面向高速公路收费站的拒超改造计算判定与治理方法与流程

本发明涉及一种面向高速公路收费站的拒超改造计算判定与治理方法。

背景技术：

1、近年来，我国道路运输车辆超限超载现象极为普遍，超限超载车辆已经成为损坏公路、引发交通事故的头号杀手。同时，超限超载车辆导致了公路运输市场的恶性竞争，严重损害了统一开放、竞争有序的市场秩序。为了从源头上治理超限超载，我国相继颁布了多项政策并提出相应的管理措施，强调贯彻落实关于治理超限超载车辆的工作部署，推进高速公路收费站入口掉头车道建设(改造)工程。

2、目前，超限超载治理面临的主要问题是：超限超载车辆集团化、本地化突出，治理难度大；源头治理不到位，治超成果难以固化；固定治超监测站点少且布局不合理，路面治超规范执法难度大；各地开展联合治超工作力度不均衡，部分地方政府及部门不重视治超工作，开展联合执法流于形式。

3、当下国内治理超限运输的现状是各地治理标准、办法不统一。目前贵州、四川、内蒙等省区入口拒超主要采用“劝返检测设备安装于收费广场”模式，适用于收费站收费广场占地面积较大的情况；陕西的入口拒超主要采用“劝返检测设备安装于入口车道”的模式，适用于收费站收费广场面积较小的情况，劝返途径又可细分为内广场掉头、直接倒出入口两种。广东的入口拒超系统有两种模式，一种方案是与入口最外侧mtc车道合建，一种是在入口最外侧mtc车道前不小于20m位置设置拒超车道。后者可保证货车在收费广场掉头驶出，前者只能让货车进入内广场后再掉头，引导车辆驶出本高速。

4、纵观目前的超限超载治理实践，由于不同的收费站在场地面积、超载次数、交通安全、通行效率方面存在很大差异，单一的收费广场检测劝返和入口车道检测劝返的应用模式不能很好的适应所有的收费站拒超需要，再加上收费站在拒超改造这一项上的经济投入是有限的，需要按照系统最优的原则进行有先后的，分轻重缓急的改造，因此需要一套科学的方法来甄别超载超限影响严重的、迫切需要进行拒超改造的收费站，并且需要一套科学的指南来对改造级收费站进行有面向性的、有层次的、因地制宜的改造治理。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种可有效治理收费站货车超载现象的面向高速公路收费站的拒超改造计算判定与治理方法。

2、本发明的上述目的通过如下的技术方案来实现：一种面向高速公路收费站的拒超改造计算判定与治理方法，其特征在于包括以下步骤：

3、s1、基于层次分析法构建收费站超载影响评价指标体系，该体系划分为目标层、准则层、指标层和方案层，其中，目标层包含超载影响指数，准则层包含建成环境指标和交通状态指标，指标层包含建成环境维度下的入口车道数、交通状态维度下的高峰小时收费站饱和度、入口超载数和入口货车交通量四个指标，方案层包含无需改造和需要改造；

4、s2、采集收费站交通数据，根据收费站交通数据计算交通状态维度下的高峰小时收费站饱和度；

5、s3、邀请专家填写调查问卷，即按照相对重要性原则对四个指标做两两比较进行判断矩阵标度；建立判断矩阵，然后对判断矩阵进行一致性检验，再通过方根法求解各指标的权重向量，建立层次分析模型；

6、s4、将收费站交通数据进行归一化处理，代入层次分析模型并按照加权法计算收费站超载影响评分，评分越高，收费站在处理超载车辆时交通越拥堵，则该收费站的改造需求越大，根据评分将各收费站划分为改造级收费站和非改造级收费站；

7、s5、按照总车道数、衔接道路宽度和是否具备征地条件对判定为改造级收费站的收费站进行治理。

8、本发明面向现有治超模式既不能提出一套对收费站拒超的科学分级方法，也不能形成一套对改造级收费站的科学改造指南的现状，用于对超载治理大环境下的高速公路收费站进行风险识别、等级划分和改造决策，建立了一套全面完善的收费站受超载货车的影响程度评价指标体系和治超流程，可以为收费站拒超提供理论依据和方法指南，有效提升收费站拒超的精准性和规范性，解决了现有收费站拒超模式单一化、僵硬化问题，增强了收费站拒超的科学性、整体性、系统性。

9、本发明所述收费站交通数据包括入口车道数、入口超载数、入口货车交通量、出入口etc车道数、出入口mtc车道数和出入口高峰小时总交通量。

10、作为本发明的一种优选实施方式，在所述步骤s4中，改造级收费站和非改造级收费站的划分是按照各收费站的模型得分根据改造级收费站：非改造级收费站＝2:8划分改造级收费站和非改造级收费站。

11、作为本发明的另一种优选实施方式，在所述步骤s4中，改造级收费站和非改造级收费站的划分是结合各路段收费站长主观自评的改造需求比例和改造经济成本限制的实际批次改造能力确定改造级收费站数量，并按照模型得分情况从高到低遴选出改造级收费站，剩余收费站即为非改造级收费站。

12、本发明所述步骤s5的治理措施是：

13、1、对于满足“总车道数≥6”的收费站，采取外广场治超模式；

14、外广场治超模式：即在收费站外广场设置检测车道称重劝返，同时宜在入口收费广场渐变段起点处设置红绿灯控制，确保超限车安全驶离。

15、2、对于“总车道数≤6”但满足“衔接道路宽度≥15米”的收费站，采取衔接道路治超模式；

16、衔接道路治超模式：对于外广场宽度不足，但进入匝道前的地方道路即衔接道路较宽的收费站，可以在衔接道路旁设置计重设施，避免超载车进入收费广场，达到提前检测劝返的目的，减小收费广场的治超压力和交通拥堵。

17、3、对于“总车道数≤6”且“衔接道路宽度≤15米”，且满足“有征地条件”的收费站，采取征地治超模式；

18、征地治超模式：当由于收费站原有土建规模限制不具备外广场掉头条件，而外广场周围用地允许，应增设超限车专用劝返车道，以达到超限车劝返掉头目的。当外广州周围用地一定程度受限时，为减少新增征地即投资，可将称重检测通道设置在入口内侧车道。

19、4、对于“总车道数≤6”且“衔接道路宽度≤15米”，且“无征地条件”的收费站，采取联合治超模式。

20、联合治超模式：对于收费广场车辆转弯半径不足、衔接道路宽度不足、右侧掉头车道建设实施难度较大的收费站，应规范、熟悉并严格执行治超工作流程，提高超限车辆处理效率，实现与地方部门的数据共享、联合执法，最大程度降低因处理超限车辆而引发的拥堵影响。

21、本发明在所述步骤s3中，对判断矩阵进行一致性检验具体包括：

22、(1)计算判断矩阵的最大特征值λmax；

23、⑵根据以下公式计算一致性指标ci：

24、

25、其中，n为指标层指标个数；

26、⑶根据以下公式计算随机一致性比率cr：

27、

28、其中，ri为随机一致性指标查询值；

29、本发明在所述步骤s3中，通过方根法求解各指标的权重向量w具体包括：

30、(1)计算判断矩阵每行元素乘积的n次方根，计算公式如下：

31、

32、其中，i为行数，j为列数；

33、⑵对权重向量w作归一化处理，计算公式如下：

34、

35、⑶w＝(w1，w2，w3，…，wn)t，即为归一化处理后的各指标的权重向量。

36、与现有技术相比，本发明具有如下显著的效果：

37、(1)本发明考虑到了不同收费站在场地面积、超载次数、交通安全、通行效率上的差异，建立了一套面向高速公路收费站超载治理的多指标耦合的综合性评价方法，为辨别一批收费站中受超载影响最严重、改造需求最急切的站点提供了科学的计算模型和方法。

38、⑵本发明提供了收费站的有层次、规范化、因地制宜的治超方案，按照成本最小、成效最快、系统最优原则，从总车道数、衔接道路宽度、征地条件三个判断条件出发，将治超对策分为四种模式，形成了清晰易懂的治超流程。

39、⑶本发明在本技术人所参与的广东省高速公路收费站入口拒超掉头车道建设(改造)工程中获得了实际应用和验证，按照本方法所建立层次分析模型甄别的改造级收费站点和收费站长自评的高风险站点匹配率达到80％。本方法具有良好的示范性和推广性，本例建立的指标权重既可以供全国的收费站拒超改造直接应用，也可以在此基础上请当地专家进行重新标度以建立更精细化和本地化的模型。