绕城高速公路立交节点“集散”能力研究
2018-03-26党琦
摘 要：本文从道路通行能力的视角研究立交节点“集散”能力，通过分析绕城高速公路特征，将立交节点“聚集”和“分散”能力定义为“所有入口或出口匝道实际通行能力之和”。并建立“集散”能力模型，从定量的角度研究立交节点“集散”能力，并对其中的参数进行说明。
关键词：“聚集”能力；“分散”能力；立交节点；匝道；通行能力
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.06.184
0 引言
绕城高速公路的一个重要功能就是连接城市内外道路，并服务于出入境交通流、过境交通流、城市内交通流，在城市道路中发挥枢纽作用[1]，而发挥枢纽作用的一个核心环节就是均匀分布在绕城高速中的立交节点。立交节点功能发挥的如何直接影响到绕城高速公路的通行能力[2]，节点的“聚集”和“分散”能力是立交节点功能最直观的反映，将“集散”能力定量化研究，对评价一个立交节点功能发挥的程度具有重要的意义。
1 问题的描述
绕城高速公路实施全封闭管理，仅设置匝道与外界联系。在一个立交节点中，交通流的“聚集”和“分散”也只能通过入口匝道与出口匝道来实现。通行能力是指道路设施所能疏导交通流的能力[3]，作为评价道路水平的关键参数，在分析“聚集”和“分散”功能时，可以用通行能力作为研究的指标。
基于上述分析，将绕城高速公路某一立交节点处的“聚集”能力用“所有入口匝道实际通行能力之和”来表达；同理，“分散”能力用“所有出口匝道实际通行能力之和”来表达。接下来的研究重点就集中在匝道的实际通行能力分析上。
由于绕城高速外接放射性高速公路，内接城市道路，匝道两端连接道路的通行能力参差不齐[4]，根据木桶原理，以匝道中“瓶颈区”通行能力作为研究“集散”能力中的匝道实际通行能力。但是在研究匝道“瓶颈区”通行能力的时又发现了另外一个隐藏的问题：那就是，匝道实际交通流小于等于“瓶颈区”通行能力值时，“瓶颈区”的通行能力值可以作为匝道实际通行能力直接代入公式计算，但是当匝道实际交通流大于“瓶颈区”通行能力值时，匝道通行能力会变的更小[5]，分析其原因就是因为交通流超过了设计理论值导致通行能力下降，这时就要在“瓶颈区”通行能力值的基础上再进行折减[6]。
2 模型建立
匝道“瓶颈区”通行能力模型：
；
—匝道基本路段通行能力，pcu/h；
—分别为分流区、合流区的通行能力，pcu/h；
—冲突区的通行能力[7]，pcu/h；
—存在于环形立交中，交织区通行能力，pcu/h。
当某一匝道实际交通流超过相应“瓶颈区”通行能力值时，需要折减[6]的通行能力模型：
—第i个超过相应“瓶颈区”通行能力的流向流量；
—为提供服务的匝道中“瓶颈区”通行能力；
—为占相应的进口道流量的比例。
匝道实际通行能力模型：
立交节点“聚集”能力模型（即立交节点所有入口匝道实际通行能力之和）：
—绕城高速某一立交节点处第i个入口匝道实际通行能力。
立交节点“分散”能力模型（即立交节点所有入口匝道实际通行能力之和）：
—绕城高速某一立交节点处第k个入口匝道实际通行能力。
3 参数的含义
，的数值可以分别反映该立交节点“聚集”和“分散”的能力。
大于零时，该立交节点处聚集大于分散，对绕城高速主线产生正压力，表示该节点需要绕城高速主线要消化的通行能力；等于零时，该立交节点处聚集等于分散，对绕城高速主线产生零压力；小于零时，该立交节点处分散大于聚集，对绕城高速主线产生负压力，表示该节点对绕城高速主线缓解的通行能力。
4 结论
绕城高速公路立交节点的“集散”能力是立交节点功能发挥程度最直观的反映。本文不仅建立了，的模型，还在两者基础上研究，的含义。通过对“集散”能力定量化研究，可以很直观的分析出绕城高速中某一立交节点功能的发挥，同时利用定量分析的结果可以间接分析立交节点处外界道路通过匝道对绕城高速交通流产生的压力情况。
参考文献：
[1]徐双应.绕城高速公路的交通运输枢纽作用[J].交通运输系统工程与信息，2003，3（02）：73-76.
[2]周建，邵长桥，荣建等.城市互通立交桥区通行能力的仿真研究[J].道路交通与安全，2007，7（02）：36-41.
[3]张起森，张亚平.道路通行能力分析[M].北京：人民交通出版社，2002.
[4]王颖，邵春福.北京市快速路立交节点服务水平评价方法研究[J].交通运输系统工程与信息，2010，10（03）：154-158.
[5]臧晓冬，周伟.城市快速路苜蓿叶互通立交的通行能力模型[J].中国公路学报，2011，24（03）：87-92.
[6]覃煜，宋新生.高架道路立交通行能力的组合计算方法[J].中南公路工程，2001，26（02）：73-75.
[7]張亚平，程国柱.道路通行能力[M].北京：中国建筑工业出版社，2016.
作者简介：党琦（1990-），男，研究生，研究方向：交通运输规划与管理专业。
