美国施工区交通管控技术和策略

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1、美国施工区交通管控技术和策略施工区是道路施工、养护和改造的活动场所，包括从第一个施工警告标志至施工结束标志之间的区域。施工区因挤占现冇道路空间，会影响到现冇道路正常运营。施工区可能是临时的。一般养护作业可能只需要关闭车道几分钟，或者本身就是流动作业，因而对交通影响较小。施工区也可能持续长达几个月甚至几年，比如大型新建、改建项目。施工区的长期存在对施工区附近的交通影响可能非常大。不论哪一类施工区，其基本特点就是挤占原冇道路空间，导致施工区道路通行能力下降。在交通需求不变的情形下，将会引起交通瓶颈现象，导致非常发型交通拥挤。据美国联邦公路管理局(F

2、HWA)统计，施工区导致的交通拥挤，一般可占至拥挤总量的24%。在夏天交通量最高的两周里，美国公路施工区造成的交通延误每天平均可达6X106veh/ho在2003年，美国公路施工区内的交通事故造成41000人受伤和1028人死亡。施工区所引起的交通拥挤和交通事故一直是美国交通部门所关注的重要课题之一。美国在公路施工区的研究方面投入很人，尤其是施工区的交通组织和管理方面，积累了系统的分析方法和实践指南。随着我国高速公路建设的迅速发展及交通量的持续、显著增长，如何在大交通量条件下有效且安全地实施道路维修和改造工作，已成为必须重视和急需解决的问题。随

3、着时间的推移，交通量的不断增加，还会冇更多的道路需耍各种大、中、小型养护维修工作。针对这种需求，笔者首先回顾了施工区的基本交通分析技术，在此基础上，按照施工区交通组织和管理规划和实施两个阶段，阐述了施工区交通管理的基本程序、关键策略和实施方法。最后，指岀了施工区交通管理的经验教训。1瓶颈上游流量一单车延误一排队长度之间的关系1・1施工区交通分析基本方法施工区最垂要的评价指标，•般包括最大排队长度、单车最大延误和总延误等。最大排队长度指标有助于施工区管理规划，比如避免相邻施工区之间和施丁区对重要交通瓶颈路段运营的影响等。而总延误，或者单车最大延误

4、则反映施工区对用户的影响程度，所以是施工策略和交通管理措施实施决策的重要指标。当然，延误较小的施工区，就没有采用比如异地分流等兴师动众的交通管理措施。不同的施工区种类和交通状况，可能需要不同的施工区评价指标，因而需耍不同的交通分析方法和工具。比如对交通走廊和城市道路网络的施工分析，交通仿真可能是必需的分析工具。但对于独立的施工区，通常可以简化为交通瓶颈，进而可以采用交通波动分析,或者到达一离去曲线分析。一般地，时域指标采用到达一离去曲线分析较为方便;而空域指标采用波动分析较为方便。原则上，两种方法均可采用，而所得结果具有一定的一致性［1—2］。

5、这里只简要介绍如何利用图1中的到达一离去曲线，计算独立施工区排队队尾。图1到达一离去曲线计算排队队尾Fig・IBackofqueueestiniationusinginput-oulputdiagram假设车辆在该施工区瓶颈上游拥挤车流中平均车速为Vu,km/h;其中某车i所见排队的物理长度为DQi,kin;那么该车在拥挤车流屮的平均行驶时间，TQi可按式⑴计算为［3］:TQi=DQiVu(1)再假设wi是该车与其自由流车速Vf下行驶时间相比的延误,则:wi=TQi-DQiVf=DQiIVu-lV()f(2)DQi=wilVu一IV()f-1⑶

6、TQi二wi1—VuV()f-1⑷针对每一辆來车i均计算其DQi,那么在图1中的到达一离去曲线中就可得到排队队尾曲线，也就是E点的轨迹。图1中，C是指该施工区瓶颈的通行能力。1.2瓶颈上游流量一单车延误一排队长度之间的关系早在1967年，美国加州交通部(CaliforniaDe-partmentofTransportation,Caltrans)的工程师发现，根据式(3),瓶颈上游排队长度、单车最大延误以及拥挤路段车道流量之间存在图2的对应关系［4］。图2拥挤路段车道流量与单车最大延误之间的关系(排队长度为1・6km)Fig・2Relation

7、shipbetweencongostodlanovolumoandthoniaximumindividualdelay图2中纵坐标为瓶颈上游拥挤路段车道流量，横坐标为当瓶颈上游排队长度(或者确切地说是拥挤车流长度)为1.6km(lmile)时所对应的单车最大延误值。如果横坐标所表示的拥挤车流长度加倍，则单车最大延误也加倍，如此线性类推。很明显，当排队长度一定时，拥挤路段车道流量越低，则单车最大延误越高。图2的开发利用了图3屮的拥挤路段流量一速度关系。图3拥挤路段车道流量与平均车速之间的关系Fig・3Flow-speedrelationshipf

8、orcongestedroadsegments图3的流速关系为加州实测结果。该流速关系完全可以通过冋归分析显式表示，进而显式排队长度、单车延误和拥挤路