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    公路口岸查验通道的交通特性及其计算

    2012-08-29 15:46:26 来源:www.its114.com 作者:邓军 王代明 评论:
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    摘要:公路口岸通道是过境车辆、旅客必须进行查验、核验、监控作业的内部设施。通道数量是口岸规模的基础指标,其计算和布置是口岸设计的重要内容。由于查验、监控等作业的需要,查验通道处的交通特性不同于公路等收费通道。基于口岸查验通道的发展趋势,考虑驾驶员特性、车辆种类特征和行驶特征,提出口岸查验通道的适用模型和系统的计算公式,以指导国家重点工程深港西部通道口岸的实施。

    关键词:口岸查验通道;交通特性;计算

      1口岸查验通道的功能

    公路口岸查验通道是车辆、旅客必须进行查验、核验、监控等清关作业的口岸内部设施。按使用者属性,可分为车辆查验通道和旅客查验通道;按管理单位,可分为海关通道、边检(国外多称入境处)通道。通常,口岸另一联检单位检验检疫局不设专用通道。在车辆通道中,按管理单位分类的海关通道或边检(入境处)通道可合并设置或分开设置;在旅客通道中,通常只设置边检(入境处)通道。

    查验通道是对口岸交通流影响最大的交通设施之一。通道数量是口岸规模的重要指标,是口岸用地的主要控制因素,也是口岸用户单位人员编制配备的依据之一。通道处的车辆、旅客查验时间表征了口岸通关服务水平,是口岸通行能力的具体体现。总体上讲,通道数计算及其布置是口岸总体设计的核心内容之一。

    2口岸查验通道的发展趋势

    2.1口岸科技化应用加大

    口岸查验通道不同于公路收费通道。公路收费通道仅是在通道处完成收费作业,有人工收费和自动收费两种模式。口岸查验通道处需完成的作业复杂,对于边检(入境处)通道而言,要在通道处完成出入境人员、证件的检查,以及出入境车辆的检查、监护和管理;对于海关通道而言,要在通道处完成出入境的货物、物品的监管、征收关税、贸易统计等海关业务。此外,通道处也是海关、边检(入境处)查缉走私、打击偷引渡的重要场所。

    较早前,国内口岸查验通道基本采用人工接单,查验时间长且工作工作环境差,查验通道是口岸通行能力的瓶颈,是最易发生拥堵的"蜂腰"。近年来,随着国内口岸科技化力度加强,查验通道实现了一系列革命性监管创新。其中最为主要的是边检通道的"出入境车辆自动检查系统"(即"快捷通"),以及海关通道的"车辆自动核放系统",是公路通关监管的革命性创新,实现了企业提前报检报关、口岸自动核放的新通关模式,是"电子口岸"的重要内容。旅客通道的自动验放系统也在抓紧实施。

    2.2功能整合性趋势加强

    由于通关政策等原因,内地口岸的边检、海关通道分开设置,边检、海关、检验检疫局的资源信息还没有完全共享,口岸内各查验部门的合作仍有待加强。

    香港口岸的入境处、海关通道原为分开设置,如香港落马州口岸等,但在深港西部通道口岸港方管区中,入境处、海关的查验通道合并设置,集约利用了土地,减少了查验时间,提高了通关能力。未来,查验通道的功能有可能进一步整合,通关便利化将进一步增强。

    3口岸查验通道的交通特性

    3.1口岸驾驶员特性分析

    过境车辆的行驶是由驾驶员操作车辆来实现的。驾驶员行为的基本特性是判断车辆运行中是否采取跟车、何时跟车、何时变换车道,以及决定加速或减速行为的重要影响因素,不同驾驶行为特征的人在同样情况下有不同的动作。

    由于口岸特殊的通关政策要求以及特殊的封闭环境,使得过境车辆的驾驶员特性有别于行驶城市道路等公共交通设施的驾驶员特性。主要体现在:

    (1)驾驶员性别以男性为主

    根据深圳皇岗等口岸的统计资料,在过境车辆驾驶员中,以男性驾驶员占绝对主体,这与过境车辆驾驶的距离远、强度大、时间长等因素相关,男性驾驶员身体条件较好,而女性驾驶员难以胜任。小客车也以男性驾驶员为主,但女性驾驶员的数量增长明显。

    (2)职业驾驶员数量庞大

    与其它道路交通设施的驾驶员的职业广泛相比,过境车辆的驾驶员职业化明显,尤其是过境货车和大客车,基本均为职业驾驶员;但小客车驾驶员的非职业化较大,且所占比例有增长趋势。

    (3)驾驶员信息事先录入

    因口岸通关政策要求,过境车辆与驾驶员的信息需事先录入口岸联检单位的管理系统,如司机的身份信息、指纹信息,以及车辆的信息等,以方便在查验通道处的自动识别、核放。

    (4)环境特定,认知性强

    口岸是一个特定环境,口岸区内实行特别管制,虽然内部布置有各种场地和道路,但仅限于特定作业的车辆通行。驾驶员在特定的口岸环境中,对自己和车辆所需要的作业流程、车辆行驶路线较为熟悉,认识性较强。

    可以看出,驾驶员在特定口岸环境中,具有性别以男性为主、职业化程度高、驾驶特定的过境车辆、通过较熟悉的口岸交通系统等特性,加上行车速度限制等因素,在口岸特定的环境中,交通事故较少,交通秩序较好。

    3.2车辆种类特征

    因查验、监管作业需要,大型公路口岸一般均按客、货分开布置,进入口岸内部的清关车辆也从空间上分开行驶,即客货分流,但由于口岸内部作业的复杂性,客、货车将进一步根据监管作业需求划分为不同的清关类型车辆。

    在国内首个大型跨界工程深港西部通道口岸中,清关车辆按车型分,口岸车种有四种,即货柜车、普通货车、大客车和小客车。从北行方向来看,自换道立交处,客车进入客车连接道至旅检区,大客车进入大客车专用检查亭、小客车进入小客车专用检查亭。货车进入货检区后作业较为复杂。

    对于香港入境事务处/海关而言,货车并不区分车种,即理论上货车驾驶者可以自由选择各检查亭,均能完成相应的查验工作。

    对于深方入境的三家查验单位,按作业时序的先后顺序依次为检验检疫局、边检、海关。三家查验单位对货车的要求各有不同。检验检疫局要对需检验检疫车辆进行卫生检疫、动植物检疫和进出口商品检验,对无需检验检疫车辆并不查验。边检对货车驾驶者及其证件进行检查,理论上不分空车、载货车通道,但为配合海关的查验作业,将会在其检查亭上方标识不同的海关作业场地、通道,以便提前进行交通组织分流。海关对货车划分较为复杂,总的来说分空车、载货车两种,其中载货车又分为报关车、待处理车、转关车、报检车。海关的各车种比例、作业工序、作业时序均不相同。同时,在监管方面,三家查验单位均有不同的监管途径和措施。货车出境情况类似。

    3.3车辆行驶特征

    因清关车辆通过查验通道时需要一定的查验时间,故通道数量远多于基本路段的车道数量,通道处的场地形状如同两个"漏斗"上下叠合。根据清关车辆不同的行驶特征,查验通道前后区域可分为三类。

    一是候车区前的分流区。查验通道前的排队候车区不准变更车道,在此之前的区域就是进入通道候车区的分流区,清关车辆在此处要根据自身情况判定进入特定的查验通道。分流处由于标志的辨认、心理上的准备、车道间的平移、反应时间等关系,清关车辆在分流区将进行车道重分布。对于通道连接道路的基本路段而言,车辆在其行车道和超车道上的分布是均衡、稳定的。当驾驶员到达分流区时,部分行车道上的车辆就开始选择其特定查验通道的行车道,并向该行车道上转移,这种情况在交通量较大的情况下表现得更加明显。由于车辆的汇入,车速明显降低,局部出现紊流现象。

    二是通道范围的跟驰区。在查验通道前的排队候车区、查验通道内不准变更车道,清关车辆在这些区域处于特定的跟驰状态。

    三是通道后的合流区。清关车辆离开查验通道后必须在一定长度范围内完成合流。由于交通流汇合影响、进行车辆换道,在合流区形成交通的重分布,往往形成合流区交通紊乱和冲突。

    为此,受口岸特定管制环境的影响,口岸内部交通流是一种强制流。尽管应用了高技术的"海关通道自动核放系统"和"边检通道自动检查系统",过境车辆形成的交通流没有诸如交通信号那样引起交通流中断的固定因素的影响,但由于查验、监控作业的需要,车辆过通道时速度显著降低,约20~30公里/小时,且在通道处查验不合格的车辆由工作人员现场处理,从而引起交通流暂时中断。因此,通道前的交通流仍非连续流,而是非连续的强制流。

    4口岸查验通道适用的交通模型

    4.1通道前交通流的统计分布

    通道前的交通体(过境车辆、旅客)的到达具有随意性。在交通量较小时,根据深圳皇岗、沙头角、文锦渡口岸的运作经验,通道并非全部开通,过境车辆为争取尽早进入开通的通道,仍无法自由行驶;在交通高峰时段,通道全部开通,车辆仍比较拥挤。相对每个通道来说,其顾客(车辆、旅客)单个到来,相互独立,没有关联,是随机的,适用泊松(Poisson)分布公式,即

     

    4.2通道前交通流的适用模型

    交通体(过境车辆、旅客)在通道处因需求拥挤而产生等待行驶(即排队)的现象,适用排队论。在这种排队系统中,为多路排队多通道服务系统(M/M/N),满足以下条件:

    (1)输入过程顾客源是无限的,顾客之间相互独立,时间的到达数符合泊松分布,其平均到达率为λ。

    (2)排队规则多路排队,先到先服务

    (3)服务机构N个服务台,各服务台工作相互独立。各顾客的服务时间也相互独立,且服务相同的负指数分布,即各服务台平均服务率相同,有μ1=μ2=…=μN=μ。

    (4)到达间隔时间与服务时间相互独立

    即服务通道有N条,每个通道各排一个队,每个通道只为其相应的一队顾客(过境车辆、旅客)服务,顾客不能随意换队。

    5口岸查验通道的计算

    通道数量依据口岸高峰小时设计交通量及设计参数确定,其数量大小及与场地的空间安排是口岸实际通行能力的关键。

    在通道数计算上,检算初算的通道数N0。当交通强度(利用系数)>0.8时,平均排队长度快速增加,而系统状态的变动范围和频度增长更快,即不稳定因素迅速增长,服务水平迅速下降;当交通强度>0.9时,排队长度增长更快,系统更加不稳定。计算时将交通强度值一般控制在0.9左右,并计算出实际所需的通道数(确定通道数),再加紧急通道和备用通道,得出设计通道数。

    5.1通道数及停车位的计算公式

    根据预测交通量及确定的口岸设计参数计算通道数,见公式1、公式2。

    ①设计单向高峰小时交通量:Vk=Vd×K×D(公式1)

    式中Vk-设计单向高峰小时交通量;

    Vd-年均日交通量;

    K-高峰小时交通量与年平均日交通量的比例(设计高峰小时交

    通量系数)。

    D--主要方向交通量与断面交通量的比值(双向不均匀系数)

    ②设计单向通道数:N0=Vk/n(公式2)

    式中:Vk-单向高峰小时交通量;

    n-每个通道每小时可检查的车辆(人)数;

    n=3600(秒)/t(秒),t为每辆车(人)的通道检查时间。

    应用公式1、公式2及下述公式计算西部通道口岸的通道数、交通强度(N)、排队系统中车辆平均数(M)、系统平均到车率(P)、平均排队长度(辆)(M0)、系统中平均消耗时间(分)(T0)、系统中平均等待时间(分)(T1)以及各作业车场需要的停车位(P0)。

    ③交通强度(N)


     

     5.2通道数算例

    详见表1西部通道口岸货车通道数计算--深方海关出境。

    表1西部通道口岸货车通道数计算--深方海关出境

    主要参考文献

    [1]徐吉谦等.大中城市出入口干道交通特性的探险讨[J].南京工学院学报.1988(1),50~57.

    [2]何小洲,过秀成等.高速公路施工区交通特性分析[J].公路.2005(12),111~115.

    [3]李秀文,任福田等.快速路路段交通特性研究[J].道路交通与安全.39~43

    [4]王殿海.交通流理论[M].人民交通出版社.2002.

    [5]冯蔚东等.交通流理论评述[J].系统工程.1998(3),71~81.

    [6]AmericanTransportationResearchBoard(TRB)Committee.HighwayCapacityManual2000[S].2000.

      

    邓军1,王代明2

    (1.同济大学交通运输学院,上海200092)(2.深圳市城市规划设计研究院,深圳518028)

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