收費站拓建設計實踐探析

伍宇杰

1 高速公路收費站通行能力分析

1.1 收費服務時間研究

根據交通部頒《收費公路聯網收費技術要求》中規定封閉式收費站出口收費服務時間應在14～20s 內，但并未考慮計重這一流程對服務時間的具體影響。通過對粵北某山區高速某收費站出口貨、客車服務時間的詳細調查以及對調查數據分析后，可以初步認為收費站計重收費時長要大于《收費公路聯網收費技術要求》中規定的收費服務時間，并且從平均服務時長上看，貨車明顯大于客車。圖1～2 為通過調查數據分析歸納整理后的收費服務時間分布圖。

圖1 粵北某收費站2019 年12 月收費服務時間

從2019 年12 月收費服務時間分布圖可以看出收費服務時間服從正態分布，2019 年12 月收費服務時間主要分布在18～49s這個區間。從2020 年1 月收費服務時間分布圖可以看出收費服務時間與正態分布偏離較大，2020 年1 月收費服務時間分布時間主要集中在15～103s 這個區間。2019 年12 月收費服務時間與2020 年1 月收費服務時間對比可以得以下結論。

（1）全國聯網收費后粵北某收費站的收費服務時間變長。

（2）2020 年1 月起粵北某收費站的收費服務時間超過60s 的比例明顯增多。

（3）2020 年1 月起粵北某收費站的收費服務時間更加離散，收費服務時間主要集中的區間更大。

圖2 粵北某收費站2020 年1 月收費服務時間分布

1.2 收費通道基本通行能力分析

收費通道的基本通行能力是指在標準服務時間下，單位時間內能夠通過的車輛數。可以按式（1）進行計算：

式中：CB-收費通道的基本通行能力，輛每小時；TS-標準車服務時間，s；TG-標準車離去時間，s。

由式（1）計算可知，該收費通道的通行能力為CB=3600/25.52=141veh/h，但根據粵北某收費站2020 年1 月的調查情況，收費服務時間大大超過25.52s，我們取TS+TG=40s 是比較符合現場情況的，按式（1）計算可得粵北某收費站收費通道的基本通行能力為90veh/h。

1.3 復式收費通道研究

復式收費通道能夠增加同時收費的車輛數，但是一個收費島的收費亭數量增加越多，后面收費車輛受前面車輛數的影響就越大，在車道內的停留時間也就越長。因此可以得出，一個收費通道內所有的收費亭（個數不小于2h）服務能力之和并不等于此收費車道的實際通行能力。一個復式收費通道的車輛運行軌跡如圖3 所示，車輛需要排隊依次進行收費（S1、S2、.…，Sn代表復式收費車道的收費亭，矩形代表需進入此通道繳費的車輛）。

表1 粵北某收費站出口小時車流量統計

表2 粵北某收費站入口小時車流量統計

圖3 復式收費通道工作狀況

根據現場調查，車輛按以下型式進入收費通道：

（1）車輛按批次前后排隊進入收費通道，收費通道上的收費亭個數等于同時接受服務的車輛數；

（2）后一批次的第一輛車只能在前一批次的最后一輛車離開后進入收費車道，并且要在通道內最前方的收費亭進行拿卡或者繳費；

（3）車輛在拿卡或者繳費的隊列中，由于受通道的限制，隊伍后面的車輛只能等前面的車輛離開才能離開，即實際接受最長服務時間的車輛直接影響了整個隊伍的實際服務時間。

現實中貨車復式收費通道一般只設兩個收費亭，通行能力根據相關模擬研究，兩個收費亭的復式收費通道基本通行能力約等于1.4 倍單個收費停收費通道基本通行能力。

2 粵北某收費站現狀情況

2.1 粵北某收費站現狀

粵北某收費站，現狀為2 進2 出收費站，收費島前后路基寬23.5m。標準路基寬度為12.0m=1.5m 土路肩+3.5m 行車道+2.0m中間帶+3.5m 行車道+1.5m 土路肩?；洷蹦呈召M站由高速連接線與地方路相連。

2.2 粵北某收費站運營情況

（1）匝道短、車道少?；洷蹦呈召M站僅有2 條出口車道，且廣場面積較小、容納車輛不足，存在出口車龍達200m 情況。

（2）貨車占比大?；洷蹦呈召M站相鄰的國省道處于山區，坡度較大且急轉彎多，交通事故頻發，大部分貨運車輛出于油耗、效益和安全考慮，有意識的繞行高速規避檢查，長期以來該收費站貨車流量較大，且呈現逐年上漲趨勢。2019 年1 月1 日至2020年1 月23 日，粵北某收費站日最高車流2640 車次，貨車占比79.68%，且大部分為五型半掛車。

（3）特殊時段出站?；洷蹦呈召M站周邊有大量飯店，且配套設施完善，并提供免費停車、加水、看管車輛等附加服務，吸引了大量貨運車主在此聚集用餐、休整，特別是11—13h、17—19h 車流高峰時段，小時最高車流408 車次。

3 粵北某收費站拓建方案

3.1 粵北某收費站通行能力分析

粵北某收費站為2 進2 出收費站，收費島前后路基寬23.5m。進口側一條ETC 車道，一條發卡道；出口側一條ETCMTC混合車道，一條ETC 車道。

（1）粵北某收費站近年來的進出車流情況

2017——2019 年粵北某收費站出口小時車流量每年呈增長趨勢，2019 年高峰小時最大為408 車次，其中五型車占比達到75%。

2017—2019 年粵北某收費站入口車流量每年呈增長趨勢，但高峰小時交通流量每年減少。2019 年高峰小時最大為350 車次，其中五型車占比達到74%。

（2）粵北某收費站收費車道數理論計算

根據《高速公路收費站及收費廣場設計規范》車道數與DHV關系表取值，直接計算粵北某收費站收費車道數。

由上文可知粵北某收費站收費通道的基本通行能力為90veh/h，粵北某收費站出口道服務時間大部分在40s 以上，上表最長服務時間為20s，為了計算更符合實際情況，我們參考上表服務時間20s，等待車輛數為1，取高峰小時交通量為408×2 輛抵消服務時間為20s 的影響。本文預估ETC 使用率為20%（各站實際情況以交通量統計為準），有652 輛車要經過人工收費通道。根據計算表可知，粵北某收費站出口人工收費通道需要4 條車道。由于ETC 通行能力可達450veh/h，一條ETC 車道足夠通行。

3.2 粵北某收費站拓建方案

為解決現有粵北某高速公路粵北某收費站出口貨車通道不足導致貨車排隊車流倒灌到高速主線上的問題，提出以下解決方案：

（1）從收費站出口側拓寬一條收費車道并相應增設導流島，對原來兩出口收費道不作改動。

（2）車輛從拓寬的收費車道直接行駛到復式收費站，復式收費站設置三條收費車道。

（3）復式收費站外側兩條收費車道可設置復式收費亭。

4 結束語

我國的高速公路飛速發展，高速公路全國聯網收費后交通流量重分布，收費站擁擠問題特出。因而在對收費站進行拓建設計過程中充分考慮交通量特征，對收費時間、交通量分類等參數深入研究，力求處理好有限的拓建資金與收費站交通量大等問題，保證拓建后能解決收費站擁擠問題。