考虑交通管制的公路大件运输线路选择模型研究

潘婷婷 张世伟

摘 要：考虑到公路大件运输中实行交通管制虽然方便运输，但在一定程度上也对市民造成了干扰。本文在道路交通阻抗函数基础上建立交通管制下公路大件运输扰民程度数学模型，并分析传统公路大件运输路线选择影响因素，最后通过熵法对技术性、经济性、时效性和扰民程度等因素处理得到各因素相对权重。最后建立公路大件运输路线选择方案最优目标函数。通过本文，公路大件运输路线选择方案可得技术性、经济性、时效性和扰民程度综合最优，从而达到运输便宜高效，市民受扰程度最低的目的。

关键词：公路大件运输路线选择;交通管制;扰民程度

中图分类号：F259.2 文献标识码：A

0 引言

公路大件运输指公路运输中对庞大、沉重而又不可分割的整体货物的运输[1]。公路大件运输车队因庞大而不灵活，使用交通管制在高速公路上出入口逆行、在城市道路中占双道行驶等是运输过程中常规操作。交通管制虽然方便了公路大件运输，但在一定程度上也对市民造成了干扰。

现有公路大件运输路线选择主要考虑安全性、技术性、经济性和时效性因素的影响，缺乏对公路大件运输造成的扰民情况的考虑。从交通角度看，公路大件运输路线选择方案不仅应该技术性、经济性和时效性綜合最优，更应最低限度减少对民众出行的干扰。本文在考虑传统公路大件运输路线选择因素的前提下，增加交通管制造成的扰民程度因素来路线选择，以尽可能提升公路大件运输路线选择的合理性。

1 交通管制下公路大件运输扰民程度

为将大件设备快速运送至目的地，需要对备选路线采取相应的交通管制措施，即是按路段情况采用全管制、半幅管制以及不管制的路段管制的方式。而交通管制的实施必然会对社会车辆的正常运行带来干扰，从而产生一定程度的扰民。

1.1 道路交通阻抗函数

路阻（又称道路交通阻抗）是指道路使用主体出行时路段行驶所消耗的行程时间。在交通流分配中道路交通阻抗可通过路阻函数来表示。该函数能描述路段交通量与行驶时间的关系。采用美国联邦公路管理局的BPR函数[2]，表达式为：

1.2 扰民程度的数学模型

对于扰民程度，定义为管制情况下对于社会车辆产生的延误与不管制情况下的社会车辆通行时间之比，具体情况如下：1）不管制情况下，大件运输车队与社会车辆混行，对于社会车辆没有延误，产生的影响很小，可以忽略不计;2）半幅管制情况下，社会车辆的延误时间为半幅管制情况下社会车辆的通行时间与不管制情况下社会车辆的通行时间之差;3）全管制情况下，社会车辆的延误时间为运输车队通过该路段的时间[3]。

若某相邻两个节点之间的第m条可行运输线路若因日间管制造成的扰民程度过大决定夜间通行，由于夜间通行对居民干扰较少，则该路段运输扰民程度为0但运输时间增长。

2 传统公路大件运输线路选择影响因素

2.1 技术性影响因素

技术性影响因素即道路通过能力，是指道路的路面负载能力、坡度、弯道半径、桥梁荷载等道路条件能否满足大件运输通过时所需的道路宽度、高度、承重等通行条件。通过技术性影响因素可筛选可行路线。

2.2 经济性影响因素

经济性影响因素是公路大件运输项目实现过程中产生的费用，主要包括：车辆运输费（车辆保修和折旧费、驾驶员薪金等）、车辆燃油费、道路通行费、线路排障加固的费用、与相关部门的协议费、技术咨询费等其他相关费用[4]。通过经济性影响因素可求得可行路线费用。

2.3 时效性影响因素

时效性影响因素即运输时间，主要包括设备装卸时间、在途行驶时间、受道路条件及天气条件影响的停留时间以及项目前期线的路勘察、排障时间。通过时效性影响因素可求得可行路线用时。

3 公路大件运输方案评价

3.1 熵法确定权重

本文使用熵法对技术性、经济性、时效性和扰民程度等因素处理，通过这种数学分析方法，得到各因素相对权重。

3.2 多目标最优化理论评价方案

经多目标最优化理论评估，公路大件运输路线选择方案技术性、经济性、时效性和扰民程度综合最优，从而达到运输便宜高效，市民受扰程度最低的目的。设经济性，经济性、时效性和扰民程度作为，得方案最优目标函数：

4 结论

本文在公路大件运输路线选择的传统影响因素基础上，考虑因交通管制造成的扰民程度，并对扰民程度分析定量，建立了公路大件运输中因实现交通管制造成的扰民程度的数学模型。同时对公路大件运输路线选择方案的技术性、经济性、时效性和扰民程度由熵法求得各自相对权重，建立了公路大件运输路线选择方案最优目标函数。由于不同运输客户对技术性、经济性、时效性和扰民程度的偏重不同，运输单位可以以运输客户的要求求得各因素相对权重，从而使用本文最优目标函数求得最优路线。

参考文献：

[1]罗雄.大件物流公路安全运输决策支持系统研究与应用[D].重庆大学，2012.

[2]Transportation Research Board Business Office. Highway capacity manual 2008[M].Washington，D.C： National Research Council，2009.

[3]李玉梅.交通管制条件下应急物资调运问题研究[D].山东师范大学，2017.

[4]罗建.公路大件运输线路选择方案及模型研究[J].西华大学学报，2013，32（04）：71-76.

[5]马明光.应急救援期间城市交通管制优化研究及系统实现[D].山东师范大学，2017.

[6]刘轩.大件运输通道选择方法及技术标准研究[D].河北工业大学，2014.

[7]X Y Lu，P Varaiya，R Horowitz，et al.Novel freeway traffic control with variable speed limit and coordinated ramp metering[J].Transportation Research Record： Journal of the Transportation Research Board，2011，2229（01）：55-65.

[8]戢晓峰，普永明，梁斐雯，等.交通管制时限条件下城市物流配送优化双层规划模型[J].公路交通科技，2014，31（12）：145-152.