国外施工区交通管理举措

本文作者：王忠仁 单位：加州运输局交通运营处

施工区是道路施工、养护和改造的活动场所，包括从第一个施工警告标志至施工结束标志之间的区域。施工区因挤占现有道路空间，会影响到现有道路正常运营。施工区可能是临时的。一般养护作业可能只需要关闭车道几分钟，或者本身就是流动作业，因而对交通影响较小。施工区也可能持续长达几个月甚至几年，比如大型新建、改建项目。施工区的长期存在对施工区附近的交通影响可能非常大。不论哪一类施工区，其基本特点就是挤占原有道路空间，导致施工区道路通行能力下降。在交通需求不变的情形下，将会引起交通瓶颈现象，导致非常发型交通拥挤。据美国联邦公路管理局(FHWA)统计，施工区导致的交通拥挤，一般可占至拥挤总量的24%。在夏天交通量最高的两周里，美国公路施工区造成的交通延误每天平均可达6×106veh/h。在2003年，美国公路施工区内的交通事故造成41000人受伤和1028人死亡。施工区所引起的交通拥挤和交通事故一直是美国交通部门所关注的重要课题之一。美国在公路施工区的研究方面投入很大，尤其是施工区的交通组织和管理方面，积累了系统的分析方法和实践指南。随着我国高速公路建设的迅速发展及交通量的持续、显著增长，如何在大交通量条件下有效且安全地实施道路维修和改造工作，已成为必须重视和急需解决的问题。随着时间的推移，交通量的不断增加，还会有更多的道路需要各种大、中、小型养护维修工作。针对这种需求，笔者首先回顾了施工区的基本交通分析技术，在此基础上，按照施工区交通组织和管理规划和实施两个阶段，阐述了施工区交通管理的基本程序、关键策略和实施方法。最后，指出了施工区交通管理的经验教训。

1瓶颈上游流量—单车延误—排队长度之间的关系

1．1施工区交通分析基本方法

施工区最重要的评价指标，一般包括最大排队长度、单车最大延误和总延误等。最大排队长度指标有助于施工区管理规划，比如避免相邻施工区之间和施工区对重要交通瓶颈路段运营的影响等。而总延误，或者单车最大延误则反映施工区对用户的影响程度，所以是施工策略和交通管理措施实施决策的重要指标。当然，延误较小的施工区，就没有采用比如异地分流等兴师动众的交通管理措施。不同的施工区种类和交通状况，可能需要不同的施工区评价指标，因而需要不同的交通分析方法和工具。比如对交通走廊和城市道路网络的施工分析，交通仿真可能是必需的分析工具。但对于独立的施工区，通常可以简化为交通瓶颈，进而可以采用交通波动分析，或者到达—离去曲线分析。一般地，时域指标采用到达—离去曲线分析较为方便;而空域指标采用波动分析较为方便。原则上，两种方法均可采用，而所得结果具有一定的一致性［1－2］。这里只简要介绍如何利用图1中的到达—离去曲线，计算独立施工区排队队尾。假设车辆在该施工区瓶颈上游拥挤车流中平均车速为Vu，km/h;其中某车i所见排队的物理长度为DQi，km;那么该车在拥挤车流中的平均行驶时间，TQi可按式(1)计算为［3］：（公式略）。

1．2瓶颈上游流量—单车延误—排队长度之间的关系

早在1967年，美国加州交通部(CaliforniaDe-partmentofTransportation，Caltrans)的工程师发现，根据式(3)，瓶颈上游排队长度、单车最大延误以及拥挤路段车道流量之间存在图2的对应关系［4］。纵坐标为瓶颈上游拥挤路段车道流量，横坐标为当瓶颈上游排队长度(或者确切地说是拥挤车流长度)为1．6km(1mile)时所对应的单车最大延误值。如果横坐标所表示的拥挤车流长度加倍，则单车最大延误也加倍，如此线性类推。很明显，当排队长度一定时，拥挤路段车道流量越低，则单车最大延误越高。图3的流速关系为加州实测结果。该流速关系完全可以通过回归分析显式表示，进而显式排队长度、单车延误和拥挤路段车道流量之间的关系。一般地，由于下游瓶颈通行能力决定了上游拥挤路段的总通行能力，所以拥挤路段的车道流量可计算为：（公式略）。很明显，拥挤路段车道流量越低，就意味着瓶颈路段关闭车道数越多，造成的延误也就越高。比如，流量为8000veh/h的某双向8车道高速公路某方向因施工关闭1条车道，则施工区瓶颈路段通行能力减为3车道的通行能力，即6000veh/h。此时瓶颈上游拥挤路段车道流量可按式(5)计算为6000/4=1500veh/(h•lane)。当排队长度为1．6km(1mile)时(可实际观测)，根据图2中的曲线，1500veh/(h•lane)流量对应的单车最大延误约为0．9min。而当排队长度为3．2km(2mile)时，单车最大延误也加倍至1．8min。同样，如果关闭两条车道，则瓶颈上游车道流量减小为4000/4=1000veh/(h•lane)，当排队长度为1．6km(1mile)时，单车最大延误增加至5．8min。由于图2简洁、方便，所以特别适用于施工现场监测指定的交通管理定量指标。比如说现场单车最大延误不得超过15min，那么完全可以从现场观测的最大排队长度和车道流量查图获得。当然，读者可以自己观测适合本地区的流－速关系曲线，标定图3曲线，进而标定图2以指导本地区的施工区交通管理实践。

2施工区交通管理规划

2．1施工区交通管理规划的基本程序

与交通事故不同，现有道路施工是计划中的交通事件。施工区交通管理规划(TransportationManage-mentPlan，TMP)的目标，即按照既定的施工区交通管理定量指标，实现对现有交通需求影响的最小化。在美国，现有道路养护和改造施工的一个基本要求就是保通。项目管理部门对施工区交通组织与管理一般具有严格的量化指标，比如单车最大延误和最大排队长度指标等等，以求对社会、对公众负责，接受公众监督。加州交通部目前的施工区最大单车延误指标为不得超过正常延误以上30min［5］。如果超过30min，需要由部长牵头的特殊委员会审核批准。正常延误是指正常常发型交通拥挤所造成的延误。施工区交通管理规划始于工程总体方案设计阶段。从项目开始立项的第一天，就要将项目施工期间可能牵涉到的交通组织问题(按照事件管理的原则)提上议事日程。确保施工区交通管理的内容体现在项目的规划、设计和施工文件当中，使交通组织方案及其可行性和有效性得到充分的论证和研究。施工区交通管理规划是土建总体工程设计不可或缺的重要组成部分，也是施工工程得以顺利实施的根本保证。施工区交通管理必须具有专项设计文件、施工概预算、施工规范和合同文本。针对土建工程的不同施工阶段，施工区交通管理设计都配有专门的交通管理方案。施工区交通管理规划的基本流程如图4。在项目概念性设计阶段，需要采集项目基本数据，并确定交通管理方案种类。施工区交通管理规划所需数据由项目主体设计单位提供。项目基本数据包括项目影响范围、施工性质、路网构成、施工工期安排、临时工程、基础交通量、事故数据以及道路线形等等。应当明确的是，数据提供越全面，则交通组织安排与实际越接近，实施过程中所需要的调整会越少。依据提供的数据，还需要进一步计算项目可能造成的单车最大延误、总延误以及排队长度等管理指标。单车最大延误和排队长度可用于确定交通管理方案的种类;而总延误可用于控制交通管理总投入。根据项目造成单车延误的大小以及排队长度，交通管理方案一般可分为大型、小型和微型这3类。不同类型的管理方案包含不同的管理策略。微型方案主要为不需要封闭车道的养护类施工，比如沿路剪草或者施肥;大型方案则一般会造成单车延误达到30min甚至以上，从而需要专项合同支持交通组织对策;而小型方案则介于两者之间。施工交通管理和主体工程设计密不可分。在主体设计方案审核过程中，交通管理方案可行性审核为重要的审核内容之一。由于不同的设计方案将提出不同的施工区交通管理要求，所以交通管理设计人员与主体设计人员必须密切配合，共同确立施工方案的交通管理方案，并提出施工区交通管理专项经费预算。同时，这种配合必须体现在不同的设计阶段，依据工程的进展情况，不断调整交通管理方案。交通管理规划存在于项目的整个规划、设计和施工周期之中。