【摘要】許多養護作業期間會占用到有限的道路資源,使本來就難于負重的城市交通雪上加霜。影響城市道路養護作業區通行能力的因素很多,本文對這些因素進行了分析,并提出了交通效率問題,對工程實踐有一定的指導意義。
　　關鍵詞:養護作業區;通行能力;影響分析;交通效率
　　1引言
　　在道路上設置養護作業區，其主要影響之一就是由于封閉部分車道而引起的道路通行能力降低問題。由于道路通行能力降低，容易導致交通擁擠和延誤，而擁擠的產生又增加了交通事故隱患，特別是容易引起車輛追尾事件的發生。因而研究作業區的道路通行能力和效率對于合理的進行道路養護工作十分重要。
　　2養護作業區的通行能力
　　在道路上設置養護作業區往往要封閉部分車道,減小了道路通行空間,導致車輛速度降低,容易引起擁擠和延誤,這將降低道路通行能力。影響養護作業區通行能力的因素包括:①封閉和開放的車道數目②封閉車道的位置;③大車率;④離封閉車道的側向距離;⑤作業區長度;⑥坡度;⑦作業強度;⑧工作持續時間;⑨天氣情況等。對養護作業區通行能力進行研究將是提高作業區交通效率和安全的基礎。
　　2.1施工區車輛運行特性分析
　　（1）匯入車輛造成施工區交通流的重分布
　　由于施工車道車輛的匯入,非施工車道上交通量明顯增多,車速降低,車流出現紊亂現象。當道路通行車輛數小于養護作業區通行能力時,在路肩錐形區上游會形成一段車流真空;反之,則可能從路肩錐形區上游開始行車排隊。
　　（2）非施工車道上車輛優先行
　　車道合流車輛在匯入非施工車道的過程中,要與原來在非施工車道上行駛的車輛爭奪行駛空間。據觀測,二者在爭奪時機會不均等,非施工車道車輛將享受優先權。因此,只有非施工車道出現足夠大的空隙時,施工車道上的車輛才能匯入;否則,施工車道上的車輛只有等待下一個空隙。
　　（3）施工車道合流的強制性
　　與匝道車輛必須在加速車道長度范圍內完成合流過程類似,當前方進行養護作業時,在施工車道上行駛的車輛必須在施工區第一個提示標志與路肩錐形區頂端之間的這段長度內換車道至非施工車道,完成合流行為;否則,車輛就會出現排隊現象。
　　2.2養護作業對路段通行能力的影響分析
　　江(Jiang)于1999年、奧喀斯(一Kaisy)等人于2000年和2002年、金(Kim)等人于2001年均對作業區的通行能力計算方法進行了研究。考慮到影響作業區的因素太多，不大可能通過建立一個簡單的數學公式來表達復雜條件下的作業區通行能力，江(Jiang)等人在2003年提出了一種基于模糊神經網絡模型來估計高速公路作業區通行能力的方法，這一方法與傳統經驗方法相比，綜合考慮了眾多影響因素，因而能夠更精確地估計高速公路的作業區通行能力。
　　（1）大型車比例對通行能力的影響
　　大型車在道路上要占用更多的空間，其加減速比小汽車要慢，因而交通流中大型車的比例不可避免的將對道路通行能力產生影響。
　　試驗研究發現，當到達流量沒有達到作業區通行能力時，大型車比例對作業區的通行能力基本沒有影響，當到達流量達到作業區基本通行能力時，車流中大型車比例越大對通行能力的折減越大，具體如圖1所示。
　　                                       
　　
　　　                                              　圖1作業區通行能力隨大車率的變化曲線圖
　　可見,大車率對作業區的通行能力影響較大,車流中每增加1%的大型車,作業區的通行能力要下降約1%,而且其下降的規律不是線性下降,而是先急后緩。
　　（2）作業區長度對通行能力的影響
　　據統計,車輛通過作業區時行駛速度通常會降低,在沒有限速的作業區平均車速一般降低6.9km/h。試驗研究可知，作業區長度確實對作業區通行能力有一定的影響,隨著作業區長度的增大,通行能力逐漸變小。單位長度對通行能力的折減百分比約為1.2%。即當作業區長度≤0.2km時取1,每增加單位長度通行能力折減1.2%。
　　（3）作業區限速對通行能力的影響
　　為提高安全性,在作業區進行限速是必要的,就限速20km/h、30km/h、40km/h和50km/h進行分析。在作業區進行限速對通行能力有一定的影響。在城市道路設計車速為60km/h的情況下,限速太低(如20km/h、30km/h)將大大降低作業區的通行能力,而40km/h至50km/h的限速就比較合適,此時限速不會對作業區通行能力產生大的影響。
　　3養護作業區交通效率
　　在道路上設置作業區，經常要封閉部分車道或路肩，減小了道路通行空間，導致車輛速度降低，容易引起擁擠和延誤，這將大大增加道路使用者的各項費用，降低交通效率。
　　3.1作業區速度控制
　　早在1981年，培恩(Pain)、麥吉(McGee)和耐波(Knapp)在他進行的有關高速公路作業區交通控制策略評價的報告中就提出，通過作業區的車流平均速度車道封閉形式(左側車道封閉、右側車道封閉還是中間車道封閉)、使用的交通控制設施以及作業區在道路上所處的位置的不同而變化很大。饒菲爾(Rauphail)等人于1985年在研究了高速公路作業區附近車流速度特性的基礎上，確認影響通過作業區的車流速度的因素主要包括：①幾何因素，例如車道封閉的形式、道路的平縱橫曲線特性、有效車道寬度和橫向凈空大小以及視距等；②交通流因素，例如交通流量大小和車流中的大車混入率；③交通控制因素，例如用的交通安全設施的類型以及有無交通指揮旗手輔助控制交通等；④作業區因素，例如作業區所在的位置、施工規模、施工設備類型、噪音以及作業區長度等。同年，內梅斯(Nemeth)和瑞斯(Rathi)利用Freesim軟件虛構了一個高速公路網絡來進行模擬研究，結果發現，通過限速可以使得通過作業區的交通流的速度趨向一致，有利于作業區內的交通安全。而杜德克(Dudek)和理查茲(Richards)也于1986年指出，為提高安全性在作業區進行限速是必要的，就可變信號標志、車道變窄等幾種限速方法進行了研究，為實施限速提供了指導。
　　3.2作業區交通延誤分析
　　道路養護作業區的交通延誤的大小與施工期間交通流的時空分布特性及交通組成、相應的作業區通行能力有關。1999年，江(Jiang)在一份關于延誤的研究報告中提出，作業區的交通延誤可以分成4個部分：①進入作業區范圍時車輛的減速延誤；②車輛以比較慢的速度通過作業區造成的運行延誤；③車輛通過作業區后回復到正常速度時的加速延誤；④作業區范圍內的排隊延誤。由于前3項延誤可以由通過作業區的速度與正常路段時的速度相比而得到，而第4項延誤相對比較復雜，影響因素很多，美國的研究者們對這一項的研究較多。由于作業區的排隊延誤與一般高速公路擁擠時的排隊延誤有相似的地方，故這方面的研究又主要從高速公路排隊延誤分析展開。
　　4結語
　　作業區通行能力的影響因素很多也很復雜,由于條件的限制,在實際中往往很難就某一具體因素展開研究。本文利用對影響城市道路作業區通行能力的幾個主要因素進行了分析,給出了各種封閉形式下各車道的基本通行能力,這些結論可以為作業區通行能力的研究提供有益的參考。
　　參考文獻
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