高架路的交通特性分析

赵秀云 王健

摘  要：对高架路进行特性分析是寻找交通拥堵原因的前提，在进行研究时可以根据引发高架拥堵的常见原因来确定特性分析的分析方向，并且对交通流量、车流速度、交通流密度等参数进行分析，并分析这些参数在不同交通系统中的关联性。该研究主要针对匝道的交通特性（主要研究匝道的类型、匝道交通特点、匝道与地面道路衔接处的交通特性）和交织区的交通特性（交织区分类、交织区参数、交织区通行能力和服务水平、交织区交通流特性）进行了分析。

关键词：高架路  匝道  交织区  交通特性

1  匝道交通特性分析

1.1 匝道类型

高架桥匝道的类型主要有单出口、先入后出、先出后入3种类型。其中，单出口匝道主要是指在出口前后很长距离内没有设置匝道，只是从高架上驶离。先入后出匝道主要是指高架桥的出口前很近距离内设置了入口，该类型也是应用最为广泛的一种形式，该类型主要存在入口车辆会对主路行驶的车辆的运行情况产生影响的弱点。先出后入匝道主要是指高架桥的出口后很近距离内设置了入口，与前一种相比克服了对主路行驶车辆运行的影响，不足之处在于会出现出口处车辆的积聚，进而导致排队车辆上溢到高架桥上，对桥上的交通产生影响。

1.2 匝道交通特性

1.2.1 入口合流特征

高架桥上的合流区域是指驶入的车辆和主路上正在行驶的车辆产生交汇的区域。驶入的车辆在加速的同时还需要变道汇入到高架桥的主路上，汇入过程中所需要的距离与汇入车辆的多少有很大关联。并且汇入的车辆会造成外车道车辆构成和速度发生变化。

1.2.2 出口分流特征

高架桥上的分流区域是指使出的车辆和主路上正在行驶的车辆产生分离的区域。在该区域驶出车辆和正在行驶的车辆会有分流的过程，当驶出车辆的交通数量比较小的时候，很容易变道到外侧车道，整个过程中对主路交通运行状况影响比较小，反之，驶出车辆的交通数量比较大的时候，就会对主路交通运行状况产生影响，极易产生交通拥堵。与此同时，对外侧车道上行车的速度产生很大的影响。

1.3 匝道与地面道路衔接处的交通特性

行驶车辆驶出高架进入地面后会与地面上正在行驶的车辆发生交織，如果该种现象比较严重，就会出现驶出车辆不能及时离开高架的匝道，造成车辆排队等待的现象，随着等待车辆数量的增多，会上溢到高架桥的主路上，进而影响主路上正在行驶的车辆，从而产生交通拥堵的现象。因此对该衔接处的交通特性进行分析是非常有必要的。

1.3.1 衔接类型

（1）通过交叉口的出口匝道。

此类型是指衔接位置与地面道路交叉口的下游位置相距较远，从高架上使出的车辆对地面交叉口车辆的行驶影响很小，或是不产生影响。

（2）不通过交叉口的出口匝道。

此类型是指衔接位置与地面道路交叉口上游位置相距很近，从高架上使出的车辆对地面交叉口车辆的行驶产生很大的影响;与此同时，地面交叉口处的信号灯对于从高架使出的车辆会产生控制，从而导致从高架上使出的车辆不能连续行车而造成排队的现象。此类衔接不仅对地面交叉口的车辆通行产生影响，而且对高架出口匝道的车辆通行也会产生影响。

1.3.2 衔接处交通流分析

实际工程中衔接处依据出口匝道与地面道路车道位置的不同，将横断面形式分为中间式、内侧式和外侧式3种类型。

（1）中间式。

此类型的横断面是指高架出口匝道位于地面道路车道的中间位置，对于从高架上使出的车辆进行直行的普遍适用。

（2）内侧式。

此类型的横断面是指高架出口匝道位于地面道路车道的内测，对于从高架上使出的车辆进行直行或左转的普遍适用。

（3）外侧式。

此类型的横断面是指高架出口匝道位于地面道路车道的外测，对于从高架上使出的车辆进行直行或右转的普遍适。

2  交织区的交通特性分析

2.1 交织区分类

所谓交织区是指车辆产生交汇的区域。通常情况下，交织区分为A、B、C这3种类型，各类交织区的特性如下所述。

（1）A类交织区。

此类交织区的主要特性是车辆需要至少一次的变道才能驶入相应的车道。

（2）B类交织区。

此类交织区的主要特性是又增加了过渡车道，驶入车辆和驶出车辆，只需要两者中的一者进行变道，另一者则进入对应的车道。

（3）C类交织区。

此类交织区的主要特性是驶入车辆或驶出车辆，其中之一需要两次的变道才能驶入相应的车道，另外一个可以直接进入相应的车道。

2.2 交织区参数

2.2.1 长度

交织区的长度是指从入口处标志线宽度为0.6m位置到出口处标志线宽度为3.6m位置的距离，通常用L表示。L的大小对车辆的交汇起着至关重要的作用。一般情况下，城市范围内高架桥L的取值一般在750m以下。

2.2.2 宽度

交织区的宽度是一个重要参数，习惯上用车道的数量来表示交织区的宽度，通常用B来表示。

2.2.3 流量比

交织区的流量比是指交汇区域的交通量与总的交通量的比值。该参数是衡量该区域交通运行是否良好的主要指标。一般情况下该区域内行驶的车辆都会出现交汇，这样就会导致车辆间的车头时距增大，和一般路段进行比较，这种情况下就会导致道路交通通行能力减小，进而对道路的容量产生一定的影响。

2.2.4 车辆平均速度

车辆的平均速度是指行驶在交织区域内所有车辆的行驶速度的平均值。该参数是评价高架路服务水平的重要指标。

2.3 交织区通行能力和服务水平

2.3.1 通行能力

所谓交织区的交通通行能力是指运行的车辆达到一定服务水平（E级和F级分界）的交通流量。

2.3.2 服务水平

所谓交织区的服务水平指的是该区域提供服务的质量。通过大量的研究发现，该区域内车辆的实际行驶速度相对比较分散。这样就会导致利用速度来对其进行评价会得到不稳定的结果。为了更为准确地对其服务水平进行评价，可以采用车流密度这一指标，所谓的车流密度是指车道在道路上的密集程度，該指标能够间接地表明行驶车辆之间的距离和车辆行驶的自由度。通过实际验证，采用该指标对服务水平进行评价是可以的。

2.4 交织区交通流特性

任意车道的车辆行驶到交织区时，都需要对相邻车道有没有可以插入车辆的车流间距进行判断，从而顺利完成变道。与此同时，还需要对变道的地点和变道的时机进行明确，司机需要在相应的距离内完成上述操作。

2.4.1 流量特性

在交织区范围内，道路的空间抢夺度随着车道由内而外呈现递增的趋势。产生该现象的原因在于车辆的交汇一般发生在道路的外侧，道路内侧行驶的车辆受到的影响相对较小。所以，行驶车辆为了避免受到影响，可以提前变道到内侧车道，以寻求相对稳定的运行环境，在交通量比较小的情况下，很容易实现，但是当出现较大的交通量时，想维持稳定的运行环境，难度就比较大。

2.4.2 车速特性

在交织区范围内，行驶车辆速度的横向分布情况与流量呈现相反的规律，由外尔内呈现递增的趋势。该区域内道路外侧行驶车辆的速度一般比内侧行驶车辆的速度波动大，但是，当交通量增大时，反而出现波动趋于平稳的现象。产生该现象的原因主要在于道路内测行驶的车辆受交汇影响比较小，所以，内侧行驶车辆的速度波动相对平缓。此时，车头间距会随之变小，行驶车辆之间的相互影响增强，从而使得波动趋向平缓。

参考文献

[1] 张亚平.道路通行能力理论[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2007.

[2] 王殿海.交通流理论[M].北京：人民交通出版社，2002.

[3] 徐吉谦，陈学武.交通工程总论[M].北京：人民交通出版社，2008.

[4] 陈宽民，严宝杰.道路通行能力分析[M].北京：人民交通出版社，2003：67-80.