繞城高速公路立交節點“集散”能力研究

摘 要：本文從道路通行能力的視角研究立交節點“集散”能力，通過分析繞城高速公路特征，將立交節點“聚集”和“分散”能力定義為“所有入口或出口匝道實際通行能力之和”。并建立“集散”能力模型，從定量的角度研究立交節點“集散”能力，并對其中的參數進行說明。

關鍵詞：“聚集”能力；“分散”能力；立交節點；匝道；通行能力

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.06.184

0 引言

繞城高速公路的一個重要功能就是連接城市內外道路，并服務于出入境交通流、過境交通流、城市內交通流，在城市道路中發揮樞紐作用[1]，而發揮樞紐作用的一個核心環節就是均勻分布在繞城高速中的立交節點。立交節點功能發揮的如何直接影響到繞城高速公路的通行能力[2]，節點的“聚集”和“分散”能力是立交節點功能最直觀的反映，將“集散”能力定量化研究，對評價一個立交節點功能發揮的程度具有重要的意義。

1 問題的描述

繞城高速公路實施全封閉管理，僅設置匝道與外界聯系。在一個立交節點中，交通流的“聚集”和“分散”也只能通過入口匝道與出口匝道來實現。通行能力是指道路設施所能疏導交通流的能力[3]，作為評價道路水平的關鍵參數，在分析“聚集”和“分散”功能時，可以用通行能力作為研究的指標。

基于上述分析，將繞城高速公路某一立交節點處的“聚集”能力用“所有入口匝道實際通行能力之和”來表達；同理，“分散”能力用“所有出口匝道實際通行能力之和”來表達。接下來的研究重點就集中在匝道的實際通行能力分析上。

由于繞城高速外接放射性高速公路，內接城市道路，匝道兩端連接道路的通行能力參差不齊[4]，根據木桶原理，以匝道中“瓶頸區”通行能力作為研究“集散”能力中的匝道實際通行能力。但是在研究匝道“瓶頸區”通行能力的時又發現了另外一個隱藏的問題：那就是，匝道實際交通流小于等于“瓶頸區”通行能力值時，“瓶頸區”的通行能力值可以作為匝道實際通行能力直接代入公式計算，但是當匝道實際交通流大于“瓶頸區”通行能力值時，匝道通行能力會變的更小[5]，分析其原因就是因為交通流超過了設計理論值導致通行能力下降，這時就要在“瓶頸區”通行能力值的基礎上再進行折減[6]。

2 模型建立

匝道“瓶頸區”通行能力模型：

；

—匝道基本路段通行能力，pcu/h；

—分別為分流區、合流區的通行能力，pcu/h；

—沖突區的通行能力[7]，pcu/h；

—存在于環形立交中，交織區通行能力，pcu/h。

當某一匝道實際交通流超過相應“瓶頸區”通行能力值時，需要折減[6]的通行能力模型：

—第i個超過相應“瓶頸區”通行能力的流向流量；

—為提供服務的匝道中“瓶頸區”通行能力；

—為占相應的進口道流量的比例。

匝道實際通行能力模型：

立交節點“聚集”能力模型（即立交節點所有入口匝道實際通行能力之和）：

—繞城高速某一立交節點處第i個入口匝道實際通行能力。

立交節點“分散”能力模型（即立交節點所有入口匝道實際通行能力之和）：

—繞城高速某一立交節點處第k個入口匝道實際通行能力。

3 參數的含義

，的數值可以分別反映該立交節點“聚集”和“分散”的能力。

大于零時，該立交節點處聚集大于分散，對繞城高速主線產生正壓力，表示該節點需要繞城高速主線要消化的通行能力；等于零時，該立交節點處聚集等于分散，對繞城高速主線產生零壓力；小于零時，該立交節點處分散大于聚集，對繞城高速主線產生負壓力，表示該節點對繞城高速主線緩解的通行能力。

4 結論

繞城高速公路立交節點的“集散”能力是立交節點功能發揮程度最直觀的反映。本文不僅建立了，的模型，還在兩者基礎上研究，的含義。通過對“集散”能力定量化研究，可以很直觀的分析出繞城高速中某一立交節點功能的發揮，同時利用定量分析的結果可以間接分析立交節點處外界道路通過匝道對繞城高速交通流產生的壓力情況。

參考文獻：

[1]徐雙應.繞城高速公路的交通運輸樞紐作用[J].交通運輸系統工程與信息，2003，3（02）：73-76.

[2]周建，邵長橋，榮建等.城市互通立交橋區通行能力的仿真研究[J].道路交通與安全，2007，7（02）：36-41.

[3]張起森，張亞平.道路通行能力分析[M].北京：人民交通出版社，2002.

[4]王穎，邵春福.北京市快速路立交節點服務水平評價方法研究[J].交通運輸系統工程與信息，2010，10（03）：154-158.

[5]臧曉冬，周偉.城市快速路苜蓿葉互通立交的通行能力模型[J].中國公路學報，2011，24（03）：87-92.

[6]覃煜，宋新生.高架道路立交通行能力的組合計算方法[J].中南公路工程，2001，26（02）：73-75.

[7]張亞平，程國柱.道路通行能力[M].北京：中國建筑工業出版社，2016.

作者簡介：黨琦（1990-），男，研究生，研究方向：交通運輸規劃與管理專業。