乔建刚 陈春燕 吴 琼

(河北工业大学土木与交通学院 天津 300401)

0 引 言

关于作业区的研究，国外在工作区长度、作业区合流等方面，取得了大量的成果，并评价了交通组织后的效果。国内大多针对高速公路，对高速公路的驾车安全提供了理论基础[1-4]，而对山区双车道公路作业区目前研究较少[5]。关于相邻作业区的最小间距研究，没有针对山区双车道公路特点进行详细的研究和规定，但这些指标是多个作业区作业时的关键参数。目前作业人员均凭借经验设定，盲目设置可能导致交替运行效率下降或作业成本增加。

1 相邻作业区间距计算

为了方便计算与统计，将相邻作业区按照不同的形式将各个断面进行标记，分别为F1，C，F2。当作业区位于不同车道和同一车道，车辆的行驶速度在车辆交替通行的过程中，均有2个加速过程及1个减速过程。但是在同一车道作业时较不同车道多1个横向位移，从而在同一车道行车过程中作业区相邻最小间距要大于不同车道的最小相邻间距，因此，计算同一车道相邻作业区的最小间距可以满足2种作业间距。相邻作业区间距计算示意图见图1。

L1为离开作业区加速至实际速度行驶的距离；L2为平稳运行时间内行驶的距离；L3为见到标志牌后的判断反应时间内行驶的距离；L4为等待对向车道间隙可穿插过程中车辆到达合适位置的时间内车辆的行驶距离；L5为车辆有间隙加速行至作业区的距离。图1 相邻作业区长度的布局Fig.1 Layout of adjacent operating area length

根据各段加减速运动位移计算，得到相邻作业区间距L的计算见式(1)。

(1)

式中：V0为驶出第一个作业区的行驶速度，km/h；v1为正常行驶速度；v2为驶进第二个作业区的行驶速度，km/h；t0为驾驶员的反应时间，取2.5 s；t1为发动机减速时间，取2.5 m/s2；t2为制动器减速时间，取1 s；a0为车辆平均行驶加速度，取2.5 m/s2；a1为发动机减速度，取1.8 m/s2；a2为制动器减速度，取2.5 m/s2；φ为路面与轮胎间的

附着系数，按路面在潮湿状态下计算，取0.4；ψ为道路阻力系数，一般道路最大阻力系数是在0.4～0.7之间浮动；S6为安全距离，一般取5～10 m；Qd为50%的高峰小时交通量，pcu/h。

根据实验数据按照大车和小车分别统计，将驾驶员在山区双车道公路相邻作业区封闭路段间的85%位车速带入式(1)计算得到各个距离的值，并得到相邻作业区间距的最小距离为850 m，具体如表1所示。

表1 根据实验统计数据得到相邻作业区最小间距值Tab.1 Based on experimental statistics obtained adjacent work area minimum spacing value

2 合理间距的验证

在整个作业区的起始点和终点创建行驶时间检测点，用Vissim进行仿真，通过延误占行程时间比例、每段距离的延误值等参数研究进行分析。根据统计调查，大车型比例取10%，20%，30%，40%，50%共5种。

将仿真结果绘制不同的大车比例下的延误占行程时间比值、每100 m延误值的规律图，见图2。

图2 不同大车比例方案下延误占行程时间比、每100 m延误规律图Fig.2 Delay accounted for the travel time ratio of different cart proportions、delay law every 100 m

由图2可以看出，延误占行程时间的比值与每100 m延误随着距离的增加均有减小的趋势，在800 m时延误占时间比例和每100 m的延误均明显减小，之后随着距离的增加有浮动但较小，在小于800 m时，延误较大，车辆易造成拥堵，导致事故的发生，因此，在山区双车道公路中，最小间距应大于800 m。

根据仿真得到的平均车速统计图，见图3。

图3 平均车速随间距变化规律图Fig.3 Average speed with distance variation law

从图3可见，当间距小于800 m时，车辆驶出第一个作业区时处于加速状态，在还没有达到正常行驶速度时驾驶员看到减速标志，之后车辆开始减速行驶，平均车速较小；当间距大于800 m后，相邻两个作业的区间已经足够驾驶员的加速以及要进入第二个作业区时的减速反应时间，整个路段的平均车速加大。在大于800 m后平均车速有上升的趋势，但变化不大，因此从驾驶员行车的平均车速考虑，取800 m为临界距离。

理论计算值850 m>800 m，因此，最小间距应取850 m。

3 结 论

合理的山区双车道公路大中修作业区间距可以确保作业区内作业进度，以及作业的质量、可以减少项目总工程造价、降低作业路段车流运行冲突，提高交通流稳定性，提高作业路段车辆的安全性、还可从整体上提高整个作业路段的车辆运行效率。分析了相邻作业区的长度布局，计算了山区双车道公路相邻作业区的最小间距，并通过Vissim进行仿真验证，综合理论与仿真结果，最终确定了相邻作业区间的最小间距850 m，为今后山区双车道施工提供理论依据，提高施工效率并降低成本。