高速公路不中断交通大修安全保畅新技术的研究

游金梅

摘要：指出了随着车辆数量的急剧增加，给高速公路的运行带来了极大的压力。根据多年的实践经验，总结了高速公路大修期间的交通流特性，探讨了高速公路不中断交通大修安全保畅新技术，为相关工程的建设提供参考。

关键词：高速公路；交通流特性；交通仿真；路段交通组织

中图分类号：U412文献标识码：A文章编号：1674—9944（2014）09—0260—03

1公路桥梁大修安全保畅新技术研究背景及意义

高速公路具有快速、安全、便捷等优点，在促进社会发展，交通运输等方面起着重要的作用。湖北省通车里程达到了4000km以上，随着高速公路运输压力的增加和超载现象的频发，公路桥梁难免会出现各种破坏，对养护维修提出了更高的要求。由于中断交通的大修方式将给交通带来极大的不便，在实际的操作中，多采用不中断交通的大修方式。但往往受车流量大、机械设备多、作业场地小等因素的影响。对此项技术提出了更高的要求，要求采用机械化施工，提高生产效率，减少施工时间，从而减少大修对车辆通行的影响，同时，还对施工人员的技术水平和综合素质提出了更高的要求，积极开拓新技术，改进施工方法，能够对高速公路施工路段交通流的特性进行分析，以便改进高速公路不中断交通大修安全保畅技术，确保高速公路的正常运营。

2高速公路不中断交通大修期间的交通流特性

在对高速公路进行维修时，道路、交通条件会产生较大的变化。所以，在维修过程中，尤其要对交通流的变化进行观测。在此课题的研究过程中，本文以某一路段段为例，对高速公路不中断交通大修安全保畅新技术进行了具体的说明。根据调查结果显示，在高速公路交通大修期间，车辆的运行特点集中表现“跟驰”。当交通流的密度达到一定范围内，车辆之间的间距不是很大。在这种情况下，驾驶员只能根据前面那辆车的行驶情况，来掌握车速，即非自由运行状态[2]。非自由状态形式的车队主要具备以下3个特性：①制约性。要根据大修的相关标准，车速条件、车速间距来组建一队汽车，这样的行使方式，会对车辆造成束缚；②延迟性。由于跟驰车队前后车的运行状态不是一致的，所以后车对行使方向进行改变的速度比前车慢；③传递性。在之前已经讨论了非自由状态车队的制约性，由这个可以看出，这种状态下，车辆的行驶被延迟，并且信息的传递并不是很完整。主要表现为断断续续地传递，在车头时距方面，得到了良好的表现。

2.1车头时距

图1～4分别为这段高速公路施工路段上游正常路段行车道和超车道的车头时距分布状况。在普通路段，交通流的车头时距在95%的置信度水平下，与移位负指数分布相差不大。同时，行车道与超车道的分布情况几乎一致。在50%位这个点时，车头时距没有太大的差别。图5和图6为超车道合流段车头时距分布特征。在进行高速公路交通大修工作时，车道发生了改变，由原来的一个增加为两个。而在合流段，车头时距并不是很明显，曲线也较为平直，这充分体现了车头时距的离散性。

2.2车速分析

2.2.1施工路段地点车速频数分布

在这个工程案例中，本文对车速进行了记录。图7和图8反映了大修期间车速的特点，这对于高速公路交通大修工程的建设有所帮助。

2.2.2施工路段地点车速空间分布

在车辆缓冲的过程中，车头间距以及车速是不会产生变化的，但是车辆的总体速度却不断地在下降。当车辆进入到施工路段，将会由原本无秩序的状态转变为较为稳定的状态，直到保持匀速跟驰行驶为止。当车辆离开大修路段，道路交通条件又会保持原本的状态。一段时间后，车辆会恢复之前的状态。

2.2.3车辆汇入特征

在此工程段中，施工预告段汇入超车道的一个决定性因素是——超车道车流可接受间隙的概率分布状况。图9是根据实际的调查情况，得出的间隙利用的概率分布图。

图9体现了不同车型间隙接受的随机性，这给实际的施工提供了参考价值。可以发现：t小以下车辆无法合流，t大以下大车不能合流，但小车还是会出现合流的状况。在时间t（x）保持一致的情况下，车型不同可以合流的概率有着明显的差异。一般车辆都期望选择在施工预告段的中部，离上游过度段有一定距离的地点完成车辆由封闭车道汇入到开放车道，这完成迎合了实际过程中驾驶员的操作心理。

3高速公路不中断交通大修安全保畅新技术的应用

3.1采用仿真软件

目前，对于Vissim交通仿真软件在高速公路中的应用在推广中。这是由德国Karlsnuhe大学PTv公司开发的一个软件，其特点表现为离散、随机，是实用性较强的一个软件。在这个软件的应用过程中，主要通过驾驶员生理以及心理反应，来建立一个模型。主要是用来模拟车辆的换道状况，同时采用基于规则（rule based）的算法，改进高速公路不中断交通大修工作的质量[4]。

3.2施工基本路段交通仿真模型建立

3.2.1连续下坡路段通行能力仿真

这项工作相对复杂，它包含几个方面的内容。以下是连续下坡路段通行能力仿真的工作内容：第一，车型比例的确定。这项工作必须依据实际调查的数据来设计。第二，坡度的采用。为了保证高速公路不中断交通大修仿真模型的实效性，最好采用最不利坡度。第三，单向双车道合流。在进行大修时，需要对施工路段各车型的运行速度有一个明确的了解，然后将各种车辆以高速由双车道合流成单车道。这项工作必须控制在一定的时间段，才能保证仿真的效果满足实际需求。第四，封闭车道情况按照双车道变单车道考虑。只有通过这种方式，才能使交通大修安全保畅技术得到完善，促进工程质量的提高。按照以上条件建立Vissim仿真模型如图10。

3.2.2连续下坡路段现状仿真模型

对于车型比例、路段坡度、车速限制等参数的确定，必须根据具体的情况来分析，保证数据的准确性。交通量输入则要根据实际的调查来模拟，尤其要注意对高峰小时交通量的输入，这是不可缺少的一个环节。由此，可以使Vissim仿真模型的建立更加有效、准确。按照以上条件建立Vissim 仿真模型如图11所示。

3.2.3连续上坡路段通行能力现状仿真

这与连续下坡路段现状仿真模型的建立有相同之处，但是也存在着差别。它的参数输入与下坡路段正好相反，这点是工作不容忽视的[5]。仿真结果如图12所示。

4结语

在高速公路大修期间，保障施工安全和交通畅通是工作的重点，相关部门应该引起重视，尤其是注意高速公路不中断交通大修安全保畅新技术的使用，采用仿真软件进行模型建立，预测大修期间高速公路的车流状态，为施工方案的实施做好准备工作。

2014年9月绿色科技第9期参考文献：

[1] 周静.机动车超速行车危害及防治措施[J].交通科技与经济，2009（1）：126～128.

[2] 陈贇，吴竹青，刘君健.基于模糊层次分析法的公路工程项目风险评价[J].长沙交通学院学报，2008（3）：47～51.

[3] 温玉平，边瑞霞，李伟，等.浅谈高速公路大修施工中的安全管理[J].科技致富向导，2008（10）：67.

[4] 吴义虎，武志平.基于平均车速和车速标准差的路段安全分析方法[J].公路交通科技，2008（3）：143～146.

[5] 李永义，柴干，胡军红，等.基于Vissim的高速公路施工路段服务水平的评价[J].南京工业大学学报：自然科学版，2008（2）：58～62.endprint

摘要：指出了随着车辆数量的急剧增加，给高速公路的运行带来了极大的压力。根据多年的实践经验，总结了高速公路大修期间的交通流特性，探讨了高速公路不中断交通大修安全保畅新技术，为相关工程的建设提供参考。

关键词：高速公路；交通流特性；交通仿真；路段交通组织

中图分类号：U412文献标识码：A文章编号：1674—9944（2014）09—0260—03

1公路桥梁大修安全保畅新技术研究背景及意义

高速公路具有快速、安全、便捷等优点，在促进社会发展，交通运输等方面起着重要的作用。湖北省通车里程达到了4000km以上，随着高速公路运输压力的增加和超载现象的频发，公路桥梁难免会出现各种破坏，对养护维修提出了更高的要求。由于中断交通的大修方式将给交通带来极大的不便，在实际的操作中，多采用不中断交通的大修方式。但往往受车流量大、机械设备多、作业场地小等因素的影响。对此项技术提出了更高的要求，要求采用机械化施工，提高生产效率，减少施工时间，从而减少大修对车辆通行的影响，同时，还对施工人员的技术水平和综合素质提出了更高的要求，积极开拓新技术，改进施工方法，能够对高速公路施工路段交通流的特性进行分析，以便改进高速公路不中断交通大修安全保畅技术，确保高速公路的正常运营。

2高速公路不中断交通大修期间的交通流特性

在对高速公路进行维修时，道路、交通条件会产生较大的变化。所以，在维修过程中，尤其要对交通流的变化进行观测。在此课题的研究过程中，本文以某一路段段为例，对高速公路不中断交通大修安全保畅新技术进行了具体的说明。根据调查结果显示，在高速公路交通大修期间，车辆的运行特点集中表现“跟驰”。当交通流的密度达到一定范围内，车辆之间的间距不是很大。在这种情况下，驾驶员只能根据前面那辆车的行驶情况，来掌握车速，即非自由运行状态[2]。非自由状态形式的车队主要具备以下3个特性：①制约性。要根据大修的相关标准，车速条件、车速间距来组建一队汽车，这样的行使方式，会对车辆造成束缚；②延迟性。由于跟驰车队前后车的运行状态不是一致的，所以后车对行使方向进行改变的速度比前车慢；③传递性。在之前已经讨论了非自由状态车队的制约性，由这个可以看出，这种状态下，车辆的行驶被延迟，并且信息的传递并不是很完整。主要表现为断断续续地传递，在车头时距方面，得到了良好的表现。

2.1车头时距

图1～4分别为这段高速公路施工路段上游正常路段行车道和超车道的车头时距分布状况。在普通路段，交通流的车头时距在95%的置信度水平下，与移位负指数分布相差不大。同时，行车道与超车道的分布情况几乎一致。在50%位这个点时，车头时距没有太大的差别。图5和图6为超车道合流段车头时距分布特征。在进行高速公路交通大修工作时，车道发生了改变，由原来的一个增加为两个。而在合流段，车头时距并不是很明显，曲线也较为平直，这充分体现了车头时距的离散性。

2.2车速分析

2.2.1施工路段地点车速频数分布

在这个工程案例中，本文对车速进行了记录。图7和图8反映了大修期间车速的特点，这对于高速公路交通大修工程的建设有所帮助。

2.2.2施工路段地点车速空间分布

在车辆缓冲的过程中，车头间距以及车速是不会产生变化的，但是车辆的总体速度却不断地在下降。当车辆进入到施工路段，将会由原本无秩序的状态转变为较为稳定的状态，直到保持匀速跟驰行驶为止。当车辆离开大修路段，道路交通条件又会保持原本的状态。一段时间后，车辆会恢复之前的状态。

2.2.3车辆汇入特征

在此工程段中，施工预告段汇入超车道的一个决定性因素是——超车道车流可接受间隙的概率分布状况。图9是根据实际的调查情况，得出的间隙利用的概率分布图。

图9体现了不同车型间隙接受的随机性，这给实际的施工提供了参考价值。可以发现：t小以下车辆无法合流，t大以下大车不能合流，但小车还是会出现合流的状况。在时间t（x）保持一致的情况下，车型不同可以合流的概率有着明显的差异。一般车辆都期望选择在施工预告段的中部，离上游过度段有一定距离的地点完成车辆由封闭车道汇入到开放车道，这完成迎合了实际过程中驾驶员的操作心理。

3高速公路不中断交通大修安全保畅新技术的应用

3.1采用仿真软件

目前，对于Vissim交通仿真软件在高速公路中的应用在推广中。这是由德国Karlsnuhe大学PTv公司开发的一个软件，其特点表现为离散、随机，是实用性较强的一个软件。在这个软件的应用过程中，主要通过驾驶员生理以及心理反应，来建立一个模型。主要是用来模拟车辆的换道状况，同时采用基于规则（rule based）的算法，改进高速公路不中断交通大修工作的质量[4]。

3.2施工基本路段交通仿真模型建立

3.2.1连续下坡路段通行能力仿真

这项工作相对复杂，它包含几个方面的内容。以下是连续下坡路段通行能力仿真的工作内容：第一，车型比例的确定。这项工作必须依据实际调查的数据来设计。第二，坡度的采用。为了保证高速公路不中断交通大修仿真模型的实效性，最好采用最不利坡度。第三，单向双车道合流。在进行大修时，需要对施工路段各车型的运行速度有一个明确的了解，然后将各种车辆以高速由双车道合流成单车道。这项工作必须控制在一定的时间段，才能保证仿真的效果满足实际需求。第四，封闭车道情况按照双车道变单车道考虑。只有通过这种方式，才能使交通大修安全保畅技术得到完善，促进工程质量的提高。按照以上条件建立Vissim仿真模型如图10。

3.2.2连续下坡路段现状仿真模型

对于车型比例、路段坡度、车速限制等参数的确定，必须根据具体的情况来分析，保证数据的准确性。交通量输入则要根据实际的调查来模拟，尤其要注意对高峰小时交通量的输入，这是不可缺少的一个环节。由此，可以使Vissim仿真模型的建立更加有效、准确。按照以上条件建立Vissim 仿真模型如图11所示。

3.2.3连续上坡路段通行能力现状仿真

这与连续下坡路段现状仿真模型的建立有相同之处，但是也存在着差别。它的参数输入与下坡路段正好相反，这点是工作不容忽视的[5]。仿真结果如图12所示。

4结语

在高速公路大修期间，保障施工安全和交通畅通是工作的重点，相关部门应该引起重视，尤其是注意高速公路不中断交通大修安全保畅新技术的使用，采用仿真软件进行模型建立，预测大修期间高速公路的车流状态，为施工方案的实施做好准备工作。

2014年9月绿色科技第9期参考文献：

[1] 周静.机动车超速行车危害及防治措施[J].交通科技与经济，2009（1）：126～128.

[2] 陈贇，吴竹青，刘君健.基于模糊层次分析法的公路工程项目风险评价[J].长沙交通学院学报，2008（3）：47～51.

[3] 温玉平，边瑞霞，李伟，等.浅谈高速公路大修施工中的安全管理[J].科技致富向导，2008（10）：67.

[4] 吴义虎，武志平.基于平均车速和车速标准差的路段安全分析方法[J].公路交通科技，2008（3）：143～146.

[5] 李永义，柴干，胡军红，等.基于Vissim的高速公路施工路段服务水平的评价[J].南京工业大学学报：自然科学版，2008（2）：58～62.endprint

摘要：指出了随着车辆数量的急剧增加，给高速公路的运行带来了极大的压力。根据多年的实践经验，总结了高速公路大修期间的交通流特性，探讨了高速公路不中断交通大修安全保畅新技术，为相关工程的建设提供参考。

关键词：高速公路；交通流特性；交通仿真；路段交通组织

中图分类号：U412文献标识码：A文章编号：1674—9944（2014）09—0260—03

1公路桥梁大修安全保畅新技术研究背景及意义

高速公路具有快速、安全、便捷等优点，在促进社会发展，交通运输等方面起着重要的作用。湖北省通车里程达到了4000km以上，随着高速公路运输压力的增加和超载现象的频发，公路桥梁难免会出现各种破坏，对养护维修提出了更高的要求。由于中断交通的大修方式将给交通带来极大的不便，在实际的操作中，多采用不中断交通的大修方式。但往往受车流量大、机械设备多、作业场地小等因素的影响。对此项技术提出了更高的要求，要求采用机械化施工，提高生产效率，减少施工时间，从而减少大修对车辆通行的影响，同时，还对施工人员的技术水平和综合素质提出了更高的要求，积极开拓新技术，改进施工方法，能够对高速公路施工路段交通流的特性进行分析，以便改进高速公路不中断交通大修安全保畅技术，确保高速公路的正常运营。

2高速公路不中断交通大修期间的交通流特性

在对高速公路进行维修时，道路、交通条件会产生较大的变化。所以，在维修过程中，尤其要对交通流的变化进行观测。在此课题的研究过程中，本文以某一路段段为例，对高速公路不中断交通大修安全保畅新技术进行了具体的说明。根据调查结果显示，在高速公路交通大修期间，车辆的运行特点集中表现“跟驰”。当交通流的密度达到一定范围内，车辆之间的间距不是很大。在这种情况下，驾驶员只能根据前面那辆车的行驶情况，来掌握车速，即非自由运行状态[2]。非自由状态形式的车队主要具备以下3个特性：①制约性。要根据大修的相关标准，车速条件、车速间距来组建一队汽车，这样的行使方式，会对车辆造成束缚；②延迟性。由于跟驰车队前后车的运行状态不是一致的，所以后车对行使方向进行改变的速度比前车慢；③传递性。在之前已经讨论了非自由状态车队的制约性，由这个可以看出，这种状态下，车辆的行驶被延迟，并且信息的传递并不是很完整。主要表现为断断续续地传递，在车头时距方面，得到了良好的表现。

2.1车头时距

图1～4分别为这段高速公路施工路段上游正常路段行车道和超车道的车头时距分布状况。在普通路段，交通流的车头时距在95%的置信度水平下，与移位负指数分布相差不大。同时，行车道与超车道的分布情况几乎一致。在50%位这个点时，车头时距没有太大的差别。图5和图6为超车道合流段车头时距分布特征。在进行高速公路交通大修工作时，车道发生了改变，由原来的一个增加为两个。而在合流段，车头时距并不是很明显，曲线也较为平直，这充分体现了车头时距的离散性。

2.2车速分析

2.2.1施工路段地点车速频数分布

在这个工程案例中，本文对车速进行了记录。图7和图8反映了大修期间车速的特点，这对于高速公路交通大修工程的建设有所帮助。

2.2.2施工路段地点车速空间分布

在车辆缓冲的过程中，车头间距以及车速是不会产生变化的，但是车辆的总体速度却不断地在下降。当车辆进入到施工路段，将会由原本无秩序的状态转变为较为稳定的状态，直到保持匀速跟驰行驶为止。当车辆离开大修路段，道路交通条件又会保持原本的状态。一段时间后，车辆会恢复之前的状态。

2.2.3车辆汇入特征

在此工程段中，施工预告段汇入超车道的一个决定性因素是——超车道车流可接受间隙的概率分布状况。图9是根据实际的调查情况，得出的间隙利用的概率分布图。

图9体现了不同车型间隙接受的随机性，这给实际的施工提供了参考价值。可以发现：t小以下车辆无法合流，t大以下大车不能合流，但小车还是会出现合流的状况。在时间t（x）保持一致的情况下，车型不同可以合流的概率有着明显的差异。一般车辆都期望选择在施工预告段的中部，离上游过度段有一定距离的地点完成车辆由封闭车道汇入到开放车道，这完成迎合了实际过程中驾驶员的操作心理。

3高速公路不中断交通大修安全保畅新技术的应用

3.1采用仿真软件

目前，对于Vissim交通仿真软件在高速公路中的应用在推广中。这是由德国Karlsnuhe大学PTv公司开发的一个软件，其特点表现为离散、随机，是实用性较强的一个软件。在这个软件的应用过程中，主要通过驾驶员生理以及心理反应，来建立一个模型。主要是用来模拟车辆的换道状况，同时采用基于规则（rule based）的算法，改进高速公路不中断交通大修工作的质量[4]。

3.2施工基本路段交通仿真模型建立

3.2.1连续下坡路段通行能力仿真

这项工作相对复杂，它包含几个方面的内容。以下是连续下坡路段通行能力仿真的工作内容：第一，车型比例的确定。这项工作必须依据实际调查的数据来设计。第二，坡度的采用。为了保证高速公路不中断交通大修仿真模型的实效性，最好采用最不利坡度。第三，单向双车道合流。在进行大修时，需要对施工路段各车型的运行速度有一个明确的了解，然后将各种车辆以高速由双车道合流成单车道。这项工作必须控制在一定的时间段，才能保证仿真的效果满足实际需求。第四，封闭车道情况按照双车道变单车道考虑。只有通过这种方式，才能使交通大修安全保畅技术得到完善，促进工程质量的提高。按照以上条件建立Vissim仿真模型如图10。

3.2.2连续下坡路段现状仿真模型

对于车型比例、路段坡度、车速限制等参数的确定，必须根据具体的情况来分析，保证数据的准确性。交通量输入则要根据实际的调查来模拟，尤其要注意对高峰小时交通量的输入，这是不可缺少的一个环节。由此，可以使Vissim仿真模型的建立更加有效、准确。按照以上条件建立Vissim 仿真模型如图11所示。

3.2.3连续上坡路段通行能力现状仿真

这与连续下坡路段现状仿真模型的建立有相同之处，但是也存在着差别。它的参数输入与下坡路段正好相反，这点是工作不容忽视的[5]。仿真结果如图12所示。

4结语

在高速公路大修期间，保障施工安全和交通畅通是工作的重点，相关部门应该引起重视，尤其是注意高速公路不中断交通大修安全保畅新技术的使用，采用仿真软件进行模型建立，预测大修期间高速公路的车流状态，为施工方案的实施做好准备工作。

2014年9月绿色科技第9期参考文献：

[1] 周静.机动车超速行车危害及防治措施[J].交通科技与经济，2009（1）：126～128.

[2] 陈贇，吴竹青，刘君健.基于模糊层次分析法的公路工程项目风险评价[J].长沙交通学院学报，2008（3）：47～51.

[3] 温玉平，边瑞霞，李伟，等.浅谈高速公路大修施工中的安全管理[J].科技致富向导，2008（10）：67.

[4] 吴义虎，武志平.基于平均车速和车速标准差的路段安全分析方法[J].公路交通科技，2008（3）：143～146.

[5] 李永义，柴干，胡军红，等.基于Vissim的高速公路施工路段服务水平的评价[J].南京工业大学学报：自然科学版，2008（2）：58～62.endprint