許煒陽 王健 熊毅 張晗嘉 畢小明

關(guān)鍵詞 VISSIM;占道施工;施工安全;現(xiàn)場管理

中圖分類號 U491.23;TP18 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）04-0060-03

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展和城市化進(jìn)程的不斷加快，人們投入大量的人力、物力和財(cái)力進(jìn)行市政基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)與改善。雖然這些市政項(xiàng)目實(shí)施后會給城市帶來巨大的改觀，但其施工期間會對城市交通造成暫時(shí)的負(fù)面影響，而大型城市立交工程的施工往往會使局部交通狀況更加惡劣，如何權(quán)衡占道施工與交通環(huán)境的關(guān)系成為亟待解決的問題。因此，占道施工期間的交通組織方案尤為重要，科學(xué)合理的交通組織方案不僅可以保障工程順利推進(jìn)，也會最大限度減輕對城市交通的影響。以往城市立交工程涉及占道施工的圍擋布置方案大多數(shù)依靠主觀經(jīng)驗(yàn)，不僅交通疏解方案通過交管部門審批的難度大，還可能會對城市交通造成嚴(yán)重影響，制約工程進(jìn)度。

大多數(shù)研究對象為高速公路和地鐵施工的占道研究分析，重點(diǎn)在信號燈配時(shí)的優(yōu)化、路口渠化等方面，對類似于城市立交工程建設(shè)導(dǎo)致的占道施工并沒有相應(yīng)的評價(jià)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)，針對城市占道施工圍擋方案的研究較少。文章結(jié)合國內(nèi)城市立交工程施工的實(shí)例，確定出適合我國現(xiàn)狀的城市占道施工圍擋方案評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)籌考慮工程進(jìn)度，比選出最優(yōu)施工圍擋方案。同時(shí)，也對圍擋車道數(shù)、大車率等相關(guān)敏感性參數(shù)進(jìn)行分析，為類似占道施工提供借鑒，真正做到為工程服務(wù)，提升項(xiàng)目現(xiàn)場管理水平。

1 城市立交工程施工概況

大型城市立交工程建設(shè)一般具有投資規(guī)模大、影響范圍廣、對交通的影響大等特點(diǎn)。這些大型的城市立交工程的施工區(qū)域多位于城市周邊地區(qū)，有的甚至位于城市中心區(qū)，因此這些大型城市立交工程施工期間的交通組織不僅將影響到施工區(qū)域內(nèi)交通的暢通與安全，還會影響到附近城市道路的交通。特別是當(dāng)施工區(qū)域位于交通飽和率高的城市中心地區(qū)時(shí)，大型建設(shè)項(xiàng)目施工對城市交通所造成的影響將是直接的，并且影響范圍是巨大的。為了降低這種負(fù)面影響，緩解大型城市立交工程施工“陣痛期”的局部交通壓力，應(yīng)在施工前期就要解決施工期間的交通組織問題。

擬建的董永北路立交橋工程位于孝感市中心城區(qū)，漢十高鐵和京廣鐵路線交叉點(diǎn)東南側(cè)，是董永北路、G107國道、北京路和澴川路的交匯節(jié)點(diǎn)，董永北路立交橋的建成，將優(yōu)化整合道路交通資源，極大提升周邊路網(wǎng)的通行能力，起到貫通南北、連通東西、梳理城區(qū)北向進(jìn)出城交通的作用。該文結(jié)合董永北路立交橋建設(shè)中北京路改建涉及的占道施工，以全局、系統(tǒng)的觀點(diǎn)，利用VISSIM交通仿真軟件，將研究范圍內(nèi)的路網(wǎng)進(jìn)行建模，分析不同圍擋布置方案對交通的影響程度，將圍擋布置方案與施工周期統(tǒng)籌考慮，在保證工期的同時(shí)，對各圍擋布置方案進(jìn)行評價(jià)，比選出對交通影響程度最小的圍擋布置方案，推進(jìn)工程進(jìn)展。

2 占道施工道路的仿真與評價(jià)

2.1 交通量采集

交通量是描述交通流特性最重要的參數(shù)之一。通過對研究區(qū)域進(jìn)行交通量的采集，不僅可以分析出占道施工區(qū)道路服務(wù)水平現(xiàn)狀，還可以為仿真模型的數(shù)據(jù)輸入提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，也為確定交通標(biāo)志、交通安全設(shè)施的設(shè)置提供依據(jù)。

調(diào)查時(shí)間的選取應(yīng)盡量能反應(yīng)調(diào)查時(shí)段交通量的普遍特征。因此，應(yīng)排除天氣等外界因素造成的影響，調(diào)查需要采集的數(shù)據(jù)應(yīng)該涵蓋研究區(qū)域典型時(shí)段的交通數(shù)據(jù)。根據(jù)孝感市道路情況特點(diǎn)，最終選定典型控制調(diào)查時(shí)段為早上7：30—9：30和下午17：30—19：30（工作日，非工作日）。為了對比節(jié)假日的影響情況，必須取得非工作日時(shí)各路段高峰期車流量。此外，對不同的工程、不同的季節(jié)也要根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整調(diào)查時(shí)段[1]。

調(diào)查方法定為“視頻采集—人工校核”方法。選取研究范圍的四個(gè)路口。

2.2 模型建立與仿真

模型建立是交通仿真技術(shù)的核心步驟，通過有效利用建模前期采集的數(shù)據(jù)，運(yùn)用科學(xué)系統(tǒng)的方法建立仿真模型。仿真模型的建立標(biāo)志著用戶已經(jīng)把建模所需數(shù)據(jù)都編入了仿真模型，且模型能夠以比較合理的規(guī)則運(yùn)行。但此時(shí)并不意味著模型已能表達(dá)實(shí)際交通運(yùn)行情況或者用于方案分析，必須進(jìn)行錯(cuò)誤檢查，形成可校正的模型，之后再進(jìn)行模型校正[2]，使之轉(zhuǎn)化為具有高可信度的仿真模型，此后才能用于工程和研究應(yīng)用。圍擋模型作為模型建立的核心內(nèi)容，直接影響著仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性[3]。

2.3 評價(jià)體系構(gòu)建

在選取占道施工路段服務(wù)水平評價(jià)指標(biāo)時(shí)應(yīng)遵循科學(xué)性、綜合性、獨(dú)立性、實(shí)用性原則[4]，最終選取平均停車次數(shù)、平均車速、平均密度以及平均延誤作為評價(jià)指標(biāo)。

在評價(jià)指標(biāo)確定的基礎(chǔ)上，評價(jià)方法的選用才是最終決定方案比選成敗的關(guān)鍵。評價(jià)方法沒有優(yōu)劣之分，每種評價(jià)方法適用的情況和系統(tǒng)均不相同。只有選取與研究對象相匹配的評價(jià)方法，才能對占道施工路段的不同圍擋方案進(jìn)行客觀、全面地評價(jià)，形成完善的評價(jià)系統(tǒng)。占道施工圍擋方案的仿真評價(jià)指標(biāo)具有動態(tài)性，各指標(biāo)均隨著時(shí)間和道路情況的變化而改變。同時(shí)，各個(gè)評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重值不能僅憑主觀感受確定，因此層次分析法和專家評分法不適用于該文的評價(jià)方法。又由于各指標(biāo)之間的相互獨(dú)立性，最終選取動態(tài)綜合評價(jià)方法，分析不同圍擋方案對交通造成的影響程度。

在選取的四個(gè)評判指標(biāo)中，只有平均車速是極大型，因此引入x*、x**、x***、x****，（x*代表樣本指標(biāo)值，且無量綱;x**、x***、x****類似）通過倒數(shù)處理將平均車速的倒數(shù)作為評價(jià)指標(biāo)，四項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)均統(tǒng)一為極小型。

3 圍擋方案比選及優(yōu)化

由于北京路交通流量較大，結(jié)合實(shí)際交通情況，在優(yōu)先不考慮車輛繞行的情況下，提出以下兩種圍擋布置方案：

（1）依次圍擋1車道，剩余3車道正常通行。根據(jù)擬施工路段的具體位置，施工時(shí)每次圍蔽一個(gè)車道進(jìn)行施工，預(yù)留剩余三個(gè)車道正常通車，施工時(shí)配合人工車流導(dǎo)使來回車輛依次有序地通過施工段。每段施工完成后及時(shí)恢復(fù)路面，要求恢復(fù)路面達(dá)到強(qiáng)度可通車后，方可進(jìn)行下階段施工。在占道施工的同時(shí)，考慮到安全因素，因此需要設(shè)置相關(guān)的交通警示標(biāo)志。在距離施工區(qū)域前50 m設(shè)置“前方道路施工，車輛慢行”的道路施工警示牌;后續(xù)依次設(shè)置“道路施工”“向左改道”等警示牌;再設(shè)置交通導(dǎo)向牌、防撞沙桶，并設(shè)置間隔為2 m的錐形交通標(biāo)，并用反光帶連接，以引導(dǎo)汽車由變道行駛。過了施工區(qū)域以后，車輛可以根據(jù)交通導(dǎo)向牌錐形交通標(biāo)志引導(dǎo)緩緩恢復(fù)圍蔽車道，施工區(qū)域同時(shí)設(shè)置活動護(hù)欄，水馬上設(shè)置夜間警示閃光燈。

（2）依次圍擋2車道，剩余2車道正常通行。施工時(shí)每次圍擋兩個(gè)車道進(jìn)行施工，預(yù)留剩余兩個(gè)車道改為雙向通行，保證車輛在不繞行的情況下能正常通過施工路段。每段施工完成后及時(shí)恢復(fù)路面，要求恢復(fù)路面達(dá)到強(qiáng)度可通車后，方可進(jìn)行下階段施工。施工期間安全措施如上述。

根據(jù)圍擋布置原則，圍擋布置應(yīng)盡量少占用車道，遵循“占一還一”原則。結(jié)合實(shí)際情況，統(tǒng)籌考慮施工周期與占用車道數(shù)量，占用1車道可以減輕施工對交通的影響，但是施工周期將會增加一倍。占用2車道可以加快施工進(jìn)度，減少車道占用時(shí)間，與此同時(shí)會對交通造成較大影響。因此，該文利用交通仿真軟件VISSIM對現(xiàn)狀道路，以及上述兩種圍擋布置方案下的交通運(yùn)行狀況進(jìn)行仿真模擬。不同方案的評價(jià)指標(biāo)如表2所示：

在得到上述各項(xiàng)交通評價(jià)指標(biāo)后，通過上節(jié)動態(tài)綜合評價(jià)方法計(jì)算得出三種方案的綜合評價(jià)值。

無論是圍擋1車道還是圍擋2車道，均會對交通狀況造成一定的影響。兩種方案對城市道路交通造成的影響等級均為中度擁堵。結(jié)合施工進(jìn)度，因此選取圍擋2車道的占道施工方案進(jìn)行施工。

同時(shí)，為了得出圍擋車道數(shù)對道路通行能力的影響程度大小，確保類似項(xiàng)目占道施工過程中，確定交通疏導(dǎo)方案的便捷性，對不同圍擋形式進(jìn)行模擬。仿真之前預(yù)先在各個(gè)車道上設(shè)置檢測器，以便統(tǒng)計(jì)出每條車道的通行能力大小。試驗(yàn)條件：設(shè)計(jì)車速60 km/h，輸入車流量2 200 pcu/h。車道封閉形式擬定為兩車道封閉一車道，三車道封一、二車道，四車道封閉一、二、三車道。四車道封閉兩車道。

從測試結(jié)果可以看出，無論道路上有多少條車道，關(guān)閉的車道越多，占道施工作業(yè)區(qū)的通行能力越弱。與封閉前相比，封閉單位車道后的道路通行能力降低5%。同時(shí)可以看出，封閉車道的橫向距離對通行能力也有一定的影響。車道通行能力隨橫向距離的增大而增大。通俗講，離施工區(qū)域越遠(yuǎn)的車道，單車道的通行能力越強(qiáng)。由表中數(shù)據(jù)可知，每條道路的理論通行車輛為2 200 pcu/h，在四車道封閉一車道的試驗(yàn)條件下，最外側(cè)車道的通行能力為2 177 pcu/h，基本不受影響。按照每條車道的通行能力值水平計(jì)算，離施工區(qū)域的橫向距離每增加一車道，車道的通行能力增加2%左右。

大車率作為車輛通行過程中可直觀判別的另一指標(biāo)，也在占道施工過程中對交通狀況有較大影響。對大車率進(jìn)行研究，由圖1可以看出，圍擋1車道時(shí)，大車比例應(yīng)盡量控制在30%以內(nèi)，方可使道路交通狀況等級保持在中等擁堵。圍擋2車道后，由于車道數(shù)減少了一半，大車比例的增加會對交通狀況造成更加嚴(yán)重的影響。一方面是由于大車重點(diǎn)大，啟動及制度時(shí)間增加，同時(shí)出于安全考慮，車速一般都較低。因此，需保證大車率在20%以內(nèi)，方可保證交通狀況。

隨著城市現(xiàn)代化的不斷推進(jìn)以及市政基礎(chǔ)工程的不斷開展，城市占道施工越來越多。交通疏導(dǎo)方案能否順利報(bào)批成為此類工程順利開展的前提條件。通過運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，在保證施工安全及交通安全的前提下，合理的交通疏解方案可以最大限度降低城市占道施工對城市交通的影響。

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