嘉金高速交通流运行规律研究

石磊

（上海城投公路投资（集团）有限公司，上海市 200335）

嘉金高速交通流运行规律研究

石磊

（上海城投公路投资（集团）有限公司，上海市 200335）

以上海市嘉金高速为例，从时空分布、交通构成、车速分布等角度对高速公路交通流的运行规律进行了分析，并从交通流的角度对日常的高速公路运营养护提出了意见和建议。

高速公路;交通流;运行规律;时空分布;交通构成

1　概述

高速公路作为国民经济的大动脉，交通负荷逐年递增，重载化趋势日益明显，甚至在国内大城市外围的诸多高速公路已开始出现常发性的拥堵问题，严重影响高速公路的使用寿命[1-3]。本文以嘉金高速为例，旨在通过对海量高速公路的检测数据分析，把握其交通流的内在运行规律，进而有的放矢，对运营养护提出指导性的意见和建议。

嘉金高速公路属G15沈海高速上海段，北起嘉定区G1501郊区环线公路北段，南至金山莘奉金高速公路西段，横跨嘉定、青浦、松江及金山四区，全长约65 km，是上海高速公路网的重要组成部分，也是目前上海最长的一条南北走向高速公路，沟通苏浙两省，服务虹桥综合交通枢纽、F1赛车场、松江工业区、金山工业区等，如图1所示[4]。

图1　嘉金高速走向分布

2　嘉金高速交通数据采集设计

本研究的数据采集基于嘉金高速运营养护监控中心检测器自动采集的交通流量、占有率、车速等信息。

由于嘉金高速涉及路段及收费站较多，可将其中相隔较近、具有相似特征的路段合并，作为典型路段处理，进行交通运行规律的分析。根据实际调研情况，本研究将其分为宝安公路—曹安公路、华徐公路—沪青平公路、沪松公路—莘砖公路、车亭公路—金山工业区4段，如图2所示。同时，选取宝安南主线、沪宁立交、徐泾立交、新桥南4个典型断面对相关的数据进行校正分析。

图2　典型路段划分

经调研，现状沿线收费站的车型分类主要分为11类，具体见表1。

表1　现状收费站的车型分类

为了方便交通流量的统计分析，将一二类车合并为小客车，三四类车合并为大客车，五六七类合并为大货车，八九类合并为重型货车，十、十一类合并为集装箱车，总共分为五大类，参考《公路工程技术标准》（JTG B01—2014）[5]，制定车辆转换系数如表2所示。

表2　标准车转换系数

3　嘉金高速交通流时空分布规律

3.1嘉金高速交通流时间分布规律

采取经典的年平均日交通量（Annual Average Day Traffic，AADT）对其进行评价。统计 5年（2009～2013）全路段的交通流AADT变化规律如图3所示。

图3　各典型路段年总流量变化趋势图（2009～2013年）

从中可以看出，年平均交通量增长率为9.67%，特别是2012年、2013年交通流量增幅分别达到23.46%和15.03%。2009年以来，中部典型路段（沪松公路—莘砖公路段）成为全路段流量最低的路段，且与其他路段差距越来越大。这是因为虹桥枢纽、松江工业园交通吸引点等造成此段大车集中，车速较低，通行能力较低，已经过了交通流“流量—速度—密度模型”中的最佳状态点，进入“交通拥堵区”，产生常发性的交通拥堵。由于此段地处嘉金高速中段，已成为整个路段的瓶颈节点。

全路段交通流的月变规律如图4所示。从中可以看出，1月、2月、6月份流量相对较低，后半年7～12月份交通流量一直在高位运行。

图4　嘉金高速全路段流量月变规律（以2013年为例）

对于交通流的周变规律，选取其与沪宁立交相交的主线断面为代表，如图5所示。从中可以看出，周一至周五流量较平均，周六、周日流量较低。通过年度统计每周7 d流量变化的最大值、最小值，周四的交通流量波动最大。

图5　沪宁立交主线断面周流量变化趋势（2013年）

对于交通流的时变规律，选取其与沪宁立交相交的主线断面为代表，如图6所示。从中可以看出，全天高峰时段为7：00-17：00，其中午间有一个11：00-12：00的小低峰。

图6　沪宁立交主线24 h流量波动图

4个典型主线断面的高峰小时、高峰8h流量与全天流量的占比关系，如表3所示。

3.2嘉金高速交通流空间分布规律

对于各主要断面的交通流空间分布规律，按年度统计均值统计，各典型断面流量如图7所示。

表3　典型断面高峰小时流量占比

图7　各路段年平均日交通量分布

从中可以看出，以新桥为界，北段断面流量较高，南段断面流量较低，两者相差一倍左右，其中徐泾立交主线断面流最大，新桥主线流量最小。

对沿线12个主要出入口的交通流分布规律进行分析，如图8所示。从中可以看出，流量较大的出入口主要是崧泽高架出入口、莘砖公路出入口、曹安公路出入口和北青公路出入口。四者的占比分别达到21.16%、14.71%、12.93%和12.31%，属于比较繁忙的出入口。四者综合全路段出入口流量的比重超过60%，其次是宝安公路出入口、沪松公路出入口和叶新公路出入口，三者的占比分别达到7.61%、6.98%和7.61%，属于次繁忙的出入口。

图8　嘉金高速12个主要出入口流量分布规律

对于交通流的车道分布规律，仍选取宝安南主线、沪宁立交、徐泾立交、新桥南4个典型断面的数据进行分析，如图9所示。经过分析，全路段1号车道（最内侧车道，以此类推）的交通流量占比为46.08%，2号车道的交通流量占比为33.72%，3号车道交通流量的占比为20.19%。

4　嘉金高速交通流交通构成规律

对于断面的交通流构成，仍选取前述的4个典型断面，然后取均值，并按照表2的车型分类进行统计，各类车的占比如图10所示。从中可以看出，小客车占比为68.97%，大货车和重型货车的比例合计高达27.51%，重载化趋势明显。

图9　嘉金高速典型断面车道流量分布比例

图10　嘉金高速主线高峰小时交通构成

对于大型车的比例研究，重点研究大客车、大货车、重型货车三类大车。不同断面不同大车的构成比例如表4所示。从中可以看出，大型车交通量占整个主线流量的31.03%，其中以大型货车为主，其占比高达18.13%，大车比例的提高会显著降低整个交通流的运行速度，因此需要引起特别注意。

表4　不同断面不同类型大车的比例

对于大型车在不同车道的研究，选取4个典型断面高峰时间段（9：00-10：00）进行分析可知，大客车较大的比例（59.66%）分布在靠内侧的1号车道，大货车则主要分布在中间的2号车道（55.71%），重型货车则均匀分布在中间的2号车道以及外侧的3号车道，占比分别为44.58%和49.23%。

5　嘉金高速交通流车速分布规律

基于主要断面的视频监控录像处理，并结合实地的行车记录仪数据进行校验，研究中剔除了车辆拥挤、主线排队等极端时段的交通流数据，仅用正常的交通流数据作统计分析。不同路段车速的具体统计值如图11所示。从中可以看出，沪松公路—莘砖公路段、华徐公路—沪青平公路车速较低，分别为77.00 km/h和73.58 km/h，这是由于这两段交通量较大，特别是沿线莘砖公路等出入口大车较多造成的。南部的车亭公路—金山工业区段车速较高，接近自由流速。

图11　嘉金高速主线车速分布

对于不同车道的车速分析如表5所示。从中可以看出，从内侧1号车道向外，车速依次降低，其中4个典型断面1～3号车道的车速均值分别为89.11 km/h、81.61 km/h和77.61 km/h，车速降幅分别为8.42%和4.91%，即车道从内向外，车速降幅逐渐减小。

表5　嘉金高速典型路段不同车道车速分析

6　结论和建议

本研究以嘉金高速为例，对交通流量时间和空间特征、交通构成，以及不同路段车速进行分析和研究，据此可以对嘉金高速全段的运营养护提出建议：

（1）全段中间路段（如沪松公路—莘砖公路段、华徐公路—沪青平公路段）连接虹桥火车站、虹桥机场、松江工业园区等重点交通产生和吸引源，且重载化趋势明显，时常出现交通拥堵，应对相应路段的桥梁、路基路面等需重点养护。

（2）南段（如车亭公路—金山工业区段）车速接近自由流速，为提高驾驶的舒适性，需加强路面的养护。

（3）全年交通量主要集中在7～12月，因此这些月份，应结合气候、温度、降水等自然条件，对道路及桥梁等相关部位投入更大精力。

（4）全段每天的交通流量高峰主要集中在9：00-11：00和13：00-16：00，因此每天需在这些时段加强养护车辆的巡逻，及时发现道路和桥梁的相关问题，采取相关措施。

（5）针对交通流量（特别是大型车辆）的车道分布，道路养护要重点关注2号车道、关注3号车道、适当关注1号车道的路基路面状况。

[1]李作敏,黄中祥.高速公路交通流分形特性分析 [J].中国公路学报,2000(3):82-85.

[2]王富,熊烈强,李杰.高速公路交通流数据检测技术 [J].公路, 2005,（12）:120-124.

[3]徐永实.高速公路交通流运行状态实时监控技术研究 [D].南京：东南大学,2004.

[4]上海浦江桥隧高速公路管理有限公司.嘉金高速公路养护维修后评估 [R].上海：上海浦江桥隧高速公路管理有限公司，2015.

[5]JTG B01—2014，公路工程技术标准[S].

青海共玉公路鄂拉山隧道全线贯通

日前，青海省共和至玉树高速公路重点控制性工程鄂拉山隧道左线贯通。其右线已于2015年8月17日贯通，至此鄂拉山隧道双线全部贯通。鄂拉山隧道海拔4 300 m，隧道左线全长4 710 m，右线全长4 695 m，设计为双洞单向双车道，设计时速60 km/h。鄂拉山隧道地质条件差，增加了施工难度。参建单位投入大型设备300余套、参建人员1 500余人，采用了简易防晒网、高寒多年冻土隧道洞口钢桁架弧棚施工、浅埋段多年冻土跟管施工等十余项创新举措，攻克了高原冻土地地质条件下隧道内断层破碎带、塌方、涌水等技术难题，确保了施工进度和质量安全。

U491

B

1009-7716（2016）02-0025-04

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.02.007

2015-10-27

上海市促进科技成果转化基金会《联盟计划——难题招标专项》资助项目(LM201506)

石磊（1978-），男，江苏如皋人，助理工程师，主要从事高速公路运营养护工作。