高速公路改扩建工程交通诱导管理路网构建模型研究_刘广宇.pdf

公路 年月第期 收稿日期：文章编号：（）中图分类号：文献标识码：高速公路改扩建工程交通诱导管理路网构建模型研究刘广宇，刘永，丁振中（中江高速公路改扩建管理处江门市 ；广州市市政工程设计研究总院有限公司广州市 ；华南理工大学广州市 ）摘要：构建有效的交通诱导局域路网，是大流量高速公路改扩建工程交通运营安全管理的重要保障。针对大湾区高速公路的特点，采用以某高速公路为主线的并列型通道路网构建方法。进行管理路网的构造，首先，确定若干条与主线高速公路主方向一致的主干线道路，采用距离综合评价方法，评价这些道路与主线高速公路的相对接近程度指标，确定相关性的排序，从而为并列型通道路网构建提供依据。最后以中江为主线的高速公路局域管理路网实例，说明模型的有效性。关键词：公路改扩建；并列型路网；距离综合评价法；安全管理；路网构建概述以往对高速公路改扩建的运营管理以路段为单位，包括路段的限速管理（最高车速或最低车速限制）、车道管理（车道关闭、车道变向、车道使用管理等）、路段禁行管理（时段禁行、车种禁行等）等。而这些管理是基于某个路段，在高速公路进行改扩建时，部分车道关闭，导致通行能力下降，从而引起实施位置上下游以及相邻路段的交通流参数变化，造成交通拥堵及带来一系列新的安全隐患。特别是立交密度较大的大流量高速公路，随着高速公路改扩建通行能力下降，传统的路段管理方法已不能解决高速公路改扩建的交通拥堵问题，应从路网的角度统筹考虑改扩建公路及所影响的道路，充分调动、整合路网运能，通过诱导分流，转移车辆。因此，对某条高速公路进行改扩建时，应适当地考虑与之主方向一致的主干线道路，并将相互连接公路纳入管理路网，统筹协调交通网络的负荷，从而在改扩建路段进行车道管理时能及时有效疏导交通流，不至于因局部问题导致整体瘫痪。这种通道路网在形式上由几条大致并行的主干线及它们的连接线构成，将其命名为并列型通道路网。确定并列型通道路网的任务是确定并行线与相关的连接线，而并行线的确定决定了连接线的选择，因此，确定并列型通道路网的关键是确定并行线。本文通过距离综合评价方法评估相邻道路各项指标与主线高速公路的接近程度，由此确定并列型管理路网的并行通道，提出构建改扩建项目管理路网的方法。基于距离综合评价法的并列型通道路网构建距离综合评价法是通过确定参考点（通常为最优样本点、最劣样本点），然后分别计算各评价点与参考点之间的距离，以距离的远近来评价点的优劣。距离综合评价方法（）指标体系。通过选取可度量、可测取、相互独立的评价指标，建立系统、科学的评价指标体系。（）指标一致化。通过个指标对个事物进行综合评价，原始数据构成矩阵：（），；，。常用相反数法、倒数法等方法将指标一致化，见式（）和式（）：（），（）（）式中：为指标 的一个允许上界；为放缩系数，取值不影响评价结果。（）指标无量纲化。通常使用标准化法、比重 年第期刘广宇等：高速公路改扩建工程交通诱导管理路网构建模型研究法、极值法等方法将指标无量纲化，其中比重法见式（）和式（）：（）（）对数据进行无量纲化变换后，数据矩阵见式（）：（），；，（）（）加权数据矩阵的构造。权重的赋予方法包括主观赋权和客观赋权两种，为凸显指标观测值之间的差异性，同时反映同一指标观测值之间的重要程度，采用均值差法设置权重，加权因子见式（）：，（）式中：（）；，。以各指标加权因子为主对角线构造对角矩阵见式（）：（）令（）。（）参考样本点的确定。一致化、无量纲化处理指标后，最优样本确定为所有参考样本点指标的最大值，最劣样本确定为所有参考样本点指标的最小值，分别用和表示见式（）和式（）：（，）（）（，）（）（）计算距离。样本评价值是根据样本点与参考点之间的相对距离来评价的，样本点越接近最优样本点且发展均衡，评价值越大，评价值见式（）：（）（）距最优样本距离：（）距最劣样本距离：（），。距离综合评价法在并列型路网并行线确定中的应用在主方向一致的前提下，即公路的起终点分别在同一城市，相关性评价指标的确定参考以下几个方面。（）并行公路等级，记为（为第条并行公路），高速公路赋值，一级公路赋值，依此类推。（）并行线车道数，记为，双向四车道赋值，若为双向六车道赋值，依此类推。（）并 行 线 现 状 交 通 量 与 通 行 能 力 之 比，记为。（）与主线高速公路的互通性，与主线相互的连接线越多表明互通性越强，通过具有连接线的互通个数来定量描述，记为。（）并行线与主线高速公路的距离靠近程度，根据至主线间连接线的服务水平与路线长度，计算各连接线的平均时间距离，记为。（）连接线的车道数，连接线的车道数越多通往相应并行线的通行能力越强，采用各连接线车道数的平均值来描述，记为。（）连接线现状交通量与通行能力之比，记为。定义高速公路主线为本身的一条并行线，记为，易知 ，主线现状交通量通行能力，主线出入口个数，。实例分析以大湾区的中山至江门高速公路（以下简称中江高速公路）为例，进行以中江高速公路为主线局域改扩建管理路网的距离综合评价分析，选取交通诱导路网。中江高速公路是国家主干线及广东省内公路网的加密联络线。通过现状调查，中江高速路线总长为 ，车道数为双向四车道，立交密集，交通量大，服务压力大。同时，中江高速公路采用“边通车边施工”的改扩建方式导致道路通行能力下降，同时旧路交通量大，无法适应正常情况下的交通量需求，因此，需要构建以中江为主线局域改扩建交通诱导管理路网，调动、整合周边路网运能，通过诱导分流，转移车辆。通过对中江高速公路周边路网调研，分析车流量现状及中江高速公路与周边路网的关系，构建拓扑图见图，选取与中江高速公路方向一致且交通条件较好的条主干线：广中江高速公路、省道、省道 省道，有关指标原始数据见表。一致化、无量纲化处理后的各并行线指标数据见表。图中江高速公路路网拓扑图表各并行线的有关数据序号并行线名称公路等级并行线车道数并行线现状交通量与通行能力之比与主线互通个数与主线平均时间距离连接线平均车道数连接线现状交通量与通行能力之比中江高速高速公路双向四车道（）广中江高速高速公路双向六车道（）省道 一级公路双向六车道（）省道 省道 一级公路双向六车道（）表各并行线规范化后的数据序号指标指标指标指标指标指标指标 利用式（），求得各指标权重如下：，。根据式（），经过加权处理后的数据见表。表加权处理后的数据序号指标指标指标指标指标指标指标 根据表中加权处理后的数据及式（）和式（），确定最优样本参考点和最劣样本参考点分别为：（，）；（，）。继续利用式（）计算各样本点与最优样本点的相对距离为：，。公路 年第期 年第期刘广宇等：高速公路改扩建工程交通诱导管理路网构建模型研究可以看出，即广中江高速公路和 省道与中江高速公路的相对接近度较大，可认为与中江高速公路的相关性较大，而 省道 省道与中江高速公路的相关性相对最差。因此，若只需选取两条复线，那么可确定为广中江高速和 省道。结语距离综合评价法在高速公路改扩建选取管理路网并行线的过程中，具有以下优点：（）能够较好地体现定量分析和定性分析有机结合的思想，计算简单，使复杂的决策问题变得清晰明了化；（）在整个评价过程中，距离综合评价法排除了主观性影响，使评价客观化；（）可以从不同的起终点进行管理路网道路选取的评价，大到两个主要城市间，小至两个立交枢纽，结论具有一定的参考价值。参考文献：王晓飞，柳本民，郭忠印并列型高速公路安全管理路网构建 世界华人交通运输学术大会 中国旅美交通协会，同济大学，陈勇军 路网环境下高速公路交通事故紧急交通组织策略与评价研究 长安大学，王世伟区域路网条件下的高速公路改扩建交通分流研究 长安大学，王晓飞，李新伟，刘立能，杜锦涛高速公路通道路网交通诱导决策模型东南大学学报：自然科学版，（）：张晓田高速公路网络交通诱导分流方法研究东南大学，张丰焰，周伟，王元庆，张佳高速公路改扩建工程交通组织设计探讨 公路，（）：唐中华高速公路改扩建施工期交通分流方案探讨公路交通技术，（）卢开澄，卢华明 图论及其应用 北京：清华大学出版社，王辉高速公路改扩建工程交通组织方案工程建设与设计，（）朱楚阳 企业物流网络决策的研究上海交通大学，王晓飞灾变条件下通道路网运营安全管理及应急处置研究同济大学，投稿须知 公路 月刊（，）于 年创刊，是中国公路行业出版最早的技术类科学技术期刊，是公路运输类中文核心期刊，是交通部和全国优秀科技期刊。本刊刊登的内容以实用科学、实用技术为主，兼顾理论研究、科学试验与标准规范，还包括方针、政策、管理等内容，对技术水平领先、有创造性、适用推广价值较高的文章优先刊登。投寄本刊的稿件，可以是原稿，也可以是打印稿或 文稿（作者必须与原稿核对无误），具体格式请参照近期出版的 公路 杂志。稿件请作、译者自留备份，本刊概不退稿。若文章被采用，本刊即行寄样刊，不再另发“用稿通知”。文稿应有“摘要”和“关键词”。“摘要”为全文的浓缩，以提供文章内容梗概为目的，不加评论和补充解释，简明、确切地记述文章重要内容。“关键词”为“摘要”的浓缩，可选个。文章中科技术语和名词，请用规定的通用词语。文章内容应符合国家标准和各种行业标准要求，应使用法定计量单位。公式、图表应清晰准确，符合国家标准要求。各级标题应明确、清晰。文章中摘编、引用他人作品，请遵守 著作权法 规定在参考文献中写出。文章题目、摘要及关键词、作者的姓名和工作单位名称，要求作者翻译成英文。文章著作权，除 著作权法 另有规定之外，属于作者。稿件自录用之日起，其专有出版权和信息网络传播权即授予本刊，同时许可本刊转授第三方使用。若作者对此有异议，请在来稿时声明，本刊将作适当处理。凡作者向本刊提交文章发表之行为，即视为同意我社上述声明。来稿请注明作者的真实姓名、作者本人的详细信息、工作单位和详细地址、电话。作者本人的详细信息，包括：学历、简历、身份证号码。请作?、译者注意?：来稿作者信息不详者?，稿件一律不采用?。所有来稿文责自负?。公路 现已加入 中国学术期刊（网络版）（），通过其正式出版 公路 网络版。有关详细内容，请参阅中国知网相关说明。投稿方式：请您通过本刊网站（）的在线办公系统自助投稿和查询。如您不能操作，也可直接将稿件寄给本刊，地址：北京市东城区东四前炒面胡同 号座 公路 杂志社有限公司（）。如稿件需要修改，可以将修改稿发送到本刊邮箱：。通过 投修改稿的作者请注意留下详细联系地址及电话，否则本刊不接受稿件。公路 杂志社有限公司