江陰大橋是江蘇省高速公路開通的首座特大型鋼箱梁懸索橋,1999年9月28日建成通車。江陰大橋及其南北連接線是國家公路主骨架中北京至上海國道主幹線的跨江「咽喉」通道,全長57公裡。大橋設計流量8萬pcu/d(pcu/d:標準流量/天,客貨車折合小車日通行流量),而早在2011年,流量已經飽和,2019年日均達到12.6萬 pcu/d(自然流量9.7萬),節假日最高達到18萬pcu/d(自然流量16.1萬),處於超飽和運行狀態。
2015年,根據高德地圖擁擠度監測顯示,江陰大橋國慶期間「有幸榮獲」全國十大擁堵路段第八位,成為節假日高速公路熱門堵點和網友吐槽的對象,給百姓出行帶來了極大不便。而隨著國民經濟的發展,車流量也在節節攀升。車輛通行量的不斷增大,更增加了過橋車輛擁堵的可能。能否消堵、如何消堵,已成為一塊壓在江陰大橋管理團隊心頭的石頭。從2012年起,圍繞治堵、消堵,開展了一系列的研究與探索。
圖1 江陰大橋歷年標準車流量
江陰大橋為什麼會堵?
道路通行承載能力是有限的
大橋流量監測系統數據監測,道路飽和通行能力為4500輛/小時(自然流量),因橋梁結構的特殊性,大橋不同路段封閉不同車道後,道路通行能力明顯下降。
圖2 江陰大橋歷年標準車流量
事故成為道路擁堵主要原因
超飽和流量造成常態化道路交通緩行,而頻發的交通事故更是成為道路安全暢行的殺手。以 2018年為例,江陰大橋發生交通事故3619起,平均每天10起,事故處置平均恢復交通時間為8分鐘。事故佔一股車道,每起事故減少放行車輛約270輛,事故車50%需清障,單起清障作業時間25分鐘,平均每日因事故影響交通時間達到3.4小時,佔全天交通時間14%,意味著將有近7000輛車被堵在路上,這對本身脆弱的交通更是雪上加霜,堵上加堵,連環事故頻發。
事故是怎麼發生的
為方便分析,梳理了江陰大橋段2018年12月份道路交通事故情況。12月份,橋區累計發生各類交通事故264起,其中,輕微追尾事故257起,佔事故總數97%;變道碰擦事故6起,佔2%;撞護欄事故1起(雨天),佔比不到1%。
圖3 江陰大橋12月份事故類型分布圖
第一,事故與流量有關係。
根據日流量與事故數分析,日流量達到9.5萬以上時,道路飽和度上升,密度加大,車距變小,追尾事故數相對增多,事故加劇道路緩行,緩行時間越長,事故數量也越多。
圖4 江陰大橋12月份日流量、天氣與事故數分析圖
圖5 大流量狀態下,車距變小頻發輕微追尾事故圖片
(北京方向北引橋、北京方向主橋)
從全天時間段事故分布情況看,每日10時至19時成為事故多發時段,累計發生事故241起,佔事故總數91%。而此時間段,單邊小時流量基本保持在3000輛以上,其餘時間段小時流量較小,呈零星分布狀態,佔比9%。
圖6 江陰大橋12月份各時段事故數與車流量分布圖
單邊小時流量3000輛以上時,道路開始處於飽和狀態,道路密度增大,車速逐漸下降至50km/h左右,前後車距減小至5-8m。一旦遇到前車剎車減速,後車因駕駛人員技術嫻熟程度、疲勞、反應速度、觀橋拍照等因素,造成追尾事故。小時流量3000點成為事故多發隱患點。據12月份數據統計,大流量狀態下,追尾事故達到241起,佔事故總數91%。
第二,事故帶來連鎖反應,事故再生事故。
一是速度差連環追尾。道路飽和狀態下,發生事故後,道路立即出現緩行,此時,事故點和事故點後方、事故點緩行路段尾部與後方形成短時瞬間速度差,造成二次追尾事故。據數據統計,速度差追尾事故達到80起,佔事故總數的30%。
圖7 速度差連環追尾事故圖片
(事故產生二次事故、道路緩行尾部成為隱患點)
第三,合流交織,密度增大引發事故。
靖江南入口車流量大,與主線合流形成擁擠點,且北引橋3%坡段造成爬坡難,擁擠搶道和車距減小引發追尾碰擦事故。同樣,江陰北入口與主線合流造成北京方向南引橋段事故多發。
圖8 合流搶道碰擦事故圖片
快速處理事故是治堵消堵的關鍵
從上述分析我們可以得出結論,擁堵來源於交通事故。因此,快速處理事故,壓降事故的發生,是治堵消堵的關鍵所在。要解決或者減緩擁堵,必須在這兩個方面開展研究和探索。
提升主動發現率,高效處置各類特情
主動發現事故,是快速處理事故的前提。以主動發現率為調度工作主要質量指標,健全調度工法,建立「三查兩比」監控質量管理手段,不斷增強調度工作責任心,把好事件快處第一環,確保道路異常事件早發現早處置。據數據統計,江陰大橋年度處置2萬多起道路事件,事件主動發現率達到99.8%。
圖9 江陰大橋道路事件主動發現率
建立了「一橋三方」聯勤聯防工作機制
所謂「一橋三方」是指參與江陰大橋管理的大橋管理團隊,公安交警和道路綜合執法單位,加強內部協同聯動。一是建立了三方輕微事故快速聯動處置機制;對於輕微和一般事故,三方根據事故處理的要求,實行「先到場先處理、線上受理線下處理」,以縮短事故處理的等待時間。二是建立區域信息共享,一橋三方建立信息共享平臺,與周邊6家交通臺成立「1+6」路況信息聯盟,加強道路信息發布。
圖10 近年江陰大橋事故數量和處置時間
從蹲點守候到建設救援驛站
把清排障陣地搬上高速公路
為了快速響應快速處置交通事故,從2012年開始實施清排障救援力量蹲點駐守,根據事故多發路段數據分析,在大流量期間事故易發路段實施常態化應急車道蹲點。2018年,為方便清排障救援人員生產生活,讓出應急車道,完成新建3處港灣式救援驛站,實現了人力、設備、救援物資的全天候布防。清排障救援作戰半徑由20公裡縮短至3公裡,清排障救援10分鐘到達率達到90%以上,平均到場時間5分鐘,大幅提高了應急救援響應速度。
圖11 事故點位分布圖
設置臨時事故處理快處點,快速處理事故
節假日大流量期間,針對事故數量較大情況,為方便事故車輛快速處置,積極協調交警大隊、保險公司在橋區設置臨時事故快處點,現場進行車輛定損和責任認定工作,極大地提高了事故處置的效率。
實施差異化清障作業,降低交通負面影響
針對事故車輛受損後清障作業封閉車道給道路通行帶來的不利影響,前瞻性地對清排障作業風險展開分析,大膽提出了「大流量路段道路緩行擁堵狀態下,縮短標誌標牌長度,縮小作業半徑」的差異化清障管理辦法,以此來減輕排障現場工作量,縮短清排障作業佔道時間,降低道路交通影響。經實踐測算,新辦法的實施,平均每起清障作業能夠縮短5分鐘,交通影響大幅度降低。
開闢專用應急救援通道
江陰大橋流量大、特情多,節假日集中返程更容易造成收費站入口和地方道路擁堵,給救援車輛通行帶來不利影響。為保證救援車輛順暢通行,公司積極邀請交警、交通、地方消防等聯動救援單位實地考察,制定了四條應急救援路線,開闢了內部專用應急救援通道,明確了救援路線保障方案,確保江陰大橋在收費站入口擁堵、交通中斷等任何特殊狀態下救援車輛的順暢通行,實現了救援車輛內部路徑無障礙通行循環。
開發調度指揮系統,提升道路事件處置水平
為加強一橋三方聯動,提升道路事件處置水平,江陰大橋作為江蘇首家開展調度指揮系統建設,並於2014年投入使用。系統運用打通了調度指揮中心與交警、交通、120及內外部協作單位線上全流程聯動,事故信息照片及處置過程多方共享,線上流轉線下處理,交警部門不到現場也能根據系統共享的事故照片和現場信息完成事故處理。另外,系統運用實現了道路流量實時監測預警、情報板信息發布、廣播語音、調度指令一鍵操作,提供了數據統計分析和全流程預案支撐,調度指揮工作全面實現無紙化辦公,提高了調度指揮效率和道路事件處置能力。
改善通行環境 壓降交通事故
推進標誌標線改善
公司積極邀請交警、交通進行數據分析、實地調研,分析事故成因,找準變道事故多發點,調整標誌標線。針對互通、樞紐標誌標牌不合理、不清晰、信息過載、視認困難等問題,重新設計,優化信息,降低車輛擇道、變道、減速發生概率,壓降交通事故。
實施分合流處交安設施隔離渠化改造
針對轄區互通、樞紐大流量合流路段出現的「無序變」「突然變」情況,採取了在主線分合流交織區利用分道隔離樁進行物理隔離渠化,確保平滑過渡,實現了從「無序變到有序變」, 從「突然變到自然變」,主線分合流處道路通行秩序得到優化。
以通保通
一是逆向借道通行。重大節假日前、後期,大橋雙向流量不均衡現象明顯,差額在1.8倍左右。針對此特點,對道路通行瓶頸路段實施逆向借道,最大限度提升道路利用率。
圖12 重大節假日收費站入口管控後大橋通行狀態
二是應急車道借用。針對上海方向北引橋3%坡度和靖江南匝道合流形成的道路通行瓶頸點,依據「N+1」思路,制定了北引橋至主橋段應急車道借用策略,採取「物理渠化隔離+自然合流」管控措施,提升應急車道通行效率,改變了江陰大橋「北密南疏」的通行現象,高德百度地圖關於江陰大橋段的顏色從此由紅變綠。
圖13 江陰大橋借用應急車道場景
以控疏堵
一是控入口。針對重大節假日大流量期間,樞紐與互通累次合流形成道路通行易堵點,通過臨近收費站入口管控,減少超飽和路段交織匯流點,降低主線多次合流對大橋車輛通行影響。
圖14 重大節假日收費站入口管控後大橋通行狀態
二是控樞紐。針對假日大流量期間樞紐處由於多股車道匯流形成的易堵點,依據「N-1」思路,臨時性在樞紐內利用標誌桶將兩股車道隔離減少一股車道,變「多點無序交織」為「單點有序通行」,配合實施區域應急車道借用保障主幹道暢通。
三是控匝道。針對江陰大橋節後返程集中特點,靖江南入口流量大、來勢猛、時間長,採取入口直接物理渠化輸送至北引橋應急車道通行,解決了入口合流對主線通行的影響。
開展研究 形成體系
在上述措施實施後,江陰大橋已經退出了全國十大堵點的行列。為了進一步提高江陰大橋的通行能力,2016年起,在盤點總結江陰大橋保暢保通諸多成熟做法的基礎上,開展了「通暢度管理體系」的研究。經過近兩年的不斷探索與實踐,提出了高速公路通暢度界定標準、預警機制,實現了保暢通多方聯動、無縫銜接、密切配合的工作機制,形成了通暢度管理體系。江陰大橋的通行能力得到了很大的改善。
推導關係模型,劃定3檔7級通暢度
根據課題組研究討論,需要清晰界定通暢度等級,為後續通暢度管理提供決策依據。據此,首先,確定了分級界定的兩個主要因素。
一是小時通行量。小時通行量直接反映大橋通行能力,是通暢度界定的關鍵因素;
二是車輛通過時間。檢驗江陰大橋通暢與否,最終檢驗指標是車輛的通過時間,也是駕乘人員最直接的感受,通暢度管理的目標就是壓縮車輛過橋時間。
其次,推導通暢度關係模型。
第三,劃定3檔7級通暢度。通暢程度採用客觀數據來反映,根據實際情況設定了必要參數,得出了江陰大橋不同方向、不同級別對應的通行時間。
確立目標定位,構建「維護+幹預」管理體系
瞄準上級「國際視野、國內一流」的戰略定位,提升江陰大橋交通安全保暢水平,推動相關做法在高速公路通暢管理上的標準化建設。實現這一總體定位的具體目標有兩項:
一是冰雪天氣情況下不封道。
二是確保江陰大橋持久、高效暢通。
針對影響通暢的主要因素,公司採用「維護」+「幹預」兩類手段保證大橋的通暢。「維護」是基礎和前提,「幹預」是「通暢度」管理體系的主體內容。
維護——通過持續、重複進行的常規性工作,對通暢所需的基礎條件進行維護和保護。
幹預——影響通暢的異常情況出現時,採取針對性行動,以消除異常狀況或降低其對通暢的不利影響。
通暢度級別採用相應的保暢手段,通暢度級別較高且車流量較小的時候重在維護,但是在通暢度級別較低或車流量較大的時候進行幹預。
加強信息化建設,提升通暢度管理科技水平
一是開發通暢度管理系統。開發了基於視頻車牌檢測分析的通暢度管理系統,對車輛通過時間和速度實時監測,實現道路通暢度實時分析、預警,為主動幹預贏得時間。
圖15 基於視頻車牌監測分析的通暢度管理系統
二是研發營運數據分析平臺。實現數據中心與調度、收費等管理系統的直接對接,建立營運大資料庫,實現了數據關聯分析,為決策提供依據。
實施成效情況
道路通行環境更優
一是採取優化樞紐、互通分合流處交通組織,實現從「無序變到有序變」;通過樞紐合流減道,匝道渠化隔離,節假日入口管控等措施,最大程度地降低了合流對主線車輛通行影響,確保合流平滑過渡,實現了從「突然變到自然變」;通過對互通、樞紐標誌標牌的科學調整和清理,減少了標誌標牌不合理、不清晰、信息過載、視認困難給車輛駕駛帶來的幹擾。一系列措施提升了道路通行秩序,營造了更加安全、舒適、和諧的通行環境。
道路交通事故更少
實踐證明,道路通暢度跟事故發生數量成明顯正比關係,通暢度越高事故量越小;反之,通暢度越低事故越多。從收費站實施入口管控看,大橋段北京方向事故數量同比下降66%;江陰大橋段北京方向事故數量同比下降83%。從峭岐樞紐段和江陰大橋北引橋段應急車道借用後,借道方向交通事故數量分別下降78%、75%;從原大橋主線收費站區標誌標線調整和道路改造後情況看,原主線收費站北接線事故數量下降81%。峭岐、無錫樞紐處進行分合流渠化和標誌標牌更新後,事故數量也呈下降趨勢。
道路擁堵時長更短
實施收費站入口管控和應急車道借用,減少了多點合流,加快了放行速度。以2018年10月1日和2019年5月1日為例,當日北京方向流量同是9萬輛左右,其中2018年國慶道路緩行從K1060至K1087共28公裡,而2019年五一最長緩行從K1068-K1079共12公裡,同比縮短了16公裡。
道路通行能力更大
一是提速。實施入口管控以來,江陰大橋段道路通行速度由35公裡/小時提升到60公裡/小時,速度提升了71%。江陰大橋北引橋應急車道借用段,車輛通行速度由29公裡/小時提升到44公裡/小時,提升了52%。
二是增量。實施應急車道借用,2019年,單日過橋流量歷史性達到16.1萬輛,大橋單日單邊流量由歷史最高8.6萬,首次衝破10萬輛,單日過橋流量和單邊過橋流量兩項數據指標,突破大橋開通20年以來歷史紀錄。借用側單邊小時流量最高達到5302輛,比歷史最高增加420輛;道路飽和時段平均小時流量達到4776輛,同比增加244輛,提升6%,大橋通行能力明顯提升。
應急救援效率更高
從今年上半年差異化清障實施效果看,單起清障作業能夠縮短5分鐘,效率提升31%,30分鐘通車率>98%,清障對交通通行的負面影響明顯降低。
從救援驛站建設和開闢專用應急救援通道成效看,實施常態化駐點後,20分鐘到達率由原先的80%提升到100%,10分鐘到達率由68%提升到90%,排障處置交通事故和清排障作業平均到達時間由12分鐘縮短至5分鐘,轄區交通事故平均處置時間8分鐘。
經過上述的不懈努力,從2016年起,江陰大橋退出了全國十大堵點的行列。隨著過橋流量的不斷增長,擁堵現象一時還無法徹底根除,但只要持之以恆地不斷努力,一定會給出行者創造更好的出行環境。
本文刊載 / 《大橋養護與運營》雜誌 2020年 第1期 總第9期
作者 / 饒建輝 陰衛星
作者單位 / 江蘇揚子大橋股份有限公司