場(chǎng)排隊(duì)停車開始到車輛到達(dá)收費(fèi)窗口的時(shí)間間隔，很顯然排隊(duì)時(shí)間由排隊(duì)車輛的數(shù)量和前面車的純粹服務(wù)時(shí)間與離去時(shí)間決定。沒有車輛排隊(duì)直接到達(dá)收費(fèi)窗口時(shí)的排隊(duì)時(shí)間為零;純粹服務(wù)時(shí)間是指從車輛進(jìn)入收費(fèi)窗口停下，到車輛接受服務(wù)（交卡交款或領(lǐng)卡）完成后啟動(dòng)車輛準(zhǔn)備離開收費(fèi)地點(diǎn)之間的時(shí)間間隔，簡稱服務(wù)時(shí)間;車輛離開服務(wù)地點(diǎn)到后車進(jìn)入收費(fèi)地點(diǎn)停下之間的時(shí)間間隔為離去時(shí)間。

3 CT公司車道通行能力評(píng)估的主要方法步驟

3.1 確定評(píng)估對(duì)象

以小時(shí)流量為基礎(chǔ)，以收費(fèi)廣場(chǎng)為評(píng)價(jià)單位，按出入口分別評(píng)估，從建設(shè)車道能力和定編車道能力2個(gè)方面作出評(píng)估結(jié)論。確定這樣的評(píng)估對(duì)象有4點(diǎn)含義。一是小時(shí)流量反映了工作的精度，同時(shí)由于小時(shí)流量系統(tǒng)自動(dòng)生成，能減少工作量和誤差。二是以收費(fèi)廣場(chǎng)為評(píng)價(jià)單位主要是根據(jù)CT公司的實(shí)際，有的管理所有多個(gè)收費(fèi)廣場(chǎng)。三是按出入口分別評(píng)估，客觀地反映出入口通行能力的差異。四是從建設(shè)車道能力和定編車道能力2個(gè)方面作出評(píng)估。因此，對(duì)每個(gè)收費(fèi)廣場(chǎng)而言，就有入口建設(shè)車道通行能力、出口建設(shè)車道通行能力、入口定編車道通行能力和出口定編車道通行能力4個(gè)方面的評(píng)估結(jié)論。

3.2 收集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

主要收集了2018年各收費(fèi)站入口和出口通行的總車流量和各車道實(shí)際通行的車流量、全年最高車流量前20日及重點(diǎn)節(jié)假日分時(shí)車流量情況。重點(diǎn)節(jié)假日為春運(yùn)期間（選取流量的前15天）、五一和十一長假的前一天至長假結(jié)束，共31天。收集了近三年車流量的變動(dòng)情況和今后幾年車流量的預(yù)計(jì)、通行車輛的客貨結(jié)構(gòu)。

3.3 確定單車通過時(shí)間

雖然排隊(duì)時(shí)間也是司乘對(duì)服務(wù)質(zhì)量感知的重要因素，但由于排隊(duì)時(shí)間與最大通行能力沒有直接關(guān)系。因此，把純粹服務(wù)時(shí)間和離去時(shí)間之和來作為單車通過時(shí)間。一是廣場(chǎng)單車通過時(shí)間的測(cè)量。各管理所按公司的統(tǒng)一部署，組織人員按照不同的時(shí)段、不同的操作人員調(diào)查統(tǒng)計(jì)，入口統(tǒng)計(jì)200輛車次，出口統(tǒng)計(jì)400車次，客貨各200輛。取其平均值，計(jì)算出各收費(fèi)站入口車輛單車通過時(shí)間、出口客車單車通過時(shí)間、出口貨車單車通過時(shí)間。二是單車通過時(shí)間的確定。公司將各管理所將調(diào)查的入口、出口單車時(shí)間通過求平均值，作為各管理所單車通過時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)。

3.4 確定收費(fèi)廣場(chǎng)小時(shí)最大通行能力

各管理所按照公司下發(fā)的入、出口單車通過時(shí)間，結(jié)合本收費(fèi)站點(diǎn)的客貨車型結(jié)構(gòu)計(jì)算出各收費(fèi)廣場(chǎng)的小時(shí)最大通過能力。

收費(fèi)廣場(chǎng)入口小時(shí)最大通過能力=3600/入口車輛單車通行時(shí)間

收費(fèi)廣場(chǎng)出口小時(shí)最大通過能力=3600/（客車比例×客車單車通過時(shí)間+貨車比例×貨車單車通過時(shí)間）

3.5 實(shí)施評(píng)估

將全年最高車流量前20天、重點(diǎn)節(jié)假日31天（春運(yùn)15天、五一十一共16天）的24小時(shí)車流量情況，與廣場(chǎng)小時(shí)最大通過能力比較來進(jìn)行評(píng)估。共51×24個(gè)數(shù)據(jù)按照從高到低的順序與廣場(chǎng)小時(shí)最大通過能力依次比較，按照飽和狀態(tài)90%以上、次飽和狀態(tài)70%～90%、基本飽和狀態(tài)50%～70%和不飽和狀態(tài)50%以下進(jìn)行分類分析。從以下4個(gè)方面得出評(píng)估結(jié)論。

一是小時(shí)廣場(chǎng)入口車流量/建設(shè)車道數(shù)和收費(fèi)廣場(chǎng)小時(shí)入口最大通過能力比較。用2018年的實(shí)際流量計(jì)算，反映當(dāng)前入口車道的設(shè)置是否充足。用今后預(yù)計(jì)的流量計(jì)算，反映將來的入口車道是否需要增設(shè)。

二是小時(shí)廣場(chǎng)出口車流量/建設(shè)車道數(shù)和收費(fèi)廣場(chǎng)小時(shí)出口最大通過能力比較。用2018年的實(shí)際流量計(jì)算，反映當(dāng)前出口車道的設(shè)置是否充足。用今后預(yù)計(jì)的流量計(jì)算，反映將來的出口車道是否需要增設(shè)。

三是小時(shí)廣場(chǎng)入口車流量/定編開通車道數(shù)和收費(fèi)廣場(chǎng)入口小時(shí)最大通過能力比較。用2018年實(shí)際的流量和實(shí)際定編人數(shù)計(jì)算，反映入口車道定編的松緊。用預(yù)計(jì)的入口流量和實(shí)際定編人數(shù)，對(duì)將來的入口定編提出建議。

四是小時(shí)廣場(chǎng)出口車流量/定編人員開通車道數(shù)和收費(fèi)廣場(chǎng)出口小時(shí)最大通過能力比較。用2018年實(shí)際的出口流量和實(shí)際定編人數(shù)計(jì)算，反映出口定編的松緊程度。用預(yù)計(jì)的出口流量和實(shí)際定編人數(shù)，對(duì)將來的出口定編提出建議。

4 提高收費(fèi)站通行能力的方法與建議

提高收費(fèi)站通行能力的主要方法有：

（1）橫向拓寬，增設(shè)車道數(shù)量。這是最顯然、最直接、最有效的方法。但同時(shí)勢(shì)必帶來征地、土建、人員、設(shè)施規(guī)模的擴(kuò)大和營運(yùn)費(fèi)用的提高。因此必須根據(jù)建設(shè)車道評(píng)估的結(jié)論，合理確定廣場(chǎng)的規(guī)模和車道的數(shù)量，進(jìn)而確定收費(fèi)站規(guī)模， 使資源得到優(yōu)化合理配置。

（2）合理定編，配齊人員，開足道口。人員定編受建設(shè)車道數(shù)的制約。在建設(shè)車道足夠大的情況下，也不是簡單的人員配的越多越好，是多種利益和矛盾的平衡。這里存在4個(gè)矛盾，即管理所希望配編多與管段單位希望配編少的矛盾;管段單位希望配編多與事業(yè)編制管理機(jī)構(gòu)希望配編少的矛盾（管段單位是企業(yè)的，存在社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益的矛盾）;司乘希望定編多與管段單位客觀條件制約（如經(jīng)濟(jì)效益、編制限制等）的矛盾;管段單位希望定編多與社會(huì)希望定編少的矛盾。平衡這些矛盾的方式就是開展定編車道評(píng)估，根據(jù)定編車道通行能力評(píng)估的結(jié)果，為人員的增減提供科學(xué)、有力的依據(jù)。

（3）優(yōu)化車道平面布置形式。現(xiàn)在湖北省高速公路收費(fèi)車道的平面布置大都采用一個(gè)車道一個(gè)費(fèi)亭的形式，即單停式收費(fèi)。單停式收費(fèi)各車道的性質(zhì)、車流的行駛方向固定不變， 每條車道旁邊的收費(fèi)島只設(shè)置一個(gè)收費(fèi)亭， 只能一次供一輛車完成一次交費(fèi)程序， 此期間進(jìn)入該車道的其他后續(xù)車輛需排隊(duì)等待。

優(yōu)化平面設(shè)計(jì)主要有3種形式。一是采用雙停式。雙停式要求收費(fèi)島長度相對(duì)較長， 沿行車方向按一定間距設(shè)兩個(gè)獨(dú)立的收費(fèi)亭， 同時(shí)供兩輛車完成一次交費(fèi)程序， 其他條件同單停式。雙停式既可采用永久式也可采用便攜收費(fèi)等臨時(shí)式。這種形式在我國的京津唐和CT公司都有運(yùn)用，均收到了較好的實(shí)際效果。

二是采用衛(wèi)星式（或Y形式）。衛(wèi)星式在現(xiàn)有收費(fèi)亭的前方或后方增設(shè)收費(fèi)車道，這樣車輛不在原收費(fèi)亭停車，而在距原收費(fèi)亭一定距離的增設(shè)收費(fèi)車道停車?yán)U費(fèi)。該方式主要適用于周邊限制條件很多，無法通過橫向征地拓寬廣場(chǎng)，增設(shè)車道的情況。這種設(shè)置在美國和我國的廣東都有運(yùn)用。

三是采用往復(fù)變向共用車道。就是在出入口車道并列在一起的時(shí)候，將中間部分車道作為往復(fù)變向共用車道使用，入口高峰當(dāng)入口，出口高峰當(dāng)出口。就是經(jīng)常說的雙向亭，這種形式在CT公司運(yùn)用得相當(dāng)廣泛。

（4）加強(qiáng)管理，縮短純粹服務(wù)時(shí)間。純粹服務(wù)時(shí)間由多方面因素制約，必須多管齊下。一是提高收費(fèi)員的業(yè)務(wù)素質(zhì)。在車型判別、鍵盤輸入、點(diǎn)鈔和算賬速度，以及掌握路網(wǎng)通達(dá)知識(shí)等方面開展學(xué)習(xí)和競(jìng)賽。二是加強(qiáng)設(shè)施設(shè)備管理。保障設(shè)施設(shè)備的功能完好，減少其對(duì)正常收費(fèi)的影響。提高稱重的精度與權(quán)威，有效減少重稱。現(xiàn)場(chǎng)零鈔供應(yīng)的充足等。三是司機(jī)的配合也是重要因素。加強(qiáng)收費(fèi)法規(guī)的宣傳，增強(qiáng)司機(jī)對(duì)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)的理解，提高按章主動(dòng)的繳費(fèi)意識(shí)。司機(jī)預(yù)先準(zhǔn)備好現(xiàn)金，也能有效縮短純粹服務(wù)時(shí)間。

（5）推行不停車收費(fèi)。不停車收費(fèi)是在用地日益緊張、交通量不斷增大的情況下，提高車道通行能力的重要手段。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，不停車收費(fèi)將比人工收費(fèi)提高效率5倍以上。因此，實(shí)行不停車收費(fèi)能有效地提高通行能力。

（6）交通流量的控制與引導(dǎo)。交通流量的控制與引導(dǎo)是在其他的條件不變的情況下，人為地控制和引導(dǎo)交通流量，使得整體的通行能力得到提高。具體是利用人員現(xiàn)場(chǎng)指揮、可變情報(bào)板和交通標(biāo)志標(biāo)線等形式，合理安排排隊(duì)隊(duì)形分布，提高通行能力。如控制和引導(dǎo)客貨分流，設(shè)置小轎車專用道，設(shè)置不找零專用道等。這些本質(zhì)上都是實(shí)行快慢車分道，都是運(yùn)用數(shù)學(xué)中統(tǒng)籌的方法，合理安排通行秩序，實(shí)現(xiàn)整體最優(yōu)。

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