公路收费入口自助发卡车道标线优化设置

2015-06-30梁仁鸿徐瑞光孙德强

中国市场 2015年2期

梁仁鸿徐瑞光孙德强

[摘要]本文通过研究自助发卡条件下公路收费车道现有标线设置不足，进而确定自助发卡车道标线设置的标准。采用视频录像方法，收集车辆通过自助发卡车道过程，重点分析了车辆取卡距离对收费站服务水平的影响，通过数据分析及拟合方法，定量研究车辆取卡时长与侧向距离之间的关系，进而提出自助发卡车道标线设置标准。公路收费入口车道标线优化设置方法为自助发卡车道标线设置提供了理论基础。

[关键词]交通工程；交通标线；自助发卡机；数据分析；公路收费站

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2015.02.099

高速公路入口自助發卡系统是安装在高速公路入口车道处，取代传统的人工发卡的系统，它是目前收费方式的发展方向。它由自助发卡机、车型自助分类系统、车道计算机、电动栏杆机等设备构成的。随着我国高速公路不断发展建设，高速公路运营成本、服务水平、通行环境也亟须进一步的提高。采用入口自助发卡系统可大大减少收费员数量，降低了收费站运营成本，提高了收费站的现代化服务形象，提升了收费站的服务水平。文献[1]详细说明了自助发卡系统的硬件组成及运营方法，提供了自助发卡系统在收费站上的应用前景依据。目前自助发卡系统取代人工收费在降低运营成本、塑造收费站形象、提升收费站自助化水平方面确实取得了较大的成果，但是同时自助发卡车道的通行能力较低，这也是一个影响自助发卡系统普及应用的瓶颈。自助发卡机越来越多地应用在高速公路收费入口处，但是车道标线并未有一个明确的设置方法，标志标线设置管理严重滞后[2]。

车道标线设置中，主要分为有道路边线和没有道路边线两种情况，并且车道标线设置距离自助发卡机距离没有一个标准参考值。为了能寻求适合于自助发卡车道的交通标线设置，保障自助发卡车道通行能力及其稳定性，本文在参考相关文献[3]研究的基础上，从车辆通过时间及异常取卡状态出发，提出关于自助发卡系统自助发卡车道标线设置标准及标线设置改进措施。

1 调查

1.1 自助发卡车道运行现状

自助发卡系统主要由车道控制器、显示器、键盘、车牌（车型）识别设备、自助发卡机、车辆检测器、栏杆机、雨棚信号灯、通行信号灯及车道控制软件组成。当车辆通过收费站时，车辆检测器检测到车辆信息，车牌识别器自助获取车牌，司机驾驶车辆到达自助发卡机旁边，按键即可取卡，自助栏杆机抬起，车辆驶离，自助栏杆机降落，完成了一个自助发卡过程。

由于车道设计没有统一标准、自助发卡车道标线不完善、驾驶员心理安全期望等因素，导致当驾驶员驶入自助发卡车道时，不能够很好地停靠在正确的领取通行卡的位置，以致造成车辆停车延误过长，造成极大的资源浪费。

1.2 数据采集

车辆通过自助发卡车道主要经过车辆驶入、车辆到达停稳、驾驶员领取通行卡和车辆驶离四个程序，其中驾驶员领取通行卡时长和车辆驶离时长是加剧停车延误的主要因素。为了能够有效地获取驾驶员领取通行卡时长和车辆驶离时长，同时研究这部分延误时间与驾驶员停车距离之间的关系，实验采用视频采集方法，收集了某高速公路3条自助发卡车道内车辆通行信息。

实验主要方法为，在纵向空间设置高度值标签y，在横向空间设置间距值标签x，如图1所示。通过视频采集后的信息，在计算机上利用视频时间标定车辆到达停稳后驾驶员领取通行卡花费时间，同时记录下车辆的车型和其对应的领取通行卡时单独x值和y值。

其中主要收集数据为驾驶员领取通行卡时长、车辆驶离时长、驾驶员取卡时肩膀位置对应的高度值标签y和间距值标签x。经过统计，最终选取有效样本数据1381例。

图1 数据测试区域说明

文中所示车辆类型共有五类车型，其分类标准如表1所示。

对统计得到原始数据进行初步处理，得到样本的车型比例结构、驾驶员领取通行卡时肩膀位置所对应的高度值标签y（m）、不同车型车身的长度（m）、车辆停稳驾驶员后驾驶员领取通行卡时长（s）、领卡结束车辆驶离时长（s），统计结果如表2所示。

对统计结果进行数据分析，得到以下结论：五类车驾驶员领取通行卡时长明显区别于其他四类车型驾驶员领取通行卡时长，造成这种现象的主要原因是纵向高度不能满足五类车驾驶员方便领取通行卡的需求；车辆驶离时间与车型显示出明显的相关关系，随着车辆长度的增加，离开时长也呈现出逐渐增加的趋势。

对统计得到车辆停车横向标签x与驾驶员领取通行卡时长进行初步处理，得到车辆停车横向间距距离标签x与驾驶员领取通行卡时长存在相关关系，驾驶员领取通行卡时长与横向间距值x统计结果如表4所示。

2 数据分析

2.1 车辆通过自助发卡车道过程分析

车辆进入收费车道后会在距离自助发卡机位置不远处开始向自助发卡机靠近，当到达自助发卡机位置时车辆停下取卡，而车辆取卡时长则影响到自助发卡车道的服务水平；车辆停靠位置和侧向净空是直接影响车辆取卡时长的因素。车辆驶入驶出自助发卡车道过程示意图如下：

当驾驶员在准备停车动作的时候，由于自助发卡车道并没有设置相应的停靠位置提示，在心理压力的影响下，很多驾驶员停靠的横向间距值不能够满足其顺利地领取通行卡，以至于造成不必要的延误；同时由于地面表现不科学不完善，容易产生车辆刮擦等危害。

2.2 侧向净空影响分析

驾驶员领取通行卡时长是车辆停稳到车辆启动驶离之间的一段时间值，是影响收费站服务水平的主要因素之一。车辆停稳后其车身侧面与自助发卡机之间的侧向间距值x是制约驾驶员领取通行卡花费时间的主要参数。不同的车型的驾驶员领取通行卡的过程具有相似性，本文以采集到的一类车数据为基础，研究车辆停稳后车身侧面与自助发卡机之间的侧向间距值x与驾驶员领取通行卡时长之间的相关关系。

通过对表2中数据进行拟合，得到车辆取卡时长均值与侧向距离之间可表示为下列关系式：

对实测数据及拟合函数绘图，如图3所示。

由分析结果可以得出结论：驾驶员领取通行卡时长t与间距值x存在较高的相关性关系，当x（cm）的取值范围为[15，35]时t值会分布在某个值的附近，当x（cm）的取值范围为[35，60]时，t值与x值的增加呈现正线性相关关系，当x（cm）的取值范围为[60，+∞]时，驾驶员将不能够在车辆内实现正常领取通行卡的行为。

由此可以得出，间距值x=35cm是能够满足驾驶员有效领取通行卡的临界值，一旦间距值x大于这个临界值，驾驶员领取通行卡的时长就会突变为与值x正呈线性相关关系，当x大于60cm时，驾驶员将不能在车辆内完成领取通行卡动作。在综合考虑车辆安全与驾驶员有效领取通行卡等因素，自助发卡机的设置位置在满足安全的前提下，应能够使驾驶员方便地停靠在距离其35cm以内的位置。

2.3 其他影响因素分析

自助发卡车道一般设置宽度为3.5m左右，当车辆开始靠近自助发卡机时，由于对有效取卡位置判断不准，往往导致不必要的延误。因此可以考虑在道路路面设置禁停区域与提示停驶位置。

2.3.1 禁停区域

车辆在进入自助开始靠近自助发卡机时，应已经完成车辆位置调整，能够行驶直线到达取卡位置；车辆驶离时，应直线加速完全驶离出自助栏杆机位置，然后完成调整车辆位置加速过程。禁停区域标线设置样式即参考高速公路路面标线设置样式，采用平行的斜白线与外围轮廓线施画在道路路面上的内凸式鱼肚线。起始点位于自助发卡机上游2个大型车身长度位置约为20m；结束点位于自助发卡机下游1个大型车身长度位置约为10m。

2.3.2 提示停驶位置

当车辆直线行驶到自助发卡机位置时，其停驶位置也是影响收费车道服务水平的重要因素。因此可以在自助发卡机取卡口对应车道处，绘制一条垂直于道路中线的白实线，以此来提示驾驶员停驶最佳位置。

3 自助发卡车道标线设置方法

高速公路标志标线有警示驾驶行为的作用，指示驾驶路线的作用，规范交通秩序的作用。因此在自助發卡车道设置一套完善的道路标线十分必要，根据上述内容，可以在自助发卡车道设置如下标线：

3.1 车道边线标线

基于对侧向净空对驾驶员取卡时间的影响，因此可以设置道路边线标线。在考虑驾驶员舒适度、安全等条件下，道路边线标线设置宜距离自助发卡机35cm。

3.2 禁停区域标线

采用平行的斜白线与外围轮廓线施画在道路路面上的内凸式鱼肚线。其凸起位置总长度为30m，起始点位于自助发卡机上游20m；结束点位于自助发卡机下游10m。

3.3 提示停车标线

提示停车区域标线为一条白实线，其位置对应自助发卡机取卡口位置且垂直于道路中线。

综合上述自助发卡车道标线设置方法，绘制效果图如下：

4 结论