高速公路收费站改扩建车道方案浅析

2012-07-30王吉平夏春燕

湖南交通科技 2012年2期

左宁，王吉平，张笑，夏春燕

(湖南省交通科学研究院，湖南长沙 410015)

收费站的拥堵问题，是高速公路运营管理的难题，成为制约全省高速公路服务质量提高和“窗口”形象树立的最大软肋。为应对每个节假日期间高速公路流量激增，加上“壹元取整”新的收费政策实施，找赎零工作较以往有所延长，货运车辆因重量检测易引起争议等原因严重影响车辆通行速度造成的拥堵，湖南省高速公路管理局都要集中投入大量的人力、物力和财力精心组织、挖掘潜力，虽然取得了一定效果，但仍难有显著的改观。在高峰时段，部分收费站不得不免费放行车辆，造成了高速公路收入的流失。寻找有效缓解或彻底解决收费站拥堵问题的措施，给高速公路使用者顺畅的出行体验，提高我省高速公路“三个服务”能力，是摆在高速公路建设管理者面前的一项紧迫任务。本文提出高速公路收费站改扩建方案，以便解决收费站拥堵问题。

1 收费站拥堵现状

由于缺少完整的观测资料，以精确的频率判断收费站是否满足要求存在困难。根据实际调查，以及与收费站管理人员的详细座谈，通过主观判断和定量计算，基本确定收费站拥堵频率，由低到高分为:节假日拥堵、高速公路交通量应急转移交通拥堵、平时高峰时段拥堵、经常性拥堵四个层次。

1)节假日拥堵，是指在节假日、春运期间、周末和特殊的庆典活动期间拥堵，初步估计年均拥堵率达到3%左右。拟改扩建的所有收费站几乎都在节假日发生交通拥堵。

2)高速公路交通量应急转移交通时段拥堵，是指除以上时段外，在高速公路转移交通时也发生拥堵，其概率与应急转移概率有关，初步估计年均拥堵率达到5%左右。

3)平时高峰时段拥堵，是指除以上时段外，日常运营中，上午、下午高峰时段均处于拥堵状态，初步估计年均拥堵率达到10%左右;集中在长沙市城区周边。

4)经常性拥堵，是指除以上时段外，日常运营中，在白天7:00～19:00大部分时段处于拥堵状态，初步估计年均拥堵率达到30%左右。

湖南省主要收费站运营现状见表1。

2 收费站改扩建基本原则

2.1 因地制宜，最大程度利用现有设施原则

为最大程度减少改扩建费用支出，以最小投入取得最大效果，在拟定改扩建方案时争取最大程度利用现有设施，包括既有收费广场、收费岛、收费亭、收费天棚、房建设施、机电设施等。

2.2 供需平衡、适度超前原则

在确定收费车道数量时，在预测交通量的基础上，充分考虑计重收费对收费车道的影响，以解决计重收费对收费站服务能力的冲击。在确定DHV、平均服务时间、收费服务水平三个参数的基础上，可利用运筹学中的排队论确定收费车道数。计算公式如下:

式中:s为收费车道数;ρ为b与a的比值，称之为收费广场交通强度;u为每一收费车道交通强度，u＜1;a为平均来车时间，s，a=3 600/DHV;b为服务时间，s，各车型按组成比重和各自服务时间的加权平均值。

表1 湖南省主要收费站运营现状

2.3 一次到位，功能完整原则

通过改扩建，力求使所涉及收费站通行能力和服务水平均有较大程度提高，力求一步到位，功能完整。

3 收费站车道改扩建基本类型及适用条件

根据各收费站现状特点、建设条件、交通需求发展状况和改扩建目标要求，涉及的改扩建基本类型包括纵向扩建车道(阶梯式收费站)、横向扩建收费车道、扩建复式收费亭3种基本类型。

3.1 纵向扩建收费车道

3.1.1 适用条件

纵向扩建收费车道也称阶梯式收费站，适用于服务能力不能满足预测交通需求、计重收费车辆比重大，但横向用地受限，而收费广场纵向长度空间条件充足的主线收费站。

3.1.2 方案设计要点

该方案是向收费广场纵向挖掘空间资源的手段，是收费站车道扩建的创新形式。纵向扩建收费车道，相当于在原有收费站的纵向新建一个收费站，其改扩建主要把握以下几个要点。

1)新建收费站主要参数的选取。阶梯式收费站一般设置在主线收费站，按照规范，其主要参数应按主线收费站取值。但考虑到阶梯式站建成后主要供小型客车使用，其指标可适当降低而按匝道收费站收费广场参数选取。

2)与原有收费站的关系处理。新建收费站位置既可以选择在原有收费站上游，也可选择在原有收费站下游，但新建收费站中心线与原有收费站中心线的距离应保证设置渐变段和停车收费区的长度，一般为150～200 m。

3)收费车道分类。为保证阶梯式收费站的功能效率，需对通过收费站的交通进行客货分流处理。分流的原则是符合驾驶员行车习惯，以保证行车安全。根据高速公路行车特点，小型车行车速度快，一般靠内侧车道行驶，大型车行车速度慢，一般靠外侧车道行驶，收费站分流组织要符合这一规律，避免分流时出现车流交织，形成安全隐患。

3.2 横向扩建收费车道

3.2.1 适用条件

该方案主要应用在服务能力不能满足预测交通需求、计重收费车辆比重大，且横向用地留有余地，但收费广场纵向长度受限的匝道式收费站。

3.2.2 方案设计要点

横向扩建收费车道，涉及到收费广场扩建、收费车道变道等重要问题，其改扩建应把握以下要点。

1)收费广场扩建。在进行收费广场横向扩建时，尽量保证扩建施工在公路用地范围内进行，可采用路肩挡墙或路堤挡墙收缩坡脚，最大程度减少新征用地，以保证项目按期实施。收费广场扩建后，仍需满足规范规定的广场渐变段渐变率要求，对广场前后的互通匝道、连接道路进行相应的线形优化改造，以保证行车安全。

2)收费车道变道。横向扩建收费车道后，一般会导致原有进出口收费车道的变道。在进行收费车道变道时，要充分考虑变道对车辆行驶轨迹的影响，以保证行车安全。

3.3 扩建复式收费亭

3.3.1 适用条件

扩建复式收费亭类型主要应用在服务能力不能满足预测交通需求、小客车比重较大，不具备扩建收费车道空间条件的收费站。

扩建复式收费亭，是指在不增扩收费广场的情况下，同时在现有1条出口收费车道1个收费亭的基础上，在收费岛上纵向增设1个以上收费亭的收费站改扩建型式。增设复式收费亭在山东等省份部分高速公路收费站以及我省长益高速岳麓收费站已经成功实施。实践表明，增加1个复式收费站可以使收费车道通行能力提高20% ～50%左右，而且小客车通行比例越高，效率越高，对于解决传统节假日、黄金周收费站交通量突增导致的拥堵问题具有很好的效果。扩建复式收费亭具有见效快、节约成本、充分利用收费岛纵向资源的特点，并且避免增扩车道征地手续复杂、项目周期长、投资大等问题。

3.3.2 方案设计要点

复式收费亭一般在传统节假日、黄金周、高速公路应急交通分流导致的交通量突增的情况下启用。相对于既有收费站而言，复式收费亭发挥临时功能，因此应力求简单、高效。复式收费亭的扩建主要涉及复式收费亭与既有收费亭的间距、上部收费天棚扩建等问题。

1)与既有收费亭的间距。

长益高速公路岳麓收费站复式收费亭与既有收费亭之间的距离为12 m。实际运营表明，复式收费站使既有收费车道的通行能力提高20% ～30%，对于解决交通量突增的问题具有较好的效果，但也存在小客车冲关的问题。目前小客车长度一般小于5 m，商务车长度小于7 m，收费亭间距在10 m以上时，常在两收费亭服务车辆中间停有待服务车辆，降低了通行效率，当采用“一杆两车”为车辆冲关创造了条件。考虑辆小客车并行服务并留有一定的安全距离，本次复式收费亭与既有收费亭中心线之间采用6～8 m的间距。

2)收费天棚扩建。

为给收费人员、缴费司机创造良好的收费环境，当复式收费亭超过原有收费天棚边界时，需对收费天棚进行扩建。本次收费天棚的扩建，以对既有天棚顶部加宽为主，加宽过长时，增加支撑结构。

4 临长高速羊楼司收费站改扩建车道方案分析

根据调查，如图1所示，羊楼司收费站现有出口收费车道共16个，横向扩建收费车道需征地、拆迁，实施困难，收费广场纵向空间资源富足，具备纵向扩建收费车道的条件。通过收费站车道理论计算，羊楼司收费站拟采用阶梯式收费站进行扩建，新建阶梯式收费站建设6个标准车道。

图1 改造前

如图2所示，分别在原有收费站上游(南侧，靠近湖南)和原有收费站下游(北侧，靠近湖北)初步拟定两个方案进行比较。

1)工程规模的比较。上游方案、下游方案均不需征地拆迁，工程规模基本相当。

图2 改造后

2)交通功能比较。上游方案占用主站收费车辆等待收费的停车空间，使得广场可停车辆大大减少，势必使得车队向高速公路主线延伸，形成交通瓶颈。下游方案位处车辆缴费后的疏散区，停车要求少，对其不产生影响。

3)对交通安全的影响比较。上游方案在阶梯式收费站与主收费站分流处(即小客车和大型客车分流处)形成弯道，上游大中型车分流至主收费站时需在较高速度下完成由直线转入弯道的过程，形成交通隐患。下游方案在阶梯式收费站与主收费站合流处(即小客车和大型客车合流处)形成弯道，但主线下游车辆是由低速到高速、由弯道至直线的行驶过程，相对安全。

4)下游方案不形成新的交通瓶颈，有利于交通安全。故推荐下游方案。