高速公路辅助限速标志设置改善缓坡路段拥堵的探讨

谷 川

(江西省交通设计研究院有限责任公司，江西 南昌 330000)

高速公路辅助限速标志设置改善缓坡路段拥堵的探讨

谷 川

(江西省交通设计研究院有限责任公司，江西 南昌 330000)

高速公路车流在缓坡路段车速因为坡道慢慢降低，当速度减低后驾驶员才会警觉行经上坡路段而开始加速，构成“凹陷路段”，在长假车流量高峰时容易导致缓坡路段车流缓慢而堵塞。我国台湾地区为解决缓坡路段堵塞问题提出在瓶颈路段前设置辅助标志进行速度控制来减轻这个情况，耗费资金较小，且能取得一些成效，对解决江西省内高速公路缓坡路段高峰时段拥堵问题有一定借鉴意义。

高速公路；安全设施；缓坡路段；辅助标志；限速

1 缓坡路段易塞车的原因

在缓坡路段堵车现象尤其明显，究其原因是当车子开到平缓的上坡时，驾驶员往往不会注意到有上坡，并没有改变踩油门的力道。车速因为坡道慢慢降低，当速度减低到一定程度之后，驾驶员才会警觉行经上坡路段而开始加速，然此时若后方已有来车，已经因此受到影响而挤在一起；假如在上坡前恰好有平缓下坡，构成所谓“凹陷路段”，则后方车辆追上来的速度会更快，突然减速更猛，容易发生追尾事故。

在车道影响方面，以两车道为例：一般非堵塞情况下，左侧车道由于是超车道，因此车流量会比右侧车道小。驾驶员在进行超车后即回到右侧车道行驶。但在发生堵塞前，左侧车道之交通量会开始上升超过右侧车道。因驾驶人在察觉前方车辆车速因堵塞而减速时，会想由左侧车道进行超车，但由于前方已无空隙让超车车辆回到右侧车道，因此只能持续在左侧车道行驶，导致左侧车道的交通量不断上升。在此状态下当左侧车道中某一辆车因状况发生而减速时，便会产生刹车“冲击波”向后传递，造成左侧车道开始发生堵塞，并迅速传到右车道，导致全路段塞车。

2 解决缓坡路段堵塞的实例

日本目前已尝试解决此类路段的堵塞。众所周知，由于坡度对交通量造成的影响会在车道数增加时降低，因此日本的公路管理部门在瓶颈路段处额外增设车道，使得一些能察觉到上坡的驾驶员不会因为前方车辆减速而被迫降低车速，这部份车辆可藉由额外增设的车道加速通过此瓶颈路段，可解决原本在上坡时因所有车速减慢造成的堵塞情形。增设车道会在脱离瓶颈路段后缩减回原本之车道。在日本连接名古屋与大阪的东名阪快速道路上一段瓶颈路段的双向进行改善就采用该措施，将原有的匝道加减速车道延长，并将现有的辅助车道作连接，成功的以连接加减速车道作为辅助车道改善了堵车问题。此种类型的设计有着对车道使用的间接控制，但当交通量更大时可能会在缩减车道处因车流汇流而发生安全问题。而且此种处理方式并非所有路段皆适用，除非原本路侧十分空旷或是已在该路段施工期间便额外规划好预留增设车道用地，否则要在发现堵塞问题之后再于瓶颈路段增加车道，不但耗费资金与时间巨大，而且未必有足够空间设置。即使额外车道设置完成之后也有可能因为局部容量增加，下游发生堵塞转移现象，即此处大量车流顺畅通过后，反而导致下游某处因容量不足无法负荷如此庞大之车流而发生堵塞，从而产生新的瓶颈路段。因此这一方法并不适合在江西省实施。

我国台湾地区在解决缓坡路段堵塞问题也采取了一些措施，提出在瓶颈路段前设置辅助标志进行速度控制来减轻这个情况。简要来说就是在缓坡路段前2 km处设置辅助标志提醒驾驶员正进入缓上坡路段，需进行速度控制，限制变换车道行为，以及将车速降至某一水平平衡车道的使用水平。

该项措施自2012年起在台湾国道一号和国道三号高速公路上均已实施，取得了较为明显的成效，据“台湾国道高速公路局”在其网站上公布的数据，实施速度控制后效果提升明显，减少了约13 %的缓坡通过时间、增加道路容量约5 %～7 %。台湾高速公路通过在瓶颈路段前设置限制速度的辅助标志，以不影响该路段的行驶空间为前提，兼顾了成本和施工时间，取得了改善缓坡路段堵塞情况的效果，这一方法值得重点关注。

3 辅助标志实际使用的效果分析

由于缓坡路段在高峰时段容易造成拥堵，“台湾国道高速公路局”对已设置辅助标志的缓坡路段进行了重点监控并将交通量、车速等数据定时公开，可以对设置辅助标志前后的情况效果进行对比。这里选择已公布的“国道三号”高速公路63～67 km段作为标的进行分析，此路段属于典型缓坡路段，辅助标志设置位置见图1，从谷歌地图上可以找到此路段航拍图。

图1 辅助标志设置位置

根据“台湾国道高速公路局”历史统计资料，此路段常常在长假时发生拥堵，且此路段上下游没有闸道或者隧道等设施，其中没有其他路口车流汇入，影响车流速度的因素单纯，因此选此路段观察设置辅助标志进行速度控制对改善拥堵的效果较为直观。

台湾高速公路管理部门设置了VD侦测器，对“国道三号”高速公路63～67 km段在2011年4月(设置辅助标志前)和2012年4月(设置辅助标志后)的车流量进行了收集采集，根据采集数据绘制出了速度—流量图(见图2)。

图2 速度—流量图

横轴为流量，纵轴为速度。从图中可以看出，设置辅助标志前，车流量1 600 veh/h以下尚可维持自由车流，车速并不因为流量上升而明显下降；在1 600～4 000 veh/h区间则可看出车速随着流量上升而逐渐下降，当邻近4 000 veh/h时开始产生一些低速车流，且随着流量继续上升，低速车流的数量也逐渐增多。设置辅助标志后自由车流可维持到约2 000 veh/h，超过2 000 veh/h后车速才突然下降，接着开始随着车流稳定下降直到车流接近5 000 veh/h，此时车流中才开始出现零星低速车流，而当车流量继续提升，车流变得更不稳定，产生更多的低速车流。设置辅助标志前后临界车流约从5 000 veh/h上升至5 300 veh/h。在设置辅助标志后，车速随着流量提升而下降的幅度较为缓和，脱离稳定车流的资料点变得比较少，表示发生壅塞的次数比设置辅助标志前少。

缓坡路段会造成壅塞的主因是车流中因坡度造成的低速车与后方的高速车互动，造成后方高速车必须踩刹车进行回避，进而对后方车流产生影响。设置辅助标志后可避免在行经这个路段的车流因为坡度原因发生速差，使得车流能继续稳定运行，降低临界车流转变为拥挤车流的机会。因此可以得出在缓坡路段设置辅助标志可减少堵塞发生的结论。

4 台湾辅助标志设置对江西省的借鉴

截止去年底大陆高速公路通车里程约124 364 km，平均每100 km2拥有高速公路1 km，平均每10 500人拥有高速公路1 km；台湾高速公路通车里程约1 300 km，平均每28 km2拥有高速公路1 km，平均每15 000人拥有高速公路1 km。江西省高速公路的建设近几年发展迅速，2016年1月份南昌至宁都、南昌至上栗高速公路建成通车全省高速公路通车里程突破5 000 km，《江西省公路水路交通运输“十三五”发展规划》中已明确2016年江西省高速公路通车里程有望突破6 000 km，基本建成“四纵六横八射十七联”高速公路网。目前江西省平均每33.4 km2拥有高速公路1 km，平均每9 200人拥有高速公路1 km，高速公路的国土覆盖水平和人均共有数量已超过全国平均水平，和台湾地区情况相比差距已经很小，高速公路人均共有量已经大幅超过。

江西省常态地貌类型则以山地和丘陵为主.其中山地 60 101 km2(包括中山和低山).占全省总面积的 36%,，丘陵 70 117 km2(包括高丘和低丘)，占 42%。因此江西省内高速公路的上坡和缓坡路段十分多，如G35济广高速1 298 km+800 m～1 303 km+200 m(东线，广昌县境内)处，该道路为上坡路段，大型车途经坡道都不同程度的出现低速情况，流量大时会造成短时间的车辆聚集现象；又如G45大广高速泰赣段2 966～2 976 km处(吉安市遂川县境内)，10 km长上坡及隧道群路段，流量较大时易造成拥堵。这些典型的缓坡路段如果能采取车速管理，车流高峰时的拥堵状况将会大大得到缓解。

台湾地区高速公路最高行驶限速为120 km/h，和江西省内最高限速相同，且都是采取靠右行驶，高速公路的等级标准也相似，因此台湾在缓坡路段设置车速限制从而施缓解高峰时段堵塞的措施，在江西省内高速上也有实施的可行性和合理性。

[1] 万发祥.高速公路交通量预测组合方法及应用研究[D].长沙理工大学硕士学位论文，2006：23-28.

[2] 刘甜伟.高速公路交通量预测失准分析[J].交通标准化，2011，(Z1)：13-15.

2016-11-14

谷川(1982-)，男、江苏南京人，工程师，研究方向：交通工程安全设施。

U412

：C

：1008-3383(2017)06-0027-02