基于动态综合评价方法的高速公路改扩建 交通分流方案评价.pdf

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1、 http:/-1-中国中国科技论文在线科技论文在线基于动态综合评价方法的高速公路改扩建 交通分流方案评价 代冬霞1，霍东芳2*项目资金项目资金：黄土地区高速公路改扩建施工交通组织与安全保障技术研究 作者简介：作者简介：代冬霞（1985-），女，在读硕士研究生，主要研究交通规划、交通安全、交通组织、智能交通等.E-mail:（1.长安大学公路学院，西安 710064；2.天津市军事交通学院，天津 300161）摘要：以连霍高速公路潼关西安宝鸡段为研究对象，依据评价原则，对高速公路施工期交通组织服务水平、经济效益等指标体系进行分析筛选，建立评价指标体系。依据国内已有的对于高速公路研究成果中确定的

2、服务水平指标阈限值，确定各指标的评价标准。最后，运用动态综合评价方法对高速公路施工路段交通组织方案进行评价，得出高速公路改扩建交通分流方案评价函数的阈限值，从而选出最合理的规划方案，保障高速公路施工期间不中断交通，保障安全通行，保障周边路网正常有序。关键词：高速公路改扩建；动态综合评价；交通分流 中图分类号：U4 Evaluation on Traffic Diversion Program of Highway Reconstruction based on Dynamic Comprehensive Evaluation Method Dai Dongxia1,Huo Dongfang2(

3、1.School of Highway,Changan University,xian 710064;2.Military communication University,Tianjin 300161)Abstract:In the paper,Tongguan-Xian-Baoji section of G30 is the research object.Based on evaluation principles,we will analysis and screen indicator system such as service level,cost-effectiveness f

4、or traffic organization in the construction period of the expressway,and then establish evaluation index system.According as the threshold limit value of service indicators which identified in the existing research results for the highway in China,educe the evaluation criteria of every indicator.Fin

5、ally,make use of dynamic comprehensive evaluation method to evaluate the traffic organization program in the expressway construction section,acquire the threshold limits of the evaluation function of highway reconstruction traffic diversion program,select the most reasonable planning scheme to prote

6、ct the highway without disrupting traffic during construction,to ensure safe passage,to protect the surrounding road network normally and orderly.Keywords:highway reconstruction;dynamic comprehensive evaluation;traffic diversion 0 引言引言 高速公路改扩建工程是指在原有高速公路的基础上，提高道路的等级和抵抗荷载强度而进行的改扩建工程。目前国外对高速公路改扩建研究相对成

7、熟。早在 1985 年 Rauphail 等人就对高速公路施工区车流速度特性进行了分析研究1。美国的 MUTCD(Manual on Uniform Traffic Control Devices for streets and highways,2003Ed)和 HCM（Highway Capacity Manual）则分别对道路施工区的交通组织和通行能力进行了集成研究2,3。虽然国内对高速公路的研究起步较晚，但是也有一定程度的进展。沈大高速公路用 3 年时间完成了双向四车道改为双 http:/-2-中国中国科技论文在线科技论文在线向八车道的改扩建工程；广佛、佛开4、沪宁高速公路也先后进行了

8、改扩建工程，对改扩建期间的交通组织分流方案进行了分析。因此，对高速公路改扩建期间的交通组织进行评价具有重要的意义。本文按照系统性、科学性、实用性和相对独立性原则来确定高速公路改扩建期间交通组织设计方案评价指标体系的相关指标。1 建立评价指标体系建立评价指标体系 高速公路施工路段的交通组织方案的优越性主要表现在可以为车辆提供迅速、舒适、方便、经济、安全等方面的实际效果，即体现在施工路段所能提供的服务水平上。改扩建的效果评价是通过施工期的通行能力分析，对施工交通组织可能达到的效果进行预测。主要内容包括：服务水平分析与评价、负经济效益评价。（1）服务水平分析与评价5。通过对改扩建道路及分流道路正常交

9、通量和分流后交通量的预测，对其服务水平进行分析评价，一般应保证改扩建项目在施工期间的服务水平达到3 级以上。其具体的评价指标有道路通行能力、交通密度、平均车速、路网里程拥挤率、路段平均饱和度、路段车辆排队长度等。（2）负经济效益评价。改扩建工程致使项目原有交通量因受到施工影响而向其他道路转移，同时也因为车辆的限速行驶而降低运输效率，由此产生运输经济效益的损失即为负经济效益。改扩建施工期所产生的负经济效益可采用定性和定量分析相结合的方式进行，主要包括：因绕行其他道路增加运输里程、造成分流道路交通拥挤、车速降低造成在途时间浪费、交通安全事故增加、其他道路养护费用增加、高速公路通行费收入减少等负经济

10、效益的分析。通过对以上分析，以及综合考虑各个指标，经过比较筛选，最后得到高速公路改扩建施工期交通组织评价指标体系6如图 1 所示。图 1 高速公路改扩建施工交通组织评价指标体系 Fig.1 Traffic Organization evaluation index system of Highway Reconstruction 2 确定评价标准确定评价标准 本论文主要依据国内外已有的对于高速公路研究成果中确定的基本路段服务水平指标阈限值，确定各指标的评价标准。本论文所采用的高速公路服务水平分级由国家“九五”重点科技攻关项目组提出，并参考文献给出限速为 80km/h 的高速公路施工路段交通组织

11、方案 http:/-3-中国中国科技论文在线科技论文在线各指标的评价标准见表 17。表 1 限速为 80km/h 的高速公路交通组织方案各指标的评价标准表 Tab.1 Speed limit of 80km/h highway traffic organization program evaluation criteria of each index table 等级 优 良 一般 较差 差 饱和度范围 1 车速（km/h）78 78,67 67,62 62,50 50 密度范围（pcu/km/ln）42 延误范围 5 里程拥挤率范围 0.2 0.2,0.4 0.4,0.6 0.6,0.8 0

12、.8,1.0 通行费用减少率范围*mx，对任意的()12,Txx xD=mx，若有不等式()*1,2,jjxxj=,m成立，则称 x 连同 x*为 D中准有效点，其中 x*是针对系统的期望而预先设定的。D 中所有的准有效点构成的集合称为D 的准有效子集，并记为 A。定义 2：对于取定的()()*12,0TjxxxD x=*m,x，对任意的()12,Txx xD=mx，至少对某一个 k 有不等式*kkxx=jTmxDxxxx?满足方程：()()2*12*rxmii=(8)在确定了*ix、*ix、*ix和*ix的条件下，任一时刻t的评价指标经逆指标处理和无量纲化以后指标向量为()tmtttxxxx

13、,21?，取评价函数为：=mitixy12 (9)当()2*ry 时，属于优状态；当()()2*2*ryr时，高速公路改扩建施工期交通运行状况属于良状态；当()()2*2*ryr时，高速公路改扩建施工期交通运行状况属于一般状态；当()()2*2*ryr时，高速公路改扩建施工期交通运行状况属于差状态。其中()2*r、()2*r、()2*r和()2*r即为综合评价指标的阈限值，由*x、*x、*x和*x确定。此处*x、*x、*x和*x是经过逆指标处理和无量纲化后的指标向量。由以上各式可以计算得到综合评价函数的阈限值见表 2。表 2 高速公路改扩建交通分流方案动态综合评价函数的阈限值表 Tab.2 D

14、ynamic comprehensive evaluation function threshold limit value table of highway traffic diversion program 阈限类别()2*r()2*r()2*r()2*r 阈限值 0.24 1.05 1.91 2.97 4 方案评价方案评价 根据以上建立的评价指标体系，同时考虑到评价指标对于西潼高速公路改扩建施工“十一期间”交通运行状况实时评价的适用性和可行性，将交通环境影响指标和不易直接反映运行状况的车辆平均油耗筛除。高速公路改扩建分流过程中需要对周围路网进行必要的养护和维修，但其费用变化不大，故在评价

15、中车辆平均油耗、周围路网的养护费用可以不考虑。选择路段平均饱和度、平均车速、交通密度、路段平均行程延误、路网里程拥挤率、通行费用减少率 6 个指标作为西潼高速公路改扩建施工“十一期间”交通分流方案评价的指标7,8，各指标值见表 3，经处理见表 4。表 3 西潼高速公路施工期交通分流方案评价指标计算值 Tab.3 Traffic diversion program evaluation index calculated value of Xitong expressway construction period 指标 路段平均饱和度 平均车速（km/h）交通密度（pcu/km/ln）路段行程延误

16、 路网里程拥挤率 通行费用减少率 大小 0.7 72.5 25 2.8 1%3%http:/-7-中国中国科技论文在线科技论文在线 表 4 西潼高速公路施工期交通分流方案评价指标计算值（逆指标处理后）Tab.4 Traffic diversion program evaluation index calculated value of Xitong expressway construction period(After reverse indicators)指标 路段平均饱和度 平均车速（100h/km）交通密度）（pcu/km/ln）路段行程延误 路网里程拥挤率 通行费用减少率 大小 0.

17、7 1.38 25 2.8 1%3%根据极值法，各指标值进行无量纲化处理后得到表 5。表 5 西潼高速公路施工期交通分流方案评价指标计算值（无量纲化处理后）Tab.5 Traffic diversion program evaluation index calculated value of Xitong expressway construction period(After non-dimensional treatment)指标 路段平均饱和度 平均车速（100h/km）交通密度）（pcu/km/ln）路段行程延误 路网里程拥挤率 通行费用减少率 大小 0.7 0.015 0.125 0

18、.36 0.01 0.03 将预处理后的各指标值带入综合评价函数公式（9）计算可得：64.012=miixy 根据表 2 中()24.02*=r，()05.12*=r，则有()()2*2*ryr，由分流方案的动态综合评价可知高速公路改扩建施工期交通运行状况属于良状态。5 结论结论 本文就潼宝高速公路西潼段改扩建工程施工期间的交通调查和分析数据，确定了施工期特殊时段“十一期间”的交通分流方案，并采用了动态综合评价方法对案例进行评价，评价通过，验证了本论文关于高速公路施工期交通组织研究的正确性。6 致谢致谢 在论文的写作和修改过程中，非常感谢张生瑞导师和赵岳峰师兄给我的帮助和指正，同时也感谢师兄师

19、姐和同门的帮助，在此深表谢意。参考文献参考文献(References)1 R.T.Luttinen.Traffic Flow on Two-lane Highways(An Overview).TL Consulting Engineers.Ltd.Lathi.2001.2 Federal Highway Administration.(2003).Manual on Uniform Traffic Control Devices for streets and highways(MUTCD)s.U.S.Department of Transportation,Washington DC.3 周茂松.美国道路作业区交通管理研究与启示J.中外公路,2005,25(1):116119.4 李湘知.佛开高速公路改扩建工程交通组织方案分析J.广州公路交通,2009(3):8284.5 谢军.高速公路通行能力分析与服务质量评价研究D.西安:长安大学,2007.6 霍东芳.高速公路改扩建施工期交通组织研究D.西安:长安大学,2008.7 李勇义.高速公路施工路段交通组织方案设计与评价研究D.南京:东南大学,2006.8 张生瑞.公路交通可持续发展问题研究理论、模型及应用M.北京:人民交通出版社.2005