【doc】珠江三角洲地区城际道路服务水平评估研究

【doc】珠江三角洲地区城际道路服务水平评估研究 珠江三角洲地区城际道路服务水平评估研 究 V01.20No.3公路交通科技2003年6月 JOURNALOFHIGHWAYANDTRANSPORTA11ONRESEARCHANDDEVELOPM ENT 文章编号:1002-0268(2003)03-O108-O5 珠江三角洲地区城际道路 服务水平评估研究 张亚平, (1.哈尔滨工业大学交通科学与工程学院,黑龙江 裴玉龙,周刚 哈尔滨150090;2.广东省交通科研所,广东广州510030) 摘要:在分析大量实测交通流数据的基础上,建立延误一流量模型,提出道路服务水平衡量标准,给出了适合我国道 路交通实际的道路服务水平分级指标.通过实例分析,对我国珠江三角洲地区具有典型代表性的城际公路进行了服务 水平分析与评估,并提出了改善和提高某些瓶颈路段服务水平和通行能力的措施和建议. 关键词:珠江三角洲地区;服务水平;延误一流量模型;评估 中图分类号:U491.112文献标识码:A EvaluationofLevelofServiceofIntercityHighwaysinZhujiangDelta ZHANGYa—ping,PEIYu—long,ZHOU (1.SchoolofScienceandEngineeringofTransportation,HarbinInstituteofTechnology,Heil ongiiangHarbin150090,Claim; 2.GuangdongProvinceResearchInstituteofCommunication,GuangdengG1langzh0u510 030,China) Abstract:OnthebasisofaIlaly她plentyoffieldsurvey嘣 icdata,thedelay'flowmodelisgiveninthispaper,andtheevaluating criterionsandclassifyingindexesofLeverofService(LOSforshort)Oilhighwaysareputfor ward,whichadapttothe砸盛cinChina. CasestudyoftypicalintercityhighwaysinZhujiangDeltaofGuangdongprovinceisconduct edtoevaluaeLOSforsometypicalsectionsof roads.Finally.n煳 uresandmethodsaresuggestedtoimprovethecapacityandLOSofs0fnebottlenecksections. Keywords:ZhujiangDelta;Levelofservice;Delay-flowmodel;Evaluation 0引言 随着我国国民经济的迅速发展,物质生活水平的不 断提高,交通方式的快捷通达,人们的时效观念也发生 了深刻的变化.出行已不仅仅是由于工作的需要,还可 能是为了旅游,娱乐和消闲.因而,人们越来越追求出 行的质量和效益.服务水平正是这样一种衡量出行质量 和效益的指标,它代表着可以提供给道路使用者快速, 舒适,便利和经济等指标水平的满意程度.在实际的交 通工程 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 和应用中,道路服务水平分析与评估有着重 要的作用,例如:新建或扩建交通设施需要确定车道宽 度和车道数;评价道路改建后的交通运行特性和服务水 平,进而为确定道路使用者的费用,油耗,以及受空气, 噪音污染等因素的影响提供基本参数值.因此对道路服 务水平进行系统性研究是非常必要的. 改革开放2o多年来,我国城乡建设发生了巨大的 变化,但由于受人文,历史,地理,社会经济及传统 观念等因素的影响和制约,各地区经济发展很不平衡, 城际间道路交通运行特性也有很大的不同.珠江三角 洲地区作为我国东南沿海经济发达地区之一,城市建 设Et新月异,道路交通飞速发展,对其城际道路服务 水平进行深人的分析评估研究,对于我国的公路建设 和规划将具有重要的指导作用. 1衡量道路服务水平的主要指标 美国《道路通行能力手册》(HighwayCapacity 收稿日期:2002-07—15 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50278027)及国家九五攻关项目 (96-412-o2-01) 作者简介:张亚平(1966一),男,江西萍乡人,长沙交通学院副教授,哈尔滨工业大学 博士生 珠江三角洲地区城际道路服务水平评估研究张亚平等 Manual,简称HCM)把服务水平(I七ve1I)fService简 称LOS)定义为描写交通流内的运行条件及其对驾驶 员与乘客的感受的一种质量标准【1,2j.选择衡量服务 水平的主要指标,应根据不同形式道路车辆运行规律 的差异,采取不同的指标.通常混合交通双车道公路 车辆不成队列行驶,快,慢车在同一车道混合行驶, 必须占用对向车道才能完成超车行为,由此造成的被 动延误较大.因此,采用平均运行速度和车辆延误作 为衡量服务质量的主要指标.但对于高速公路和一级 公路等多车道公路而言,仅以速度作为衡量服务水平 的指标是不够的,还必须考虑车辆间相互靠近的程度 即车头间距的大小,只有当车头间距达到一定程度 后,才不会影响司机自由选择车速.在多车道道路 上,驾驶员可以通过变换车道超车来保持所期望的运 行速度而减少延误,但车流密度却可能会制约这种期 望.另外,同一交通量可能对应着两个不同的车速, 但却仅对应一个密度.可见,单用速度来衡量服务质 量是不恰当的,而交通密度是服务质量的一个很好的 度量方法L3j.因此,宜选用车流密度,平均运行速 度,交通流状态(V/C比)和最大服务流率作为高 速公路,一级公路服务水平的主要衡量指标. 2双车道公路服务水平分级指标 2.1延误分析 在双车道公路上行驶的车辆因为被动排队行驶而 增加了运行时间.此外,超车行为也会造成延误.如 果超车视距不足,即使车辆已经行至对向车道,也可 能会因为对向来车而中途放弃超车,被迫回到原来车 道上被动跟驰驶,从而形成延误. 尽管延误率是一个非常有效的指标,但是野外数 据的采集非常困难.以现有的观测手段,求算延误时 间只能通过对车牌号的方法,但该观测法需要耗费大 量的时间和人力,效率较低.因此,有必要寻找一个 替代指标.有关文献指出,观测段内小于某一车头时 距的车辆数占整个观测段内车辆数的百分率可以作为 延误率的替代指标L6j. 2.2延误一流量模型 根据车辆跟驰分析研究,并参照美国HCM,将 延误车头时距上限定为5s【,,即车头时距在5s以内 都有延误.取统计时间间隔为5min,将5min内的混 合车流用车辆折算系数标准换算为纯小客车流,然后 计算延误百分率. 图1为实测数据经过上述步骤处理后得到的延误 百分率与流量关系散点效果图. 从散点图上看,随着流率的增大,延误率也在增 大,并呈二次抛物线形状,但与抛物线形状不同之处 在于延误率并不是增长到一定程度就下降,而是趋近 于通行能力点对应的延误百分率值,其模型与 函数 excel方差函数excelsd函数已知函数     2 f x m x mx m      2 1 4 2拉格朗日函数pdf函数公式下载 y =/(+c)比较相似.当流量超过通行能力以 后,小时流率不再增大,而延误率继续增大.因此, 应对该函数模型进行修正,并建立如下模型 DR=(1) I厂+D 式中,DR为延误率,%,Q为小时流率,pcu/h,b 为回归系数,c为指数. 10o 9O 8O 70 60 蒌3O 2O lO O 标准车小时漉量,pcu/h 图1延误率一流量散点关系 交通流数据的离散性较大,只有其统计特性才能 够较好地描述交通流特性,本文采用最zb-乘法计算 流率和延误数据拟合曲线的参数. 用相关系数可以说明回归效果显着与否.相关系 数R的表达式如下 ?xiyi一??yi ?[n?}一(??)]?[n?;一(?y)] (2) 为了减少随机误差,对流量值按1O辆汇总统计, 得到一组流率和延误数据,将流率和延误原始数据代 人 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 (1),应用统计分析软件SPSS回归分析后, 得到各模型参数标定值:指数c=1.099,回归系数b = 1622.78,相关系数R=0.9503.计算结果表明回 归拟合效果显着,所选择的模型是合理有效的. 为简化起见,取C=1.1,b=1623.简化后模型 如下 n1.1 DR(3) 图2为汇总数据的散点拟合回归曲线.图2及公 式(3)综合反映了延误与流量之间的关系,即延误 随流量的增加而增大.例如,当流量Q为500veh/h/ lane时,由公式(3)可算得延误DR为36%;当流 圈 公路交通科技2003年第3期 标准车4,IVI"流量,pcu/h 图2延误一流量散点拟合回归曲线 量Q为1000veh/h/lane时,DR为55%;当流量Q 为1500veh/h/lane时,DR为66%.与流量相比,延 误更能直观地反映道路提供的服务质量,更容易为驾 驶员感受到并作出相应的判断和驾驶操作.显然,延 误越大,说明道路提供的服务质量越差,服务水平越 低.因此,延误一流量模型为划分服务水平等级标准 提供了理论依据. 2.3服务水平分级指标 对于混合交通双车道公路,采用延误率作为服务 水平分级的主要指标,以速度和流率作为辅助分级指 标,可以大大降低人为因素的影响,保证评价指标的 客观性.根据上述延误与流量关系分析及服务质量影 响因素分析,参照美国HCM服务水平分级标准及国 内相关研究成果[,结合我国道路具体情况,确定双 车道公路分级指标如表1所示. 双车道公路服务水平分级指标表1 注:c为标准双向双车道公路的通行能力.以中型车为标准车. 3高速公路,一级公路服务水平分级指标 由第一节分析知,对于高速公路,一级公路宜选 用车流密度或车道占有率(密度的另一种表示方式), 平均运行速度和交通流状态(V/C比)作为其服务 水平的主要衡量指标.根据美国HCM服务水平分级 (6级)标准,结合我国道路服务水平分级(4级)标 准,参照高速公路,一级公路理想条件下交通流各参 数之间的关系J,表2列出了纯小客车流理想条件下 平原微丘区地形以小客车为标准,设计车速分别为 120km/h和100km/h的多车道公路服务水平分级指 标. 实际上,任何一条高速公路或一级公路都不可能 出现理想条件下的单一小客车流,所以,对于具体某 一 条高速公路或一级公路,应根据实际的交通构成比 例等条件,将理想条件下的小客车车流密度转换成实 际条件下相应的混合车流密度.表3给出了货车混入 率分别为10%,15%,20%和25%时,高速公路混 合车流的服务水平分级指标. 理想条件下高速公路,一级公路服务水平分级指标表2 圃 珠江三角洲地区城际道路服务水平评估研究张亚平等 4实例分析 4.1广深高速公路和广佛高速公路服务水平分析 表4,表5和表6分别为1998年11月在珠江三 角洲地区实测的道路交通流状况数据_9J. 从表4可看出,小客车为主要车型组成,大,中 型车也占有一定比率.如广深高速公路和广佛高速公 路小客车分别占57%和51%,大,中型车比率分别 为16%,18%和10%,27%. 珠江三角洲地区部分公路交通组成(%)表4 路段2轮摩托车小客车微型车中型车大型车攀 注:不定型车是指某些轴距尺寸超出仪器鉴别范围的特殊车型或 出现串车等现象测定出来的错误车型. 珠江三角洲地区部分高速公路 高峰小时交通流状况表5 路段小一度比 路段 pcu/h 蝴 /lanekin 辖 /h) 度黼 pcu/k 大 m 比 ()(度() 由表5和表6,并参照表2和表3,可知: 1)广深高速公路起始段流量较大,中间段流量 较小,这是因为起始段连接两个大城市即广州和深圳 市,故出人流量较大.除个别路段外,全路段服务水 平在二级以上,即使在高峰期,也能达到较高服务水 平.总的来说,广深高速公路的交通状况到目前为 止,还是能达到令人满意的服务水平.交通较繁忙的 路段为广氮一新塘段和黄田一南头段,高峰小时流量 已接近广深高速公路的交通容量,必须制定一套有效 的管理办法来减轻交通拥挤压力和程度,做到未雨绸 缪,防患于未然. 2)佛开高速公路流量居中,高峰小时最大密度 低于l8辆/km,全路段处于二级服务水平,不论是 从服务质量还是从运输效率而言,均不失为一种较理 想的交通状况.广花,广三,虎门,深汕高速公路流 量较小,即使在高峰小时,其流量也远低于 750辆/h,密度低于6辆/km,V/C比小于0.3,表明 其服务水平明显处于一级.虽然服务水平很高,但道 路利用率偏低,从运输效率和经济性等层面来看,这 种服务水平并不足取. 3)表6中所列一级公路的最大高峰小时流量均 低于1400辆/h,V/C比均小于0.7,除个别路段 (公明一松岗,龙华一石岩等路段)外,高峰小时流 量低于1200辆/h,车流密度低于18辆/km.因此, 该地区一级公路总体上处于二级服务水平. 4)广佛高速公路服务水平在三,四级之间,其 交通状况已接近饱和流状态,高峰期塞车现象较为严 重.该道路于1988年建成通车,为广东省最早的一 条高速公路,也是国内通车最早的高速公路之一.佛 山是广州的卫星城市,两者均属于珠三角地区经济最 发达城市之列,城市间交通需求很大,加上路线里程 短(仅约17km),匝道出人口间距小,出入交通量大 等,这些因素使得该道路车满为患,难荷重负,以致 经常出现走走停停,甚至发生交通堵塞的现象.因 此,有必要对广佛高速公路的车道数进行重新论证和 规划设计.车道数由下列公式确定 N=DDHV/(SFL?PHF)(4) DDHV=AADT?K?D(5) 式中,?为车道数,DDHV为单向设计小时交通量, SFL为每车道服务流率,PHF为高峰小时系数, AADT为年平均日交通量,K为高峰小时交通量占年 平均日交通量的百分比,D为方向分布系数. 由于广佛高速公路属于市区辐射状高速公路,若 预期年平均日交通量()为80000辆/日?.., 高峰小时系数(PHF)取0.90,其服务水平为三级 圃 公路交通科技2003年第3期 (相当于美国的c级),根据HCM提供的一般推荐值, 城市地区的K值采用0.09,而辐射状道路的D值取 0.55,则 DDHV:80000X0.09X0.55=3960辆/h. 珠江三角洲地区属于平原微丘区,广佛高速公路 上货车混入率大于25%(见表4中大,中型车比率, 其中包括少量中长途客车),故根据表3可知,每车 道服务流率取为1500辆/h/车道.因此 ?:ootiv/(SFL?):3960/(1500x0.90)=2.9 即单向应为3车道,双向则为6车道.如此方能满足 该道路交通需求. 若预期年平均日交通量(AADT)为100000辆/ 日[1oj,则按上述原理计算的车道数为N=3.7,应取 为4,即双向应为8车道.考虑到广州和佛山地处广 东省经济最发达的珠江三角洲地区,且两城市间的距 离较短,其交通量增长日趋显着,特别是中国加入 WTO后,受新的经济增长点的拉动,珠江三角洲地 区定然首当其冲,其交通出行和需求将会激剧增加. 故从长远利益来看,笔者建议,该路段宜修建成8— 1O车道高速公路,以满足该地区未来经济发展的要 求. 事实上,广东省交通部门早在1998年便开始对 其进行改造,将其拓宽为六车道.现已竣工投入营 运,目前运行状况基本良好,但高峰期仍有交通拥挤 现象. 4.2105国道广东境内中山段二级公路服务水平分析 数据来源于1998年11月间,在广东省105国道 中山市小榄至坦背路段进行的区间观测,该路段是比 较标准的二级公路(双向双车道).整个区间设置两 个断面进行观测,观测起点的桩号为K2638+435, 终点的桩号为K2640+468,区间长度为2033m.观 测时间从早上8:15到下午4:15,统计间隔为5min,观 测样本96个.为了消除铺设和拆除设备时的影响,需 要去掉8:15到8:30和16:10到16:15中的4个样本 点,故有效样本点为92个. 图3示出了各统计段内的延误百分率及相应的流 量,平均速度3个参数的变化情况.统计结果表明: 延误率>60%的样本点占样本总数的91%,地点平 均车速<53km/h的样本点占样本总数的97%,仅在 12:3O到13:00之间出现车速>53km/h的样本点. 对照表1分析,该路段总体服务水平界=F三,四级之 间. 105国道是北京至珠海的国家主干线公路,目前 广东省境内大部分105国道均已改造为一级公路.但 限于地理条件的因素(右侧有一条河),中山市小榄 至坦背路段修成了二级,其两端均为一级公路.根据 目前的交通情况,该路段已明显属于一个瓶颈路段, 作为国家主要干线公路,其服务水平显得偏低.因 此,该路段急需改造并提高道路等级,从而提高道路 通行能力,以满足当地经济发展的需要. 图3速度,延误率随时间变化图 5结语 上述分析结果表明,目前珠江三角洲地区已通车 的高速公路除个别路段外,总体在二级服务水平以 上;一级公路总体满足二级服务水平的要求.除特殊 交通情况外,通行能力还有一定潜力.广佛高速公路 等个别路段实际所达到的混合车流速度或小客车运行 速度低于表2和表3中所列二级服务水平速度低限 值.分析结果还表明,道路几何参数,路面质量,车 辆动力性能,道路里程,交通管理水平及道路周边环 境等因素对运行质量的影响高等级公路要比一般公路 更明显.此外,需要说明的是,由于本文所采用的数 据资料来源于我国经济发达地区之一的珠江三角洲地 区,其模型的标定和应用具有一定的典型性,但也有 一 定的局限性.对于其它地区是否适应,还有待于进 一 步实践检验,且其研究成果也仅适应于平原微丘区 地形,至于山岭重丘区地形的相应公路服务水平分析 还有待于今后进一步研究. 参考文献: [1]任福田,等译.道路通行能力手册【M].北京:建筑工业出版 社.1985. 【2]Transl~rtationResearchBoard.HighwayCapacityManual(3rdedition) 【R].Washington:Trmml~rtationResearchBoardSpecialReport209, Revised1994. 【3]WillianRMeshane,RogerPRoess.TrafficEngineerjng【M],Prentice — hau,Ine,,1990.(下转第128页) 固 公路交通科技2003年第3期 显得很重要.针对我国的特定情况,可以在如下的方 面推进ETC技术在我国的应用: 1.管理体制鼓励和发展ETC专业运营公司, 雇佣这样的公司来帮助自己收取通行费,再付给一定 的服务费用.这样就可以避免自己投资建设和维护的 困难. 2.适用范围积极拓展和相关服务领域的业务, 就目前来看,还是大力发展区域联网收费为主.使得 用户购买的车载设备在一个固定的出行范围内都可以 方便地在各个收费站使用. 3.制定相关标准尽快制定ETC技术应用领域 的相关标准,包括针对交通管理者和设备生产商的两 大类标准.前者包括车型分类,收费制式,收费标 准,行驶路径,用户类型,拆账点,清算模式等.后 者包括微波通信频率,通信工作方式,通信 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 ,标 识卡,数据库结构,编码器与计算机的外部接口等. 4.车载设备费用大力发展国产的ETC设备, 降低用户需要购买的车载设备价格. 5.通行费折扣在这方面,我们认为应该采取 两种方式.对部分用户采用强制的方法来要求其使用 ETC,而对部分用户采用给予通行费折扣来吸引用 户. 6.宣传在这方面可以充分利用现代信息媒体, 如电视,广播,网络等向用户宣传ETC带给他们的 各种便捷. 5总结 ETC技术的应用需要观念的转变,对ETC的发 展来看,我们认为市场化的难度已经超过了其技术本 身的难度.如果没有同步推进的市场化进程,ETC技 术的生命也将是短暂的.面对国外已有的成功应用事 例,我们需要反思的是,为什么经过了很长一段时间 ETC在我国的应用还是很低,尤其是现在已经有了比 较成熟的技术.我们认为只有把ETC技术的研究开 发和市场化转化同时推进,才能促进技术的完善和扩 大市场的应用. 参考文献: [1]刘伟铭,王哲人,郑西涛,等.高速公路收费系统理论与方法 [M].人民交通出版社,2000-04. [2]A1一Deek,HMAERadwan,AAMohuammed,JGKlodzinski.Evaluation theImprovementsinTrafficOperationsataReal—LifeTollPlazawith ElectronicTollCollectionlJJ.ITSJournal,1996,3(3):205—223. [3]刘浩,王笑京,刘佐.收费站ETC改建 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 的计算机仿真 [J].计算机辅助工程,2001,10(2):l1—18. 圃