合理规划 以“智”管控——超多车道超宽断面高速公路“交通设计”创新实践

《交通强国建设纲要》提出科学顶层设计方案，为交通运输行业发展指明了方向。随着社会经济快速增长，部分先期建成路段设计标准较低、超大中修周期服役问题突出，已无法适应超大交通量需求，持续面临改建、扩建等升级改造问题。在建设用地供需矛盾日益突出的背景下，通过集约化利用高速公路交通走廊资源，实施立体或平面改扩建，可有效提升高速公路的服务水平和通行效率，以满足国家推动公路建设高质量发展的战略要求。

与新建工程相比，超多车道高速公路具有更复杂的通行环境，其通行能力与运营安全不仅受道路交织区冲突影响，更易受驾驶行为异质性和行车环境多变性的叠加作用，导致事故风险显著增加，安全管理面临严峻形势。现行交通行业技术标准和规范体系对超多车道高速公路的适用性不强、覆盖面不足，地方性技术标准或指导性意见尚存空白。随着人工智能与数字化技术的深度应用，亟需通过新技术融合创新，系统地提升路网韧性、通道承载能力和安全应急保障水平。

文章基于交通设计理念，针对广深高速公路在超宽断面、超多车道、超大交通量等特殊条件下的设计难题，通过精细化设计和管控手段，构建涵盖安全提升、效率优化和智慧管控的综合解决方案，为同类工程提供技术参考。

繁忙的广深高速

广深高速北起于广州市黄村（广氮）立交，南止于深圳市皇岗收费站，联接广州、东莞、深圳、香港，是国家高速公路网京港澳高速（G4）及沈海高速（G15）的重要组成部分，是国内交通最繁忙的高速公路之一。《粤港澳大湾区发展规划纲要》及《广东省推进粤港澳大湾区建设三年行动计划（2018～2020年）》均明确提出要推进京港澳高速公路（G4）和沈海高速（G15）等国家高速公路交通繁忙路段的扩容改造。2022年，广深高速改扩建项目被列入交通运输部第一批加快建设交通强国“十四五”重点项目。

该项目采用“两侧整体拼宽为主、局部分离扩建为辅”的方式进行扩建。扩建后选用设置左侧硬路肩、标线分隔（2+3）的整体式十车道断面形式，路基标准宽度52.5m，设计速度100km/h。项目穗莞段共设桥梁105座、互通立交16处、服务区两处，建设工期5年。

工程难点

广深高速改扩建项目主要包括下列难点：

公路交通兼城市交通功能并重，交通转换及冲突多

广深高速短途出行比例较大，出行距离小于20km的占比超过67%。鉴于穗莞深的开发强度较大，广深高速逐步成为公路交通功能复合城市交通功能的道路，承担短途汇集疏散能力，同时，它还兼顾长途快速通行功能。

沿线高度城市化，路域环境复杂多变，断面布设困难

广深高速位于城市群地带，沿线经济发达，地方水利、航道、道路、管网等密集交融，建设条件制约因素较多。与广深高速交叉的高速公路共计8条，铁路有6条，地铁19处，110kV以上高压铁塔191处，以及燃气、天然气、输油管道交叉59处，断面布设及选择困难。

互通立交密集，转向交通量饱和，交通组织难度大

广深高速沿线共设置互通立交31处,平均间距仅3.9km,其中小间距立交占比超过55%；转向交通量基本饱和,流出或汇入交通占总交通量20%～30%,加大了交通组织的难度。

车道数多，安全高效通行、应急救援管控要求高

超多车道超宽断面高速公路车辆行驶自由度大，采取合理的交通组织管控，可避免车辆频繁换道、减少交通冲突，保障总体通行效率及行驶安全。此外，作为横联跨江跨海通道群的路网主干，广深高速横向连接10条跨珠江通道，若交通运行不畅或发生重大交通事故，辐射范围广，舆情影响大，容易对沿线城市交通出行、经济造成影响。

交通设计创新实践

随着大数据、人工智能等新技术的快速发展，以及专业化、精细化、系统化等新理念的深度融合，实体工程建设需要全面践行“交通设计”的理念，着力提升设计方案的系统性、集约性、精细化水准，推动实现交通设计由被动向主动、由人为向智能、由单一向协同、由管控向服务的四个维度的转型升级。主要包括面向工程主体和面向运营管控的交通设计两部分。

面向工程主体的

交通设计

基于交通组织的城市群多车道整体式断面高速公路总体设计方法

合理的交通组织可有效提高运行速度及通行能力,并减少行程时间、交通事故及燃油消耗等指标。该项目前置化研究交通组织模式，根据公路功能、交通需求及交通组成，首先明确交通组织模式，分幅进行运行速度分析，确定设计速度、横断面等关键指标，最终形成多车道整体式断面高速公路的总体布设方案。

基于车道功能的十车道整体式断面高速公路交通组织模式

广深高速公路交通兼城市交通的复合高速通道、干线公路功能与集散公路功能并重，应采取合理的交通组织模式，平衡两种功能定位的交通需求。本项目根据车型不同、交通量分布均衡等原则划分车道功能，分配车道通行权，论证混行、长短混行、内外幅分隔（2+3）、内外幅分隔（3+2）4种交通组织模式在广深高速的适应性，采用仿真验证技术手段，从平均延误和行程时间两个维度，分析了不同交通组织模式的运行效果，如图1所示。从表1的结果可知，内外幅分隔（2+3）的交通组织模式总体平均延误低，行驶速度高。

图1 基于不同交通组织模式运行的仿真验证

基于分幅分行运行速度的设计方法

此项目提出了兼顾城市道路功能的超多车道整体式断面分幅分行运行速度的设计方法。结合高速公路的改扩建方式、功能定位、交通特性、几何指标等因素，分幅进行运行速度分析。主线平、纵、横设计按照内幅运行速度120km/h选取，互通出入口几何指标设计则按照外幅运行速度100km/h选取，运营期按照内、外幅运行速度进行限速管理。基于该方法，可在保障运营期实际运行效率的前提下，减少工程改造规模，提升通道资源利用率。

整体式十车道高速公路内外分幅管控分隔设置方法

针对横断面布设，项目立足于人因工程理论，采取驾驶模拟技术，就分隔带线宽、行驶场景等敏感因素的对比试验论证，提出整体式十车道高速公路内外分幅管控分隔设置方法。从表2的结果可知，采用50cm双线的分隔设施，车辆横向偏移、驾驶人心生理特性、驾驶主观感受等方面较优。

整体式十车道高速公路左侧硬路肩设置方法及适用性

图2为左侧硬路肩设置技术路线图。综合美国、加拿大、日本等典型工程案例分析和国内整体式十车道工程建设经验，基于高精度车道级轨迹数据和驾驶模拟实验，从效率、安全、驾驶负荷、保通、应急等角度对不同功能条件下左侧硬路肩的设置条件和参数要求进行论证，并最终确定广深高速3.0m左侧硬路肩的设置方法。至此，立足于内外幅分隔(2+3)交通组织模式，最终明确广深高速整体式断面形式及组成，合理规划车道分区功能和空间布设，最大化提升高速公路服务水平和安全管理，见表3。

图2 左侧硬路肩设置技术路线图

面向运营管控的

交通设计

结合广深高速交通组织模式，在优化标志标线基础规则的基础上，构建全息感知—协同管控—共享发布—闭环反馈的交通流主动管控系统，提升运营期通行效率、安全保障、管理能力和服务品质，相关技术路线图如图3所示。

图3 交通流主动管控系统技术路线图

整体式断面高速公路交通信息指引设计流程及原则

有别于常规交安设计，为具象化高速公路车道功能分区，项目根据微观OD、规划交通流向和交通量分析，初步划分交通组织单元，采用交通组织仿真验证最终形成交通信息指引设计方案，如图4所示。基于分幅分行交通组织模式的交通标志标线相关成果已纳入项目初步设计文件。

图4 雷视融合感知子系统的测试与设计

超宽断面超多车道高速公路交通流主动管控系统设计

鉴于广深超多车道超宽断面高速公路的交通疏导、识别预警和应急处置的要求高，需要贯彻主动交通流管控思路，重点考虑常态化交通运行保障和典型风险场景管控需求，构建支撑感知全面、管控科学、信息畅达的智能体系框架。

考虑广深高速交通量大、沿线标志标牌和声屏障遮挡密集等限制因素，项目基于感知子系统测试与精细化设计，于广深高速太平至五点梅互通间部署雷视融合感知设备测试点位，评估和验证实际工况下交通状态感知能力，进而实现典型场景交通状态全息感知。

针对广深高速左侧硬路肩重点监测需求，该项目在考虑常规雷达横向覆盖范围的基础上，充分比选分布式光纤、专用摄像机、感知预警一体化指标，提出适用于左侧硬路肩专项感知、低成本的线性场景全覆盖方案。为提升分幅管理的灵活性和道路利用率，创新提出动静标志融合设计方法，最大程度集约设计交通安全标志和动态LED显示屏，通过诱导对象与方向的变化，实现常态下内外幅交通量均衡调节，完成事件下幅间转换及快速疏解。

而对于项目侵扰场景众多的问题，开展车道级的主动管控设计。此项目基于机电设施、交通安全门架设置车道控制器、可变限速标志，进行车道管理、速度管理与车型管理。对硬路肩的违法占用及时向相关车辆发布诱导预警信息。此外，可开放左侧硬路肩，灵活发挥其临时通行能力，重点处理道路事故的应急救援。为实现车流数字化，主动管控系统将接入广东省高精度地图引擎、交通仿真引擎等，构建数字平行公路。

图5 车道级主动管控设计

交通设计是工程设计的重要环节。文章提出的面向工程主体和面向运营管控交通设计，聚焦城市群地区超宽断面、超多车道、超大交通量等特殊条件下的公路设计难题，系统地践行工程系统论方法论。当前，国家高速公路改扩建工程已进入规模化实施阶段。针对超多车道超宽断面高速公路建设，需要构建双重实施路径：一是技术标准层面，应当立足于高速公路功能定位，重点保障技术标准的适用性，填补相关规范标准的空白。二是智慧管控层面，从安全与民生的角度考虑，基于数字化技术践行智慧化区域分级概念，创新界定路段单元级、区域路网级、全域协同级的分级管控架构。通过实施路段级差异化布设策略，构建数据垂直贯通机制，实现路网级态势感知和协同调度，最终达成区域通行效率与出行服务品质双提升。在实践过程中，应强化问题导向思维，整合既有工程经验数据库，依托成熟数字技术推动改扩建理念迭代升级，在方案设计中充分体现交通设计核心价值，实现精准施策与在地化创新的有机统一。

本文刊载 / 《数智视界》杂志

2025年 第4期 总第35期

作者 / 张鑫敏

作者单位 / 广东省公路建设有限公司

编辑 / 陈晖

美编 / 赵雯

审校 / 杨冰璨 王硕 陈颖

终审 / 廖玲

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