马迎芳

（1.河北省交通规划设计研究院有限公司，河北 石家庄 050011；2.江苏纬信工程咨询有限公司，江苏 南京 210014）

0 引言

近年来，我国经济快速增长，公路建设也取得了非常好的成绩。我国高速公路总里程达16万km，继续稳居世界第一位。在全国经济迅速发展的大环境下，公路逐渐成为各城市之间联系的快速通道，产生了巨大的社会效益和经济效益。

若平行公路交通量很大，采用平交的连通方式，会造成交叉口处大量交通拥堵的现象；若平行公路交通量较小，采用立交的连通方式，利用率不高，会造成资源的浪费。本文希望通过研究平行公路交通转换方法，寻求其一般规律并得以推广，进而提高整个道路网的通行能力，实现公路网服务水平最大化，有效缓解交通拥堵，提高交通安全水平[1]。

1 平行公路交通转换特性分析

平行公路除了具备其所属等级公路的基本交通特性，还具有其特有的交通特性。平行公路直行通道所受干扰较少，内部干扰和外部干扰较多。不论是在分流点还是合流点，出入车辆都会影响直行车辆的行驶速度。对于只有客车的车流来说，行驶速度较高，所受干扰较小。对于只有货车的车流来说，行驶速度比只有客车的车流慢，所受干扰较小。对于混合车流来说，由于货车的体型较大，行驶速度慢，严重影响整体车流的行驶速度。

2 常见交通转换方法

公路一般是以平面交叉或立体交叉的形式实现交通转换的。

2.1 常见平面交叉型式

常见的平面交叉有“十”字形、“T”字形、“X”字形、“Y”字形等交叉型式。在工程实例中常常根据相交道路的等级、功能、交通量、周边的地形地貌以及工程造价来选定平面交叉的型式。平面交叉，根据其交通特点常分为4类，分别是加铺转角式、分道转弯式、拓宽路口式及环形交叉式[1-2]。

2.2 常见立体交叉型式

按照交通功能，将常见的立交型式划分为分离式立交和互通式立交。

分离式立体交叉一般不设匝道，仅通过跨线构造物实现空间上的分离，常采用上跨或下穿的形式使主路和被交路分离。

与分离式立体交叉相比，互通式立体交叉设置匝道，通过设置跨线构造物和匝道使车辆实现空间分离。匝道的设计弥补分离式立体交叉设计的不足，可以方便左右转车辆行驶。它的优点是各方向车辆行驶干扰小，全部或部分消灭冲突，提高行驶速度，加大交通安全系数。由于型式复杂，占地面积大所以修建费用较高，常被采用于通往重要港口、机场或旅游胜地的道路相交处，适用于交通出入口控制点。互通式立交又可以分为完全互通式立交、部分互通式立交、交织型立交3种型式，它们在交叉处车流轨迹线的交叉方式和几何形状不同[1,3]。

3 平行公路交通转换评价方法

3.1 评价原则

通过研究平行公路交通转换方法，最终希望能够提高公路网通行能力和服务水平，所以本文通过评价公路网通行能力和服务水平是否提高来判断平行公路交通转换方法是否科学、合理。选取一些能反映公路服务质量的指标，对经过交通转换后的两条平行公路的这些指标进行评价。反映公路服务质量的指标有很多，要选取合适的指标才能更加科学地进行评价，评价要遵循如下原则：整体性原则、科学性原则、目的性原则和可测性原则[1,4]。

3.2 交通仿真评价方法与指标

交通仿真分析评价法是一种用于评价交通运行情况的常用方法，具有建模方便、成本低、能够应对复杂交通状况等优点。交通仿真方法，利用仿真的方式模拟现实的交通状况，例如道路断面、纵坡、信号灯、减速带、车速、车型比例以及交通量等情况，模拟、分析、评价通过采取某些措施引发的交通状况。其可以评价行程时间、延误、平均速度、加速度和排队长度等，可更加直观地剖析交通运行状况，以及所采取的措施是否有效[1,4]。本文拟采用交通仿真中平均排队长度、最大排队长度、排队车辆停车次数等指标开展平行公路转化方法评价工作。

4 案例分析——G210与包茂高速（陕西铜川段）交通转换分析

4.1 交通特性分析

如图1所示，包茂高速与G210两条平行公路之间开通了一个部分互通出入口，即耀州北出入口，耀州北开通时，北匝道出入口实行“禁止货车通行”的交通管制，并设置了封闭式联网收费，在入口和出口匝道各设置一个收费站。各匝道道路比较窄，进出口均为两车道，使得耀州北交通压力很大。收费站影响道路的通行能力，成为制约交通的瓶颈。再加上匝道引线太短，每天有大量的车在此排队交卡、领卡，极易形成拥堵。随着铜川市煤炭工业、水泥厂经济产业的拉动，道路上的交通量快速增长，耀州北的交通压力会越来越大，表明平行公路转换方式存在不合理现象。

图1 包茂高速与G210交通转换形式

4.2 交通转换方案设计

根据耀州北所处地形地貌、交通量、道路等级、功能以及节点交通问题等设计3个方案。

4.2.1 方案一

由于环形盘道交通通行能力较低，排队现象严重，故方案一将环形盘道拆除，改为普通的五路交叉。优点是提高了交叉口的通行能力，有效缓解交通拥堵。缺点是冲突点较多，需合理设置各进口道的信号灯。

4.2.2 方案二

通过分析塔坡路三路交叉以及环形盘道的交通情况，可得G210国道的通行能力不能满足增长越来越快的机动车行驶需求。故方案二设计将原来的环形盘道拆除，将原本为双向四车道的G210国道改扩建为双向八车道，可以缓解G210国道通行能力不足的情况，且造价较低。缺点是改扩建G210国道严重影响车辆的行驶，且在修建期间G210国道取消收费，经济损失严重。

4.2.3 方案三

方案三是在方案一的基础上重新修建一条右进匝道，增长匝道引线，避免因大量车辆在收费站排队，堵塞交叉口。新建的右进匝道长为478.041 m，可以直接连通G210国道和包茂高速，大量的交通通过右进匝道可以实现快速转换，同时也分担了原右进匝道的交通量。通过新建匝道的修建可以有效缓解耀州北的交通拥堵状况现状。缺点是新建匝道要横跨包茂高速，坡度较大，造价较高。

4.3 方案综合评价

4.3.1 微观仿真评价

采用微观仿真软件VISSIM对3种方案建立仿真路网，并在适当位置设置检测器，以便对路网运行效率指标进行统计分析，如图2～图4所示。对微观仿真模型进行标定、输入所需数据，运行仿真，进而得到仿真结果。

图2 方案一仿真路网及检测器设置

图3 方案二仿真路网及检测器设置

图4 方案三仿真路网及检测器设置

4.3.2 评价结果分析

通过微观仿真及理论分析对3个方案在技术、经济、交通几个方面进行评价，3种方案具体指标如表1所示。

表1 各方案指标比较

对表1进行比较分析如下：

a）方案一仅拆除环形盘道：所需费用最少，仅需33.39万。平均排队长度最大，排队车辆停车次数最多，最大排队长度较大，匝道长度较短，占地面积最小。

b）方案二拆除环形盘道和拓宽G210国道相结合：由于G210国道改扩建使得方案造价较高。通过采取措施，方案二有效改善了平均排队长度，仅为45 m，相比方案一缩短了56 m，排队停车次数也有所改善，最大排队长度与方案一差不多，匝道长度与方案一相同，占地面积适中。

c）方案三拆除环形盘道和新建匝道相结合：造价适中，平均排队长度、最大排队长度、排队车辆停车次数相较与方案一、方案二，得到明显改善，匝道长度较长，占地面积较大。

d）从技术角度看，方案三的技术要求最高，方案二次之，方案一技术要求最低。从经济角度看，方案二的造价最高，且远远高于方案一、方案三，其次是方案三，方案一造价最低。从交通角度看，方案一的效果与改造前方案相比存在一定的改善，但效果一般；方案二、方案三相差不多，均有效改善了包茂高速和G210国道耀州北的交通状况。从技术、经济、交通3个角度综合考虑，认为方案三是最合理的改善方案。建议包茂高速和G210国道耀州北交通改善选取拆除环形盘道与重新修建一条G210国道到包茂高速的匝道相结合的方法。

5 结语

平行公路之间转换方法对公路网的运行效率起着至关重要的作用，在确定转换方法前，应对具体公路情况进行详细调查，在此基础上形成多个备选方案，并对多个方案进行综合评价，最终得到推荐方案。本文结合陕西省铜川市范围内G210与包茂高速交通转换为例，分析了交通转换特性，提出了备选方案，并采用微观仿真及理论分析对3个方案进行了综合评价，得到了推荐方案。本文研究对平行公路工程实际应用具有重要的参考价值。