面向性能的公路網運行監(jiān)測指標分析與應用

劉秀紅 曾理 郭建華

摘要 性能監(jiān)測是公路網管理和服務的前提和基礎。文章總結了現有的公路網運行性能監(jiān)測指標，分析了當前監(jiān)測的重點及趨勢，并考慮公路網運行管理決策的需求，給出了一組性能監(jiān)測指標，從性能、安全、環(huán)境、經濟、設施、服務等不同角度全面展示公路網的運行狀況，并使用實際數據對典型指標進行了展示。

關鍵詞 公路網;性能監(jiān)測;指標;管理與服務

中圖分類號 U491文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2022）12-0007-03

收稿日期：2022-04-06

作者簡介：劉秀紅（1978—），女，本科，工程師，研究方向：智能交通。

0 引言

公路網是支撐我國經濟社會發(fā)展的重要基礎設施之一，也是我國交通強國建設的重要交通基礎設施。我國經濟的迅猛發(fā)展促進了公路交通運輸行業(yè)的發(fā)展，在給社會經濟帶來正面推動作用的同時，隨之產生的公路交通擁堵等問題也不斷暴露，如交通擁堵和交通事故頻發(fā)造成公路運行效率與安全性下降。此外，交通擁堵造成的經濟損失也不容忽視。長期以來，我國主要通過新修道路的方法解決上述問題，投資大，負擔重，對社會的影響也較大。隨著先進技術的發(fā)展，應用先進的技術對公路網的運行進行有效的管理、提升公路網的運行效率受到廣泛重視。

公路網運行狀況監(jiān)測和評價是公路網管理和服務的前提和基礎。有效的公路網運行狀態(tài)監(jiān)測和評價，有助于幫助公路設計者、管理者、使用者衡量公路運輸系統(tǒng)提供服務的效率，發(fā)現路網上存在的問題，從而在掌握公路網運行瓶頸問題的基礎上，提高管理與決策的針對性，從而達到改善公路網運行效率和服務水平的目的。因此，長期以來，公路網運行狀況監(jiān)測和評價都是公路管理部門的關注重點。

為有效進行公路網運行狀態(tài)的評價，需要構造一組能夠反映公路網交通運行狀態(tài)的性能監(jiān)測指標。該文針對公路網運行管理和服務的整體需要，在充分考慮系統(tǒng)性、可用性、前瞻性等原則基礎上，從性能、安全、環(huán)境、經濟、設施、服務等不同角度給出一組公路網運行性能監(jiān)測指標，并使用實際數據對典型指標進行展示。

1 現狀分析

公路網運行狀況監(jiān)測和評價在世界各國都得到了重視。2012年，我國交通運輸部提出了一套公路網運行狀態(tài)監(jiān)測與服務評價指標[1]，然而，隨著公路事業(yè)的發(fā)展，當前指標需要進一步地完善，多個學者也提出了相應的評價指標[2]。性能指標在國外也得到了廣泛關注[3]，如美國交通運輸研究委員會、美國德州交通研究中心、日本的國土交通省、德國等都提出了相關性能指標。由于目的不同，當前指標所關注的領域多種多樣，主要以性能為中心和以服務為中心，前者量化路網的產出（output），如流量、平均速度等，后者則量化路網的服務效果（outcome），如用戶滿意度、延誤等。

考慮到公路網的時空特征，指標的制定需要考慮時間和空間的覆蓋需求。在時間方面，為展示公路網的實時運行狀況以及時做出管理與決策，要有實時類指標，滿足對公路網的實時監(jiān)測的需求，以反映公路網的當前運行狀況[2]。此外，為全面了解公路網的整體運行狀況，以支撐公路網的管理與規(guī)劃，要有統(tǒng)計類指標，滿足公路網運行狀況的綜合統(tǒng)計需求，評價路網整體運行狀況。在空間方面，公路網遍布較大的地理范圍，需要建立不同地理空間范圍的指標，以滿足路段或者整體路網管理的不同需求。

研究現狀分析發(fā)現，公路網運行監(jiān)測指標得到了廣泛的關注。該文考慮路網產出和路網服務效果，提出一組公路網運行監(jiān)測與評價指標，以滿足各種監(jiān)測與評價需求。

2 指標設計

在總結梳理當前公路網監(jiān)測與性能評價指標基礎上，從設計原則、評價的空間范圍和時間范圍三個方面，綜合考慮指標的設計，提出一組公路網運行監(jiān)測與評價指標。

2.1 設計原則

該文提出的公路網性能評價指標體系同時以性能和服務為中心，以系統(tǒng)性、實用性、前瞻性作為整體的設計原則。系統(tǒng)性是指將公路網作為一個層次分明的運輸整體，從性能、安全、經濟等不同的評價角度，實時、統(tǒng)計等不同的評價時間范圍，路段、路線、路網等不同的評價空間范圍，建立系統(tǒng)性的監(jiān)測和評價指標。實用性是指所提出的指標具備可行的數據源，以實現指標的有效計算，對公路管理者和使用者產生用處。前瞻性是指在進行指標設計時，不能僅考慮當下路網運行管理與決策的需求，還應充分考慮未來的需求，為公路網運行監(jiān)測和評價的未來發(fā)展需求預留空間。

2.2 空間范圍

為解決一定空間范圍內的公路網的管理、規(guī)劃與決策問題，指標設計應考慮其相應的空間范圍。公路網主要包括各個具體的路段，以及由路段的不同集合所組成的路線、通道和路網等不同的空間層次。路段是指公路網上特定長度的、有起止樁號的公路線形單元，是公路網管理和服務的基礎單元。路段的劃分往往依據具體的監(jiān)測和管理需求，如可根據交通調查站的觀測里程進行路段劃分。路線一般指由多個路段所組成的公路線形單元，是公路網管理的重要層次。通道一般指運輸通道，往往由具有相關地理聯(lián)系的多條路線組成，相互協(xié)作以支撐該運輸通道的運行。路網則是指某區(qū)域，如全市或全省的整體公路網，由多條路線或者多個通道組成，是公路管理和服務的主要網絡對象。在空間范圍層次的基礎上，可實現從路段到公路網的多層次監(jiān)測指標和性能的匯聚[4]。因此，在進行公路網運行監(jiān)測與評價指標設計時，需要針對具體的需求，給出上述不同空間范圍的監(jiān)測和評價要求。

2.3 時間范圍

交通信息的時效性和整體性對道路交通管理與決策具有重要意義。為滿足實時監(jiān)測、綜合統(tǒng)計等不同需求，將監(jiān)測和評價指標劃分為實時類指標和統(tǒng)計類指標。實時類指標重點考慮指標的時效性，實時展示路網運行狀況，統(tǒng)計類指標重點關注指標的整體性，評價公路網的整體運行狀況。為此，將公路網運行監(jiān)測和評價指標的時間范圍設定為實時、天、周、月、年，共5個層次。實時類指標的時間間隔可取5 min，其他時間層面的指標則可通過匯聚方法計算得到[4]。同樣，在進行公路網運行監(jiān)測與評價指標設計時，需要針對具體的需求，給出上述不同時間范圍上的監(jiān)測與評價要求。56D34354-1CEC-4C5B-834D-3758BC57FB01

2.4 實時類指標設計

實時類指標能實現對路網運行狀態(tài)的實時監(jiān)測，有助于道路管理者和使用者及時提出路網管理方案，做出正確決策。該文提出四類實時性指標，分別從性能、安全、環(huán)境和服務方面對道路進行實時評價，如表1所示。可見，每一個指標都覆蓋了不同的空間范圍，可按照路段、路線、通道和路網的空間層次進行匯集計算。需要說明的是，路段指標的計算直接來源于公路網的直接監(jiān)測數據。

表1指標中，性能指標量化公路網的產出，直觀反映公路的運行狀況。安全指標主要是實時反映公路網上的事故情況，可為事故的及時處置、應急資源的有效分配提供參考。環(huán)境指標中的電動車流量表達公路網上的電動車的通行量，可以展示新能源車輛在公路網上的行駛與發(fā)展趨勢。服務指標則主要以出行時間為核心，評價公路網提供的出行服務的質量。需要說明，實時類指標主要是針對公路網當前的運行狀態(tài)開展監(jiān)測和評價，在空間范圍上有不同的需求，但是在時間范圍上則針對當前的狀態(tài)，考慮到當前運行狀態(tài)采集的時間遲滯現象，往往采用5 min或15 min等短時的交通運行數據進行監(jiān)測指標的計算。

2.5 統(tǒng)計類指標設計

統(tǒng)計類指標主要是提供對公路網運行狀態(tài)的整體監(jiān)測，為設計、管理與決策提供參考。該文提出六類統(tǒng)計類指標，分別從性能、安全、經濟、環(huán)境、設施、服務等方面對公路網進行評價。其中性能指標包括統(tǒng)計交通量、統(tǒng)計標準車流量、統(tǒng)計貨車量、平均速度、平均擁堵里程和平均擁堵時間。安全指標包括事故數、平均事故清空時間、每百萬車公里事故數、交通事故死亡率和交通事故重傷率。經濟指標包括交通經濟運行指數、車輛行駛里程、旅客周轉量、貨物周轉量、燃料消耗、燃料浪費和人均燃料浪費。環(huán)境指標包括統(tǒng)計電動車流量、二氧化碳釋放減少量、二氧化氮釋放減少量、懸浮顆粒釋放減少量和符合夜間噪聲標準的路段百分比。設施指標包括國際平整度指數IRI和路面質量指標RQI。服務指標包括主頁點擊次數、路網服務滿意度、信息服務滿意度、ETC使用率、道路工作時間、單車平均人數、延誤、人均延誤、流量改道至高速公路百分比、30 min可接入高速公路的鄉(xiāng)鎮(zhèn)占比、20 min可接入國省干道的自然村占比和10 min可接入公路的自然村子占比。

上述指標中，性能指標關注公路的運行效率，從流量、速度、擁堵里程和擁堵時間等方面評價公路的運行狀況，統(tǒng)計較長時間范圍內公路提供的產出。安全指標不僅統(tǒng)計事故數，還統(tǒng)計事故處理時間、死傷率及事故在不同空間范圍上的發(fā)生比例，對公路運行的安全狀況進行評價。經濟指標關注貨物、人、燃料消耗等狀況，有助于了解公路交通運輸的經濟影響。環(huán)境指標關注車輛運行對環(huán)境的影響，除電動車流量外，還對各種由于車輛運行產生的污染物排放進行統(tǒng)計。設施指標主要關注公路設施的技術狀況。服務指標主要關注公路提供的運輸服務的水平，主要包括出行時間、信息服務、路網結構等相關指標。和實時類指標相比，統(tǒng)計類指標的類別增加了經濟和設施兩個不同的類別。對經濟類別而言，主要是監(jiān)測公路網運行的經濟效果，而該效果主要表現在統(tǒng)計意義上，而一般不表現在實時監(jiān)測的意義上。同樣，對設施而言，其狀態(tài)變化一般需要較長的時間，建立實時的基礎設施狀態(tài)變化監(jiān)測指標的實際意義不大，會為公路網運行監(jiān)測帶來不必要的負擔。

同樣，上述各指標可覆蓋公路網的不同時間范圍和空間范圍。對時間范圍而言，上述指標可通過匯聚計算，得到天、周、月、年等不同時間范圍上的指標。對空間范圍而言，也可通過匯聚計算，得到路段、路線、通道和路網等層面的指標。在實際應用中，可以根據實際的監(jiān)測需求的不同，選擇不同的統(tǒng)計指標時間和空間范圍，以滿足實際的需求。

3 應用實例

選擇徐州市公路網監(jiān)測數據進行典型指標的應用展示。2017—2020年徐州市普通國省道機動車年平均日交通量與平均速度見圖1～2，可以看出，2020年徐州市普通國省道上的機動車流量較去年相比顯著降低，反映出公路交通運輸具有波動性。徐州市普通國省道上的機動車平均速度四年內持續(xù)上升，道路行駛通暢，反映出徐州市公路網可提供有效的運輸服務。

4 結語

提升性能是公路網管理與服務的核心目標之一，路網監(jiān)測與性能指標有助于發(fā)現公路網管理和服務瓶頸，以有效提高公路網的運行效率與服務水平。該文在總結國內外現狀基礎上，按照系統(tǒng)性、實用性、前瞻性原則，給出一組公路網運行評價指標，涵蓋性能、安全、環(huán)境、經濟、設施、服務等領域，覆蓋不同的時間和空間范圍，能滿足公路網實時監(jiān)測、綜合統(tǒng)計等需求，并使用實際路網數據對典型指標進行了展示。需要指出，公路網運行性能監(jiān)測指標具有地區(qū)性特點，需要根據現實公路網的實際特點和運行特征，選擇或構造具有針對性的指標，以滿足實際的公路網性能監(jiān)測需求。此外，隨著經濟社會的發(fā)展，公路網的管理和服務可能會產生新的變化，從而需要構造新的運行性能監(jiān)測指標，以滿足新形勢的需要。

參考文獻

[1]交通運輸部. 公路網運行監(jiān)測與服務暫行技術要求[M]. 北京：人民交通出版社， 2012.

[2]紀錚翔. 道路交通運行狀態(tài)評價關鍵指標研究[D]. 上海：同濟大學， 2007.

[3]李偉， 方怡沁， 楊鳴. 公路網運行擁堵狀態(tài)定量化評價指標測算與發(fā)布的國內外經驗借鑒[J]. 公路， 2019（7）： 218-224.

[4]曾理， 陸宇航， 郭建華. 公路網交通運行性能指標匯聚方法與計算實例[J].無線互聯(lián)科技， 2021（6）： 32-34.56D34354-1CEC-4C5B-834D-3758BC57FB01