区域公路网分析与评价

本文主要介绍在对区域现状公路网的分析与评价中，技术评价的主要特征及参数的计算与确定，从而对现状公路网的功能和服务水平作出定量的评价表述。
关键字：现状公路网 特征及参数 分析与评价

目前，在众多的前期预工可研报告中，普遍存在对现状公路网在技术方面的分析与评价不够全面的情况，本文就起其技术评价中的四项特征指标（道路特征、交通特征、服务水平、通达程度）作一般性的介绍，以便在今后的工作中对区域现状公路网分析和评价的更加全面完善。其目的在于发现问题、准确分析、评价现状公路网的优劣程度。运用道路与交通特征参数对公路网上的交通流与组成公路网道路特征及路网所提供的服务水平，从宏观上给以定量表述，从而为公路网现状评价、公路改建或新建项目的制定和实施提供更加充分的论据。四项特征指标所包含的具体参数见图1。

　　1. 公路网交通流特征参数

　　 表述路段交通特征的物理量为路段交通特征参数，主要有交通量Q、交通密度K、车速V、车头距h、通行能力C，其中Q、K、V为路段基本交通参数，这些集中反映了路段交通流的最基本特征。

　　公路网中每段道路由有限个路段组成，因此，整个公路网的交通特征与路段交通参数有直接的联系，现用“网流量Qw、网车速Vw、网车流密度Kw来表述整个公路网的交通特征，称之为公路网的基本交通参数。

　　①网流量：是指组成公路网中各路段交通量的加权（里程权）平均值，用Qw（辆/日、小时）表示，公式如下：

　　式中q_i——第i个路段上的交通量（辆/日、小时）

　　 L_i——第i个路段上的里程（km）

　　 L_w——公里网的总里程 （km）

　　 P_i——里程权（P_i＝L_i/L_w）

　　 根据（1-1）式可以计算出公路网中各类技术等级公路的网流量，如：国道Q_国、省道Q_省、县道Q_县的网流量。

　　 Q_国＝∑q_国i·p_国i

　　 Q_省＝∑q_省i·p_省i （1-2）

　　 Q_县＝∑q_县i·p_县i

　　 式（1-2）中，Q_国、Q_省、Q_县、p_国i、p_省i、p_县i分别表示国道、省道、县道的路段交通量和相应的里程权。

　　容易证明：Q_W＝Q_国·P_国+Q_省·P_省+Q_县·P_县 （1-3）

　　式中：P_国＝L_国/L_W； P_省＝L_省/L_W； P_县＝L_县/L_W

　　其中：L_国、L_省、L_县分别表示区域内国道、省道、县道的总里程。

　　网流量这一指标从客观上反映了整个公路的交通负载情况。

　　②网车流密度：是指某一时刻公路网单位长度路段上所拥有的车辆数。用Kw表示（辆/km），其公式如下：

　　 (1-4)

　　式中：N——某一时刻整个路网上的车辆数（辆）。

　　 K_i——第i个路段的交通密度 （辆/km）。

　　由式（1-4）知，网车流密度为各路段车流密度的加权平均值，权值同前。这一指标反映了公路网上车流的密集程度。

　　③网车速：是指各路段上平均车速的调和平均值，用Vw表示（公里/小时）。公式如下：

　　式中：Vi－第i个路段上车辆（公里/小时）。

　　 Wi－第i个路段上车公里权（Wi＝q_iL_i/∑q_iL_i）

　　此参数是反映网流量在路网中运行快慢程度的指标。

　　可以证明：网流量、网车速度及网车流密度有下列关系

　　④网行程时间：是指公路网上车辆行使单位里程所需的时间，用 Tw表示（小时/km），按下式计算：

　　以上是描述区域公路网中交通特征参数，具有实际意义，通过它们的计算可反映区域现状公路网实际交通状况。

　　2. 区域公路网道路特征参数

　　与交通特征参数相类似，道路特征参数与路段特征参数有直接关系，可以用道路技术等级Jw，网容量Cw和路面铺装率Rw表示

　　① 道路技术等级：是区域内各级公路的加权平均值。公式如下：

　　 （1-8）

　　式中：J_i——第i个路段的技术等级，J_i取值一般为J_i＝0，1,2,3,4,5

　　对应的公路是高速、一级、二级、三级、四级、等外。

　　 P_i——同前。

　　此项参数从总体上反映了区域路网的技术等级水平。

　　②网容量：实质是网流量Qw达到最大值时的值，即

　　 Cw＝max{Q_W¹，Q_W²，Q_W³，……Q_w^k} （1-9）

　　式中： Q_w^k－－区域公路网中某一种交通状态k的网流量。由于网容量与路段及交叉口的多少相关，但对于大多数等级公路来说，交叉口间距一般较长，因此在实际应用时可不考虑交叉口的影响。网容量不应大于组成区域路网各路段容量的加权平均值，即：

　　 （1-10）

　　对应于6种道路等级，则

　　式中：C_i－第i个路段的容量（辆/日（小时））

　　 C_j－第j级公路的容量（辆/日（小时））

　　 P_j－第j级公路里程占区域总里程的比重。

　　 （1-11）

　　③路面铺装率：一般指区域公路网中，有路面里程与总里程之比，用Rw表示：

　　 L_R－高级、次级路面里程（km）

　　 L_w－公路网总里程（km）

　　3. 区域公路网服务水平及其参数

　　服务水平就是反映道路交通给道路使用者提供服务质量好坏的尺度指标。一般用路网事故率、路网平均运输成本、路网饱和度、里程饱和率这几项参数来反映区域公路网的服务水平。

　　① 路网事故率，指车辆在公路网中行驶每亿车次公里所发生的事故次数，用Aw表示，这项指标反映了区域公路网的安全性，按下式计算：

　　 （1-12）

　　式中：A――路网中一年发生的事故次数。

　　 ――路网的年平均日车公里。

　　其中：Q_j－第j级公路的网流量。

　　 L_j－第j级公路的里程。

　　② 交通容量比（拥挤度）：指公路网流量与最大网容量之比值。用Sw表示。公式为：

　　 (1-13)

　　此项指标表明路网的适应性。一般情况下，当：

　　a. Sw＝0.1～0.75时，表示交通畅通无阻，适应性好。

　　b. 0.75<Sw≤1.0时，表示尚能适应，但高峰时有阻车现象。

　　c. Sw>1.0时，表示不能适应交通需求，严重阻车。

　　③ 路网里程饱和率：指公路网中饱和度等于或大于1.0的路段长度与公路网总里程之比，用Zw表示即：

　　式中：L_i－第i个饱和路段里程（km）。

　　 L_w－同前。

　　4. 区域公路的通达程度

　　 区域公路网的通达程度，就是公路网中各个节点间的连接方便紧密程度情况，通常用路网密度、路网连通度和节点的通达性来表达。

　　 ①公路网密度：依据公路网所在区域的面积、人口、经济为基数来计算。分别称为面积网密度r1、人口网密度r2、经济网密度r3和综合网密度r4。公路网密度是一个宏观指标，正是从区域交通运输经济效益出发，试图阐明路网密度的适应性。

　　 (1-15)

　　式中：L_W――公路网总里程（km）。

　　 A ――区域土地面积（km²）。

　　 P ――区域内人口数（人）。

　　 E ――区域经济指标，如：GDP（万元或亿元）。

　　 L_d ――路网等效里程（km）。

　　等效里程是以一般二级公路作为标准级公路，将其他技术等级的公路按车公里折算（用各级公路的通行能力计算车公里）为标准级公路时的相当长度，计算公式如下：

　　 （1-16）

　　 式中：b_j ――j级公路一个车道的等效系数，见表1-1。

　　m_j ――j级公路的车道数（条）。

　　x_j ――j级公路的实际里程（km）。

　　m₂ ――一般二级公路的车道数（条）。

　　表1-1 等效系数换算表

公路等级