CN113128834B - 一种国省干线重载交通数据判定及分级系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种国省干线重载交通判定及分级标准系统，包括：数据采集模块，采集路段交通数据；交通量数据车型等效转换模块；轴载谱计算模块，得到初始年设计车道日平均当量轴次和设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数；典型货车甄别判定模块，根据最重轴轮胎接地压强及轴组组成进行判定；典型货车日交通量统计模块，依据判定的典型货车类型进行统计；重载交通判定及等级划分模块。本系统通过分析典型货车年平均日交通量指标与设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量指标相关关系的基础上，对重载交通进行了等级划分，形成国省干线重载交通分布图，运营管理单位针对不同重载交通等级路段，提供相应运营养护对策。

Description

一种国省干线重载交通数据判定及分级系统
技术领域
本发明属于交通数据处理技术领域，特别涉及一种国省干线重载交通数据判定及分级系统。
背景技术
重载交通等级划分一方面有利于养护资源的合理配置，另一方面是确定路面结构方案及维修处治方案的基础。该判定及分级标准及其实施系统，对实现国省干线建养项目降本增效，形成可复制、可推广的重载交通应对措施非常必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种国省干线重载交通判定及分级标准系统，实现现有国省干道智能分级，便于进行针对性运营养护的目的。
技术方案如下：
一种国省干线重载交通判定及分级标准系统，包括：
数据采集模块，采集路段交通数据；
交通量数据车型等效转换模块；
轴载谱计算模块，得到初始年设计车道日平均当量轴次和设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数；
典型货车甄别判定模块，根据最重轴轮胎接地压强及轴组组成进行判定；
典型货车日交通量统计模块，依据判定的典型货车类型进行统计；
重载交通判定及等级划分模块。
进一步的，数据采集模块的采集路段交通数据包括：交通量及增长率、轴重、最重轴轮胎接地压强。
进一步的，交通量采集到连续一个月的数据，轴重采集到连续7天及以上的数据。
进一步的，以接地压强大于1.0MPa或总轴数大于5轴的货车作为判定典型货车的标准，并据此进行典型货车甄别判定。
进一步的，重载交通判定及等级划分模块依据初始年设计车道日平均当量轴次、设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数、典型货车日交通量进行重载交通判定及分级。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明提供的一种国省干线重载交通数据判定及分级系统进行详细描述。以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围。
本发明提供一种国省干线重载交通判定及分级标准系统，包括：
数据采集模块，采集路段的交通数据，包括交通量及增长率、轴重、最重轴轮胎接地压强。交通量必需采集到连续一个月以上的数据（可调取该路段固定观测点的交通量数据），轴重及最重轴轮胎接地压强必需收集到连续7天及以上的数据（可调取该路段超限检测站数据，一般最重轴轮胎接地压强需实测）。
交通量数据车型等效转换模块按照表1进行车型转换。
表1 新、旧规范车型转换表
轴载谱计算模块按照《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2017）进行轴载谱计算，得到初始年设计车道日平均当量轴次N1以及设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数Ne。统计并分析收集到的交通量数据，获得车辆类型组成及轴组组成数据，计算交通增长率、方向系数、车道系数、车辆类型分布系数、各类车辆当量设计轴载换算系数以及不同轴型的轴载谱，进而得到初始年设计车道日平均当量轴次N1以及设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数Ne。
典型货车甄别判定模块，根据最重轴轮胎接地压强及轴组组成进行典型货车甄别判定。分析收集到的最重轴轮胎接地压强及轴组组成数据，接地压强大于1.0MPa或总轴数大于5轴的货车为典型货车。
典型货车日交通量统计模块，进行典型货车日交通量T1统计。
重载交通判定及等级划分模块依据N1、Ne、典型货车日交通量T1进行重载交通判定及分级。
对于拟新建国省干线公路的重载交通等级判定，需在调查收集拟建道路周边交通量数据的基础上得到，采用Ne与T1双指标判定；对于正在运营的国省干线公路重载交通等级判定，调研或收集到的交通量数据均为实时发生情况，采用N1与T1双指标判定。划分标准详见表2。
表2 重载交通等级划分标准
实例一：国道G307线寿阳段重载等级判定。
国道G307线寿阳段起点位于寿阳县高家坡村东，接国道307旧路里程K475+500处，终点位于寿阳县龙门河村东，接国道307旧路里程K492+030处，道路全长19.356公里。全线采用双车道二级公路技术标准建设，设计行车速度60km/h，路基宽度为12米，设计荷载等级采用公路—Ⅰ级。
1. 交通数据调查
①交通量
本路段交通量数据调查主要采用调取固定观测点观测数据为主，收集了芹泉、白家庄观测站2013年~2017年的观测数据进行分析，详细交通量汇总见表3-4。
表3 芹泉观测站2013~2017年汽车交通量统计汇总表 单位（辆/日）
表4 白家庄观测站2013~2017年汽车交通量统计汇总表 单位（辆/日）
②轴组组成、轴重与最重轴轮胎接地压强
国道G307线寿阳县城过境段沿线共设置两个超限检测站，分别为寿阳东超限检测站和寿阳西超限检测站。由于寿阳西超限检测站位于G307和S216孟榆线交汇处，且距离寿阳县城较近，受交通分流和空载车辆增多影响，其检测数据无法代表整个G307平均水平，因此，本路段车辆类型组成、轴组组成和轴重数据调取寿阳东超限检测站历史检测数据，调取参数主要为车辆类型、轴数、车总重和对应各轴重量，调取时间范围为至少连续7个工作日，并对最重轴进行轮胎接地压强检测。
表5 G307轴数、轴重调查数据
表6 寿阳东超限检测站典型货车调查表
2. 车辆类型换算
分析收集到的交通量数据，G307过境货车主要为7类9种车型，依据表7进行车辆类型转换，并对采集到的交通量数据数理统计后，得到本路段转化后的车型占转换前车型比例，详见表7。
表7 车辆类型转换
3. 计算轴载谱
根据从固定观测点及寿阳东超限检测站调取的数据进行统计分析，并计算轴载谱。
①交通量增长率γ、设计使用年限t
根据历史3年的交通量观测数据，计算其年平均增长率γ为1.0%。本路段公路等级为二级，因此，道路设计使用年限t取值为12年。
②方向系数DDF、车道系数LDF
本路段方向系数和车道系数根据人工观测统计数据计算得到，方向系数DDF取值为0.6，车道系数LDF取值为0.75。
③各类车辆类型分布系数VCDF m 计算
根据调取的超限检测站检测数据，对各类车型占总车数的百分比进行计算，得到各类车辆相应的分布系数VCDF m ，计算结果详见表8。
表8 车辆类型分布系数表
④2轴6轮及以上车辆的双向年平均日交通量AADTT
对各交通量观测站3年交通量数据进行换算，得到2轴6轮及以上各类车辆的双向年平均日交通量AADTT，计算结果汇总见表9表10。
表9 芹泉观测站2015~2017年AADTT换算表 单位（辆/日）
表10 白家庄观测站2015~2017年AADTT换算表 单位（辆/日）
⑤轴载谱计算
根据收集到的不同类型车辆以及轴组组成数据，划分不同类型车量总数，并按照各类型车辆单轴单胎、单轴双胎、双联轴和三联轴形式分别统计各种轴型数量，计算得到各类车辆不同轴型的平均轴数NAPT mi。分别对每类车辆单轴单胎、单轴双胎、双联轴和三联轴分别间隔2.5kN、4.5kN、9.0kN和13.5kN划分轴重区间，并统计各级轴重区间各类轴型的数量。分别统计各类车辆不同轴型在不同轴重区间所占的百分比（ALDF mij ）并根据划分的轴载谱区间，计算各类车辆不同轴型在各级轴重区间的当量设计轴载换算系数（EALF mij ）
由计算得到的各类车型NAPT mi 、ALDF mij 和EALF mij 值，分别见表11、表12，进而计算各类车辆当量设计轴载换算系数EALF m ，见表13。其中γ、DDF、LDF、VCDF m 、AADTT、NAPT mi 、ALDF mij 和EALF mij 、EALF m 均为《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2017）中专有术语，计算过程全部按照该规范指定方法计算。
表11 各类车辆不同轴型平均轴数（NAPT mi ）
表12 货车轴重区间划分及各类轴型数量统计表
表13 各类车辆当量设计轴载换算系数EALFm统计表
⑥当量设计轴载累计作用次数计算
根据前述各个参数计算结果，分别计算初始年设计车道日平均当量轴次N 1 和设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数N e ，计算公式参照式（1）~（2），计算结果见表14。
表14 轴载累计作用次数计算结果汇总
4. 典型货车判定及统计
依据收集到的表5、表6数据，统计接地压强大于1.0MPa或轴数大于5轴以上的车辆，确定典型货车类型及日交通量。
寿阳东超限检测站收集到的大于1.0MPa的车辆类型为157、1127、115三种车型，且该两种车型轴总数为6轴（5轴以上），因此确定该路段的典型货车为115、157及1127三种，统计得到的三种典型货车的日交通量。
5. 典型货车日交通量统计
G307典型货车年平均日交通量分别以芹泉、白家庄观测站收集到的数据进行统计，2017年典型货车年平均日交通量见表15。
表15 G307典型货车日交通量
6. 判定路段重载情况及重载等级
①依据重载交通划分标准，若拟在G307附近修建一条新的等级公路，则应依据Ne及T1进行判定。
G307的Ne 为30´106，19´106≤Ne﹤50´106且2500≤T1﹤6000，因此拟新建等级公路为重载二级公路。
②依据重载交通划分标准，G307寿阳段为运营普通国省干线，N1大于6500辆，且2500≤T1﹤6000，因此该路段为重载交通二级。
本发明依据山西普通国省干线交通特点，结合现行《公路沥青路面设计规范》，在对比分析单轴大于13T货车交通比例、轮胎接地压强、典型货车年平均日交通量、统计年份日交通平均当量轴次指标的基础上，甄选出以典型货车年平均日交通量作为重载交通判定指标，通过分析典型货车年平均日交通量指标与设计使用年限内设计车道累计大型客车和货车交通量指标相关关系的基础上，对重载交通进行了等级划分。并对山西省12000余公里的普通国省干线公路重载交通等级进行分类及等级划分，形成山西普通国省干线重载交通分布图，方便设计单位提出针对性的路面结构或维修处治设计方案，运营管理单位针对不同重载交通等级路段，提供相应运营养护对策。
上面结合实施例对本发明的实例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出的各种变化，也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种国省干线重载交通判定及分级标准系统，其特征在于，包括：
数据采集模块，采集路段交通数据；
交通量数据车型等效转换模块；
轴载谱计算模块，得到初始年设计车道日平均当量轴次和设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数；
典型货车甄别判定模块，根据最重轴轮胎接地压强及轴组组成进行判定；
典型货车日交通量统计模块，依据判定的典型货车类型进行统计；
重载交通判定及等级划分模块；
数据采集模块的采集路段交通数据包括：交通量及增长率、轴重、最重轴轮胎接地压强；
交通量采集到连续一个月的数据，轴重采集到连续7天及以上的数据；
以接地压强大于1.0MPa或总轴数大于5轴的货车作为判定典型货车的标准，并据此进行典型货车甄别判定；
重载交通判定及等级划分模块依据初始年设计车道日平均当量轴次、设计使用年限内设计车道上的当量设计轴载累计作用次数、典型货车日交通量进行重载交通判定及分级；
对拟建道路依据当量设计轴载累计作用次数及典型货车日交通量进行重载交通判定及分级；对运营道路依据初始年设计车道日平均当量轴次和典型货车日交通量进行重载交通判定及分级。
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