高速公路养护施工区通行能力影响因素敏感性研究

'高速公路养护施工区通行能力影响因素敏感性研究　　摘要：我国高速公路目前已进入大规模改扩建时期，施工区带来的路段通行能力降低的问题显而易见；施工区对通行能力的影响因素复杂多变，通过运用仿真软件在一定程度上模拟施工区道路条件，从而获得路段通行能力对施工区某些可变因素的敏感性程度，对于指导施工区交通组织有重要意义。关键词：施工区；通行能力；影响因素；VISSIM仿真；敏感性分析中图分类号：U412.36+6文献标识码：A文章编号：0引言随着我国经济持续快速发展，高速公路的建设十分迅猛。但是，我国大量早期建设的国家路网干线高速公路以双向四车道为主、技术标准低，已经不能满足交通量增长的需求。因此，对这些高速公路进行改扩建，提高它们的技术标准和通行能力，势在必行。围绕施工区基本路段的通行能力在不同因素影响下的变化趋势进行研究分析，得出各个因素对施工区基本路段通行能力的敏感性大小势在必行。1概述1.1施工道路区段划分[1]6 根据《公路养护安全作业规程》(JTGH30)[1]将养护维修作业控制区分为警告区（S）、上游过渡区（LS）、缓冲区（H）、工作区（G）、下游过渡区（Lx）及终止区（Z）六部分。1.1.1警告区（S）在养护维修作业控制区各区域中，警告区的作用十分重要。警告区从最前面的施工标志牌开始到工作区的第一个渠化装置为止。1.1.2上游过渡区和下游过渡区（LS）&（Lx）为了防止车流在改变车道时发生突变，需要设置一个改变车道的过渡区，以使车流的变化缓和平滑。过渡区一般有两种：上游过渡区和下游过渡区。1.1.3缓冲区和下游缓冲区（H）缓冲区是过渡区到工作区之间的一段空间，它的设置主要考虑到假设行车驾驶员判断失误，有可能直接从过渡区闯入工作区，造成人员伤害和设备的损坏。1.1.4工作区（G）工作区是养护维修作业的工作场所，也是养护维修作业人员工作、堆放建筑材料、停放施工设备的地方。1.1.5终止区（Z）终止区为通过或绕过养护维修作业地段的车辆提供一个调整行车状态的路段。6 1.2通行能力概念通行能力是指在一定的道路、交通、控制和环境条件下，对应于一定的行驶质量即服务水平，在某一道路断面上单位时间所能通过的最大车辆数。通行能力反映了道路所能承受的交通负荷能力。2施工区特性及其通行能力影响因素2.1施工区特性2.1.1施工区驾驶员交通特性分析在高速公路上行驶的车辆与其驾驶员、车辆和道路环境构成了典型的人机环境系统。在该系统中，车辆驾驶员是最活跃的要素，是保证道路交通系统安全化功能的关键，对行车安全起着主导控制作用。2.1.2施工区道路特性分析道路特性一般包括道路的几何线形等特性，包括车道宽度、车道数、右侧路肩侧向净空，道路的纵向线形和车道组合。2.2施工区通行能力影响因素6 高速公路改扩建工程施工期间的道路、交通、管制条件等诸多方面会发生显著的变化，对施工路段的通行能力影响很大。影响高速公路改扩建工程施工区通行能力的因素，总体归纳起来主要有以下几个方面[3]：封闭行车道数；大车率；施工区限速及其频率；车道封闭形式；纵坡坡度；侧向净空。3通行能力影响因素敏感性分析方法3.1VISSIM简介VISSIM软件是德国PTV公司开发的微观仿真软件，车辆的纵向运动采用了心理——生理跟车模型，横向运动（车道变换）采用了基于规则的算法。不同驾驶员行为的模拟分为保守型和冒险型[4]。3.2建立交通仿真模型1）仿真路段的建立（单向）；2）设定各个交通参数；3）设置车辆行驶规则；4）仿真与评价。4仿真算例与敏感性分析4.1建立仿真路段由《公路养护安全作业规程》（H.07.JTGH30-2004）中第三章养护维修作业控制区关于各个区段长度布设要求，可知：①当施工区段为高速公路或一级公路，设计速度为120或100km/h时，警告区最小长度为1600m；②车道封闭上游过渡区最小长度，在限速60km/h、封闭车道宽度3.75m时为90m；③缓冲区的最小长度宜取50m；④工作区本文暂定500m；⑤下游过渡区的最小长度宜取30m；⑥终止区最小长度宜取30m。4.2仿真生成数据6 本文中分析一种影响因素的变化时，要同时控制其他因素必须在不变的条件下，即当分析一种因素时其他因素处于一种理想状态，定义理想状态为单向双车道施工区，小汽车期望速度120km/h，大客车为80km/h，大车率为0%，纵坡为0%，封闭外侧车道，则仿真如下：1）其它条件不变（封闭外侧车道），改变大车率的数值分别为0%、10%、20%、30%、40%、50%，仿真数据所示：表1不同大车率的通行能力2）其它条件不变（封闭外侧车道），改变道路纵坡数值分别为-3%、-2%、-1%、0%、1%、2%、3%，仿真数据所示：表2不同纵坡的通行能力3）其他条件不变（封闭外侧车道），限速方法分别采用二级限速和一级限速，一级限速分别用80km/h和60km/h，仿真数据所示：表3不同限速模式的通行能力由上述仿真数据，在不同影响因素下的通行能力数值，通过计算其各自的标准偏差可以得出：表4影响因素的标准偏差6 不同影响因素变化下的施工区路段通行能力大小的波动，通过对模拟数值的分析可以得出大车率的变化对通行能力的影响最大，即施工区路段通行能力大小对路段内大车率的变化最敏感，道路纵坡与限速模式次之。5小结本文具体针对高速公路施工区路段的封道形式、大车率、纵坡和限速模式进行了仿真分析，得出了这些因素对通行能力的敏感性程度。高速公路改扩建施工区情况复杂多变，对施工区技术人员进行交通组织能力要求较高，因此能够通过一定的模拟分析与计算获得相关的影响因素对通行能力敏感性大小，在理论上可以给予技术人员一定程度的参考。参考文献[1].H.07.JTGH30-2004《公路养护安全作业规程》.[2].李永义,高速公路施工路段交通组织方案设计与评价研究.2006,东南大学.[3].杜攀峰,金双泉,and李嘉,高速公路路段通行能力仿真研究.湖南大学学报(自然科学版),2009(06):p.7-12.6'