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面向公6 1 养护的交通需求分析州笕 【 问垂】 摘要 搞好区域交通规划，对区域的发展有着重要的深远意义。区域交通需求预 测是区域交通规划的重要组成部分，其预测结果的准确与否，严重影响交通规 划的科学性和合理性。 本文立足于公路养护，对交通需求的预测技术进行了研究，寻求适合我国 区域实际情况的准确、简便、可操作性强的实用预测方法。重点研究以下二：q - 方面： l 、路阻函数研究。本文对路段上车辆运行速度的影响因素进行了分析，提 出建立车速与路况关系的思路，并以实际数据建立路段相关函数。 2 、交通需求预测方法。首先在交通生成、分担预测中，对过境交通量和公 路转移交通量进行了研究；后在交通分布、分配预测中，用上文研究的路阻函 数进行计算。 最后，以巢湖市为例，应用本文讨论的预测方法，完成对巢湖市交通需求 的预测，取得良好的效果。 关键词：交通需求，预测，实用，函数。 面向公路养护的交通需求分析研究 【摘要】 a bs t r a c t a g o o dt r a f f i cp l a n n i n gp l a y s as i g n i f i c a n tr o l ei nt h ed e v e l o p m e n to fc i t y t r a f f i cd e m a n df o r e c a s ti st h ei m p o r t a n tc o m p o n e n t o ft r a f f f cp l a n n i n ga n di t sr e s u h s e r i o u s l yi n f l u e n c e s t h er e a s o n a b l e n e s so f t h ep l a n n i n g a p p l y i n g t ot h er e b u i l d i n gr o a d ，t h i sp a p e rs t u d i e st h et r a f f i cd e m a n d f o r e c a s t t of i n dt h ep r a c t i c a lf o r e c a s t i n gm e t h o d sw h i c hi sr e l i a b l e ，s i m p l e ，e a s i l ) 7o p e r a t e d a n ds u i t a b l ef o rd o m e s t i cd e m a n d e m p h a s i sr e s e a r c hf o r t w o a s p e c to f t r a f f i c ： 1 s t u d yo fr o a dr e s i s t a n c e f u n c t i o n t h i sp a p e ra n a l y s i st h ef a c t o rw 。i c h i n f l u e n c ev e h i c l e ss p e e d ，p u tu p a t h o u g h to f e s t a b l i s hv e h i c l e ss p e e d r o a dr e l a t i o n a n du s ed a t ec o m i n gf r o mi n v e s t i g a t i o n t oe x p r e s si t sf u n c t i o n 2 m e t h o do ft r a f f i cd e m a n df o r e c a s t a tf i r s tt h i sc h a p t e rg i v es o m e m e t h o d s t of o r c c a s ti n d u c e dv o l u m ea n dc o n v e r tv o l u m ei nt h et r a f f i cb e g i n n i n g ，t h e nu s e a n a l y s i s e dr o a d r e s i s t a n c ef u n c t i o nt of o r e c a s tf u t u r ev o l u m e f i n a l l y , t h ep r a c t i c a lf o r e c a s t i n g m e t h o di su s e di nt h eu r b a np u b l i ct r a f f i c d e m a n d sf o r e c a s to fc h a o h uc i t y , a n df i n er e s u l ti sg a i n e d k e y w o r d s ：t u d 庙l cd e m a n d ，f o r e c a s t ，p r a c t i c a l ，f u n c t i o n 3 由向公路养护的变通需求分析础究【第一学绪论】 第一章绪论 第一节研究背景 现代交通规划中的交通需求预测方法通常采用四阶段法，即交通产生预测、 交通分布预测、交通方式分担预测、交通网络分配预测。这一四阶段预测模式 被广泛应用，是交通需求预测的主要方法。 四阶段预测模式在城市交通规划应用较为成熟，但在区域交通规划领域中， 出现一些值得注意的问题。在区域内，由于涉及的地域范围广大、行政单元众 多、管理层次复杂等，难于完全按传统的四阶段法进行。 1 传统的四阶段法是指在一定的公路条件下进行的交通需求预测，它的交通 特性可用路段的交通阻抗t ( i ，j ) 来表示： 3 t ( i ，j ) = t ( i ，j ) + d ( i ，j ) 式中：t ( i ，j ) 一路段【i j 】的路权； t ( i ，j ) 一一一定的公路条件下路段“，j 】的行驶时间； d ( i ，j ) 在i 交叉1 2 1 与j 交叉口相邻进1 3 道上和车辆平均延误。 面向公路养护的交通需求预测是指公路路况随着时间、养护等条件变化下 的交通需求预测，它的交通特性用路段的交通阻抗t ( i ，j ) 表示为： t ( i ，j ) 2 t ( i ，j ) + d ( j ，j ) + t ( j ，j ) 式中：t ( i ，j ) 一路段【i ，j 】的路权： t ( i ，j ) 理想的公路条件下的路段 i j 】的行驶时间； d ( i ，j ) 一在i 交叉口与j 交叉口相邻进口道上的车辆平均延误； t ( i ，j ) 路况下降引起的交通延误。 传统的四阶段法及面向公路养护的交通需求预测二者在研究的方法、e - i 的 上是相同的，但在研究的前提条件、交通特性上有所区别，相关对比见表l l ： 曲向公路养护的交通需求分析 | ：| f 究 表1 一l面向公路养护与传统的四阶段预测法的对比表 相同点不同点 对比研究研究预测 道路特性交通阻抗 方法目的阶段 面向公路养生成、方式分公路路况随 t ( i ，j ) = t ( i ， 四阶远景交通 护的交通需担、分布、分着时间、养 j ) 十d ( i ，j ) + 6 段法量预测 求预测配四个阶段护等变化 t ( i ，j ) 生成、分布、 传统的四阶四阶远景交通一定的公路t ( i ，j ) = t ( i ， 方式分担、分 段法段法量预测条件 j ) + d ( i ，j ) 配四个阶段 由于历史的原因，我国的交通基础薄弱，公路网的数量不足，公路基础设 旅落后，公路网布局不合理，公路管理不完善，公路服务设施不健全，公路等 级低，公路养护经费少，公路各种病害多，养护任务重，难度大，以至现阶段 干线公路及重要县道特别是早期修建的公路，难以达到设计的服务水平。因此， 在区域交通需求分析中，应充分考虑公路养护的影响，这对正确预测交通需求 有着极其重要的作用。 第二节研究目的、研究思路 本论文的研究目的就是结合当前的公路养护，调查研究区域道路的服务水 平的变化趋势，以及由此引起路网内交通需求生成、交通分布、交通方式分担、 公路网交通分配等预测量的变化。 公路养护工作对交通需求的影响是本文研究的重点。因此，本文首先从公 路的养护谈起。 第一部分就是公路的养护概述。养护工作是针对道路的破坏，是以保持道 i 哪向公路养护的交通需求分析州究 路的完好率为目的。在本节介绍了道路的各种破坏形式，不同道路( 如水泥路 面、沥青路面) 的评价方法。重点阐述了公路养护对道路路况的作用，采用理 论和实际相结合的方法，得出公路养护下路况的发展趋势。 第二部分是交通调查。除e 常的社会经济、交通调查外，重点是根据公路 养护的特点和作用，具体调查公路的路况。路况调查是从路面的四个方面进：行， 即路面的破损状况、路面强度、路面平整度、路面抗滑能力。路面破损状况的 调查采用人工方法进行；路面强度采用贝克曼梁式弯沉仪测定的回弹弯沉来表 示；路面的平整度采用颠簸累积仪进行测定；路面的抗滑能力采用横向摩擦系 数测定车测定。根据上述的路况调查结果，运用确定性的评价方法，用沥青路 面质量系数p q i 或水泥路丽综合评定指标s i 来正确评价现有的公路路况。 第三部分是区域公路网的路阻函数分析。在全面分析国内外路阻函数的基 础上，根据区域公路车辆较少，交通流呈自由流状态的特点，建立行程车速与 路况相关关系，得到在公路养护下的区域道路的阻抗函数。 第四部分是在公路养护下进行交通需求预测。在区域交通需求生成预测中， 将区域看着大路网的一个有机组成部分，考虑路况的改变，引起路权的变化， 过境交通量产生相应的变化，可采用时间序列法或回归技术得出过境交通量。 在交通方式分担上，主要研究因道路条件( 路况) 发生变化时公路客货运量向水 运、铁路等运输方式的转移量。在交通量的分布、分配预测上，分布预测中的 双约束重力模型法和交通分配预测中的多路径概率法，都把交通阻抗( 行程时 问) 作为重要路权，而道路的行程盱i 自j 的变化在一定条件下，同路况的变化是 密切相关的，也就是同公路养护的作用密切相关。 最后以巢湖市交通需求预测为实例，应用本文分析的预测方法和思路，结 合实际的公路养护情况，完成对巢湖市公路交通需求的预测，为巢湖市公路网 规划提供必要的保证。 面向公路养护的交通需求分析 】：_ | k 【第一搴绪论】 第三节研究成果 总之，通过本文的研究，达到的研究成果有如下几点： 1 、通过对公路路况的调查，建立在公路养护下的路况发展模型。 2 、确定公路养护下交通调查内容和方法。 3 、建立区域公路网的路段阻抗函数。 4 、建立在公路养护下的区域交通需求实用预测体系，以期可以使区域交通 需求预测更加合理、客观，并且有很强的可操作性。 5 、在交通方式分担预测中，提出广义公路的概念，为以后的进一步研究打 下基础。 4 i h 4 公路养护韵交通需求分析酬究【弹母公路养护概迷】 第二章公路养护概述 第一节行车及自然因素对公路的破坏 公路网的道路特性，主要是指公路技术等级、路段距离、计算行车速度、路 段通行能力和行程时间等，其中以等级和距离为基本特性，其余均可据此推算而 得。公路距离是不变的道路特性，而公路技术等级随着时间、外界条件的不同发 生变化。 一、公路的破坏因素 公路构造物主要承受复杂的车辆荷载的作用及受到诸多自然环境的影响。 1 、车辆荷载的作用 、通过车轮传递给路面的垂直压力，其大小主要取决于车辆的类型和轴载。 、由于车辆的起动、制动、变速、转向及克服各种行车阻力作用于路面的 水平力。其大小除与车辆的行驶状况和轮胎性质有关外，并与路面的类型及其干 湿状况有关，最大时可达车轮垂直荷载的0 7 0 8 倍。 、汽车的振动对路面作用的动压力，其值与车速、路面的平整度和车辆的 减振性能有关。 、在车轮后方与路面之间e h 于暂时的真空而对路面产生的真空吸力。 、荷载作用的时间、频率和次数对路面有较大的影响。 2 、自然环境的影响 、路面温度随着气温一年四季和昼夜的周期性变化而相应地变化，并沿着 深度方向产生温度梯度。 、水对路面的作用主要来自大气的降水和蒸发、地面水的渗透及地下水的 影响。 、大气中的空气、阳光对沥青路面有重要影响。 二、公路路面破坏的主要形式 墼壁些燮型生! 塑兰塑鲨丝坠l 1 、沥青路面的破损形式 沥青路面的破损形式主要有裂缝、麻面、松散、坑槽、沉陷、车辙、泛油、 油包、拥包、波浪( 搓板) 、脱皮、啃边和滑溜。 2 、水泥路面的破损形式 水泥路面的破损形式主要有裂缝、接缝材料破损、边角碎裂，拱起、错台、 唧泥、板块沉陷、坑洞、表面裂纹与层状剥落。 第二节公路养护对路况的作用 、公路养护工作的任务 公路建成交付使用后，在行车作用和自然因素影响下，特别是交通量和轴载 的不断增加，公路的使用性能将逐渐下降。公路养护的任务就是运用先进的技术 和科学的管理方法，合理地分配使用养护资金，通过养护使公路的设计使用年隈 内经常保持完好的状态，并有计划地改善公路的技术标准，以提高公路的服务水 平。 具体地讲，公路养护任务内容如下： 1 、经常保持公路及其设施的完好状态，及时修复损坏部分，保障行车安全、 舒适与畅通。 2 、采取正确的技术措施，提高养护工作质量，延长公路的使用年限。 3 、防治结合，治理公路存在的病害：阳隐患，以提高公路的抗灾能力。 4 、对原有技术标准过低的路段和构造物以及及沿线设施进行分期改善和增 建，以提高公路的通行能力和服务水平。 二、 养护对公路路况的作用 我国公路养护的工程分为小修保养、中修、大修和改善工程四类，下面就 这四类养护工程对公路的作用进行分析，并建立发展趋势图。 血向公路养护的交通需求分析 l j | 究 【靴一章公路养护 j 托迓】 1 、道路的路况总发展趋势 公路在设计时就有设计年限的限制，自币式通车开始，就不断地受到车辆 荷载的作用以及各种自然环境的影响，路况随着使用年限的增长而变差。图2 一l 、 图2 2 分别为沥青路面理论发展趋势、水泥路面理论发展趋势，从趋势可以：看出 水泥路面在使用年限内路况较好，但在后期破坏发展快速，难以采用小修方案进 行修复，建议采用大中修方案或对老路进行全面改造；沥青路面在建成3 5 年后， 路况有明显下降，十分有必要制定详细的养护计划，有针对性地实施，减缓路况 下降的速度。 图2 - i 沥青路面理论发展趋势图 路面状况指数p c il j jl 1 0 0 081 2 时间 图2 2 水泥路面理论发展趋势图 路面状况指数p c i t ( 年) jl 1 0 0 、。 r o1 52 0 1( 年) 2 、小修保养工程 小修是对公路及其工程设施进行预防性保养和修补其轻微损坏部分，使之保 持完好状态。通常小修投入的人力资源、机械设备和材料等费用相对稳定，对道 路产生的作用成线性变化，详见图2 - 3 ，结合道路理论发展趋势，可得小修作用 下的道路发展趋势，见图2 - 4 。 【由阳公路养护的交通需求分析删究 【第一葶公路养护 【讨、】 图2 - 3 小修作用下的道路修复率 路面状况指数p c i jj 2 0 = k t l = k ； 。 o24时间 图2 4 小修作用f 的道路发展趋势图 路面状况指数p c i jl 1 0 0 、| | o81 2时 常数) ( 年) 】t ( 年) 3 、大中修工程 大中修对公路及其工程设施的损坏迸行的综合修理，以全面恢复到原设计标 准。结合道路理论发展趋势，可得公路建成1 0 年后大中修作用下的道路发展趋 势，见图2 5 。 面向公路养护的交通需求分析州究 【第一章公路养护概硅】 图2 5 人中修工程作月一f 的道路发展趋势图 j 乡丌、声 01 02 0时间t( 年) 4 、改善工程 改善工程是指对公路及其工程设施因不适应交通量和轴重需要而分期逐段 提高技术等级，或通过改善显著提高其通行能力的较大工程项目。改善工程驹发 展趋势与大中修类似。 血m 公路养护的交通需求分析研究【帮i 带综合变通洲白】 第三章综合交通调查 第一节概述 交通调查是一种用客观的手段，测定道路交通流以及与其有关现象的数 据，并进行分析，从而了解与掌握交通流的规律，其目的是为了向交通需求分 析提供实际的参考资料和数据。 交通调查的对象主要是交通现象，而与交通有关的诸如国民经济发展、经 济结构、运输状况、道路等均可作专项调查。 通常在交通需求分析中，重点调查的有区域国民人口、经济指标及历史、 现状交通量等，本文因考虑公路养护对交通需求的影晌，尚须了解相关道路的 特性，调查道路的各种病害，分别加以评价，为分析其与交通阻抗之间的相关 关系，建立路权与公路路况变量的预测模型提供第一手资料。 第二节交通调查的内容 区域交通预测中的交通调查涉及到道路的源和流、交通设施以及与道路有 关的社会经济、自然、土地利用等多项资料，其总体内容如图3 1 所示。 1 0 自们公路莽护的交通需求分析埘究 【旃三章综合交通训舡i 调蠢逄容 阕3 - 1交通调查豹总体内容 t 、基秣资辩 社会经济 建利用 自然状况 2 、交通现状公路交通及泼它运输方式 3 、交邋没麓一公路网及笑它运输两 4 、运输方针、政策及规划 5 、o d 调查 嚣域交通预测的交通调查的内容、范围、目的列表见表3 1 。 袭3 - 1 交遗调囊& 走容、藏圈、基的 f调焱名称调查主甍内容调查范围调查目的 i 社会经济及土地人口、经济发展水平，不预测区域交通量发生预 |利鲻调查鞠曩途她豹裂霸瑟彀及各小区测 i交通政策有关的法律、法规及技术预测区域 交通量预测 i方针调查标准规范及各小区 蓣溅区域交逶茧方式努 交通獠强调查综合运输网现浚 及各小区担预测 交通量方j 戈分 运输鼹调查备运输方式的咎舞运量预测总区域 握羧测 聪域内各公路历年的交 公路交通摄、运行交通量预测、 通量，典型路段的行程速区域内公路网 车速、鼹况调查路权路况：是系 囊及辐应夔鼹瀵 分析交通鬣的 o d 调查车型、车辆起讫点区域内公路网 流量流向 囊粕公嬉养护熬交逢需求分辑蛾究 【辩= 馨塔台空迁溺盎】 第三节社会经济及交通量调查 一、区域经济调爸 区域经济指标如区域历年总人口数、各影响区小历年人口数、区域历年国 民生产总值及各影响小区掰年国民生产总值铸经济指标，可从区域经济统诗年 篓中粪缮。 二、历史交通量调豢 历史交通量如区域历年综合交通量、区域历年总客运量、区域历年总货运 量及其所占的比重、各影响小区历年综合交通魑、各影响小区历年总客运量、 冬影嗡小区历年总货运鬃及其藏占的魄重，可从区域交通统计年撩中查褥，或 采瑙糖样调查法稚雾。 三、o d 量调查 1 、公路o d 量调查隧的与方法 在某一区域内，为获褥通过两个出行点的车辆类型、荷载、交通流方向、 久爨浚动滂凝、交通嚣数簿资耧菠逮螽瓣调蠹稼隽起 乞点调查，麓称鸯o d 诿 查。大爨的o d 调奁数搬对远景交通量的预测提供了定量依据，进而为交通规 划的究善奠定基础。 交通量调查可采用人工计数法、路边访问法、发表调查、明信片调查、电 话询潮法等。这些方法备鑫优缺点，应根据调囊熬匿戆、数据要裳，莠投簿太 烫、经费和爵闼来邃择。对予交通需求预测中熬o d 量调查，我溺鹜翦大多采 用路沈访问法，这是由于：访问者与回答者之间的个人接触，可以获得最完全、 最准确的资料；回答率较商，可使调查偏差减到最小；样本可以从交通流中选 取，以满足预定的统计要求。 2 、酒查蠹蜜 路边访问法通常在事龙商定的地点连续进行1 2 小对的调查，调查内容主要 是向抽样车辆了解以下资料： 、各种车辆的车型、车辆出行的起点、车辆如行的终点； 一1 2 。 曲向公路养护的交通需求分析训究 【筇一氍综台竞娅洲】 、大小客车的座位数、载客数 、各类货车的额定载运吨位、货物种类及实载货物吨位。 3 、o d 量调查统计分析 o d 交通量的统计分析是以交通量观测和o d 调查结果为基础，换算成年 平均日交通量，进行统计分析。 以1 2 h o d 调查的数据进行统计分析，可应用样本扩大系数、昼夜率、月 交通不均匀系数、r 交通量不均匀系数来扩大修正，见下式： qu 2 ”日ov m w 式中：q r i 区到j 区的年平均日交通量； u i j 一1 2 h o d 调查所得的i 区到i 区的样本交通量； 1 2 h 调查的样本扩大系数，n = 1 2 h 观测交通量”l j ； v 昼夜率，v = 全日2 4 h 观测交通量1 2 h 观测交通量； m 一一月交通不均匀系数； 、肌日交通量不均匀系数。 通过对所采集的o d 数据进行分析，可得到许多有用的结果，包括： 、各o d 调查点的各种车辆0 一d 表； 、各o d 调查点车辆汇总o d 表； 、区域内各种车辆o - d 表； 、区域内车辆汇总0 一d 表； 、各o - d 点客、货运车辆( 或货运量、旅客人数) o - d 表； 、区域内客、货运车辆( 或货运量、旅客人数) 0 - d 表。 第三节公路路况调查 道路的路况调查共分路面破损调查、路面强度调查、路面平整度调查、路 面抗滑调查等四类调查。 一、路面破损调查 1 、破损调查 - 1 3 - 血向公路养护的交通需求分析吲究 【鳓= = 带综合变逋洲】 采用路查法调查道路的各种破损类型及严重程度，统汁情况见表3 2 。 表3 - 2 沥青路面损坏分类统计表 总体评价型式类型损坏面积( i l l 2 )备注 横向裂缝 纵向裂缝 裂缝 龟裂 路面综合破 不规则裂缝 损率d r =车辙 波浪 变形 路面状况指沉陷 数p c i =松散 泛油 耗损拥包 坑槽 其它修补损坏 2 、评价 根据上表调查结果计算沥青路面破损率d r ，其具体计算公式如下： d r = ( d ，k ，a ) a 式中：a 路段的路面总面积( m 2 ) ； d 。第i 类损坏、j 类严重程度的实际破损面积( m 2 ) ； k ；，根据各种破损对车辆行驶质量和养护工作量影响程度的第i 类损 坏、j 类严重程度的路面破损换算系数，见表3 3 。 然后，根据路面综合破损率d r ，按下式计算路面状况指数p c i ： p c i = 1 0 0 一1 5 d r o 4 。2 如向公路养护的交通需求分析刊究 【笫二搴综合交通训】 表3 - 3 路面破损换算系数 l 破损类型严重程度换算系数破损类型严重程度换算系数 轻 o 6轻o 2 l龟裂 松散 重 1 0重 0 4 轻 0 2轻0 4 不规则裂缝沉陷 f 重 o 4 重 1 0 轻o 4轻0 4 纵裂车辙 重 0 6重0 4 轻 0 2轻04 横裂波浪 重 0 4重o 8 轻o 8轻o 。4 坑槽拥包 重 l _ o 重 o 8 修补损坏 o 1 泛油。0 1 i 二、路面强度 路面强度调查主要用于评价现有路面的承载能力，它主要用于沥青路面的 主人。路面现有的强度采用贝克曼梁式弯沉仪测定的回弹弯沉值，按下式计算 得出的路段弯沉值表示： l 吼十z a s 式中：l r 一一评定路段的代表弯沉值； l 一评定路段内经温度与测定季节修正后的各测占弯沉的平均值； s 一评定路段内经修正后的全部测点弯沉值的标准差； z a 与保证率有关的系数。 三、路面平整度调查 路面平整度的检测一般有3 m 直尺、连续式平整度仪、颠簸累积仪、和纵 断面测量等方法，但在路网中，路面平整度通常采用车载式颠簸累积仪检测。 四、路面抗滑调查 i 矗f 粕公潞养护构交通需求分析耐究 t 第二i 常综台交通测| | ! j = 】 路面抗滑能力可采用摆式摩擦系数测定仪( 摆式仪) 或横向摩擦系数测定 车( s e 磁m ) 灞定，以路面在潮湿状态下的测定值分剐以摆值b p n 的横向力系 数s f c 表示。 五、沥费路磷的评价方法 沥青路面的质量系数p q i 与路丽状况指数p c i 、路面强度s s i 、路面平艇度 r q i 、路面抗滑能力s f c 密切相关，其计算公式如下： 毽i = p c i * p 1 + r 奄i 宰p 2 + s s i 枣p 3 + s f c * p 4 其中：p l 、p 2 、p 3 、p 4 一分剐受搬座译俊指标款熊极系数，按各项搬梅 的重要性，通过对路面养护专家的实际调查，其建议值见裘3 - 4 。 表3 - 4p i 、p 2 、p 3 、p 4 加权系数建议表 鸯嚣投系数 p tp 2p 3p 4 建议值 o 30 3o 。3 o 。l 建议范围 0 2 5 - 0 + 3 50 2 5 - 0 3 5o ，2 5 o 3 50 0 0 - 0 。t 0 i 、路面状况指数p c i 路嚣状魏指数( p c i ) 计算公式翔下： p c i = 1 0 0 x 1 5 d r 。4 1 2 式中：d r 沥青路蕊破撰率。 路阿状况指数p c i 的数值范围为o - 1 0 0 ，其值越大，表示路况越好；反之， 越差。 2 、路面强度s s i 谨徐沥蠢路甏现有强度豹揍振采惩路嚣强寝系数s s i ，按下式诗箨： s s i = 路面允许弯沉僮路段代表蛮沉俊 式中：路面允许弯沉值采用路面设计弯沉值； 路段代表弯沉值由实际调查确定。 3 、路瑟平整壤r q i 、路鬣抗淆能力s f c r q i = tt 5 - 0 7 5 i r i 曲向公路养护的交通需水分析刊究 【粥二搴综台盒迎侧a 】 式中：r q i - 其数值范围为o 1 0 ： i r i 一国际平整度指数( m k m ) 。 路面抗滑能力s f c 现场实际测定。 六、承淀路嚣静评铸方法 1 、水泥路面状况指数 求泥瓣瑟获嚣揆数( p c i ) 诗算公式懿下： p c ，= 1 0 0 - d p , j w i j ；l 斌中：i 、j 分别为路面的损坏类型和严重程甓； n 损坏类型总数； m 一第i 种损坏类塑的严重程度： d p , j 第i 类损坏类裂、第j 种严重程度的扣分值： w 。为多种损坏时i 类损坏j 种严懿程度的修正权数，用下式计 算： 厂2 。5 * r ，jr ，。 0 ，2 1 w ，= l0 5 + 0 6 8 7 5 * ( r ；j - 2 ) 0 2 r 。 0 5 5 | 0 ，7 4 + 0 2 8 * r 。一0 ，5 5 ) 0 。5 5 r ，j v 2 。 2 、路段行程时间交通负荷关系模型 向向公路养护的交通需求分析 j j | 究 【第p u 章区域公咯嘲的路砒函数l 公路路阻函数研究车流在路段上行驶时所受阻力的大小，可用路段平均车 速与路段的交通负荷之间的函数关系来表示： u = = f ( v c ) 其中： u路段平均车速，指路段空间平均车速( k m h ) v c交通负荷( 饱和度) v - - - 路段上的小时交通量( 辆h ) c 一路段的可能通行能力( 辆h ) 以美国联邦公路局路阻函数为例，该模型为： t = n * t o i + a ( v c ) 9 其中：t 一路段的总行程时间； n - - 路段上的交通量； t 0 一零流量时路段上的行程时间： a 1 3 一一回归系数。 在交通分配中，一般取a = o 1 5 ，b = 4 ，则上式变为： t = n * t o 1 + o 1 5 ( v c ) 4 该路阻函数中的c 并非指路段的通行能力，而是计算中的一个预定的流量 值。流量达到c 值时，路段对应的阻抗值比零流阻抗大1 5 。实际上当流量趋 近于可能通行能力时，阻抗应趋于无穷大，平均车速趋于零，因此该路阻函数 并不渐进于路段的可能通行能力。 二、国内对路阻函数的研究 我国对路阻函数的研究很少，有说服力的成果不多，这是由于： ( 1 ) 我国的公路条件参差不一，同一等级公路的技术指标相差很大。例如： 二级公路仅路面宽度就有9 米、1 2 米、1 5 米等。要对各种公路条件下的路阻函 数进行研究需要巨大的调查工作，一般难以完成。 ( 2 ) 我国大部分公路上混合交通严重，国外现有的研究多是针对非混合交通 情况下的，因此可借鉴的国外成果不多。 我国现行常用的路阻函数模型有以下两种： ( _ ) 、交通部公路规划设计院模型： 1 血向公路养护的交通需求分析刊究 【第p u 章区域公路州的路舢幽数1 我国交通部公路规划发计院提出了下列阻抗函数关系： v = a * n “或t = d * n “a 其中： v ，t 一路段的平均技术速度( k m h ) 、平均行程时问( h ) ； n - - - 路段交通量( v e h d ) ，分道行驶时为汽车折算值，混合行驶时为混 合交通量折算值： d 一路段的长度； a ，b - - - 与技术等级有关的常数。 上述两组关系式简明方便，在区域公路网规划中有一定的实用价值。 、对美国联邦公路局路阻函数的修正及应用： 1 、线性模型与美国联邦公路局路阻函数的组合 美国公路局路阻函数使用方便且通用性好，在国外应用广泛。但在国内具 体操作时，多采用线性模型与公路局模型的组合模型。即在正常车流时，用线 性模型，在拥挤及过饱和车流时用公路局模型： 厂u = a b $ ( v c )v c 0 8 一 lu = a 1 十a ( v c ) 。v c o 8 式中a ，b 为回归系数，可根据正常车流时的实测车速。交通负荷资料用最 b - - - - 乘法确定。 参数a 可根据车速在v c = o 8 处用两式计算的值相等来确定。 2 、一种新的修正： 8 研究发现：路段交通量处于较低水平时，速度是一常数，即车辆速度不受 流量的影响。当路段交通量接近路段可能通行能力时，产生不稳定交通流，车 速下降很快，因此当路段上交通状况处于较高服务水平时( 如饱和度p o 5 ) ， 车速不受交通量大小的影响，车辆可以设计的技术车速行驶，当饱和度超过某 一阀值p o 时，单位长度路段的行程时间将会受交通量显著影响。 t = t o e l + a ( p - p o ) 。 h ( p p o ) 其中：p ，p o 饱和度及其阀值； p = v c 面向公路养护的交通需求分析制究【雄川幸睦域公路嘲的路m 幽教】 r l ( p - p o ) = l lh ( p p o ) = 0 p o p p o 对于不同的路段，参数a 、1 3 及饱和度阀值p 0 值不相同。该函数的一般 形式如图4 2 ： 图4 2 公路阻抗函数分段修f 示意图 第三节车速与路况关系分析 一、车速的影响因素分析： 车辆在道路上行驶，不能连续地按车辆的最高车速行驶，因为它受到来自 道路其他车辆、限速、环境等因素的影响。车辆在行驶过程中必须不断地变化 车速，以适应不同的运行条件。 影响车速的主要因素有六个方面： 3 1 、车辆的动力性能对车速的影响 车辆的动力性能是车辆运动的内因，它对车辆运行速度的大小起决定性作 用。车辆的动力性能通常以三个指标来评定：即车辆的最高行驶车速、加速性能、 和最大爬坡能力。车辆的动力性能与车型、品牌、新旧程度等有关。一般来说， 小客车最高行驶车速大，加速性能好，货车则要求有较大的爬坡能力。各车型 车辆在相同路段上速度差别较大，这主要是由于车辆的动力性能差异造成。 曲向公路养护的交通需求分析州究 t 第讪章【蔓域公路嘲的龉阻函数】 2 、道路条件对车速的影响： 道路是车辆运动的载体，车辆车速受到来自道路的阻力影响。道路条件指 道路的等级、车道宽度、侧向净空、线形、视距、路面状况及沿线设施等。 3 、交通条件对车速的影晌： 交通条件指道路交通流中的交通量及其变化、交通构成、车道分布等。 1 ) 交通量：道路交通量是影响车速的最重要因素之一。交通量较小时，车 辆可以自身动力性能和道路条件所允许的速度行驶。交通量增加，车辆之间的 相互干扰加大，超车受到限制，致使快速车的潜力无法发挥，车辆平均车速降 低。 2 ) 交通量构成：上述交通量是各种车型组成的混合交通量，其平均车速一般 比单一车型交通的车速低得多。车型构成特别是重型车所占比例、动力性能差 的车辆所占比例对车速影响更为明显。我国大部分公路为二级以下公路，混合 交通严重，大大降低了交通流的平均车速。 4 、交通管理控制对车速的影响： 主要考虑车速限制对车速的影响。车速限制包括最小车速限制和最高车速 限制，例如我国高速公路限速一般为6 0 1 2 0 k m h 。车速限制的执行对车辆速度 的差别有减少作用，从而车辆之间的相互干扰减少。 5 、环境因素对车速的影响： 主要包括气候条件、照明条件等。气候条件对车速影响的一个典型方面在 于雨天路湿，车辆一般较晴天干路时速度降低很多。照明条件对车速影响的一 个典型例子是车辆行驶时白天速度一般高于夜晚车速( 在交通流量相同的情况 下) 。 6 、驾驶员的年龄、技术水平等对车速也有较大影响。 二、影响车速的因素共同作用机理 由上面的分析可知影响车速的因素很多，包括了道路交通系统中人、车、 路、环境等四方面的因素，因此对这些因素的共同作用机理研究将是困难的。 上述影响车速的六个因素中车辆的动力性能、道路条件、交通条件是影响车速 的主要因素。可以认为，车辆在路段上的行驶车速是在车辆的动力性能、道路 2 5 向向公路养护的变通需求分析吲究 【第叫审i 蔓域公路州的蹿m 函数】 条件、交通条件三方面因素共同作用下的结果。 v = v ( r ，t ，a ) 其中：r - - - 道路条件集合； t - - - 交通条件集合： a - - - 车辆的动力性能集合。 车辆在实际的道路与交通条件下，行驶速度是i 个主要因素分别决定的速 度的最小值： v - - - - m i n ( v r ，v t ，w ) 其中：v r - - - 道路条件决定的行驶车速； v t 交通条件决定的行驶车速； v a 车辆动力性能决定的行驶车速。 在各种运行条件下哪种因素对车速的影响起主导作用及各因素作用大小的 确定是很困难的。因此在考察某因素对车速影响时，通常使其他二种因素在理 想条件下或固定条件下。例如考察车辆的动力性能对车速影响时，须在理想的 道路和交通条件下，或者前后观测时道路和交通条件一致也可。 本文的重点在于道路条件对于车速的影响分析，因此须使交通条件和车辆 动力性能条件在理想条件下或固定条件下。 三、不同的交通流条件下影响车速的主导因素分折 l 、在理想的交通条件下，即在路段上车辆很少，车辆之间几乎没有相互 干扰的情况下，超车比较随意，车流呈自由流状态。 若再满足理想的公路条件，则不同车型的车辆行驶速度相差较大，随着公 路条件的恶化，不同车型车辆的行驶速度的差别减小，公路条件对车速的影响 逐渐增大直至各不同车型车辆行驶速度几乎相等，公路条件成为制约车速的唯 一因素。 2 、随着路段上交通量的增大，车辆相互干扰增加，超车受到一定限制， 行驶速度降低，快慢车的速度差随之减小，交通量对速度的影响作用越来越强。 但道路条件和车辆动力性能也对各车型车速产生影响，各车型车速是三个因素 共同作用的结果。 2 6 面向公路养护的交通需求分析酬究 【第凹章区域公路蚓的路阻函数】 3 、当路段上交通量增大到接近路段通行能力时，道路条件和车辆动力性能 因素对车辆速度的影响很小，交通条件即交通量的大小及其构成成为影响车速 的主导性因素。 四、路阻函数的速度一路况的模型构思 、道路条件、交通条件、车辆条件的分析 区域路阻函数的研究主要考察速度一道路条件之间的关系，为此采取聚类分 组的方法，固定交通条件、车辆的动力性能的影响，从而研究车速与道路条件 ( 路况) 之间的关系。采用有重点、分层次对交通条件、车辆条件等按一定指 标进行聚类分组的方法，探讨一定车型的车辆在一定的交通条件下车速随路况 变化的一般规律。 1 、交通条件 我国的社会经济l f l 前并不发达，各区域的公路网主要是二级及以下等级公 路，区域内各影响小区间的交通流量相对较小，路段上的车辆较少，交通流呈 自由流状态。新的研究表明在一定的公路条件下，路段交通量处于较低水平时， 路段的平均行程速度是一常数，即车辆速度不受流量的影响。 8 因此，在区 域公路网的路阻函数的研究中可不考虑交通条件的影响，即不考虑交通量和交 通构成两个方面的影响。 2 、道路条件 区域公路自建成投入使用后，公路的众多技术指标如路面宽度、侧向净空、 平面线型、视距、路面类型等均保持不变，但在使用过程中，受到自然因素的 破坏作用和公路养护的保养作用，路面状况随着时间呈一定的发展趋势a 一般 来说，路面状况较差，则车流的速度也将相对较低。考虑车速与道路条件的关 系实际上是研究车速与公路的路面状况变化的相关关系。 3 、车辆条件 车辆条件应该按车辆的动力性能加以分类，但车辆的动力性能一般与车型 密切相关，因此可以车型划分车辆种类，这样既可简化划分，又能反映车辆条 件对车速的影响。不同车型的车速相差很大，特别是在交通量较小的自由流状 态下更是如此。 2 7 面向公路养护的交通需求分析蚓l 究【第p u 章 【蔓域公路 q 的路m 函数l 、车速一路况模型的构思 由上述车速影响因素机理分析可见，在区域公路网中，车速一路况模型在各 种路面状态下，其形式是不同的，因此应分阶段建立车速一交通量模型。 在区域交通呈自由流的情况下，路面状况较好时，各车型的车速由机理分 析主要是由车辆的动力性能决定的，车速相差较大。随着路面状况的降低，道 路条件对车速的影响越来越大，达到某一路况p c i ，车速主要是由道路条件决 定的，车辆的动力性能对车速的影响可忽咯不计