基于信息重要度的高速公路樞紐互通出口標志信息選取研究

周志俊 黃志勇 李振華

(貴州省交通規劃勘察設計研究院股份有限公司 貴陽 550000)

隨著我國高速公路的快速發展,公路網通過樞紐互通進行相互連接和交通轉換,駕駛員走錯路的事情時有發生。由于復雜的路網密度,多個地點名稱標志信息,極易導致交通標志版面信息出現過載、不連續性等問題,且標志信息選取過程中存在一定的隨機性和個人喜好,導致選取信息不能很好地滿足駕駛員的出行和指引需求。根據GB 5678.2-2022 《道路交通標志和標線》要求[1],版面信息一般情況下第一行為出口到達道路編號,第二行為出口所到達的1～2個地點名稱信息,因此,為了平衡駕駛員的交通需求,對樞紐互通出口標志版面信息選取出現的問題,不少學者進行了相關的研究。韋昌永等[2]基于尋路原理對繞城高速出口標志版面信息進行選取研究;趙迪等[3]通過采用有效性模型,對互通出口標志設置類型和標志系統進行分析研究;呂鵬[4]結合經濟、功能等指標,提出指路標志信息的設置方法。基于相關的研究成果,本文提出基于信息重要度的方法對樞紐互通進行信息選取研究。

1 出口標志設置分析

出口標志設置于高速公路樞紐互通出口位置之前,根據規范要求,一般設置0 km,0.5 km,1,2,3 km出口預告標志,標志版面信息設置具有連續性,需要滿足駕駛員的駕駛和指引需求。

高速公路樞紐互通出口預告標志的合理設置,有助于提高高速公路交通安全。規范JTG D82-2009[5]中對指路信息進行分級分層設置,將各類信息分為A、B、C 3層信息,國家高速公路或省級高速公路優先選擇A層信息,沒有A層信息時選擇B層信息,沒有B層信息選擇C層信息。出口預告標志一般設置為2行信息,信息數量一般不超過4個。美國的相關規范要求高速公路出口標志版面上的地點信息或道路名稱不得超過2個。因此,標志版面信息不宜過多設置,應盡可能地呈現重要信息,滿足駕駛員出行和指引需求,同時,還得體現沿線信息的重要服務功能。

在具體設計過程中,規范選取方法會存在一定的個人喜好和隨機性,沿線若同時存在多個優先次序一樣的同層信息時,無法有效確定其同層信息的優先次序,是否全部選取還是有的放矢,都存在一定的隨機性。

2 構建出口標志信息重要度模型

2.1 出口標志信息因素分析

標志版面信息直觀反映出沿線目的地名稱及其服務功能,通過名稱可以讓駕駛員了解其行駛方向和行駛目的地,滿足駕駛員出行和指引需求。直轄市、省會城市、副省會城市、地級市、縣級市等城市行政級別高、社會服務能力強、經濟發達、人口眾多,交通吸引能力強,對駕駛員指引需求大,是信息選取的重要考慮因素。旅游景區、交通樞紐等對游客具有出行目的地或周轉作用,且會呈現一定的周期性現象。

2.2 構建模型

根據出行者對信息的需求和指引程度,引入信息重要度來描述出行者出行和指引需求程度,從而確定信息的優先次序。本文將信息重要度定義為,路網中能直達或間接到達的沿線信息對主要交通流方向的駕駛員有重要的出行需求和方向指引需求。出行信息的重要度無法直觀體現,因此,通過構建重要度計算模型,進行直觀計算[6]。

信息重要度的計算模型如式(1)。

(1)

式中:MIi為地名信息的重要度;αi為地名信息指標的權重;Ri為地點信息i的指標值;Rj為各指標的平均值。

2.3 特征因素選取研究

根據規范對指路信息分級分層要求,結合出行需求預測相關研究,確定選取特征因素指標。信息目的地交通量,可以反映信息目的地對駕駛員的需求程度;信息目的地出行吸引與該地區人口和經濟發展水平密切相關,因此可以采用區域旅客單位時間價值作為信息目的地經濟和人口指標因素;信息目的地行政級別,展現其社會服務功能;同時,大型交通樞紐站、著名旅游景點、大型企業等對交通發生和吸引也會展示其特殊需求。因此,綜合考慮將交通量、區域旅客單位時間價值、行政級別、旅游出行選取為特征因素指標。

1) 信息目的地交通量特征R1。高速公路交通量呈現明顯的假期流量,節假日交通量明顯高于非節假日,為了更好地反映交通量情況,以某時間段交通量與年平均日交通量的比值標定指標,交通量的數據來源可以參考工程可行性報告及現場調查獲得。

R1=Qa/Qi

(2)

式中:Qa為某時間段交通量,輛/h;Qi為年平均日交通量,輛/d。

2) 信息目的地經濟特征R2。參考相關研究,采用區域個體單位時間價值作為指標[7]。

(3)

3) 信息目的地行政級別特征R3。信息目的地行政級別是被選取的重要考慮因素。根據相關研究,以某一信息目的地行政級別指數與直轄市指數的比值確定指標。

R3=Ai/A

(4)

式中:Ai為信息目的地i的行政級別指數,A為直轄市指數。指數選取指標表見表1。

表1 行政級別特征表指標取值

4) 信息目的地旅游出行特征R4。目的地區域內景區等級情況以某一信息目的地景區指數與5A級景區指數的比值確定指標。

R4=Si/S

(5)

式中:Si為信息目的地i的景區指數;S為5A級景區指數。旅游出行特征指標表見表2。

表2 旅游出行特征指標取值

3 案例應用分析

3.1 項目概況

某新建高速公路為省級高速公路,該高速公路為雙向四車道標準,設計車速80 km/h,路基寬度25.5 m。新建樞紐互通與S25沿榕高速順接,并與杭瑞高速T形互通組成雙T復合型樞紐互通,是黔北地區重要的交通轉換樞紐。通過該樞紐互通,可以有效連接S25沿榕高速、S29德余高速、G56杭瑞高速。該高速樞紐互通位置區位圖見圖1。

圖1 某高速樞紐位置區位圖

3.2 出口信息重要度計算

選取新建高速出口基準點預告標志進行研究,未涉及被交道路新增預告標志牌及規范要求的0.5,1,2,3 km及圖形化預告相關標志牌。

1) 直行往S25沿榕高速沿河方向。沿榕高速沿線信息有S25沿榕高速、德江、沿河、酉陽等地,在錢家樞紐互通與S10相交,S10可以前往務川、正安等縣市。

2) 右轉出口往G56杭瑞高速方向。通過G56杭瑞高速可以前往銅仁和遵義2個方向,且G56杭瑞高速往銅仁方向與S25沿榕高速部分共線。銅仁方向沿線信息有思南、印江、S17秀印高速、銅仁等;遵義方向有鳳岡、G69銀白高速、湄潭、遵義等;S25往榕江方向有思南、S32玉新高速、石阡、榕江等。

3) 信息重要度計算結果。通過收集相關資料和現場調查,計算得到各信息目的地重要度結果見表3。

表3 各信息目的地重要度

4) 標志牌信息設置研究。

①直行方向。根據重要度首先選取德江和沿河2個信息,由于務川、正安處于S10德習高速上,因此將S10設置為間接指引標志,對應信息務川和正安。酉陽信息重要度計算結果較低,同時需要進行交通轉換才能到達,因此版面信息不考慮酉陽。根據分析結果,對標志版面信息進行簡潔、美觀設計,選取信息共有6個,進行對稱設置,設置3行。將S25設置在左側,分別對應德江、沿河;S10設置于第一行右側,分別對應務川、正安,直行方向版面設置圖見圖2。

圖2 直行方向交通標志

②右轉出口方向。G56杭瑞高速往遵義方向,根據信息重要度結果,選取鳳岡、遵義2個信息;G56杭瑞高速往銅仁方向部分與S25沿榕高速共線,根據重要度結果,選取印江、銅仁、思南、榕江信息。榕江為S25沿榕高速終點,屬于沿榕高速控制性信息,因此設置了修正系數。根據分析結果,對右轉出口標志進行版面共用設置,右轉出口版面設置圖見圖3。

圖3 右轉出口方向交通標志

4 結語

出口標志信息選取過程中存在一定的隨機性和個人喜好,導致選取信息不能最大化滿足駕駛員的駕駛和出行指引需求,無法有效確定其信息的優先次序及信息的重要性。通過重要度理論對高速公路樞紐互通出口標志進行信息選取研究,將定性分析問題采用定量分析方式解決,通過實例分析,得出選取的特征因素:交通量特征、經濟特征、行政級別特征、旅游出行特征因素滿足信息重要度因素選取要求。

通過采用信息重要度對高速公路樞紐互通出口標志進行分析,有助于設計人員科學地設置樞紐互通交通標志,最大程度地滿足駕駛員的出行和指引需求,有效保障樞紐互通出口交通安全。