《道路通行能力》PPT课件.pptVIP

中 原 工 学 院 交通工程概论 第五章第五章 道路通行能力分析道路通行能力分析 5.1 5.1 通行能力和服务水平通行能力和服务水平 5.2 5.2 道路路段通行能力道路路段通行能力 5.3 5.3 平面交叉口通行能力平面交叉口通行能力 5.4 5.4 高速公路通行能力高速公路通行能力 5.5 5.5 非机动车道通行能力非机动车道通行能力 中 原 工 学 院 交通工程概论 5.1 5.1 通行能力和服务水平通行能力和服务水平 一、通行能力一、通行能力 二、服务水平二、服务水平 三、通行能力计算原理三、通行能力计算原理 中 原 工 学 院 交通工程概论 n n 通行能力：即道路容量，某种道路设施所能容纳通行能力：即道路容量，某种道路设施所能容纳 的最大交通量。的最大交通量。主要反映了道路服务的数量或负主要反映了道路服务的数量或负 荷能力；荷能力； n n 服务水平服务水平主要反映了道路服务的质量或满意程度主要反映了道路服务的质量或满意程度 。 中 原 工 学 院 交通工程概论 一、通行能力一、通行能力 通行能力通行能力是指道路上某一点某一车道或某一是指道路上某一点某一车道或某一 断面处，断面处，单位时间内（单位时间内（15min15min或或1h1h）可能通过的）可能通过的 最大交通实体最大交通实体（车辆或行人）（车辆或行人）数数，亦称道路通行，亦称道路通行 能量，用辆能量，用辆/h/h或用辆或用辆/ /昼夜或辆昼夜或辆/ /秒表示的。秒表示的。 中 原 工 学 院 交通工程概论 单位（pcu） ： 等效通行能力的当量小客车量。 公路方面：高速公路与一级公路采用小客车为 基本单位，其他车辆均换算为当量小客车；其他 等级的公路均以中型货车为基本单位。 城市道路方面：均采用小客车为单位（pcu） 中 原 工 学 院 交通工程概论 路段用连续运行中车辆的临界车头时间间隔之 比换算； 信号交叉口往往要停车而后起动，故信号交叉 口通常用停车起动时连续车流中各类车辆通过 断面线的时间间隔之比作为换算依据； 环形交叉口是采用各类车辆交织或穿插所需的 临界间隔时间之比。 不同类型路段应采用不同的换算系数 中 原 工 学 院 交通工程概论 通行能力研究的沿革 道路通行能力的研究最早始于美国。从20世纪40年代起 ，为了加强国防和适应战后经济发展的需要，美国加快了全 国公路网的建设。在建设中，针对公路的规划、设计 修筑 养护及运营中出现的问题，美国开始了通行能力方面的研 究，以求使公路建设在合理、科学、规范的基础上进行。美 国交通工程师协会在道路通行能力的研究成果基础上，编写 出版了道路通行能力手册。 继美国之后，许多发达国家，如：英 法 德 澳 日本等，也根据本国的实际情况，编制了适合各自国情的 HCM手册。 中 原 工 学 院 交通工程概论 与国外长时间持续深入的研究相比，我国由于资金与人 力所限，起步较晚，也不够系统。 在二十世纪八十年代前期，基本上是引用美国的通行能 力手册。然而中国的交通环境、交通组成和车辆性能与国外有 很大差别，最主要的是混合交通比较普遍。 自1983年以来，由交通部牵头，连同一些大专院校，先 后对通行能力进行了较大规模的研究。 1996年，国家成立了“九五”科技攻关“公路通行能力”课 题组，对我国道路通行能力进行了深入研究，取得了出版 公路通行能力的最终研究成果。 中 原 工 学 院 交通工程概论 道路通行能力分析的道路通行能力分析的作用作用 正确地确定新建道路的等级、性质、主要技术正确地确定新建道路的等级、性质、主要技术 指标和线形几何要素；指标和线形几何要素； 确定现有道路系统或某一路段所存在的问题，确定现有道路系统或某一路段所存在的问题， 针对问题提出改进方案和措施，为道路针对问题提出改进方案和措施，为道路改建和改建和 改善提供依据改善提供依据； 作为交通枢纽的作为交通枢纽的规划、设计规划、设计及交通设施配置的及交通设施配置的 依据。依据。 中 原 工 学 院 交通工程概论 为制定交通组织、交通疏导、交通引导、交通为制定交通组织、交通疏导、交通引导、交通 量均衡、交通总量控制和综合治理等交通系统量均衡、交通总量控制和综合治理等交通系统 管理方案提供依据；管理方案提供依据； 为制定为制定交通管理、交通控制交通管理、交通控制方案，以及交通渠方案，以及交通渠 化、信号配时优化方案设计及选择等提供依据化、信号配时优化方案设计及选择等提供依据 。 中 原 工 学 院 交通工程概论 影响因素影响因素 道路条件道路条件 车道宽度、车道数、侧向净空、附车道宽度、车道数、侧向净空、附 加车道、几何线形、视距、坡度和设计车速；加车道、几何线形、视距、坡度和设计车速； 交通条件交通条件 车流中的车辆组成、车道分布、方车流中的车辆组成、车道分布、方 向分布；向分布； 管制条件管制条件 交通法规、管制方式、管理措施交通法规、管制方式、管理措施 中 原 工 学 院 交通工程概论 环境条件环境条件 街道化程度、商业化程度、横街道化程度、商业化程度、横 向干扰、非交通占道；向干扰、非交通占道； 气候条件气候条件 风、雨、雪、雾等恶劣天气；风、雨、雪、雾等恶劣天气； 规定运行条件规定运行条件 计算通行能力的限制条件。计算通行能力的限制条件。 中 原 工 学 院 交通工程概论 通行能力的分类通行能力的分类 根据道路设施和根据道路设施和 交通体的不同交通体的不同 机动车道机动车道通行能力、通行能力、非机动车道非机动车道通行通行 能力、能力、人行道人行道通行能力通行能力 根据车辆运行状根据车辆运行状 态的特征不同态的特征不同 路段路段通行能力、通行能力、交叉口交叉口通行能力、通行能力、匝匝 道道和和匝道连接点匝道连接点通行能力、通行能力、交织路段交织路段 通行能力通行能力 根据通行能力的根据通行能力的 性质和使用要求性质和使用要求 的不同的不同 基本基本通行能力、通行能力、可能可能通行能力、通行能力、实用实用 通行能力（设计通行能力）通行能力（设计通行能力） 中 原 工 学 院 交通工程概论 中 原 工 学 院 交通工程概论 二、服务水平二、服务水平 服务水平服务水平是指道路使用者根据交通状态，在是指道路使用者根据交通状态，在行行 车速度车速度、舒适舒适、方便方便、经济经济和和安全安全等方面所能等方面所能 得到的服务程度；得到的服务程度； 服务水平的实质服务水平的实质是描述车流之间的是描述车流之间的运行条件运行条件及及 其其驾驶员驾驶员和和乘客乘客感觉的一种质量测定标准。感觉的一种质量测定标准。 中 原 工 学 院 交通工程概论 服务交通量服务交通量 服务交通量服务交通量是指在通常的道路条件、交通条件是指在通常的道路条件、交通条件 和管制条件下，并保持规定的服务水平时，道路的和管制条件下，并保持规定的服务水平时，道路的 某一断面某一断面或或均匀路段均匀路段，在单位时间内所能通过的，在单位时间内所能通过的最最 大小时交通量大小时交通量。 中 原 工 学 院 交通工程概论 评价指标评价指标 n n 行车速度和行程时间；行车速度和行程时间； n n 车辆行驶时的自由程度（通畅性）；车辆行驶时的自由程度（通畅性）； n n 交通堵塞或受干扰的程度，以及行车延误和每公里停交通堵塞或受干扰的程度，以及行车延误和每公里停 车次数等；车次数等； n n 行车安全性；行车安全性； n n 行车的舒适性和方便性；行车的舒适性和方便性； n n 经济性。经济性。 中 原 工 学 院 交通工程概论 确定服务水平的评价指标确定服务水平的评价指标 交通交通设设设设施种施种类类类类评评评评价指价指标标标标 高速公路基本路段高速公路基本路段交通密度交通密度( (pcu/km/lnpcu/km/ln) ) 高速公路交高速公路交织织织织区段区段平均行程速度平均行程速度(km/h)(km/h) 高速公路匝道高速公路匝道连连连连接点接点交通量交通量( (pcu/hpcu/h) ) 双双车车车车道公路道公路时间时间时间时间 延延误误误误百分率百分率(%)(%) 平均行程速度平均行程速度(km/h)(km/h) 城市主干路城市主干路平均行程速度平均行程速度(km/h)(km/h) 信号控制交叉口信号控制交叉口平均平均单车单车单车单车 停停车车车车延延误误误误( (s/vehs/veh) ) 无信号控制交叉口无信号控制交叉口储备储备储备储备 通行能力通行能力( (pcu/hpcu/h) ) 中 原 工 学 院 交通工程概论 服务水平分级服务水平分级 服务水平服务水平亦称服务等级，是用来衡量道路为亦称服务等级，是用来衡量道路为 驾驶员、乘客所提供的服务质量，其范围可以从驾驶员、乘客所提供的服务质量，其范围可以从自自 由运行、高速、舒适、方便、完全满意由运行、高速、舒适、方便、完全满意的最高水平的最高水平 到拥挤、受阻、走走停停、难以忍受的最低水平。到拥挤、受阻、走走停停、难以忍受的最低水平。 中 原 工 学 院 交通工程概论 服务水平A：交通量很小，交通为自由流。 服务水平B：交通量较前增加，交通处在稳定流范围内的 较好部分。 服务水平C：交通量大于服务水平B，交通处在稳定流范 围的中间部分。 服务水平D：交通量再增大，交通处在稳定交通流范围的 较差部分。 美国将服务水平分为A至F六级： 中 原 工 学 院 交通工程概论 服务水平E：不稳定流范围。车速低且均匀，舒适和 便利程度也非常低。此服务水平下限时的最大交通 量即为基本通行能力（理想条件下）或可能通行能 力（具体公路）。 服务水平F：交通处于强制流状态，车辆经常排成队 ，跟着前面的车辆停停走走，极不稳定。在此服务 水平下，交通量与速度同时由大变小，直到零为止 ，而交通密度随交通量的减少而增大。 中 原 工 学 院 交通工程概论 我国公路服务水平现分为四级： u 一级相当于美国的A、B两级； u 二级相当于美国的C级； u 三级相当于美国的D级； u 四级相当于美国的E、F两级。 每级服务水平有其服务质量的范围。一、二、三级及四 级上半段的服务水平都有对应于该级服务水平最差时的服务 交通量，该服务交通量在该级服务水平中是最大的，故称为 最大服务交通量。 中 原 工 学 院 交通工程概论 美国道路设施服务水平标准美国道路设施服务水平标准 服务服务 水平水平 双车道公路（平原地形）双车道公路（平原地形）市区干线道路市区干线道路信号交叉口信号交叉口 时间延误率时间延误率 (%)(%) 平均行驶速度平均行驶速度 (km/h)(km/h) 平均行驶速度平均行驶速度 (km/h)(km/h) 每辆车停车延误每辆车停车延误 (s)(s) A A 3030 9393 5656 5.05.0 B B 4545 8888 45455.115.05.115.0 C C 6060 8383 353515.125.015.125.0 D D 7575 8080 272725.140.025.140.0 E E 7575 7272 212140.160.040.160.0 F F 10010060.060.0 中 原 工 学 院 交通工程概论 三、通行能力计算原理三、通行能力计算原理 基本通行能力 实际通行能力 规划（设计）通行能力 中 原 工 学 院 交通工程概论 理想道路条件理想道路条件 车道宽度不小于车道宽度不小于3.653.65米，侧向余宽不米，侧向余宽不 小于小于1.751.75米，纵坡平缓并有足够的行车视距、良好的米，纵坡平缓并有足够的行车视距、良好的 平面线形和路面状况；平面线形和路面状况； 理想交通条件理想交通条件 车流组成为单一的标准型汽车，在一车流组成为单一的标准型汽车，在一 条车道上，以相同的速度连续行驶，车辆之间均保持条车道上，以相同的速度连续行驶，车辆之间均保持 与车速相适应的最小安全车头间隔，且流向分配均衡与车速相适应的最小安全车头间隔，且流向分配均衡 ，无任何方向干扰。，无任何方向干扰。 基本通行能力基本通行能力 道路与交通处于道路与交通处于理想条件理想条件下，每一条车下，每一条车 道（或道路）在单位时间内能够通过的最大交通量道（或道路）在单位时间内能够通过的最大交通量 中 原 工 学 院 交通工程概论 理论通行能力计算公式理论通行能力计算公式 式中：式中：T T 0 0 ：最小车头时距，：最小车头时距，L L 0 0 ：最小车头间距：最小车头间距 T T0 0 T T0 0 L L0 0 L L0 0 l l 反反 l l 制制 l l 安安 l l 车车 中 原 工 学 院 交通工程概论 一条车道计算的通行能力一条车道计算的通行能力 V(km/hV(km/h) )120120100100808060605050 计计计计算的算的车车车车道的通行能力道的通行能力 ( (veh/hveh/h) ) 502502592592703703862862963963 取整后的采用取整后的采用值值值值( (veh/hveh/h) )50050060060070070090090010001000 V(km/hV(km/h) )4040303020201010 计计计计算的算的车车车车道的通行能力道的通行能力 ( (veh/hveh/h) ) 106210621155115510551055695695 取整后的采用取整后的采用值值值值( (veh/hveh/h) )110011001200120010001000700700 中 原 工 学 院 交通工程概论 实际通行能力实际通行能力 可能通行能力是在可能通行能力是在实际的道路和交通条件 实际的道路和交通条件下，下， 单位时间内通过道路上某一点的最大可能交通量。单位时间内通过道路上某一点的最大可能交通量。 其计算表达式为：其计算表达式为： C CP P= =C CB B* *f f1 1* * f f 2 2 * * f f 3 3 f fm m 式中：式中：f f 1 1 ，f f 2 2 ，f f 3 3 ，f fm m为一系列修正系数； 为一系列修正系数； 影响通行能力的修正系数主要是影响通行能力的修正系数主要是道路条件道路条件修正修正 系数和系数和交通条件交通条件修正系数。修正系数。 中 原 工 学 院 交通工程概论 车道宽度修正系数车道宽度修正系数 侧向净空限制修正系数侧向净空限制修正系数 纵坡度修正系数纵坡度修正系数 时距不足修正系数时距不足修正系数 沿途条件修正系数沿途条件修正系数 道路条件修正系数道路条件修正系数 交通条件修正系数交通条件修正系数 中 原 工 学 院 交通工程概论 设计（规划）通行能力设计（规划）通行能力 设计通行能力设计通行能力是由不同服务水平规定条件下的通是由不同服务水平规定条件下的通 行能力，也就是要求道路所承担的服务交通量，通常行能力，也就是要求道路所承担的服务交通量，通常 作为道路规划和设计的依据。作为道路规划和设计的依据。 V/C 中 原 工 学 院 交通工程概论 日本道路规划服务水平日本道路规划服务水平 服务水平服务水平服务交通量服务交通量/ /通行通行能力能力（V/CV/C ） 乡村地区乡村地区城镇地区城镇地区 1 1 0.750.750.800.80 2 2 0.850.850.900.90 3 3 1.001.001.001.00 中 原 工 学 院 交通工程概论 我国城市道路规划水平系数我国城市道路规划水平系数 道路等级道路等级规划水平规划水平系数系数 城市快速路城市快速路0.750.75 主干路、次干路主干路、次干路0.850.85 支路、辅路支路、辅路1.001.00 中 原 工 学 院 交通工程概论 5.2 5.2 城市道路通行能力城市道路通行能力 城市道路的通行能力和服务水平主要受城市道路的通行能力和服务水平主要受道路道路 条件条件、车辆之间的、车辆之间的相互作用相互作用、平面交叉口及交通平面交叉口及交通 信号的效果信号的效果等因素的影响，并由此确定了城市道等因素的影响，并由此确定了城市道 路的通行能力和服务水平。路的通行能力和服务水平。 中 原 工 学 院 交通工程概论 基本通行能力对照表基本通行能力对照表 （道路通行能力标准道路通行能力标准） 行驶车速行驶车速(km/h)(km/h)20203030404050505555 计算值计算值( (pcu/hpcu/h) ) 1400 1400 14601460 1570 1570 16701670 1610 1610 17501750 1590 1590 17701770 1568 1568 17641764 调查值调查值 ( (pcu/hpcu/h) ) 北京地区北京地区20552055221822182207220721432143 沪杭地区沪杭地区14201420176417641812181219881988 综合建议综合建议16001600180018001930193019001900 标准推荐值标准推荐值( (pcu/hpcu/h) )1400140016101610175017501800180018101810 中 原 工 学 院 交通工程概论 （续上表）（续上表） 行驶车速行驶车速(km/h)(km/h)606070708080100100120120 计算值计算值( (pcu/hpcu/h) ) 1550 1550 17501750 1490 1490 17101710 1420 1420 16701670 1300 1300 15601560 1200 1200 14501450 调查值调查值 ( (pcu/hpcu/h ) ) 北京地区北京地区211021101955195518611861 沪杭地区沪杭地区16021602 综合建议综合建议1890189017001700 标准推荐值标准推荐值 ( (pcu/hpcu/h) ) 1800180017601760170017001560156013001300 中 原 工 学 院 交通工程概论 可能通行能力的确定可能通行能力的确定 C C P P = =C C B B f f 1 1 f f 2 2 f fm m 式中：式中：C C P P 可能通行能力可能通行能力 C C B B 基本通行能力基本通行能力 f f1 1、 、 f f 2 2 f fm m 各项修正系数各项修正系数 中 原 工 学 院 交通工程概论 城市干道通行能力分析过程城市干道通行能力分析过程 确立所分析的干道的位置与长度；确立所分析的干道的位置与长度； 调查分析路段的道路状况；调查分析路段的道路状况； 调查分析路段的交通组成及运行状况调查分析路段的交通组成及运行状况 确定分析路段的基本通行能力；确定分析路段的基本通行能力； 确定确定修正系数修正系数并计算可能通行能力。并计算可能通行能力。 中 原 工 学 院 交通工程概论 通过能力分析；通过能力分析； 计算平均行程速度；计算平均行程速度； 计算交叉口延误；计算交叉口延误； 路段服务水平评价；路段服务水平评价； 提高通行能力和服务水平的措施。提高通行能力和服务水平的措施。 中 原 工 学 院 交通工程概论 5.3 5.3 平面交叉口通行能力平面交叉口通行能力 平面交叉口通行能力平面交叉口通行能力 在单位时间内，相交在单位时间内，相交 车流可能通过平交路口的最大交通量；车流可能通过平交路口的最大交通量； 根据车流运行方式，平交路口可分为根据车流运行方式，平交路口可分为不加不加 任何交通管制任何交通管制的交叉口、的交叉口、中央设圆形岛中央设圆形岛的的 环形交叉口和环形交叉口和设置色灯信号设置色灯信号交叉口。交叉口。 中 原 工 学 院 交通工程概论 一、无信号控制交叉口通行能力一、无信号控制交叉口通行能力 不设信号管制的交叉口大致分为两类：不设信号管制的交叉口大致分为两类： 暂时停车方式 环形方式 两面停车 四面停车 中 原 工 学 院 交通工程概论 四面停车四面停车：用于同等重要的道路相交的路口，不：用于同等重要的道路相交的路口，不 分优先与非优先（即分优先与非优先（即主干道与次干道主干道与次干道），所有车辆至），所有车辆至 交叉口均需停车而后通过。交叉口均需停车而后通过。 两面停车两面停车通常用于主干道（通常用于主干道（优先方向优先方向）与次干）与次干 道相交（道相交（非优先方向非优先方向），主干道可优先通过，次干），主干道可优先通过，次干 道上车辆一律停车待行，等待优先通行方向交通流道上车辆一律停车待行，等待优先通行方向交通流 的间隙通过或合流。的间隙通过或合流。 中 原 工 学 院 交通工程概论 通行能力：通行能力： 式中：式中：Q Q非 非 非优先的非优先的次干道次干道上可以通过的交通量；上可以通过的交通量； Q Q优 优 主干道主干道优先通行的双向交通量；优先通行的双向交通量； 主干道车辆到达率主干道车辆到达率 ； 可供次干道车辆穿越主干道车流的临界可供次干道车辆穿越主干道车流的临界 车头时距车头时距； 次干道上车辆间的最小车头时距次干道上车辆间的最小车头时距。 中 原 工 学 院 交通工程概论 例题：一无信号控制的交叉口，主要道路的双向交通量 为1200辆/小时，车辆的到达符合泊松分布。次要道路上的车 辆所需穿越的临界车头时距to6s。车辆跟驰行驶的车头时距 t=3s。求次要道路上的车辆可穿越主要道路车流的数量。 解 ： 中 原 工 学 院 交通工程概论 次干道通行能力次干道通行能力（pcu/hpcu/h） * *次干道通行能力超过主干道双向交通量的一半是很少出现的次干道通行能力超过主干道双向交通量的一半是很少出现的 采用采用时间间时间间时间间时间间 隔隔 (s)(s) 主干道双向交通量主干道双向交通量( (pcu/hpcu/h) ) 值值值值 值值值值80080010001000120012001400140016001600 停停车车车车 标标标标志志 8 8 5 5 20020014014010010075754545 7 7 5 5 2502501901901401401101108080 6 6 5 5 316316250250200200160160125125 让车让车让车让车 标标标标志志 7 7 3 3 3503502502501851851351359595 6 6 3 3 * * 335335255255200200150150 5 5 3 3 * * 440440360360290290230230 中 原 工 学 院 交通工程概论 美国规定的主干道优先时支路通行能力的经验值美国规定的主干道优先时支路通行能力的经验值 路别路别主干道为双车道主干道为双车道主干道为四车道主干道为四车道 主干道主干道 400400500500650650100010001500150025002500 支路支路 25025020020010010010010050502525 中 原 工 学 院 交通工程概论 T T行交叉路口交通流向图行交叉路口交通流向图 1 23 中 原 工 学 院 交通工程概论 式中：式中： 次干道车辆可穿越汇入主干道车流的车头时距次干道车辆可穿越汇入主干道车流的车头时距 1 1 优先车流的最小车头时距优先车流的最小车头时距 2 2 非优先车流的最小车头时距非优先车流的最小车头时距 12 中 原 工 学 院 交通工程概论 二、环形交叉口通行能力二、环形交叉口通行能力 n n 常规环形交叉口常规环形交叉口 中心岛为圆形或椭圆形，直径一般中心岛为圆形或椭圆形，直径一般 在在2525米以上，交织段长度和交织角大小有一定要求米以上，交织段长度和交织角大小有一定要求 ，入口引道一般不扩大成喇叭形；，入口引道一般不扩大成喇叭形； n n 小型环形交叉口小型环形交叉口 中心岛的直径小于中心岛的直径小于2525米，引道入口米，引道入口 处适当加宽成喇叭形，便于车辆进入交叉口。处适当加宽成喇叭形，便于车辆进入交叉口。 在交叉口中央设置中心岛，进入环道的所有车辆一律按 逆时针方向绕岛单向行驶，直至所要去的路口离岛驶出的平 面交叉，俗称转盘。 中 原 工 学 院 交通工程概论 微型环形交叉口微型环形交叉口 中心岛直径一般小于中心岛直径一般小于4 4米，不一定作米，不一定作 成圆形或高出路面，可以在路面上施划各种标志和设置交成圆形或高出路面，可以在路面上施划各种标志和设置交 通岛，主要起通岛，主要起引导引导与与分隔分隔作用。作用。 C 微型环交 中 原 工 学 院 交通工程概论 常规环形交叉口通行能力计算常规环形交叉口通行能力计算 式中：式中：Q Qm m 交织段最大通行能力，交织段最大通行能力，pcupcu/ /h h ； l l 交织段长度，交织段长度，mm ； WW交织段宽度，交织段宽度，mm ； P P交织段内参与交织车辆占全部车辆的比例；交织段内参与交织车辆占全部车辆的比例； e e入口引道平均宽度，入口引道平均宽度，mm，e e=(=(e e 1 1 + +e e 2 2 )/2)/2。 中 原 工 学 院 交通工程概论 小型环形交叉口通行能力计算小型环形交叉口通行能力计算 英国英国运输与道路研究所运输与道路研究所(TRRL)(TRRL)在所有进口引道交在所有进口引道交 通量均呈饱和状态情况下，经多次实验后得出小型环形通量均呈饱和状态情况下，经多次实验后得出小型环形 交叉口总通行能力的简化计算公式：交叉口总通行能力的简化计算公式： 式中：式中：Q Q环形交叉口总通行能力环形交叉口总通行能力 WW所有引道基本宽度总和所有引道基本宽度总和 A A引道拓宽所增加的总面积，引道拓宽所增加的总面积，A A= = a a K K 1 1 计算系数计算系数 中 原 工 学 院 交通工程概论 纽卡塞纽卡塞(New (New Castle)Castle)根据 根据TRRLTRRL公式作进一步公式作进一步 简化，将简化，将A A、WW两参数均归纳为内接圆两参数均归纳为内接圆直径直径D D，然，然 后根据交叉道路条数选取后根据交叉道路条数选取K K 2 2 值来进行调整，即：值来进行调整，即： Q Q= =K K 2 2D D 式中：式中：Q Q交叉口实用总通行能力；交叉口实用总通行能力； D D内接圆直径内接圆直径( (mm) ) ； K K 2 2 计算参数。计算参数。 中 原 工 学 院 交通工程概论 三、信号控制交叉口通行能力三、信号控制交叉口通行能力 由由红红、黄黄、绿绿三色信号灯组成，用以指挥车辆三色信号灯组成，用以指挥车辆 的通行、停止和左右转弯，随信号灯色的变换使车的通行、停止和左右转弯，随信号灯色的变换使车 辆辆通行权通行权由一个方向转移给另一个方向由一个方向转移给另一个方向 。 根据根据信号周期长度信号周期长度及每个信号相及每个信号相所占时间的长所占时间的长 短短，可以计算出交叉口的通行能力。，可以计算出交叉口的通行能力。 中 原 工 学 院 交通工程概论 信号交叉口的运行特征信号交叉口的运行特征 由色灯信号控制，指挥车辆前进、停止或转变方向；这就 不可避免地要减速、制动、停车或启动、加速、转向，同时还 由于红灯周期性地定时出现，所以必然要导致停车等候和时间 损失。 北京、南京实际观察： 直行车辆：每辆车平均约为2040s； 左转车：每辆时间损失3050s，平均为38s； 右转车：时间损失为1020s，平均为15s左右。 当然这个数字将随各交叉口的交通量的饱和度而变，交 通量大就要等候很长的时间，反之等候时间就少。 50%无损失 30%损失50s 20%损失10s 30%超过50s 10%小于10s 中 原 工 学 院 交通工程概论 停车线法停车线法认为计算交叉口通行能力时应以认为计算交叉口通行能力时应以停车停车 线线作为控制断面，即认为无论直行、左转或右转车作为控制断面，即认为无论直行、左转或右转车 辆，只要在有效绿灯时间内通过停止线，就视为通辆，只要在有效绿灯时间内通过停止线，就视为通 过交叉口，从饱和通行能力经过过交叉口，从饱和通行能力经过修正修正得到设计通行得到设计通行 能力。能力。 通行能力计算方法：通行能力计算方法：停车线法 中 原 工 学 院 交通工程概论 一条直行车道的通行能力一条直行车道的通行能力 式中：式中：T T周信号灯周期，信号灯周期，s s t t绿 绿绿绿 每个周期内的每个周期内的绿绿绿绿灯灯时间时间时间时间 ； t t损 损损损 一个周期内的一个周期内的绿绿绿绿灯灯损损损损失失时间时间时间时间 ，一般只计加速损失时间；，一般只计加速损失时间； t t损 损损损 = =v v/2/2a a，v v一般采用一般采用15m/s15m/s； a a平均加速度；小汽车平均加速度；小汽车 a=0.60.7a=0.60.7m/sm/s，中型卡车，中型卡车a=0.50.6a=0.50.6m/sm/s； t t间 间间间 前后两前后两车连车连车连车连 接通接通过过过过停停车线车线车线车线 的平均 的平均间间间间隔隔时间时间时间时间 ，单纯小汽车流，单纯小汽车流 平均为平均为2.52.5s s，大型大型车车车车平均平均3.5s3.5s，通道，通道车车车车平均平均为为为为7.5s7.5s。 中 原 工 学 院 交通工程概论 一条右转专用车道的通行能力一条右转专用车道的通行能力 可按直行方法计算，将直行的通过时间换成可按直行方法计算，将直行的通过时间换成 右转的通过时间。右转的通过时间。 式中：式中：t t右前后两右转车辆连续驶过停车线断面的间隔时间前后两右转车辆连续驶过停车线断面的间隔时间; ; 根据观测大、小车各占一半时，平均值约为根据观测大、小车各占一半时，平均值约为4.5s4.5s； 单纯为小车时其平均值为单纯为小车时其平均值为33.6s.33.6s. 中 原 工 学 院 交通工程概论 一条左转专用车道的通行能力一条左转专用车道的通行能力 式中：式中：n n在一个周期内允在一个周期内允许许许许左左转转转转弯的弯的车辆车辆车辆车辆 数数； t t黄绿 黄绿 一个周期内专用于通过左转车黄绿灯的时间（一个周期内专用于通过左转车黄绿灯的时间（s s） v v左 左- -左转车辆的行驶速度（左转车辆的行驶速度（m/sm/s）；）； a-a-左转车的平均加速度（左转车的平均加速度（m/sm/s 2 2 ）；）； t t 左左 左转车通过停车线的车头时距左转车通过停车线的车头时距（s s） 中 原 工 学 院 交通工程概论 不设左转信号时一条左转车道通行能力不设左转信号时一条左转车道通行能力 绿灯绿灯时允许车辆直行或右转，在不妨碍直行车时允许车辆直行或右转，在不妨碍直行车 行驶的条件下准许车辆左转。行驶的条件下准许车辆左转。黄灯黄灯亮时就不准许车亮时就不准许车 辆左转、调头或右转，但已越过停车线的车辆可以辆左转、调头或右转，但已越过停车线的车辆可以 继续前进。继续前进。 利用初绿时间通过； 利用对象直行车的可插车间间隙通过； 利用黄灯时间通过。 中 原 工 学 院 交通工程概论 利用初绿时间通过： 利用对向直行车的可插车间间隙通过: 在对向直行车在对向直行车交通量不大交通量不大的情况下，左转车利用其 的情况下，左转车利用其可可 插车间隙插车间隙通过，其允许通过的车辆视对向直行车可能提供的通过，其允许通过的车辆视对向直行车可能提供的 可插车间隙数。可插车间隙数。 根据左转车穿越直行车所需的可插车间隙为根据左转车穿越直行车所需的可插车间隙为8s8s左右。左右。 直行车头时距约为直行车头时距约为3.54s3.54s，故可插车间隙约为直行车车头时，故可插车间隙约为直行车车头时 距的距的2 2倍倍 。 利用黄灯时间通过: 左转车辆至冲突点前排队等候，待黄灯出现，左转车 迅速启动： 总通过左转的车流量为: 中 原 工 学 院 交通工程概论 直、左混合行驶时一条车道的通行能力直、左混合行驶时一条车道的通行能力 去向各异、相互干扰，甚至引起停车，故乘以折去向各异、相互干扰，甚至引起停车，故乘以折 减系数减系数K K。由于左转车通过时间往往大于直行车通过。由于左转车通过时间往往大于直行车通过 时间，一般约为直行车间的时间，一般约为直行车间的1.751.75倍。倍。 （辆/h） 系数K可用0.70.9，一般可通过观测得到。 中 原 工 学 院 交通工程概论 直、右混合行驶时一条车道的通行能力直、右混合行驶时一条车道的通行能力 （辆/h） 整个信号交叉口的通行能力为各个进口的整个信号交叉口的通行能力为各个进口的直直 行、左转、右转行、左转、右转各项通行能力之和。各项通行能力之和。 中 原 工 学 院 交通工程概论 冲突点法冲突点法认为计算信号交叉口通行能力应以认为计算信号交叉口通行能力应以 直行和左转冲突点为控制断面，即认为车辆只有通直行和左转冲突点为控制断面，即认为车辆只有通 过冲突点之后才视为通过交叉口；过冲突点之后才视为通过交叉口； 冲突点法冲突点法提出以直行和左转车辆通过冲突点提出以直行和左转车辆通过冲突点 的通行能力与右转通行能力之和作为通过交叉口的的通行能力与右转通行能力之和作为通过交叉口的 通行能力。通行能力。 通行能力计算方法：通行能力计算方法： 冲突点法 中 原 工 学 院 交通工程概论 信号交叉口的服务水平信号交叉口的服务水平 信号交叉口的服务水平通常是以信号交叉口的服务水平通常是以平均延误时间平均延误时间 作为评价标准的，国际上一般将信号交叉口的作为评价标准的，国际上一般将信号交叉口的 服务水平分为服务水平分为3 3级级； 我国目前没有统一的评价标准，北京市城市规我国目前没有统一的评价标准，北京市城市规 划设计院建议采用划设计院建议采用4 4级服务水平。级服务水平。 中 原 工 学 院 交通工程概论 车辆的平均延误时间车辆的平均延误时间(s)(s) 交叉路口交叉路口 服务水平服务水平 相当于美国相当于美国 路口服务水平路口服务水平 平峰期间平峰期间 服务水平服务水平 高峰小时高峰小时 服务水平服务水平 信号周期长信号周期长 度度(s)(s) 1 1 ACAC180180360360100100 中 原 工 学 院 交通工程概论 北京市市政规划设计院建议的服务水平北京市市政规划设计院建议的服务水平 服务水平服务水平 路口交通负荷系数路口交通负荷系数 0.6 0.60.60.90.60.90.81.00.81.0 1 1 通过路口平均延误通过路口平均延误 30 303040304040504050 5050 红灯时平均排队长度红灯时平均排队长度 50 50 100100 150150150150 乘客与驾驶员感受乘客与驾驶员感受舒适通畅舒适通畅接近饱和接近饱和混乱状态混乱状态阻塞阻塞 中 原 工 学 院 交通工程概论 5.4 5.4 高速公路通行能力高速公路通行能力 一、概述一、概述 二、基本路段通行能力二、基本路段通行能力 三、交织路段通行能力三、交织路段通行能力 四、交流、合流部分通行能力四、交流、合流部分通行能力 中 原 工 学 院 交通工程概论 中 原 工 学 院 交通工程概论 一、概述一、概述 高速公路高速公路是具有四个或四个以上车道，并设有是具有四个或四个以上车道，并设有 中央分隔带，全部立体交叉并具有完善的交通中央分隔带，全部立体交叉并具有完善的交通 安全设施与管理设施、服务设施，全部控制出安全设施与管理设施、服务设施，全部控制出 入，专供汽车高速行驶的公路；入，专供汽车高速行驶的公路； 高速公路主要由高速公路主要由基本路段、交织路段、匝道和基本路段、交织路段、匝道和 匝道连接点匝道连接点3 3部分组成；部分组成； 高速公路的车流特征为完全高速公路的车流特征为完全连续流连续流，无任何外，无任何外 界因素干扰，但在驶入和驶出过程中，车流仍界因素干扰，但在驶入和驶出过程中，车流仍 存在着存在着合流合流、分流分流和和交织交织现象。现象。 中 原 工 学 院 交通工程概论 高速公路组成和影响范围高速公路组成和影响范围 中 原 工 学 院 交通工程概论 中 原 工 学 院 交通工程概论 二、基本路段通行能力二、基本路段通行能力 高速公路基本路段通行能力计算步骤是先求出理想高速公路基本路段通行能力计算步骤是先求出理想 条件下的通行能力，然后根据实际情况进行修正后得到条件下的通行能力，然后根据实际情况进行修正后得到 可能通行能力可能通行能力。理想条件是：。理想条件是： 3.753.75米米 车道宽度车道宽度 4.504.50米；米； 侧向净宽侧向净宽 1.751.75米；米； 交通流中全部都是小客车；交通流中全部都是小客车； 驾驶员特征均为经常行驶高速公路，且技术熟驾驶员特征均为经常行驶高速公路，且技术熟 练，遵守交通法规者。练，遵守交通法规者。 中 原 工 学 院 交通工程概论 通行能力计算基本关系式通行能力计算基本关系式 式中：式中：MSFMSF i i 理想条件理想条件下下i i级服务水平，每车道最大服务流量，级服务水平，每车道最大服务流量， pcu/h/Lpcu/h/L ( (V V/ /C C) ) i i ii级服务水平相应的最大交通量与通行能力比值级服务水平相应的最大交通量与通行能力比值 C C j j 理想条件下设计车速为理想条件下设计车速为j j是最大通行能力，是最大通行能力，pcu/h/Lpcu/h/L SFSF i i 现有道路和交通条件下现有道路和交通条件下i i级服务水平单向级服务水平单向N N条车道的条车道的实实 际通行能力际通行能力，veh/hveh/h N N 单方向车道数单方向车道数 f f w w 车道宽度或侧向净空不足时的校正系数车道宽度或侧向净空不足时的校正系数 f fhv hv 交通流中重型车辆影响校正系数交通流中重型车辆影响校正系数 f f p p 驾驶员总体特征影响校正系数驾驶员总体特征影响校正系数 MSFMSF i i = =C C j j ( (V V/ /C C) )i i SF SF i i = =（MSFMSF i i ）NfNf w w f f hvhv f f p p 中 原 工 学 院 交通工程概论 三、交织路段通行能力三、交织路段通行能力 交织路段是指交织路段是指两股两股或或两股以上两股以上交通流运行总交通流运行总 方向基本相同的车流，先实现合流而后分流的整方向基本相同的车流，先实现合流而后分流的整 个运行过程所需的路段。个运行过程所需的路段。 中 原 工 学 院 交通工程概论 交织路段图示交织路段图示 中 原 工 学 院 交通工程概论 交织路段类型交织路段类型 根据交织车辆穿过交织路段时必须进行车道交换根据交织车辆穿过交织路段时必须进行车道交换 的最少次数划分，交织路段的类型可以分为的最少次数划分，交织路段的类型可以分为3 3种种： A A类交织区类交织区 所有交织车辆都要进行所有交织车辆都要进行一次一次车道交换车道交换 B B类交织区类交织区 交织车流中有一股车流可交织车流中有一股车流可无需无需进行任何车道进行任何车道 交换，其他车流需要交换，其他车流需要最多一次最多一次车道交换车道交换 C C类交织区类交织区 交织车流中有一股车流可无需进行任何车道交织车流中有一股车流可无需进行任何车道 交换，其他车流需要交换，其他车流需要两次或多次车道两次或多次车道交换。交换。 中 原 工 学 院 交通工程概论 A A类交织区（图示）：所有交织车辆都要进行类交织区（图示）：所有交织车辆都要进行 一次车道交换。一次车道交换。 中 原 工 学 院 交通工程概论 A A类交织区（图示）：所有交织车辆都要进行类交织区（图示）：所有交织车辆都要进行 一次车道交换一次车道交换 中 原 工 学 院 交通工程概论 B B类交织区（图示）：交织车流中有一股车流可类交织区（图示）：交织车流中有一股车流可 无需进行任何车道交换，其他车流需要最多一次车无需进行任何车道交换，其他车流需要最多一次车 道交换。道交换。 中 原 工 学 院 交通工程概论 B B类交织区（图示）：交织车流中有一股车流类交织区（图示）：交织车流中有一股车流 可无需进行任何车道交换，其他车流需要最多一次可无需进行任何车道交换，其他车流需要最多一次 车道交换车道交换 中 原 工 学 院 交通工程概论 C C类交织区（图示）：交织车流中有一股车流类交织区（图示）：交织车流中有一股车流 可无需进行任何车道交换，其他车流需要两次或多可无需进行任何车道交换，其他车流需要两次或多 次车道交换。次车道交换。 中 原 工 学 院 交通工程概论 中 原 工 学 院 交通工程概论 交织和非交织车速的预测交织和非交织车速的预测 按照按照A A、B B、C C类型和约束、非约束运行预测类型和约束、非约束运行预测 交织路段内的交织和非交织车辆的平均行驶速度交织路段内的交织和非交织车辆的平均行驶速度 ，其通用公式为：，其通用公式为： 中 原 工 学 院 交通工程概论 式中：式中：a,b,c,da,b,c,