高速公路主线收费站高峰流量预测分析及对策

摘要：近年来，高速公路建设发展尤为迅猛，车流量也在不断增加，尤其是主线收费站，作为两省交界处的重要连接站点，车流量的压力比其他普通收费站增加更快，高峰流量值也是屡创新高。另外，高速公路的车流量随着节假日和季节的变化而明显变化，特别是黄金周期间，车流量短时间内迅速加大，由于收费站道口的最大通行能力有限，某些节假日期间的高峰流量已超过收费站道口的最大通行能力，如果在高峰流量到来之前没有做好准备，会造成道口的严重拥堵，超过一定的标准需要直接放行，一方面给高速公路管理单位造成损失；另一方面会产生一定的负面影响。因此，需要通过一定的方法，提前预测分析高峰流量的到来时间，并做好相应的对策，将高峰流量的影响降至最低程度。

关键词：主线收费站；高峰流量；预测分析

中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)23-5661-03

1 高峰流量分析

通过对我省近年高速公路运营数据的分析我们发现，每年高速公路出现高峰流量的日期基本集中出现在各小长假期间，而每个高峰流量日内，高峰小时流量的出现时段也是比较固定的，下面我们以安徽省高速公路马鞍山东主线收费站为例，通过具体数据来进行分析。

马芜高速公路的马鞍山东收费站，距离马鞍山市6.4km，为连接皖、苏两省的主线收费站，收费车道配置为四入七出，日均出口车流量6000辆左右，日均通行费收入30多万元左右。以每辆车平均处理时间25秒为标准计算，单个出口车道每小时平均通过车辆数为145辆，假设理想状态下，所有出口车道全部开放，则每小时最大通过车辆数为145×7=1015。

图1和图2分别为2011年清明节和劳动节小长假马鞍山东收费站出口小时流量折线图。

从以上两张图表可以看出：

1) 小长假的流量峰值一般出现在假期的最后一天。

2) 出现出口流量峰值的时间段多集中在15：00-17：00间。

3) 2011年4月5日的折线图在18时左右出现了突然下降的情况，分析可能由于道口过于拥堵，收费站采取了直接放行的措施。

4) 两个假期的出口小时流量峰值均达到1200辆以上，已经超过该收费站出口车道最大通行能力。

2 高峰流量对比

随着高速公路车流量每年不断增长，高峰流量也在逐年递增。下面以安徽省高速公路马鞍山东主线收费站为例，通过具体数据来进行高峰流量的对比。图3和图4分别为2009-2011年清明节和劳动节小长假马鞍山东收费站出口小时流量峰值对比折线图。

从图3和图4可以看出：近三年间，马鞍山东收费站出口小时流量峰值呈明显增长趋势，且超过了该收费站的最大通行能力，需要提前对高峰流量进行预测并制定相应的对策。

3 历史流量分析预警

通过对历史数据的统计分析，可以清楚的看到流量高峰出现的时间，以及高峰达到的程度，通过对数据的同比分析，得出平均增长率，能够预测将来可能出现高峰流量的时间以及高峰流量值。下面仍旧以马鞍山东收费站为例进行分析。

我们采用图1至图4中的马鞍山东收费站清明小长假期间的数据为例，采用以下的计算公式计算得到平均增长率。而是用平均增长率结合前一期出口峰值流量即可得到后一期出口峰值流量，作为预测值：

对历史流量的分析可以作为流量预警的方案之一，这需要在日常的工作中做好各种数据统计工作，为流量预警提供依据。

1) 统计出入口日小时流量，记录一天当中每小时流量的变化情况，提取每天出现峰值的时间以及峰值流量数，以及峰值的同比、环比增长率分析。

2) 每月按日统计出入口流量，记录一个月当中每天流量的变化情况，提取每月出现峰值的日期以及峰值流量数，以及峰值的同比、环比增长率分析。

3) 每年按月统计出入口流量，记录一年当中每月流量的变化情况，提取每年出现峰值的月份以及峰值流量数，以及峰值的同比、环比增长率分析。

4) 统计出入口日小时平均流量，并进行同比、环比增长率分析。

5) 按月统计出入口日平均流量，并进行同比、环比增长率分析。

6) 按年统计出入口月平均流量，并进行同比、环比增长率分析。

4 实时流量分析预警

对收费道口的实时流量分析可以作为流量预警的另一种方案。需要通过一些措施监控收费站的实时流量变化情况，流量达到预警标准，第一时间提示收费站工作人员，以便提前做好应对工作。

1) 架设车检器：车辆检测器，又称交通信息检测器。目前国内外在交通检测系统或交通信息采集系统中，大量应用了电磁传感技术、超声传感技术、雷达探测技术、视频检测技术、计算机技术、通信技术等高新科学技术。相应地，交通信息检测器主要有：电感环检测器（环型感应线圈）、超声波检测器、红外检测器、雷达检测器、视频检测器等。

车辆检测器根据安装方式可以分为埋设式和悬挂式。从性价比和高可靠性上来考虑，使用最多的仍然是环形线圈式车辆检测器，但是近年来越来越多的使用视频检测器。

在合适的地点架设车检器，通过道路监控分析程序，定时统计前1小时通往收费站方向车流量的数据信息，通过与道口通行能力比较发出相应预警。

2) 采集道口数据：道口的单车数据是最为直观，最准确能够反映流量变化情况的数据，通过编写程序，在收费站服务器上直接采集道口的流量数据，也能够很好的达到预警效果，图5为数据采集程序的部署结构图。

① 编写流量监控程序，连接收费站收费数据库，定时采集出口单车流量数据，实时分析出口小时流量数据

② 道口小时最大通行车辆数、预警比例、采集时间间隔等参数均可进行配置，以符合收费站的实际情况

③ 当采集的出口单车小时流量数据与道口小时最大通行车辆数达到一定的比例时，程序发出报警声音

5 应急收费预案

1）拥堵分级

根据收费道口拥堵性质、严重程度、可控性和影响范围等因素，分为四级：

Ⅰ级（特别重大）：发生或预测即将发生广场混乱、拥堵长度超过出口匝道，严重影响干线，造成干线堵塞，或超过200米。

Ⅱ级（重大）：发生或预测即将发生，拥堵长度超过出口匝道，影响干线行车道，未造成干线堵塞，或超过200米。

Ⅲ级（较大）：发生或预测即将发生，严重影响服务水平，未影响干线，拥堵长度超过100米。

Ⅳ级（一般）：发生或预测即将发生，影响对车辆的收费服务。

2）应急准备

做好现场的应急收费准备工作，包括应急收费设备的准备以及其他方面的准备工作，主要包括以下方面：

①手持POS机：检查电池状态、检查GPRS网络状况。测试设备是否可用。

② 便携收费机：检查电池状态、检查外设状态、检查基础数据是否更新。

③ 发票：检查发票量是否足够使用。

④ 通行卡：检查预制卡、IC卡是否充足，空卡盒是否够用。

⑤ 零币：检查备用金是否充足。

⑥ 道口：检查所有出口车道是否满足车辆通过条件。

3）现场管理：若是因人为原因故意停车导致车道堵塞，应由收费站管理人员耐心与司乘人员进行沟通，避免矛盾激化，并立即开启备用车道，增加在现场指挥调度的疏导人员，指挥车辆进行分流，同时与被拥堵车辆的司乘人员进行解释，避免因为情绪焦急等原因引发新的冲突，并及时向监控中心以及执法部门反映，由执法部门对故意堵塞车道违反交通秩序的车辆进行相关处理。

4）事件上报：突发事件发生后，发生区域各收费经营管理单位应急机构应将相关信息立即向总公司和上级管理单位报告，并根据突发事件情况与当地交警和政府取得联系，请求支援。当发生Ⅰ级（红色）、Ⅱ级（橙色）以上的突发事件时，应向省交通厅逐级报告，每级报告时间不能超过15分钟，特殊情况下可越级上报。

5）事件处理：在收到上级单位关于突发事件的处理指示后，根据指示选择启用复式收费或是采用免费放行的方式进行应急处理。

① 复式收费：采用复式收费时首先需要确认采用的是并行复式或是串行复式的收费方式，然后需要确定复式收费过程中货车是否仍采用计重收费的方式，或是采用分型收费的方式，其中包括手持POS机以及便携机是否启用。

② 免费放行：当采用免费放行的方式时，应安排车辆有序通过车道，车辆通行卡（预制卡、IC卡、CPU卡）不再进行回写操作，由收费人员负责收回后统一进行处理。

6）事件降级或结束：应急相关危险因素消除后或突发事件结束后，向上级单位进行逐级汇报，按突发事件的等级由最高层次的领导小组宣布解除应急状态，收到解除的指令后方可解除应急收费状态。事件处理降级按以下的规则进行：

① 若应急收费中采取的是免费放行的方式，则取消免费放行；

② 如果事件降级为Ⅱ级（重大）或更低，进入复式收费；

③ 如果事件彻底解除，取消复式收费；

7）恢复与重建：事件处理结束后需要做好恢复和重建的工作，工作包括以下几点：

① 事件处理结束后，恢复到正常收费状态；

② 对处理过程做好记录，进行录像，转存；

③ 手持POS、便携机数据备份、加载、审核；

④ 手持POS、便携机数据清理，为下次使用做准备；

⑤ 手持POS、便携机重新充电。

8）总结报告：在事件彻底结束后组织调查小组对突发事件进行相关的分析总结工作，通过对事件的分析和总结提出改进方案，为以后的应急事件处理打好基础。

6 总结

针对高速公路主线收费站高峰流量的特点和规律，本文提出了历史流量分析和实时流量分析两种预警方案，目的是要引导高速公路管理者在日常工作中加强对高峰流量分析和预警的工作，由被动变主动，在高峰流量到来之前做好充分的准备。只有这样，才能在体现高速公路管理部门的优质服务，为广大司机带来便捷，同时也能降低自身的损失。

参考文献：

[1] 杨华.高速公路车流量高峰应对策略[J].产业与科技论坛,2008(2):248.

[2] 陈平.高速公路监控系统设计中的几个关键问题[J].辽宁交通科技,2003(3):54-55.

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文