王毅

【摘 要】本文提出了一種計算收費站收費車道數(shù)的方法，定量計算收費站收費車道數(shù)，并且通過驗算交通強度，以驗證收費車道數(shù)是否滿足一般交通需求。

【關(guān)鍵詞】收費車道數(shù)；交通強度；服務(wù)時間

我國高速公路的建設(shè)，滿足了日益增加的交通需求，促進了國民經(jīng)濟的發(fā)展。然而我國的高速公路建設(shè)資金多為銀行貸款，收費還貸成為高速公路建成后的主要任務(wù)之一。收取高速公路通行費就成為高速公路收費站（主線收費站、互通立交收費站）的主要職責(zé)，然而收費站也給高速公路主線、互通立交匝道行車帶來一定影響，影響了通行能力、降低了服務(wù)水平，如何來減少這些影響，進而將影響降到最小，是公路建設(shè)者應(yīng)積極面對的問題。在諸多應(yīng)對手段中，確定合理的收費站收費車道數(shù)是減少上述問題的重要措施之一。

確定合理的收費車道數(shù)，是滿足車輛進出高速公路、保證公路通行能力的需要，是為交通流提供較高服務(wù)水平的需要，也是充分發(fā)揮收費站重要職能收費還貸的要求。因此確定合理的收費車道數(shù)，具有重要的現(xiàn)實意義。

高速公路收費站有主線收費站和互通立交收費站兩種，收費站主要由收費島、收費廣場、收費設(shè)備、雨棚、房屋建筑等構(gòu)成。長期以來，由于我國高速公路起步晚，甚至在發(fā)展之初都沒有設(shè)計規(guī)范，更沒有與之相應(yīng)的較高的設(shè)計理論和設(shè)計理念，許多內(nèi)容都照搬日本、德國、美國的設(shè)計條文，即使到現(xiàn)在，有關(guān)收費站收費車道的設(shè)計理論、設(shè)計方法，仍沒有完整的理論依據(jù)和規(guī)范要求。目前，收費車道設(shè)計主要根據(jù)設(shè)計交通量，查相應(yīng)表格，得到收費車道數(shù)，實際上設(shè)計者并不知道是如何計算出來的。本人根據(jù)十多年的設(shè)計經(jīng)驗、結(jié)合當前國內(nèi)外的設(shè)計要求，介紹一種收費車道設(shè)計的方法。

該計算方法主要以收費員的平均收費服務(wù)時間為主要設(shè)計要素，以預(yù)測交通量為基礎(chǔ)，由平均服務(wù)時間計算單個收費車道的通行能力，再根據(jù)該收費站的設(shè)計交通量，計算得到收費站出口和入口所需收費車道數(shù)。另外，計算得到的收費車道數(shù)，需要驗算其交通強度，以確定其是否滿足一般統(tǒng)計規(guī)律，是否滿足實際交通需求，從理論和實際兩方面來控制收費車道的數(shù)量，使其既滿足理論計算，又滿足實際需求。

一、收費車道基本要求

我國現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定，收費設(shè)施設(shè)計必須服從路網(wǎng)規(guī)劃，減少停車次數(shù)，縮短服務(wù)時間，提高服務(wù)水平，并滿足聯(lián)網(wǎng)收費的要求。具體設(shè)計指標規(guī)定如下：

（1）、收費島數(shù)量設(shè)計年限：公路開通后10年

（2）、交通量采用標準設(shè)計小時交通量（DDHV），即第30位小時交通量

（3）、服務(wù)時間：

封閉式收費：入口6～8秒，出口14～20秒[2]

（4）、服務(wù)水平：

服務(wù)水平用平均等待車輛數(shù)表示，高速公路宜采用1。

（5）、收費車道數(shù)：

收費車道數(shù)應(yīng)根據(jù)交通量、平均服務(wù)時間、服務(wù)水平計算確定，但每個方向不應(yīng)少于2條。

二、收費車道數(shù)計算分析

（1）、確定設(shè)計小時交通量（DDHV）

設(shè)計小時交通量（DDHV）是與其對應(yīng)的目標年度的年平均日交通量（我國規(guī)范規(guī)定為公路開通后10年）乘以K值和D值求得。

DDHV=AADT×K×D

其中：AADT---年平均日交通量

K----交通量高峰小時系數(shù)

D---交通量雙向分布不均勻系數(shù)

由于K、D系數(shù)取值范圍比較寬泛，故DDHV變化較大。若DDHV采用較大值，必然增大收費站的規(guī)模，增加資金投入，造成工程浪費；若采用較小值，雖然減小了收費站規(guī)模，降低了資金投入，但是很可能不能滿足交通量的需求，造成交通阻塞，降低了服務(wù)水平，不能充分發(fā)揮高速公路作用。因此在實際中，應(yīng)根據(jù)具體項目的交通量分析，確定合理K、D值，獲得較準確的DDHV，最終確定收費站的適宜規(guī)模，盡量做到既滿足交通需求，又不會造成浪費，達到技術(shù)與經(jīng)濟的和諧統(tǒng)一。另外，在條件許可的情況下，也可以采用一次規(guī)劃，分期修建的方式，為未來的交通需求，適當留有余地，同時可以降低DDHV預(yù)測誤差帶來的不利影響。

（2）確定服務(wù)時間

收費車道的服務(wù)時間，直接關(guān)系到收費車道的通行能力，進而影響到收費站的規(guī)模，影響工程投資。毫無疑問，如果服務(wù)時間越長，那么每一收費車道的通行能力就越小，收費站為滿足車輛通行所需要的收費車道就越多，收費站的規(guī)模就越大，相應(yīng)的工程投資就越多。因此確定適當?shù)姆?wù)時間，也是非常重要的。

根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范要求，封閉式收費車道采用入口6～8秒，出口14～20秒的服務(wù)時間。因此在實際計算中我們采用規(guī)范規(guī)定的數(shù)值，以滿足規(guī)范要求。但是根據(jù)已建成使用的收費站統(tǒng)計資料，入口和出口的服務(wù)時間在一般情況下略小于規(guī)范規(guī)定值，采用規(guī)范服務(wù)時間對計算收費車道數(shù)是有利的。

（3）服務(wù)標準

服務(wù)標準是以每個收費車道平均等待的車輛數(shù)來計算，我國現(xiàn)行服務(wù)標準采用平均等待1輛車。平均等待的車輛數(shù)越多，雖然對減少收費車道數(shù)量、減小收費站規(guī)模、降低工程造價有利，但降低了服務(wù)水平，延滯了車輛通行，除非有極特殊的情況，不應(yīng)降低服務(wù)標準，計算中采用規(guī)范值是適當?shù)摹?/p>

（4）計算收費車道數(shù)

收費車道數(shù)由給定的交通量和平均服務(wù)時間進行計算，車道數(shù)直接取決于交通量（DDHV）的大小、平均服務(wù)時間（t）的長短。交通量越大，平均服務(wù)時間越長，所需要的收費車道數(shù)就越多。在交通量已確定的條件下，要提高服務(wù)標準，縮短車輛等待時間，也就是要增加收費車道數(shù)。

設(shè)置合理的收費車道數(shù)，不僅能夠節(jié)約建設(shè)用地，降低工程造價，更能夠保證車輛能夠快速、順暢進、出高速公路主線，最大發(fā)揮高速公路的功能。

另外，車道數(shù)的選定還應(yīng)該滿足交通強度的要求。交通強度（u）是指收費站理論設(shè)計小時交通量（DDHV）與實際設(shè)計小時交通量的比值。也就是說，我們所設(shè)計的收費站的車道數(shù)必須略大于計算得到的理論車道數(shù)。 如果u<1，那么所有經(jīng)過該收費站的車輛，能夠在設(shè)計條件下，從容通過收費站。如果u>1，那么到達收費站的車輛，在設(shè)計條件下，將越聚越多，造成交通阻塞（理論上是如此，實際中如果交通擁堵，大多會繞行、避開）。所以說用交通強度驗證收費站車道數(shù)，非常必要。根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計來看，在一定交通量條件下，交通強度與車道數(shù)的關(guān)系如圖1。在一般情況下，交通強度控制在0.7～0.9較為適宜。

根據(jù)以上各相關(guān)要素的分析，下面給出計算收費車道數(shù)公式和步驟：

a.首先計算單收費車道（入口、出口）通行能力：

p=3600÷t 單位：（輛/車道）

b.其次計算收費站所需車道數(shù)（入口、出口）：

n=DDHV÷p 單位： （道）

c.驗證收費站車道交通強度：

u=DDHV÷p÷n

三、計算舉例：

根據(jù)某互通立交交通量預(yù)測，該互通立交在建成通車10年后，年平均日交通量為24568/日（立交轉(zhuǎn)彎交通量），DDHV計算系數(shù)分別為K=0.065，D=0.55。

根據(jù)以上資料該立交收費車道數(shù)計算如下：

1、首先計算設(shè)計小時交通量（DDHV）

DDHV=24568×0.065×0.55=878.306

2、計算互通立交入口車道數(shù)：

a.計算入口單收費車道通行能力：

根據(jù)規(guī)范要求，入口服務(wù)時間采用6秒

p=3600/6=600.000

b.計算收費車道數(shù)：

n=878.306/600=1.464 取車道數(shù)為2

c.驗證入口交通強度：

u=878.306÷600÷2=0.73192 交通強度符合一般統(tǒng)計規(guī)律

3、計算互通立交出口車道數(shù)：

a. 計算入口單收費車道通行能力：

根據(jù)規(guī)范要求，出口服務(wù)時間采用14秒

p=3600/14=257.14285

b.計算收費車道數(shù)：

n=878.306/257.14285=3.415 取車道數(shù)為4

c.驗證入口交通強度：

u=878.306÷257.14285÷4=0.8539 交通強度符合一般統(tǒng)計規(guī)律

四、結(jié)束語

收費站在實際運行當中，其通行能力與多種因素相關(guān)，如收費方式、收費員的業(yè)務(wù)熟練程度、駕駛員的技術(shù)水平、收費設(shè)施的處理能力、設(shè)備的運行狀態(tài)等，本文所介紹的只是一種理論計算的基本方法，在實際工作中還應(yīng)結(jié)合實際情況，合理設(shè)置收費車道數(shù)量，并應(yīng)為以后增加收費車道留有余地，同時還要加強收費人員和收費設(shè)備的科學(xué)管理，盡最大可能保證人員設(shè)備的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，保障收費站的暢通，以充分發(fā)揮高速公路的作用，為駕乘人員提供順暢舒適、快速高效的服務(wù)。

參考文獻 ：

[1]《JTG D80-2006高速公路交通工程及沿線設(shè)計設(shè)施通用規(guī)范》人民交通出版社.

[2]《JTG D20-2006公路路線設(shè)計規(guī)范》人民交通出版社.