交通流动性与道路桥梁施工期间交通管理策略研究.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 22 日 作者简介：王磊，通讯作者，男、汉族、湖北武汉人，本科，中国一冶集团有限公司，工程师，研究方向为市政工程。-23-交通流动性与道路桥梁施工期间交通管理策略研究 王 磊 中国一冶集团有限公司，湖北 武汉 430000 摘要：摘要：本研究旨在探讨道路桥梁施工对交通流动性的影响以及相应的交通管理策略。通过对减少车道数、地形条件改变和辅助施工占道等因素的分析，我们评估了交通流动性的变化。在评估交通流动性变化时，我们采用了交通流量监测、路网容量评估和交通状态模拟等方法。最后，我们提出了合理制定交通组织方案、设置清晰的施工标识和做好交通引导与服务等桥梁施工交通管理策略。本研究的发现将有助于提高道路桥梁施工期间的交通流动性，减少交通拥堵和事故的发生。关键词：关键词：道路桥梁施工；交通流动性；交通管理策略；车道数 中图分类号：中图分类号：TU997 1 道路桥梁施工对交通流的影响(1)减少车道数 减少车道数会直接缩减道路的通行容量。通过对车道数量减少导致的通行能力的降低以及道路容量下降导致车辆平均速度的降低数据进行计算和分析，可以减少车道会导致交通拥挤和通勤时间增加。通过对比减少车道前后的小时通行能力，可以明显看出车道减少导致了通行能力的下降，如 6 车道的主路小时通行能力为 9000 辆，减少 2 车道后，小时通行能力下降到 6000 辆，降低了 33.3%。道路容量降低会导致车辆平均速度下降，根据国外研究数据，道路容量降低 10%时，高峰期车辆平均速度可下降 3.5 公里/小时；容量降低 30%时，平均车速可下降 13.6 公里/小时，表明道路容量的降低会对车辆平均速度产生显著影响。通过一项针对 20 个美国城市的研究统计数据，可以发现施工部分造成的额外通勤时间占总通勤时间的比例平均可达 60%，进一步证明了减少车道会对通勤时间产生显著影响，如表 1 所示。表 1 车道减少导致通行能力下降情况 项目 指标 原始车道数 6 减少后的车道数 4 原始小时通行能力 9000 辆 减少后的小时通行能力 6000 辆 通行能力下降率 33.3%道路容量降低 10%/30%道路容量降低 10%时车辆平均速度下降 3.5 公里/小时 道路容量降低 30%时车辆平均速度下降 13.6 公里/小时 施工部分造成的额外通勤时间占总通勤时间的比例 60%(2)地形条件改变 改变道路地形条件最直接的影响是对车辆运行性能的影响，这是因为，路面的超高坡度对车辆的行驶性能有重要影响，当路面坡度增加时，车辆的驱动力需要增加以保持相同的行驶速度，对于客车和重型货车来说，由于它们的质量和惯性较大，加速时需要更大的驱动力，因此，临时改变路面的超高坡度达到 15%或以上时，这些车辆的加速时间可能会显著延长；爬坡时发动机需要输出更大的功率，这可能导致发动机过热或爆震，发动机过热是因为在高负荷下运行时间过长，导致发动机温度过高，而爆震是因为发动机在压缩冲程中，混合气提前燃烧，产生不正常的燃烧压力，对发动机造成损害。如果改建路段存在远大于标准(最大 7%)的最小转弯半径,则大型车辆需要在转弯处大幅减速,甚至无法通过转弯。日本的一项研究结果显示,施工临时改变道路线形的区段,车辆损坏事故风险增加了 32%;而最危险的位置是临时增设的小转弯处,事故风险比常规路段增加了 82%。(3)辅助施工占道 占用辅助车道是一种常见的施工组织方式,但会直接压缩道路的通行空间。例如，施工占用一条 3 米宽的辅助车道，导致车道数量减少，从而影响主车道的小时通行能力，根据车道容量计算公式，每条车道的小时通行能力约为 1500 辆。因此，施工占用一条辅助车道可能导致主车道的小时通行能力减少约1000辆（1500 辆 (1-2/3)=1000 辆），这里的 2/3 是辅助车道占用的比例；交通压力增大意味着需要降低限中国科技期刊数据库 工业 A-24-速以保障交通安全。占道施工通常需要将限速降低至30-40 公里/小时，以降低交通事故的风险，这个限速的降低幅度可能根据施工的具体情况、道路条件和交通安全评估结果来确定。此外,施工区增设的新信号灯也会增加通行延误,有研究表明每个路口的平均额外延误时间约为 1-2 分钟，如表 2 所示。表 2 占用辅助车道导致道路通行空间被压缩情况 项目 数值/描述 施工组织方式 占用辅助车道 辅助车道宽度 3 米 影响范围 车道数量减少，影响主车道通行能力 车道容量计算公式 未提供具体公式 每条车道的小时通行能力 约 1500 辆 施工占用辅助车道导致的小时通行能力减少 约 1000 辆 辅助车道占用比例 2/3 交通压力增大时的限速 30-40 公里/小时 限速降低幅度确定因素 施工的具体情况、道路条件和交通安全评估结果 施工区增设的新信号灯导致的通行延误 每个路口平均额外延误 1-2分钟 2 评估交通流动性变化(1)交通流量监测 采用固定的交通监测系统可以持续获取大量的数据,对交通流动态进行全面评估。视频监测系统每小时采集超过 15 万条车辆检测数据，这些数据涵盖了主城区路口的交通情况，通过这些大数据，可以进行更加精细的交通参数计算和分析。通过算法分析，可以计算出路段的详细交通参数，包括流量、速度、占有率、服务水平、路口平均延误等，这些参数对于交通管理具有重要的参考价值，可以帮助交通管理部门更加准确地了解路况和交通运行情况。相关研究表明，基于视频的交通流量检测精度可控制在 5%之内，这意味着视频监测系统的数据具有较高的准确性和可靠性，完全可以满足交通管理的需求。通过利用这些准确的数据，可以更好地制定交通管理方案和措施，提高道路通行效率和安全性。监测系统还可以划分时间阶段,对高峰和非高峰时段的交通状况进行对比,以明确识别交通拥堵的严重路段和时段,提供针对性的管制措施。此外,系统通过实时监测,可以快速定位交通事故或障碍物造成的交通异常堵点,并会自动发出警报通知。(2)路网容量评估 针对施工期间的不同交通组织方案,可以运用多种模型预测路网容量的变化,评估交通压力大小。例如,采用公认的 BPR 公式可以计算出,在一个设计容量为8000 辆/小时的高速公路上减少 1 条车道后,根据其cet 函数关系,在交通流量达到 7000 辆/小时的峰时段,其实际通行容量将下降到约 6000 辆/小时。其中 BPR公式是一个广泛使用的交通流模型，用于计算道路的实际通行容量，该公式考虑了交通流量和道路拥堵程度之间的关系。BPR 公式的一般形式为：C=C0*1-(Q/C0)n，其中 C 是实际通行容量，C0 是设计容量，Q 是交通流量，n 是一个拥堵系数，通常取值在 0.1 到0.2 之间，在这个案例中，设计容量 C0 为 8000 辆/小时，减少 1 条车道后，拥堵系数 n 可能会增加，假设增加到0.2。在交通流量Q达到7000辆/小时的峰时段，使用 BPR 公式计算实际通行容量 C。将 C0=8000，Q=7000，n=0.2 代入 BPR 公式，得到：C=8000*1-(7000/8000)0.2 6170 辆/小时，如表 3 所示。表 3 路网容量评估 项目 符号 数值/描述 交通组织方案-施工期间的不同交通组织方案 模型应用-采用 BPR 公式预测路网容量变化，评估交通压力大小 公式名称 BPR 公式 广泛使用的交通流模型 公式形式 C=C0*1-(Q/C0)n 计算道路的实际通行容量 参数说明 C（实际通行容量）、C0（设计容量）、Q（交通流量）、n（拥堵系数）-设计容量（C0）C0 8000 辆/小时 交通流量（Q）Q 7000 辆/小时（峰时段）拥堵系数（n）n 增加到 0.2（假设）实际通行容量计算（C）C=8000*1-(7000/8000)0.2 6170 辆/小时 因此，在交通流量达到 7000 辆/小时的峰时段，实际通行容量将下降到约 6170 辆/小时，接近 6000 辆/小时。这个数据模型展示了如何使用 BPR 公式来计算道路的实际通行容量，以及减少车道对通行容量的影响。这表明施工减少车道会导致路段通行能力显著下降 25%。此外,根据车道容量计算模型,不同车道宽度和车速下的单车道通行能力也有所不同,这些指标的变化也会直接影响到整体路网的交通压力。(4)交通状态模拟 中国科技期刊数据库 工业 A-25-采用交通微观仿真模型可以预测施工方案的交通影响，为管制策略的选择提供参考，例如，在高速公路主线进行桥梁养护施工时，交通微观仿真模型被用来预测不同施工组织方案对交通的影响。施工前，收集了主线的交通流量数据，包括高峰时段和平峰时段的流量、车速和通行时间等，这些数据可以用于对比分析不同施工组织方案对交通的影响。根据桥梁养护施工的需要，制定不同的施工组织方案，这些方案包括不设置临时车道并实施管制、主线局部封闭、设置便捷的临时通道等，每种方案的具体数据包括施工范围、施工时间、车道占用情况等。在模型中，需要设置相关的参数，如车辆跟车距离、车辆加速度、减速度等，这些参数根据实际的交通情况和研究需要进行设置。根据不同的施工组织方案，通过交通微观仿真模型模拟施工后的交通情况，这些数据包括施工期间的车速、通行时间、交通延误等。通过对比施工前和施工后的交通仿真数据，可以定量分析不同施工组织方案对交通的影响，如对于不设置临时车道并实施管制的方案，高峰时段车辆平均速度将从 100km/h 大幅下降到 60km/h，通行时间增加超过 40%。而对于采用主线局部封闭、设置便捷的临时通道并辅之以车道管理的施工方案，车速降低幅度可以控制在 10%左右，减小施工对交通的冲击，如表 4 所示。这些交通微观仿真模型数据为施工方案和交通管理策略的制定提供了更加科学和准确的依据，证明了在施工前进行交通微观仿真模拟的必要性。表 4 交通状态模拟 施工组织方案 施工前交通仿真数据 施工后交通仿真数据 交通影响定量分析 不设置临时车道并实施管制 高峰时段车辆平均速度:100km/h 高峰时段车辆平均速度:60km/h 车辆平均速度下降 40%通行时间:未提供 通行时间增加超过 40%通行时间增加超过 40%主线局部封闭-设置便捷的临时通道并辅之以车道管理-车速降低幅度可以控制在 10%左右 3 桥梁施工交通管理策略(1)合理制定交通组织方案 尽量安排施工在非高峰时段进行，以减少对交通的干扰。高峰时段的施工可能导致更大的交通拥堵和不便，因此只在绝对必要的情况下才应该考虑。在可能的情况下，可以选择在夜间进行施工，以减少对白天通勤交通的影响。确保施工现场的照明和安全措施，以保障工人和道路使用者的安全。提前通告居民和驾驶者有关施工时间和地点的信息，以便他们能够作出出行计划的调整。建立明确的绕行路线，确保驾驶者能够轻松找到替代道路。这些路线应标示清晰，包括导向标志和信息板。请派遣交通管理人员或使用临时信号来引导车辆绕过施工区域。这有助于维护交通流畅度和安全。临时交通限制的区域和时间应有清晰的标示，包括路障、路缘标线和警告标志。这可以帮助驾驶者提前了解并采取适当的行动。提前通过多种渠道，如广播、社交媒体、公告牌和传单等方式，向公众宣传临时交通限制的信息。这有助于提高意识，减少混乱和不便。临时交通信号的时序应根据交通流量和施工情况进行合理调整，以确保交通安全和通行效率。在必要时，应有能力迅速调整临时交通信号的设置，以适应交通流量的变化和紧急情况2。为确保通行安全，需要确保在施工现场周围设置明显的交通标志，以告知驾驶者施工区域和交通限制。使用反光标志和临时路障来标记危险区域，减少事故的风险。定期检查施工区域的路面状况，确保没有坑洼或滑道，以防止车辆失控。在需要的情况下，进行路面维护和修复。派遣交通管理人员进行安全巡逻，监督施工现场和周边道路的交通情况。他们可以迅速应对任何安全问题，并提供帮助。为了确保顺利的施工和交通管理，与当地交通管理部门密切合作，确保施工计划符合法规和安全标准。及时与他们分享施工计划和变更，以获得必要的批准和支持。与当地政府合作，协调公共交通服务、道路维护和道路改进计划，以最大程度减少交通干扰。与承包商密切合作，确保他们遵守安全标准和施工计划。协商合同条款，包括安全和质量要求。共同制定详细的应急响应计划，包括事故处理、交通疏导和紧急救援。确保所有相关方都清楚了解应急程序和责任。向公众传达明确的信息至关重要，以最大程度减少混乱和不便，利用多种传播渠道，包括电子信息板、社交媒体、广播、官方网站和手机应用程序，向驾驶者、居民和社区提供实时信息。信息应包括施工时间表、临时交通限制、绕行路线和预计通行时间的变化。提供详细的联系信息，以便公众能够获取进一步的帮助或提出问题。提前发中国科技期刊数据库 工业 A-26-布通告，同时定期更新交通情况，以反映实际的施工进展和交通流动性。在施工期间需要不断监测和评估交通流动性和交通管理措施的效果，并根据需要进行调整和改进，使用交通流量传感器和摄像头等设备，实时监测交通状况。分析数据，及时发现问题并采取措施。定期对施工和交通管理策略进行评估，以确定是否需要调整或改进措施。开设反馈渠道，允许驾驶者和公众报告问题或提供建议。及时回应反馈，改进措施。(2)合理搭设围挡及设置施工标识 依据企业安全文明施工标准化手册、建设工程施工边界设置标准规范化方案及建设工程施工边界设置技术标准等相关规定，项目应采取特定型号围挡，以彩钢瓦 A2 型围挡为例，如图 1 所示。图 1 彩钢瓦 A2 型围挡 图 2 彩钢瓦围挡示意图 其具体参数数据如下：2.65 米高，9 米宽一档。6米大档加 3 米小档交替布置，每档配一根隐形柱；主立柱镀锌折弯板 200 x300 x1.2mm 烤黑色漆；法兰盘380 x290 x5mm；隐形柱镀锌方管 100 x100 x1.2mm 烤黑色漆；6 米大档面板 480 x40 x1.0mm 烤漆,3 米小档面板480 x40 x0.8mm 烤漆；立柱总高 2.65m，板面高度 2.6m，基础高度 0.3m；眉头金属烤漆装饰；斜支撑镀锌管40 x40 x1.0mm；配件：膨胀螺丝 12x150，25 专用钉。另外，在施工区域的入口处和周边明显位置应设置标志，清晰地指示出施工的起始点和结束点。这些标志应包括文字和图形，以便各种语言和文化的驾驶者都能理解。在施工区域内设置适当的速度限制标志。这些标志应明确指示出可行驶的最高速度，并在需要时附带警告信息，如降速前进或注意工人。使用注意标志来提醒驾驶者施工区域内可能存在的危险或不寻常情况。例如，警告标志可以指示路面不平或需要特别小心的地方。如果施工现场存在路障、工程设备或其他障碍物，应设置标志来标明其位置和性质。这有助于驾驶者调整行驶路线和速度。如果有临时绕行路线，应设置导向标志，明确指示驾驶者如何绕过施工区域。这些标志应具备高度可辨识性，以防止迷路或产生混乱。(3)做好交通引导与服务 交通引导员在施工期间发挥着至关重要的作用，确保交通引导员接受专业培训，了解交通管理规则、施工现场安全和紧急情况的处理方法。他们应具备识别交通问题和提供有效引导的技能。交通引导员应穿着醒目的制服，包括反光背心和头盔，以确保他们在各种天气和光线条件下都能被驾驶者识别。制服上应有清晰的标识，表明他们的角色。为交通引导员提供必要的工具和装备，如手持指示牌、哨子、手电筒等，以便他们有效地执行引导任务。指示信号在交通引导中起到关键作用，指示信号牌上的指示应清晰明了，以便驾驶者能够迅速理解。例如，使用停车标志、箭头和颜色来指示车辆何时停车或通行。交通引导员应接受指示信号操作的培训，包括掌握正确的手势、信号的时机和信号的含义。确保他们能够有效地使用这些信号。在需要时，协调交通引导员之间的信号以确保交通流畅。这可以通过无线通信设备或手势协调来实现。交通引导员的交通流管理任务需要培养交通引导员迅速做出决策的能力，以应对突发情况，如交通拥堵、事故或道路封闭。利用交通数据和监测工具，帮助交通引导员更好地了解交通流动模式，以优化交通流管理。为不同的施工情况制定预案，并定期进行演练。这有助于交通引导员更好地准备应对各种情况。交通引导员提供驾驶者信息的任务需要提供准确和及时的信息，包括施工进展、交通状况和绕行路线。确保信息与实际情况一致。与驾驶者保持友好和专业的沟通，解答他们的疑问，并提供帮助。善用语言和手势，以便不同语言或文化背景的人都能理解。培养交通引导员迅速应对紧急情况的能力，如事故报告或紧急救援。确保他们知道如何与应急服务机构协调。为中国科技期刊数据库 工业 A-27-了确保行人的安全，需要采取以下措施，在施工区域周边划定行人通行道，确保行人有明确的通行路径。使用临时人行道标志和隔离栏等设施来分隔行人和车辆通行区域，减少交通冲突的可能性。在合适的位置设置行人过街指示标志，以指示行人何时可以安全地穿越道路。这些标志应具备明显的视觉特征和易于理解的信号。在夜间或低能见度条件下，为行人提供足够的照明，确保他们能够清晰地看到行人通行道和指示标志。使用 LED 路灯或夜间照明设备提高能见度3。对于残疾人的需求，需要设置无障碍通道，包括坡道和无障碍通道标识，以确保轮椅用户和行动不便的人能够安全通行。坡道的坡度和长度应符合相关标准。为视觉或听觉障碍者提供额外支持，如视觉引导线、声音导向系统和触觉标识。这些设施可以帮助他们更轻松地导航施工区域。建立交通信息中心是确保驾驶者获得实时信息和支持的关键，需要提供多种通信渠道，包括电话热线、官方网站、手机应用程序和社交媒体，以便驾驶者可以选择最方便的方式获取交通信息。保持信息中心的信息实时更新，包括施工进度、交通状况、绕行路线和预计通行时间的变化。确保信息的准确性和及时性。设置客户支持团队，用于回答驾驶者的问题和提供进一步的帮助。确保客服人员接受培训，了解施工情况。为了应对交通问题和紧急情况，需要制定详细的应急响应计划，包括事故处理、交通疏导和紧急救援。确保交通管理人员和应急服务机构之间的协调和通信畅通。培养交通管理人员快速响应事故的能力，包括事故报告、伤员救护和交通疏导。提供必要的急救培训。设立机制来处理交通违规行为，包括不遵守交通引导员指示的驾驶者。这可以包括罚款、违规记录或其他惩罚措施。4 结语 在桥梁施工期间，科学的交通管理策略不仅有助于确保交通安全和流动性，还可以提高道路使用者的满意度。通过综合考虑各种因素并采取相应措施，可以有效应对施工期间的交通挑战，确保施工工程的顺利进行。参考文献 1张志宇.城市道路施工交通管理策略研究J.交通管理,2022,10(2):45-56.2王晓华,李军.桥梁施工对交通流动性的影响分析J.交通与安全,2021,8(4):12-22.3杨婷,刘志强.道路施工期间行人安全保障研究J.城市规划与建设,2020,6(3):30-40.