主线收费站交通量与通行能力分析研究

朱　琳，刘洋洋

（安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司，安徽 合肥 230088）

1　概述

收费站的通行能力是指特定的道路、交通条件下，合情合理地通过收费站的最大交通量[1]。收费站的通行能力直接影响路段的通行能力，进而影响整个路段的服务水平。收费站通行能力的提高，可以提高整个路段的服务水平，因此对现有收费站过往交通量大小、车型组成的分析研究，对提高收费站服务水平很有帮助。下面就以某高速公路的主线收费站的交通量为列，对交通量和服务水平进行分析。

2　交通量现状及交通量预测

2.1　交通量现状

该主线收费站2014年1月至2016年8月出口交通量见表1。

表1　2014年1月至2016年8月出口交通量　veh/d

调查数据显示，主线收费站2014年1月至2016年8月年平均交通量为5 021 veh/d，折算小客车后为11 487 pcu/d。在交通组成中，客车占45.2%，货车占54.8%。

2.2　交通量预测

2.2.1交通量增长率

未来各影响区的客、货车交通量增长率采用弹性系数法确定（见表2），即：

式中：Rk、Rh分别为未来各影响区客、货车交通量增长率，%；Tk、Th分别为未来各影响区客、货车交通量对经济指标的弹性系数；E为未来各影响区国内生产总值增长率，%。

表2　未来各影响区客、货车交通量对经济指标的弹性系数

交通量增长率见表3。

2.2.2交通量预测

该项目通道交通量见表4。

考虑新建项目，转移交通后的主线收费站交通量见表5。

表3　交通量增长率

2.2.3春运高峰时段交通量预测（春节前十天至春节后十天）

通过对该高速及周边高速公路春运期间交通量调查分析，春节前农历十二月二十二左右交通量开始加大，二十七至二十九达到单日最高峰，三十至新年初四交通量较小，初五交通量开始迅速回升，初六至初十处于高峰期。在春节前十天至正月初十的时间段，路段交通量是年平均日的2.8倍左右。

春运期间高速公路交通量具有方向不均匀性较大、小客车比重高等特点。在春运期间，节前农历十二月二十六至节后初十，客车比重在80%以上，其中初三客车比重高达93%。

2014年、2015年、2016年春运期间交通量增长率分别为39.9%、31.4%和11.6%，下降明显。路段通行能力限制了交通量的增长。

根据调查，结合春运期间交通出行特点，春运期间交通量分析参数取值如下：

（1）方向不均匀系数采用0.68；

（2）高峰小时系数取值0.083（采用交通量最大的4个小时平均）。

（3）路段通行能力控制交通总量。春运期间，路段采用四级服务水平下线（V/C=0.9）。

（4）春运客车交通量与年均交通量比重取2.8～3.4，货车交通量取年均车辆的0.5。

表6为春运高峰时段交通量预测结果。

3　通行能力测算

3.1　通行能力测算

考虑收费道口可以采用复式收费方式增加道口通行能力，结合采用复式收费模式对不同扩建方案的通行能力进行验算（根据相关资料，每增加一个复式收费道口通行能力可以增加60%～70%，考虑交通流组成中货车比重较高，增加通行能力取60%）。通行能力验算结果见表7。

从表7可以看出，扩建至10个收费道口时，并采用复式收费模式，在2032年前，收费站均可以维持在三级服务水平以上[1]。

表4　本项目通道交通量

表5　转移交通后的主线收费站交通量

表6　春运高峰时段交通量预测结果

表7　通行能力验算结果

3.2　春运高峰时段通行能力测算

根据春运高峰时段交通量预测结果，至2040年高峰期交通量见表8。

表8　至2040年高峰期交通量

表8计算公式为：

式中：DHV为单向设计小时交通量，pcu/h；AADT为春运高峰时段预测年平均日交通量，pcu/d；R为大中型货车占有率（表8取值为客3、客4、货2、货3类4种车型占有率[4]）；K为设计小时交通量系数[3]（本项目取0.1）；D为方向不均匀系数[3]（本项目取0.52）。

从表8可以看出，扩建至10个收费道口时，并采用复式收费模式，在2030年前，收费站可以满足春节高峰期通行能力的需求。

考虑到高峰时段交通量较平时激增约40%，且小客车比重较高，总体持续时间短（节假日前后），可采取增加临时复式收费等应急方案，因此本次采用年平均日交通量[3]作为计算依据，仅对节假日通行能力进行验算分析。

4　结论

通过对主线收费站交通量的大小、车辆组成的分析研究，测算出收费站的服务水平。通过这些数据分析可以得出以下结论：

（1）货车通过收费站服务时间较长，特别是过绿色通道的绿色车辆，需要检查货物，需要非常长的服务时间，因此货车比重较大的收费站一般服务水平不高。随着科技的进步，可以通过对设备升级等电子手段技术的更新，降低货车的通行时间，从而提高收费站的服务水平。

（2）一般在节假日期间，小客车的交通量增长较快，可以通过提高ETC普及率，实现扫码支付等技术手段来提高通行能力，减少排队时间。

（3）通过设置复式收费亭可以在一定程度上提高收费站的通行能力，但是提升有限，需要配合良好的管理，才能将复式收费的优势发挥出来。