滬寧高速港灣式救援點關鍵參數設計及應用研究

余 滿 范 釗

（江蘇寧滬高速公路股份有限公司，江蘇 無錫 210049）

增設港灣式救援點、制定管控實施方案可以有效降低事故發生率、提升應急救援效率，是高速公路智慧擴容、提升通行能力的有效辦法。

崔降龍等[1]通過高仿真駕駛模擬試驗，發現港灣式緊急停車帶水平間距為750 m時，駕駛員橫向偏移量較小，駕駛行為較協調；超過1 000 m時，間距對駕駛行為的影響較弱。李浩等[2]研究港灣式停車帶擴建工程中的間距選址、路面結構及交安設施等設計，發現港灣式停車帶的有效寬度不宜小于5 m，長度宜為45～55 m。潘兵宏等[3]研究不同設計速度、縱坡和硬路肩寬度情況下的港灣式停車帶的設計參數建議值。陳錫逵等[4]研究發現，入口漸變段護欄等級應提高1～2個等級，或加長出口過渡段，減小碰撞角度，降低大客車沖出護欄的風險。劉浩學等[5]從規范要求、工程經濟及緊急停車帶范圍各項安全設施設置情況等方面對緊急停車帶的設置進行分析。相關學者對港灣式救援?？奎c的關鍵設計要素的研究，僅集中在現有標準規范中社會車輛故障時使用的緊急停車帶的設計要素分析及仿真模擬，未綜合考慮交通執法單位及高速公路運營管理單位對應急救援時效、通行保暢等方面的需求。

目前，國內各類港灣式救援點的長度寬度、漸變段形式和設置間距各不相同，其標志、標線、護欄等配套交安設施的設置各有差異。因此，文章結合滬寧高速無錫段對港灣式救援點的建設、運營管理經驗，結合臨時開放應急車道、車道管控效能最大化的需求，綜合分析港灣式救援點的各類設計參數。

1 港灣式救援點平面設計研究

《公路路線設計規范》（JTG D20—2017）規定，高速公路右側硬路肩寬度小于2.5 m時，應設置緊急停車帶。緊急停車帶寬度應不小于3.5 m，有效長度應不小于40 m，間距不宜大于500 m，應在其前后設置不短于70 m的過渡段。在滿足規范要求的基礎上，結合高速公路運營管理實際，對港灣式救援點的設計參數進行優化。

1.1 寬度設計

研究所指寬度為有效寬度，不包括設置護欄板的路緣帶寬度。港灣式救援點寬度應能夠保證車輛安全?？吭谕＼噹?，兩側司乘人員能夠打開車門安全下車，確保車輛應急檢修車輛時駕駛員與最外側行車道具有足夠的側向安全距離。

港灣式救援點寬度組成如圖1所示。

圖1 港灣式救援點寬度組成

考慮拖掛車等大車行駛和臨時停車、上下車需求，車輛寬度按國家規定的最大車輛寬度2.5 m計算。根據調研分析，車門打開約0.5 m時，中等身材的乘客可以順利從車內出來，因此打開兩側車門并下車的最小寬度值均為0.5 m。駕駛員下車后，左側車門一般直接關閉，此處寬度與車輛應急檢修時所需的寬度w2重復，折減不做計算。車輛輪廓寬度w1的最小寬度值為3 m。

對停車帶運營實際情況進行調查，發現部分駕駛人會在港灣式救援點對故障車輛進行應急維修，需要考慮應急維修寬度。應急維修寬度最小約1 m，即w2的最小寬度值為1 m。

側向安全距離指駕駛員應急檢修車輛時與最外側行車道的最小距離，引用文獻[6]的分析結果，w3的最小寬度值為1 m。

港灣式救援點的寬度不宜小于5 m。在具體建設中可以結合實際道路情況、地質條件、交通流量、工程造價等因素綜合考慮。

1.2 停車區長度設計

考慮應急救援時效性等因素，需要將港灣作為清障車、救援車的臨時駐點，對事故進行及時響應，提高救援的時效性。結合實際分析，需停放一輛大型清障車（13 m）、一輛大型貨車（12 m）和一輛小客車（5 m）。因此，停車區長度L0應不小于30 m。

1.3 過渡段設計

（1）上游過渡段長度。

①減速車道長度L1。車輛經減速車道駛入停車帶的過程可以抽象視為勻減速運動。根據運動學理論，計算減速車道最小長度L1：

式中：v1——初始速度（km/h），取設計速度；v2——終點速度（km/h）；αd——減速度（m/s2）。

駛入港灣式救援點的車輛為清障車或事故車輛等特殊車輛，其在應急車道上的初始速度按照40 km/h考慮，駛入港灣式救援點后緊急?？?，末速度為0 km/h。大部分駕駛員遇到意外情況需要減速時，減速度高于3.4 m/s2，本方案將3.4 m/s2作為港灣式聯合救援點減速車道的一般減速度值，減速車道的長度應不小于18 m。

根據《公路路線設計規范》（JTG D20—2017），減速車道長度如表1所示。

表1 減速車道長度 單位：m

由表1可知，設計速度40 km/h，末速度0 km/h，港灣式救援點按次要公路分類，減速車道長度為15 m。

設計時，減速車道長度L1應不小于18 m。

②減速漸變段長度L2。設置減速漸變段能夠使駕駛員及時調整駕駛行為，確保車輛從右側車道駛入減速車道的行車安全性。減速漸變段長度是車輛保持行駛狀態且位移一個車道的過程中，前進方向需要的距離，受車輛行駛速度和車輛在港灣式聯合救援點內橫移寬度的影響。結合相關研究成果和車道變換理論，橫向位移1 m需要約1 s，計算減速漸變段長度L2：

式中：B——偏移寬度（m），取4 m。

初始速度v1取40 km/h，減速漸變段長度為45 m。

根據《公路路線設計規范》（JTG D20—2017），設計速度40 km/h，減速漸變段長度為30 m。

設計時，減速漸變段長度應不小于45 m。上游過渡段長度應不小于L1+L2=63 m。根據高速公路互通匝道漸變段長度要求，規范中最小行駛速度為60 km/h，按單車道取值，減速漸變段長度最小值為70 m。因此，本次港灣上游過渡段長度設置為70 m。

（2）下游過渡段長度。

①加速車道長度L3。港灣式救援點設置加速車道，為車輛提供加速空間，實現其與主線車輛的安全合流。本研究認為，駕駛員準備駛離停車帶加速進入右側車道前已經確認有合流間隙，不考慮車輛在加速車道因等待插入時機所行駛的長度。根據加速車道長度的相關研究，將加速過程視為勻加速過程，計算加速過程需要的長度L3：

式中：v3——匯入速度（km/h），采用主線設計速度的0.76倍（km/h）；αα——加速度值（m/s2），不考慮縱坡影響時，加速度αα一般取1.2～2.0 m/s2。

v3取30 km/h，αα取2 m/s2，加速車道長度最小為18 m。

根據《公路路線設計規范》（JTG D20—2017），加速車道長度如表2所示。

表2 加速車道長度 單位：m

設計速度40 km/h，減速末速為0 km/h，按次要公路，加速車道長度取值25 m。

設計時，加速車道長度需設置不小于25 m。

②加速漸變段長度設計L4。港灣式聯合救援點范圍內加減速過程類似，加速漸變段長度與偏移寬度有關，加速過程中車輛的行駛速度為匯入速度，即0.76v1，計算加速漸變段長度L4：

式中：B——偏移寬度（m），取4 m。

v1取40 km/h，加速漸變段長度為34 m。

根據《公路路線設計規范》（JTG D20—2017），設計速度40 km/h，加速漸變段長度為30 m。

設計時，加速漸變段長度應不小于34 m。下游過渡段長度應不小于L3+L4=59 m。

適當考慮高速公路互通匝道漸變段長度要求，規范中最小行駛速度為60 km/h，按單車道取值，漸變段長度最小值為60 m。

1.4 救援點密度設計

本文依托滬寧高速公路港灣式應急駐點施工項目，結合14對港灣的使用效果，推薦港灣式救援點的位置選取及密度分布。

（1）宏觀建設區段選取原則。

依據事故、故障車分布情況以及應急救援需求等因素，應優先保障大流量管控路段、高密度互通路段港灣數量，確保臨時開放應急車道時，路段港灣第二應急車道發揮正常功能。依據交通量的方向分布情況，港灣平面位置應雙向對稱。

為了使港灣式救援點建設的經濟效益最大化、車道管控效能最大化，可以進行分批建設規劃。第一階段為港灣建設基礎期，應滿足管控路段基本救援需求，結合主動管控系統建設方案，優先建設該路段港灣；第二、三階段為港灣建設加強期，為提高整體通行及救援效率，根據道路通行變化情況適當調整各區段港灣布設密度，實現港灣經濟效益及回報率最大化，避免因超前規劃建設造成浪費。

（2）微觀布設選點原則。

各路段的規劃選點過程中，應綜合考慮事故量、故障車數量及其位置分布情況，確保應急救援及時到位，降低事故及車輛故障等情況對滬寧高速主線安全及通行效率的影響。根據事故及故障車分布情況，應均勻布置各互通樞紐間的港灣，依據故障車數量及分布情況確定各互通樞紐間的港灣數量。以碩放至東橋路段為參考，該路段平均每月每公里故障車數量為6.2輛，雙向各均勻布置3個港灣，港灣中心樁號的平均間距為1 km。結合使用情況可知，該路段港灣能夠滿足實際使用需求。根據實施效果及路段整體的月平均故障車數量情況，確定相鄰互通樞紐間港灣中心樁間的距離。設G為每公里月平均故障車數量，G>8時，港灣中心樁號間距為1.0～1.5 km；6

1.5 港灣式救援點平面設計小結

港灣式救援點的寬度應不小于5 m，長度應不小于160 m，港灣式救援點的間距和長度應根據各路段構造物情況和每公里月平均故障車數量進行適當調整，保證應急救援的時效性。

2 港灣式救援點的安全管理

應急車道臨時開放時，港灣式救援點除了作為臨時駐點，還應兼具緊急情況下供救援車輛應急行駛的功能，發揮第二應急車道的作用。為確保道路的通行秩序、提升救援的時效性，需對其日常使用進行管理。

港灣入口及港灣停車區域布設隔離錐筒，用于隔離主線車道與港灣式救援點車道，保障車輛駛入、駛出及?？康陌踩?。增設配套標志標牌及電子抓拍，標志標牌應包含“非緊急情況下嚴禁占用”標志、“監控抓拍”標志、車輛駛離港灣式救援點匯入主線的提示牌等，明確非緊急情況下停放屬于違法占用應急車道行為。港灣式救援點可以視情況增設條形可變情報板和智能語音喇叭，發布和播報相關規定，確保港灣式救援點的應急停車功能，避免社會車輛非法占用，必要時可以采取相關處罰措施。

防撞護欄及電子抓拍布設位置如圖2所示。

圖2 防撞護欄及電子抓拍布設位置

3 港灣式救援點的應用效果分析評價

3.1 通行效率提升

港灣式救援點建設后，道路擁堵時可以臨時開放應急車道，改善高速公路的通行條件。港灣式救援點建設后，隨著車道管控系統的常態化啟用，無錫段高峰流量時段通行速度平均提升43%，最高提升97%。通行效率平均提升10%，最高提升31%，應急車道累計增加車輛通過約75 萬輛，司乘出行服務體驗明顯改善。擁堵頻次和擁堵距離減少，因違法變道等危險駕駛行為引發的交通事故數量明顯下降，道路行車安全系數進一步提升。

3.2 救援時效性提升

港灣式救援點建設后，2021年3 min出車100%，5 min到達率84.33%，比2020年提高9%。10 min有效疏通率82.08%，比2020年提高16%。

5 min現場到達率同期對比如圖3所示。

圖3 5 min現場到達率同期對比

4 結語

港灣式救援點寬度建議大于5 m，港灣總長推薦大于160 m，港灣式救援點的間距應根據實際路況進行適當調整，以提高應急救援的時效性。港灣入口及港灣停車區域布設隔離錐筒，用于隔離主線車道與港灣式救援點車道，保障車輛駛入、駛出及停靠的安全性。目前，港灣的屬性界定不明確，違法占用、無序行駛等情況依然存在，容易引發交通事故。需要行業主管部門加快推動立法進程，參照應急車道管理港灣式救援點，營造嚴管嚴控態勢。