高速公路收費站通行能力問題研究

曾軍

[摘 要] 收費站通行能力是高速公路收費服務重要的制約因素，是高速公路通行能力的重要組成部分，也是高速公路組織提升收費質量效益的重要著力點。文章通過對通行能力的定義，分析了車輛通過費亭的過程和單車通過時間的構成，介紹CT公司以此為基礎開展車道通行能力的情況，提出了提升通行能力的建議方法。

[關鍵詞] 高速公路;收費站;通行能力

[中圖分類號]F542

長期以來，由于思想觀念、資金使用等的局限，人們往往重視高速公路道路的通行能力問題，而忽視收費站的通行能力。收費站通行能力的不足問題逐步成為社會非議高速公路的焦點，甚至對高速公路收費存在的必要性和合理性產生沖擊。特別是聯網收費和計重收費后，收費制式由入口收費向出口收費的改變，計重收費安全島的加長致使車輛進入費亭的線形變化，給很多通行能力原本不很充足的收費站“雪上加霜”。隨著車流量的迅猛增加，收費站通行能力將日益緊張。因此研究收費站通行能力，改善和提高收費站通行能力顯得迫在眉睫和當務之急。CT公司在全省率先開展了車道通行能力評估工作，提出并下決心實踐了很多提高通行能力的有效舉措，收到了較好的效果。文章試圖以CT公司為例，對收費站通行能力問題作初步探討。

1 收費站通行能力的概念

收費站通行能力是收費站的某個截面在通常的道路、交通和管制條件下，單位時間內可能通過的最大交通量。收費站通行能力由單車通過時間和車道數所決定。

結合湖北省收費站的實際，這一概念的理解有兩個方面需要細化。一是由于存在一個收費站有多個收費廣場的情況，因此，這時不能籠統地談收費站通行能力，只能談收費廣場通行能力。二是由于出入口車流量不完全相等，且單車出入口通過時間相差較大。因此，收費站通行能力要區分入口通行能力與出口通行能力。

2 車輛經過收費站的過程分析與單車通過時間的構成

進入收費廣場時車輛減速，尋找排隊長度較短或沒有排隊的收費車道交款或領票。如果所選擇的收費車道上有排隊等候的車輛，那么就在隊尾排隊等候服務，如果所選擇的收費車道沒有排隊等候的車輛，那么就直接進入收費車道接受服務。接受完服務后，加速離開收費廣場進入主線或匝道。

總體來說，可以將車輛通過收費站的過程描述為：減速進入收費廣場—排隊等候（如果形成排隊的話）—接受服務（交款或領卡）—加速離開收費廣場。

因此，單車通過時間由三部分構成：排隊時間、純粹服務時間和離去時間。排隊時間是指車輛到達收費廣場排隊停車開始到車輛到達收費窗口的時間間隔，很顯然排隊時間由排隊車輛的數量和前面車的純粹服務時間與離去時間決定。沒有車輛排隊直接到達收費窗口時的排隊時間為零;純粹服務時間是指從車輛進入收費窗口停下，到車輛接受服務（交卡交款或領卡）完成后啟動車輛準備離開收費地點之間的時間間隔，簡稱服務時間;車輛離開服務地點到后車進入收費地點停下之間的時間間隔為離去時間。

3 CT公司車道通行能力評估的主要方法步驟

3.1 確定評估對象

以小時流量為基礎，以收費廣場為評價單位，按出入口分別評估，從建設車道能力和定編車道能力2個方面作出評估結論。確定這樣的評估對象有4點含義。一是小時流量反映了工作的精度，同時由于小時流量系統自動生成，能減少工作量和誤差。二是以收費廣場為評價單位主要是根據CT公司的實際，有的管理所有多個收費廣場。三是按出入口分別評估，客觀地反映出入口通行能力的差異。四是從建設車道能力和定編車道能力2個方面作出評估。因此，對每個收費廣場而言，就有入口建設車道通行能力、出口建設車道通行能力、入口定編車道通行能力和出口定編車道通行能力4個方面的評估結論。

3.2 收集基礎數據

主要收集了2018年各收費站入口和出口通行的總車流量和各車道實際通行的車流量、全年最高車流量前20日及重點節假日分時車流量情況。重點節假日為春運期間（選取流量的前15天）、五一和十一長假的前一天至長假結束，共31天。收集了近三年車流量的變動情況和今后幾年車流量的預計、通行車輛的客貨結構。

3.3 確定單車通過時間

雖然排隊時間也是司乘對服務質量感知的重要因素，但由于排隊時間與最大通行能力沒有直接關系。因此，把純粹服務時間和離去時間之和來作為單車通過時間。一是廣場單車通過時間的測量。各管理所按公司的統一部署，組織人員按照不同的時段、不同的操作人員調查統計，入口統計200輛車次，出口統計400車次，客貨各200輛。取其平均值，計算出各收費站入口車輛單車通過時間、出口客車單車通過時間、出口貨車單車通過時間。二是單車通過時間的確定。公司將各管理所將調查的入口、出口單車時間通過求平均值，作為各管理所單車通過時間的標準。

3.4 確定收費廣場小時最大通行能力

各管理所按照公司下發的入、出口單車通過時間，結合本收費站點的客貨車型結構計算出各收費廣場的小時最大通過能力。

收費廣場入口小時最大通過能力=3600/入口車輛單車通行時間

收費廣場出口小時最大通過能力=3600/（客車比例×客車單車通過時間+貨車比例×貨車單車通過時間）

3.5 實施評估

將全年最高車流量前20天、重點節假日31天（春運15天、五一十一共16天）的24小時車流量情況，與廣場小時最大通過能力比較來進行評估。共51×24個數據按照從高到低的順序與廣場小時最大通過能力依次比較，按照飽和狀態90%以上、次飽和狀態70%～90%、基本飽和狀態50%～70%和不飽和狀態50%以下進行分類分析。從以下4個方面得出評估結論。

一是小時廣場入口車流量/建設車道數和收費廣場小時入口最大通過能力比較。用2018年的實際流量計算，反映當前入口車道的設置是否充足。用今后預計的流量計算，反映將來的入口車道是否需要增設。

二是小時廣場出口車流量/建設車道數和收費廣場小時出口最大通過能力比較。用2018年的實際流量計算，反映當前出口車道的設置是否充足。用今后預計的流量計算，反映將來的出口車道是否需要增設。

三是小時廣場入口車流量/定編開通車道數和收費廣場入口小時最大通過能力比較。用2018年實際的流量和實際定編人數計算，反映入口車道定編的松緊。用預計的入口流量和實際定編人數，對將來的入口定編提出建議。

四是小時廣場出口車流量/定編人員開通車道數和收費廣場出口小時最大通過能力比較。用2018年實際的出口流量和實際定編人數計算，反映出口定編的松緊程度。用預計的出口流量和實際定編人數，對將來的出口定編提出建議。

4 提高收費站通行能力的方法與建議

提高收費站通行能力的主要方法有：

（1）橫向拓寬，增設車道數量。這是最顯然、最直接、最有效的方法。但同時勢必帶來征地、土建、人員、設施規模的擴大和營運費用的提高。因此必須根據建設車道評估的結論，合理確定廣場的規模和車道的數量，進而確定收費站規模， 使資源得到優化合理配置。

（2）合理定編，配齊人員，開足道口。人員定編受建設車道數的制約。在建設車道足夠大的情況下，也不是簡單的人員配的越多越好，是多種利益和矛盾的平衡。這里存在4個矛盾，即管理所希望配編多與管段單位希望配編少的矛盾;管段單位希望配編多與事業編制管理機構希望配編少的矛盾（管段單位是企業的，存在社會效益與經濟效益的矛盾）;司乘希望定編多與管段單位客觀條件制約（如經濟效益、編制限制等）的矛盾;管段單位希望定編多與社會希望定編少的矛盾。平衡這些矛盾的方式就是開展定編車道評估，根據定編車道通行能力評估的結果，為人員的增減提供科學、有力的依據。

（3）優化車道平面布置形式。現在湖北省高速公路收費車道的平面布置大都采用一個車道一個費亭的形式，即單停式收費。單停式收費各車道的性質、車流的行駛方向固定不變， 每條車道旁邊的收費島只設置一個收費亭， 只能一次供一輛車完成一次交費程序， 此期間進入該車道的其他后續車輛需排隊等待。

優化平面設計主要有3種形式。一是采用雙停式。雙停式要求收費島長度相對較長， 沿行車方向按一定間距設兩個獨立的收費亭， 同時供兩輛車完成一次交費程序， 其他條件同單停式。雙停式既可采用永久式也可采用便攜收費等臨時式。這種形式在我國的京津唐和CT公司都有運用，均收到了較好的實際效果。

二是采用衛星式（或Y形式）。衛星式在現有收費亭的前方或后方增設收費車道，這樣車輛不在原收費亭停車，而在距原收費亭一定距離的增設收費車道停車繳費。該方式主要適用于周邊限制條件很多，無法通過橫向征地拓寬廣場，增設車道的情況。這種設置在美國和我國的廣東都有運用。

三是采用往復變向共用車道。就是在出入口車道并列在一起的時候，將中間部分車道作為往復變向共用車道使用，入口高峰當入口，出口高峰當出口。就是經常說的雙向亭，這種形式在CT公司運用得相當廣泛。

（4）加強管理，縮短純粹服務時間。純粹服務時間由多方面因素制約，必須多管齊下。一是提高收費員的業務素質。在車型判別、鍵盤輸入、點鈔和算賬速度，以及掌握路網通達知識等方面開展學習和競賽。二是加強設施設備管理。保障設施設備的功能完好，減少其對正常收費的影響。提高稱重的精度與權威，有效減少重稱。現場零鈔供應的充足等。三是司機的配合也是重要因素。加強收費法規的宣傳，增強司機對收費標準的理解，提高按章主動的繳費意識。司機預先準備好現金，也能有效縮短純粹服務時間。

（5）推行不停車收費。不停車收費是在用地日益緊張、交通量不斷增大的情況下，提高車道通行能力的重要手段。據有關資料統計，不停車收費將比人工收費提高效率5倍以上。因此，實行不停車收費能有效地提高通行能力。

（6）交通流量的控制與引導。交通流量的控制與引導是在其他的條件不變的情況下，人為地控制和引導交通流量，使得整體的通行能力得到提高。具體是利用人員現場指揮、可變情報板和交通標志標線等形式，合理安排排隊隊形分布，提高通行能力。如控制和引導客貨分流，設置小轎車專用道，設置不找零專用道等。這些本質上都是實行快慢車分道，都是運用數學中統籌的方法，合理安排通行秩序，實現整體最優。

參考文獻：

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