面向性能的公路网运行监测指标分析与应用

刘秀红 曾理 郭建华

摘要 性能监测是公路网管理和服务的前提和基础。文章总结了现有的公路网运行性能监测指标，分析了当前监测的重点及趋势，并考虑公路网运行管理决策的需求，给出了一组性能监测指标，从性能、安全、环境、经济、设施、服务等不同角度全面展示公路网的运行状况，并使用实际数据对典型指标进行了展示。

关键词 公路网;性能监测;指标;管理与服务

中图分类号 U491文献标识码 A文章编号 2096-8949（2022）12-0007-03

收稿日期：2022-04-06

作者简介：刘秀红（1978—），女，本科，工程师，研究方向：智能交通。

0 引言

公路网是支撑我国经济社会发展的重要基础设施之一，也是我国交通强国建设的重要交通基础设施。我国经济的迅猛发展促进了公路交通运输行业的发展，在给社会经济带来正面推动作用的同时，随之产生的公路交通拥堵等问题也不断暴露，如交通拥堵和交通事故频发造成公路运行效率与安全性下降。此外，交通拥堵造成的经济损失也不容忽视。长期以来，我国主要通过新修道路的方法解决上述问题，投资大，负担重，对社会的影响也较大。随着先进技术的发展，应用先进的技术对公路网的运行进行有效的管理、提升公路网的运行效率受到广泛重视。

公路网运行状况监测和评价是公路网管理和服务的前提和基础。有效的公路网运行状态监测和评价，有助于帮助公路设计者、管理者、使用者衡量公路运输系统提供服务的效率，发现路网上存在的问题，从而在掌握公路网运行瓶颈问题的基础上，提高管理与决策的针对性，从而达到改善公路网运行效率和服务水平的目的。因此，长期以来，公路网运行状况监测和评价都是公路管理部门的关注重点。

为有效进行公路网运行状态的评价，需要构造一组能够反映公路网交通运行状态的性能监测指标。该文针对公路网运行管理和服务的整体需要，在充分考虑系统性、可用性、前瞻性等原则基础上，从性能、安全、环境、经济、设施、服务等不同角度给出一组公路网运行性能监测指标，并使用实际数据对典型指标进行展示。

1 现状分析

公路网运行状况监测和评价在世界各国都得到了重视。2012年，我国交通运输部提出了一套公路网运行状态监测与服务评价指标[1]，然而，随着公路事业的发展，当前指标需要进一步地完善，多个学者也提出了相应的评价指标[2]。性能指标在国外也得到了广泛关注[3]，如美国交通运输研究委员会、美国德州交通研究中心、日本的国土交通省、德国等都提出了相关性能指标。由于目的不同，当前指标所关注的领域多种多样，主要以性能为中心和以服务为中心，前者量化路网的产出（output），如流量、平均速度等，后者则量化路网的服务效果（outcome），如用户满意度、延误等。

考虑到公路网的时空特征，指标的制定需要考虑时间和空间的覆盖需求。在时间方面，为展示公路网的实时运行状况以及时做出管理与决策，要有实时类指标，满足对公路网的实时监测的需求，以反映公路网的当前运行状况[2]。此外，为全面了解公路网的整体运行状况，以支撑公路网的管理与规划，要有统计类指标，满足公路网运行状况的综合统计需求，评價路网整体运行状况。在空间方面，公路网遍布较大的地理范围，需要建立不同地理空间范围的指标，以满足路段或者整体路网管理的不同需求。

研究现状分析发现，公路网运行监测指标得到了广泛的关注。该文考虑路网产出和路网服务效果，提出一组公路网运行监测与评价指标，以满足各种监测与评价需求。

2 指标设计

在总结梳理当前公路网监测与性能评价指标基础上，从设计原则、评价的空间范围和时间范围三个方面，综合考虑指标的设计，提出一组公路网运行监测与评价指标。

2.1 设计原则

该文提出的公路网性能评价指标体系同时以性能和服务为中心，以系统性、实用性、前瞻性作为整体的设计原则。系统性是指将公路网作为一个层次分明的运输整体，从性能、安全、经济等不同的评价角度，实时、统计等不同的评价时间范围，路段、路线、路网等不同的评价空间范围，建立系统性的监测和评价指标。实用性是指所提出的指标具备可行的数据源，以实现指标的有效计算，对公路管理者和使用者产生用处。前瞻性是指在进行指标设计时，不能仅考虑当下路网运行管理与决策的需求，还应充分考虑未来的需求，为公路网运行监测和评价的未来发展需求预留空间。

2.2 空间范围

为解决一定空间范围内的公路网的管理、规划与决策问题，指标设计应考虑其相应的空间范围。公路网主要包括各个具体的路段，以及由路段的不同集合所组成的路线、通道和路网等不同的空间层次。路段是指公路网上特定长度的、有起止桩号的公路线形单元，是公路网管理和服务的基础单元。路段的划分往往依据具体的监测和管理需求，如可根据交通调查站的观测里程进行路段划分。路线一般指由多个路段所组成的公路线形单元，是公路网管理的重要层次。通道一般指运输通道，往往由具有相关地理联系的多条路线组成，相互协作以支撑该运输通道的运行。路网则是指某区域，如全市或全省的整体公路网，由多条路线或者多个通道组成，是公路管理和服务的主要网络对象。在空间范围层次的基础上，可实现从路段到公路网的多层次监测指标和性能的汇聚[4]。因此，在进行公路网运行监测与评价指标设计时，需要针对具体的需求，给出上述不同空间范围的监测和评价要求。

2.3 时间范围

交通信息的时效性和整体性对道路交通管理与决策具有重要意义。为满足实时监测、综合统计等不同需求，将监测和评价指标划分为实时类指标和统计类指标。实时类指标重点考虑指标的时效性，实时展示路网运行状况，统计类指标重点关注指标的整体性，评价公路网的整体运行状况。为此，将公路网运行监测和评价指标的时间范围设定为实时、天、周、月、年，共5个层次。实时类指标的时间间隔可取5 min，其他时间层面的指标则可通过汇聚方法计算得到[4]。同样，在进行公路网运行监测与评价指标设计时，需要针对具体的需求，给出上述不同时间范围上的监测与评价要求。56D34354-1CEC-4C5B-834D-3758BC57FB01

2.4 实时类指标设计

实时类指标能实现对路网运行状态的实时监测，有助于道路管理者和使用者及时提出路网管理方案，做出正确决策。该文提出四类实时性指标，分别从性能、安全、环境和服务方面对道路进行实时评价，如表1所示。可见，每一个指标都覆盖了不同的空间范围，可按照路段、路线、通道和路网的空间层次进行汇集计算。需要说明的是，路段指标的计算直接来源于公路网的直接监测数据。

表1指标中，性能指标量化公路网的产出，直观反映公路的运行状况。安全指标主要是实时反映公路网上的事故情况，可为事故的及时处置、应急资源的有效分配提供参考。环境指标中的电动车流量表达公路网上的电动车的通行量，可以展示新能源车辆在公路网上的行驶与发展趋势。服务指标则主要以出行时间为核心，评价公路网提供的出行服务的质量。需要说明，实时类指标主要是针对公路网当前的运行状态开展监测和评价，在空间范围上有不同的需求，但是在时间范围上则针对当前的状态，考虑到当前运行状态采集的时间迟滞现象，往往采用5 min或15 min等短时的交通运行数据进行监测指标的计算。

2.5 统计类指标设计

统计类指标主要是提供对公路网运行状态的整体监测，为设计、管理与决策提供参考。该文提出六类统计类指标，分别从性能、安全、经济、环境、设施、服务等方面对公路网进行评价。其中性能指标包括统计交通量、统计标准车流量、统计货车量、平均速度、平均拥堵里程和平均拥堵时间。安全指标包括事故数、平均事故清空时间、每百万车公里事故数、交通事故死亡率和交通事故重伤率。经济指标包括交通经济运行指数、车辆行驶里程、旅客周转量、货物周转量、燃料消耗、燃料浪费和人均燃料浪费。环境指标包括统计电动车流量、二氧化碳释放减少量、二氧化氮释放减少量、悬浮颗粒释放减少量和符合夜间噪声标准的路段百分比。设施指标包括国际平整度指数IRI和路面质量指标RQI。服务指标包括主页点击次数、路网服务满意度、信息服务满意度、ETC使用率、道路工作时间、单车平均人数、延误、人均延误、流量改道至高速公路百分比、30 min可接入高速公路的乡镇占比、20 min可接入国省干道的自然村占比和10 min可接入公路的自然村子占比。

上述指标中，性能指标关注公路的运行效率，从流量、速度、拥堵里程和拥堵时间等方面评价公路的运行状况，统计较长时间范围内公路提供的产出。安全指标不仅统计事故数，还统计事故处理时间、死伤率及事故在不同空间范围上的发生比例，对公路运行的安全状况进行评价。经济指标关注货物、人、燃料消耗等状况，有助于了解公路交通运输的经济影响。环境指标关注车辆运行对环境的影响，除电动车流量外，还对各种由于车辆运行产生的污染物排放进行统计。设施指标主要关注公路设施的技术状况。服务指标主要关注公路提供的运输服务的水平，主要包括出行时间、信息服务、路网结构等相关指标。和实时类指标相比，统计类指标的类别增加了经济和设施两个不同的类别。对经济类别而言，主要是监测公路网运行的经济效果，而该效果主要表现在统计意义上，而一般不表现在实时监测的意义上。同样，对设施而言，其状态变化一般需要较长的时间，建立实时的基础设施状态变化监测指标的实际意义不大，会为公路网运行监测带来不必要的负担。

同样，上述各指标可覆盖公路网的不同时间范围和空间范围。对时间范围而言，上述指标可通过汇聚计算，得到天、周、月、年等不同时间范围上的指标。对空间范围而言，也可通过汇聚计算，得到路段、路线、通道和路网等层面的指标。在实际应用中，可以根据实际的监测需求的不同，选择不同的统计指标时间和空间范围，以满足实际的需求。

3 应用实例

选择徐州市公路网监测数据进行典型指标的应用展示。2017—2020年徐州市普通国省道机动车年平均日交通量与平均速度见图1～2，可以看出，2020年徐州市普通国省道上的机动车流量较去年相比显著降低，反映出公路交通运输具有波动性。徐州市普通国省道上的机动车平均速度四年內持续上升，道路行驶通畅，反映出徐州市公路网可提供有效的运输服务。

4 结语

提升性能是公路网管理与服务的核心目标之一，路网监测与性能指标有助于发现公路网管理和服务瓶颈，以有效提高公路网的运行效率与服务水平。该文在总结国内外现状基础上，按照系统性、实用性、前瞻性原则，给出一组公路网运行评价指标，涵盖性能、安全、环境、经济、设施、服务等领域，覆盖不同的时间和空间范围，能满足公路网实时监测、综合统计等需求，并使用实际路网数据对典型指标进行了展示。需要指出，公路网运行性能监测指标具有地区性特点，需要根据现实公路网的实际特点和运行特征，选择或构造具有针对性的指标，以满足实际的公路网性能监测需求。此外，随着经济社会的发展，公路网的管理和服务可能会产生新的变化，从而需要构造新的运行性能监测指标，以满足新形势的需要。

参考文献

[1]交通运输部. 公路网运行监测与服务暂行技术要求[M]. 北京：人民交通出版社， 2012.

[2]纪铮翔. 道路交通运行状态评价关键指标研究[D]. 上海：同济大学， 2007.

[3]李伟， 方怡沁， 杨鸣. 公路网运行拥堵状态定量化评价指标测算与发布的国内外经验借鉴[J]. 公路， 2019（7）： 218-224.

[4]曾理， 陆宇航， 郭建华. 公路网交通运行性能指标汇聚方法与计算实例[J].无线互联科技， 2021（6）： 32-34.56D34354-1CEC-4C5B-834D-3758BC57FB01