基于信息重要度的高速公路枢纽互通出口标志信息选取研究

周志俊 黄志勇 李振华

(贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司 贵阳 550000)

随着我国高速公路的快速发展,公路网通过枢纽互通进行相互连接和交通转换,驾驶员走错路的事情时有发生。由于复杂的路网密度,多个地点名称标志信息,极易导致交通标志版面信息出现过载、不连续性等问题,且标志信息选取过程中存在一定的随机性和个人喜好,导致选取信息不能很好地满足驾驶员的出行和指引需求。根据GB 5678.2-2022 《道路交通标志和标线》要求[1],版面信息一般情况下第一行为出口到达道路编号,第二行为出口所到达的1～2个地点名称信息,因此,为了平衡驾驶员的交通需求,对枢纽互通出口标志版面信息选取出现的问题,不少学者进行了相关的研究。韦昌永等[2]基于寻路原理对绕城高速出口标志版面信息进行选取研究;赵迪等[3]通过采用有效性模型,对互通出口标志设置类型和标志系统进行分析研究;吕鹏[4]结合经济、功能等指标,提出指路标志信息的设置方法。基于相关的研究成果,本文提出基于信息重要度的方法对枢纽互通进行信息选取研究。

1 出口标志设置分析

出口标志设置于高速公路枢纽互通出口位置之前,根据规范要求,一般设置0 km,0.5 km,1,2,3 km出口预告标志,标志版面信息设置具有连续性,需要满足驾驶员的驾驶和指引需求。

高速公路枢纽互通出口预告标志的合理设置,有助于提高高速公路交通安全。规范JTG D82-2009[5]中对指路信息进行分级分层设置,将各类信息分为A、B、C 3层信息,国家高速公路或省级高速公路优先选择A层信息,没有A层信息时选择B层信息,没有B层信息选择C层信息。出口预告标志一般设置为2行信息,信息数量一般不超过4个。美国的相关规范要求高速公路出口标志版面上的地点信息或道路名称不得超过2个。因此,标志版面信息不宜过多设置,应尽可能地呈现重要信息,满足驾驶员出行和指引需求,同时,还得体现沿线信息的重要服务功能。

在具体设计过程中,规范选取方法会存在一定的个人喜好和随机性,沿线若同时存在多个优先次序一样的同层信息时,无法有效确定其同层信息的优先次序,是否全部选取还是有的放矢,都存在一定的随机性。

2 构建出口标志信息重要度模型

2.1 出口标志信息因素分析

标志版面信息直观反映出沿线目的地名称及其服务功能,通过名称可以让驾驶员了解其行驶方向和行驶目的地,满足驾驶员出行和指引需求。直辖市、省会城市、副省会城市、地级市、县级市等城市行政级别高、社会服务能力强、经济发达、人口众多,交通吸引能力强,对驾驶员指引需求大,是信息选取的重要考虑因素。旅游景区、交通枢纽等对游客具有出行目的地或周转作用,且会呈现一定的周期性现象。

2.2 构建模型

根据出行者对信息的需求和指引程度,引入信息重要度来描述出行者出行和指引需求程度,从而确定信息的优先次序。本文将信息重要度定义为,路网中能直达或间接到达的沿线信息对主要交通流方向的驾驶员有重要的出行需求和方向指引需求。出行信息的重要度无法直观体现,因此,通过构建重要度计算模型,进行直观计算[6]。

信息重要度的计算模型如式(1)。

(1)

式中:MIi为地名信息的重要度;αi为地名信息指标的权重;Ri为地点信息i的指标值;Rj为各指标的平均值。

2.3 特征因素选取研究

根据规范对指路信息分级分层要求,结合出行需求预测相关研究,确定选取特征因素指标。信息目的地交通量,可以反映信息目的地对驾驶员的需求程度;信息目的地出行吸引与该地区人口和经济发展水平密切相关,因此可以采用区域旅客单位时间价值作为信息目的地经济和人口指标因素;信息目的地行政级别,展现其社会服务功能;同时,大型交通枢纽站、著名旅游景点、大型企业等对交通发生和吸引也会展示其特殊需求。因此,综合考虑将交通量、区域旅客单位时间价值、行政级别、旅游出行选取为特征因素指标。

1) 信息目的地交通量特征R1。高速公路交通量呈现明显的假期流量,节假日交通量明显高于非节假日,为了更好地反映交通量情况,以某时间段交通量与年平均日交通量的比值标定指标,交通量的数据来源可以参考工程可行性报告及现场调查获得。

R1=Qa/Qi

(2)

式中:Qa为某时间段交通量,辆/h;Qi为年平均日交通量,辆/d。

2) 信息目的地经济特征R2。参考相关研究,采用区域个体单位时间价值作为指标[7]。

(3)

3) 信息目的地行政级别特征R3。信息目的地行政级别是被选取的重要考虑因素。根据相关研究,以某一信息目的地行政级别指数与直辖市指数的比值确定指标。

R3=Ai/A

(4)

式中:Ai为信息目的地i的行政级别指数,A为直辖市指数。指数选取指标表见表1。

表1 行政级别特征表指标取值

4) 信息目的地旅游出行特征R4。目的地区域内景区等级情况以某一信息目的地景区指数与5A级景区指数的比值确定指标。

R4=Si/S

(5)

式中:Si为信息目的地i的景区指数;S为5A级景区指数。旅游出行特征指标表见表2。

表2 旅游出行特征指标取值

3 案例应用分析

3.1 项目概况

某新建高速公路为省级高速公路,该高速公路为双向四车道标准,设计车速80 km/h,路基宽度25.5 m。新建枢纽互通与S25沿榕高速顺接,并与杭瑞高速T形互通组成双T复合型枢纽互通,是黔北地区重要的交通转换枢纽。通过该枢纽互通,可以有效连接S25沿榕高速、S29德余高速、G56杭瑞高速。该高速枢纽互通位置区位图见图1。

图1 某高速枢纽位置区位图

3.2 出口信息重要度计算

选取新建高速出口基准点预告标志进行研究,未涉及被交道路新增预告标志牌及规范要求的0.5,1,2,3 km及图形化预告相关标志牌。

1) 直行往S25沿榕高速沿河方向。沿榕高速沿线信息有S25沿榕高速、德江、沿河、酉阳等地,在钱家枢纽互通与S10相交,S10可以前往务川、正安等县市。

2) 右转出口往G56杭瑞高速方向。通过G56杭瑞高速可以前往铜仁和遵义2个方向,且G56杭瑞高速往铜仁方向与S25沿榕高速部分共线。铜仁方向沿线信息有思南、印江、S17秀印高速、铜仁等;遵义方向有凤冈、G69银白高速、湄潭、遵义等;S25往榕江方向有思南、S32玉新高速、石阡、榕江等。

3) 信息重要度计算结果。通过收集相关资料和现场调查,计算得到各信息目的地重要度结果见表3。

表3 各信息目的地重要度

4) 标志牌信息设置研究。

①直行方向。根据重要度首先选取德江和沿河2个信息,由于务川、正安处于S10德习高速上,因此将S10设置为间接指引标志,对应信息务川和正安。酉阳信息重要度计算结果较低,同时需要进行交通转换才能到达,因此版面信息不考虑酉阳。根据分析结果,对标志版面信息进行简洁、美观设计,选取信息共有6个,进行对称设置,设置3行。将S25设置在左侧,分别对应德江、沿河;S10设置于第一行右侧,分别对应务川、正安,直行方向版面设置图见图2。

图2 直行方向交通标志

②右转出口方向。G56杭瑞高速往遵义方向,根据信息重要度结果,选取凤冈、遵义2个信息;G56杭瑞高速往铜仁方向部分与S25沿榕高速共线,根据重要度结果,选取印江、铜仁、思南、榕江信息。榕江为S25沿榕高速终点,属于沿榕高速控制性信息,因此设置了修正系数。根据分析结果,对右转出口标志进行版面共用设置,右转出口版面设置图见图3。

图3 右转出口方向交通标志

4 结语

出口标志信息选取过程中存在一定的随机性和个人喜好,导致选取信息不能最大化满足驾驶员的驾驶和出行指引需求,无法有效确定其信息的优先次序及信息的重要性。通过重要度理论对高速公路枢纽互通出口标志进行信息选取研究,将定性分析问题采用定量分析方式解决,通过实例分析,得出选取的特征因素:交通量特征、经济特征、行政级别特征、旅游出行特征因素满足信息重要度因素选取要求。

通过采用信息重要度对高速公路枢纽互通出口标志进行分析,有助于设计人员科学地设置枢纽互通交通标志,最大程度地满足驾驶员的出行和指引需求,有效保障枢纽互通出口交通安全。