第九章 通行能力分析

.,第九章道路通行能力（Capacity）,教学内容：1、概述2、双、多车道公路路段通行能力3、道路平面交叉口的通行能力4、高速公路通行能力5、公共交通通行能力（自学）6、自行车道的通行能力（自学）7、人行道的通行能力（自学）,.,2,第九章道路通行能力（Capacity）,教学要求：掌握通行能力的基本概念；熟悉高速公路通行能力，双车道公路路段通行能力，多车道路段通行能力，以及道路平面交叉口的通行能力的分析计算；了解公共交通通行能力，自行车道的通行能力，人行道的通行能力的分析计算。,.,9-1通行能力概述,一、概念,日本道路通行能力定义为：在一定时间内能通过道路某截面的最大车辆数。美国定义为：一定时段和通常的道路、交通与管制条件下，能合情合理地希望人或车辆通过道路或车行道的一点或均匀路段的最大流率，通常以人h或辆h表示。我国道路通行能力定义：也称道路容量，是指道路的某一断面在单位时间内所能通过的最大车辆数。当道路上的交通量接近道路的通行能力时，就会出现交通拥挤现象。当道路上的交通量小于道路通行能力时，驾驶员驱车前进就有一定的自由度，有变换车速和超车的机会。,.,4,9-1通行能力概述,通行能力（C),交通量(V),交通设施的通行能力、交通量,交通负荷、饱和度（V/C),.,5,9-1通行能力概述,研究道路通行能力，有助于科学地解决如下5个问题：根据交通需求预测以及设计交通量的分析，可以正确地规划道路等级、性质和设计道路的横断面形式，选择正确的交通设施。通过分析现有道路的交通量，可评价该道路在交通高峰期间，能够提供什么样的服务水平，还能进一步疏导多少交通量；进而发现道路系统的缺陷，并针对问题提出改建措施。根据道路通行能力和运营状况的分析，可提出各种改进交通管理的措施，更加充分地利用道路的时空资源。根据居民出行特征和公共交通通行能力分析，确定在交通高峰期间需要多少公交车辆来满足交通需求，以及公交车站能否满足运营要求，并确定这些运营过程中可能出现的瓶颈地带。根据交通需求和行人、自行车通行能力分析，确定拥挤的街道中人行道、自行车道的布局、宽度等主要技术指标。,.,6,基本通行能力：是指交通设施在理想的道路、交通、控制和环境条件下，该组成部分一条车道或一车行道的均匀段上或一横断面上，不论服务水平如何，1h所能通过标准车辆的最大辆数（最大小时流率）。可能通行能力：指一已知交通设施的一组成部分在实际或预测的道路、交通、控制及环境条件下，该组成部分一条车道或一车行道对上述诸条件有代表性的均匀段上或一横断面上，不论服务水平如何，1h所能通过的车辆（在混合交通公路上为标准汽车）的最大辆数。设计通行能力：指一设计中的交通设施的一组成部分在预测的道路、交通、控制及环境条件下，该组成部分一条车道或一车行道对上述诸条件有代表性的均匀段上或一横断面上，在所选用的设计服务水平下，1h所能通过的车辆（在混合交通公路上为标准汽车）的最大辆数。,9-1通行能力概述,二、通行能力分类,.,7,9-1通行能力概述,三者关系？,.,8,9-1通行能力概述,基本通行能力是在理想条件下道路具有的通行能力，也称为理想通行能力；而可能通行能力则是在具体条件的约束下，道路具有的通行能力，其值通常小于基本通行能力。设计通行能力则是指在设计道路时，为保持交通流处于良好的运行状况所采用的特定设计服务水平对应的通行能力，该通行能力不是道路所能提供服务的极限。,一般而言：基本通行能力可能通行能力设计通行能力,.,9,9-1通行能力概述,通行能力的时间计算单位、交通量和交通流率对交通量而言，时间计算单位越大，交通量不均匀性越不明显，越不能很好地反映出交通量与运行质量之间的关系。通常，以“小时”为单位来计算通行能力和设计交通量。而对于通行能力研究则通常采用“15min”的分析时段，这样能更清楚出研究交通高峰对道路运行状况的影响。交通量是在一定时段内实际统计到的通过观测点的车辆数。交通流率是交通量（观测周期小于流率的计时周期）扩大为某一计时单位的数值。,.,10,9-1通行能力概述,理想条件所谓理想条件，原则上是指对条件更进一步提高也不能提高基本通行能力的条件。具体内容包括道路条件、交通条件、控制条件和交通环境。道路条件是指公路的几何特征。包括车道数，车道、路肩和中央带等的宽度，侧向净宽，设计速度及平、纵线形和视距等。交通条件是指交通特征。它包括交通流中的交通组成、交通量以及在不同车道中的交通量分布和上、下行方向的交通量分布。控制条件是指交通控制设施的形式及特定设计和交通规则。其中交通信号的设置地点、形式和配时对通行能力的影响最大。其他重要的交通控制包括“停车”和“让路”标志、车道使用限制及转弯限制等。交通环境主要是指横向干扰程度以及交通秩序等。,.,11,道路状况（线形、路面、车道及宽度等)车辆性能（加减速性能、制动性能等）交通条件（交通流组成、行驶行为等）交通管理（交通行为管制等）人员素质（驾驶员、行人等交通参与者身理、心理)环境干扰（横向干扰情况等）气候条件（气候、温度、风力等）,三、道路通行能力的影响因素,9-1通行能力概述,.,12,1辆拖拉机？辆3吨货车1辆摩托车？辆轿车,？,9-1通行能力概述,四、车辆换算系数和换算交通量,.,13,（一）、概念在通行能力方面，某类车辆的一辆车等于标准车辆的车辆数。1定义车型度量混合交通流的折中方法一般公路；高速公路；交叉口；城市道路2车辆折算系数PCEsPassengerCarEquivalents（二）、确定PCE的方法直接计算间接计算模拟计算,9-1通行能力概述,.,14,9-1通行能力概述,城市道路和公路中的高速公路、一级公路采用小客车为基本单位，其它车辆均换算为当量小客车(pcu)。其它各级公路均以中型货车为基本单位，其它车辆均换算为中型货车。通行能力是一般指所分析的道路、设施没有任何变化，还假定其具有良好的气候条件和路面条件下的通过能力，如条件有任何变化都会引起通行能力的变化。总之，道路通行能力不是一个一成不变的定值，是随其影响因素变化而变动的疏解交通的能力。,.,15,9-1通行能力概述,Source:JTGB01-2003,.,16,9-1通行能力概述,车辆换算系数表,（三）、换算交通量换算交通量也称为当量交通量，就是将总交通量中各类车辆交通量换算成标准车型交通量之和。VeVPiEi其中：Ve当量交通量；V总的自然交通量，辆；Pi第i类车交通量占总交通量的百分比，；Ei第i类车的车辆换算系数。,.,17,9-1通行能力概述,五、实际（可能）通行能力,实际通行能力是在实际的道路和交通条件下，单位时间内通过道路上某一点（或某一断面）的最大可能交通量。影响通行能力的因素很多，只能择其影响大的主要因素修正。各国根据本国国情和交通实况，对不同等级的道路选用不同的修正项目。如：一般公路通行能力的修正，主要考虑行车道宽度、方向分布、横向干扰、交通组成等；高速公路只考虑行车道宽度、左侧路肩宽度与交通组成。美国2000年版手册修正因素为车道宽度，侧向净空，重车混入率，驾驶员素质等。实际通行能力CCo宽度修正重车修正纵坡修正。,.,18,9-1通行能力概述,1道路条件的修正系数道路条件影响通行能力的因素很多，不能一一修正，只能选择其影响大的主要方面予以修正。1)车道宽度修正系数我国规定为3.75m，美国规定该宽度为3.65m，小于此宽度应修正。2)侧向净空受限的修正系数侧向净空是指车道外边缘至路侧障碍物(护墙、桥栏、挡墙、灯柱、临时停放的车辆等)的横向距离，根据实际调查表明，当侧向净空小于某一数值时会使驾驶员感到不安全，从而降速、偏离车道线，使旁侧车道利用率降低。当侧向净空不足时，应予以修正。3)纵坡度修正系数坡度大小和坡道长短对车速和通行能力均有影响，故两者应同时考虑。采用当量法，将一辆载货汽车换算成多少辆小汽车，然后用小汽车的当量值来计算。修正系数可按下式计算：,PT-货车比例ET-特定坡度、坡长货车的小客车换算系数PR-旅游车比例ER-特定坡度、坡长旅游车的小客车换算系数,.,19,9-1通行能力概述,.,20,9-1通行能力概述,.,21,9-1通行能力概述,4)视距不足修正系数公路路线设计规范(JTJ1194)的要求，由于客观原因视距不足，往往不能满足行车要求，特别是超车的要求。如平曲线或竖曲线路段，可按其占道路全长的百分数进行修正。视距不足的路段越长，则其影响越大。视距不足的修正，只适用于双车道道路，其修正值见表520。对于匝道视距修正可参阅表521。,.,22,9-1通行能力概述,.,23,9-1通行能力概述,5)沿途条件修正系数沿途条件是指道路两旁街道化程度，和横向干扰，由于道路两侧有建筑物，常产生行人和非机动车流对汽车的干扰，从而迫使汽车降速和通行能力降低。攻关组将街道化程度列于对速度的影响，而将横向干扰列入对计算的通行能力的影响予以修正(表522),.,24,9-1通行能力概述,2交通条件修正系数交通条件的修正主要是指车辆的组成，为了使不同类型的车辆换算为同一车型，一般根据所占道路面积和行车速度的比值进行换算，亦有用平均车头时距的比值进行换算。我国公路工程技术标准(JTJ00197)进行了明确规定。,.,25,9-1通行能力概述,【例1】某一道路上坡坡度为4，坡道长度为341mile，载货汽车占交通量的20，求坡度修正系数。解：当坡长341mile，坡度为4，货车占20，查表得ET=4.5已知PT20，代入公式则得：,.,26,服务水平：道路使用者从道路状况、交通条件、道路环境等方面可能得到的服务程度或服务质量。如可以提供的行车速度、舒适、方便、驾驶员的视野，以及经济安全等方面所能得到的实际效果与服务程度。服务交通量：不同服务水平要求通过的交通量。通行能力应该与服务水平相联系。服务水平高，服务交通量小；反之，服务交通量大，则服务水平低。,9-1通行能力概述,六、服务水平（LOS，LevelofService）,.,27,9-1通行能力概述,目前服务水平大体按下列指标划分：1)行车速度和运行时间；2)车辆行驶时的自由程度(通畅性)；3)交通受阻或受干扰的程度，以及行车延误和每公里停车次数等；4)行车的安全性(事故率和经济损失等)；5)行车的舒适性和乘客满意的程度；6)最大密度，每车道每公里范围内车辆的最大密度；7)经济性(行驶费用)。,.,28,9-1通行能力概述,由于实际确定服务等级时，难以全面考虑和综合上述请因素，往往仅以其中的某几项指标作为代表。如行车速度及服务交通量与通行能力之比，作为路段评定服务等级的主要影响因素。同时，由于这几项指标比较易于观测，而且车速和服务交通量也同其它因素有关，所以取此二者作为评价服务水平的主要指标是有一定根据的。同时，也因评价设施的性质和车辆运行情况的不同而异，如评价信号交叉口采用每辆车的平均延误时间(秒辆)，无信号交叉口采用储备通行能力，市区干道采用平均行程速度等作为主要服务水平评价的依据。又如2000年版美国HCM2000中高速公路采用最大密度，最小速度，最大服务流率和VC比，作为服务水平的指标。,.,29,LOS分级-HCM2000,A级：交通量很小，交通为自由流，使用者不受或基本不受交通流中其他车辆的影响，有非常高的自由度来选择所期望的速度和进行驾驶，为驾驶员和乘客提供的舒适便利程度极高。B级：交通量较前增加，交通在稳定流范围内的较好部分。在交通流中，开始易受其他车辆的影响，选择速度的自由度相对来说还不受影响，但驾驶自由度比服务水平A稍有下降。由于其他车辆开始对少数驾驶员的驾驶行为产生影响，因此所提供的舒适和便利程度较服务水平A低一些。C级：交通量大于服务水平B，交通处在稳定流范围的中间部分，但车辆间的相互影响变得大起来，选择速度受到其他车辆的影响，驾驶时需相当留心部分其他车辆，舒适和便利程度有明显下降。,服务水平：美国分六级，中国分四级，日本分为三个等级，前苏联亦分为四个等级。,.,30,LOS分级,D级：交通量又增大，交通处在稳定交通流范围的较差部分。速度和驾驶自由度受到严格约束，舒适和便利程度低下。当接近这一服务水平下限时，交通量有少量增加就会在运行方面出现问题。E级：此服务水平的交通常处于不稳定流范围，接近或达到水平最大交通量时，交通量有小的增加，或交通流内部有小的扰动就将产生大的运行问题，甚至发生交通中断。此水平内所有车速降到一个低的但相对均匀的值，驾驶自由度极低，舒适和便利程度也非常低，驾驶员受到的挫折通常是大的。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）。F级：交通处于强制状态，车辆经常排成队，跟着前面的车辆停停走走，极不稳定。在此服务水平中，交通量与速度同时由大变小，直到零为止，而交通密度则随交通量的减少而增大。,.,31,LOS分级,美国LOS分级,以上六级服务水平描述针对非中断性交通流的公路设施。,.,32,LOS分级,.,33,LOS分级-日本,.,34,我国在“国家九五攻关项目道路通行能力研究”中划分为4个等级，一级相当于美国的A/B两级，二、三级分别相当于美国的C级及D级，四级相当于美国的E/F两级。,LOS分级-中国,.,35,Source:JTGB01-2003条文说明,LOS分级,.,36,Source:JTGB01-2003条文说明,LOS分级,.,37,Source:JTGB01-2003条文说明,LOS分级,.,38,公路设计采用的服务水平等级,Source:JTGB01-2003,高速公路基本路段、匝道主线连接处、交织区均采用二级服务水平。不控制进入的汽车多车道公路路段在平原微丘的地区采用二级服务水平，在重丘山岭地形及在近郊采用三级服务水平。不控制进入的汽车双车道公路路段采用三级服务水平。混合交通双车道公路段采用三级服务水平。,.,39,公路服务水平的分级,Source:JTGB01-2003条文说明,二级公路作为干线公路时，设计速度宜采用80km/h二级公路作为集散公路时，混合交通量较大、平面交叉间距较小的路段，设计速度宜采用60km/h二级公路位于地形、地质等自然条件复杂的山区，经论证该路段的设计速度可采用40km/h,.,40,通行能力,Source:JTGB01-2003,服务水平分级标准以延误率为主要指标。设计通行能力按三级服务水平设计；考虑不准超车区段比例，以及行车道宽度的影响。,.,41,公路设计采用的服务水平等级,高速公路基本路段、匝道主线连接处、交织区均采用二级服务水平。不控制进入的汽车多车道公路路段在平原微丘的地区采用二级服务水平，在重丘山岭地形及在近郊采用三级服务水平。不控制进入的汽车双车道公路路段采用三级服务水平。混合交通双车道公路段采用三级服务水平。,Source:JTGB01-2003,LOS分级,.,42,LOS分级,【例2】某微丘地区四车道高速公路设计车速100kmh，路基宽27.5m，其中两侧土路肩与路缘带均为0.75m，硬路肩亦各为3m，中央分隔带2m，纵坡为1，设计小时交通量为小汽车2400辆，大中型汽车480辆，特大型汽车70辆。试求该路有无超过其通行能力，如无，其服务水平如何?,.,43,LOS分级,解：先进行交通量换算，按不同纵坡与交通量其换算系数不同。大中型车480辆，纵坡为1，换算系ET在1.5与2.8之间，特大型车为70辆，纵坡为1，换算系数ET在2与9之间。经内插计算分别为ET2.149，ET特2.490，则：当量交通量2400十4802.149十702.493594，取3600(pcu)h。方向分布，高速公路取5050，车道分布采用4060，则得负荷较重右侧车道Q右3600260pcuh1080pcuh，再求算实际条件下通行能力，查表可得V100kmh时，基本通行能力C。2200pcuh，查修正系数fcw、fsw、fHV，fcw因车道宽3.75故为1，fsw因硬肩宽度3m亦为1；,.,44,LOS分级,计算实际通行能力：最大负荷Q右为1080pcu/h实际通行能力(C实=1600)，可以通过。再计算负荷度QC108016000.67。查表，得知二级VC0.68，故其服务水平为二级。,则：,.,45,9-2双、多车道路段通行能力,一、一条车道的理论通行能力理论通行能力是指在理想的道路与交通条件下，车辆以连续车流形式通行时的通行能力。在缺乏大量实测资料的情况下，理论通行能力可以用数学分析法计算，其计算公式为：式中：v道路上行车速度（kmh）；T道路上行驶车辆车头时间间隔（车头时距）（s）；ST道路上行驶车辆最小安全车头间隔空间距离（m）。ST=L十S式中：L车辆平均长度；S驾驶员反应时间内行驶距离（m）。,.,46,9-2双、多车道路段通行能力,ST=L十（v/3.6）t+0.00394v2/式中：车辆与路面之间的附着系数；对于沥青类黑色路面根据经验数据推证，的数值与行车速度的关系见下表；t驾驶员反应时间，一般取t1s或1.5s。,纵向附着系数与行车速度的关系,.,47,9-2双、多车道路段通行能力,以货车为标准，考虑安全需要，取L8m，按上式计算车速10120kmh的理论通行能力，如下表所示。理论通行能力计算表,.,48,9-2双、多车道路段通行能力,二、可能通行能力的确定C可=C基kl.k2.k3.k4.k5k6.k71、车道宽度修正系数K1车道宽度决定于通行车辆的类型和计算车速。城市干道取小客车为标准车型，计算车速为80kmh其标准车道宽度取3.50m。对车道宽度小于3.50m的修正系数值见下表。,.,49,9-2双、多车道路段通行能力,2侧向净宽修正系数K2测向净宽是指车道边缘至路侧设施带、障碍物的净距离。日本标准规定对小于1.75m的侧向净宽予以修正，美国通行能力手册规定1.82m为临界值。根据我国城市道路设计规范规定，建议侧向净宽标准值为1.50m。不足1.50m时予以修正。修正系数下表。,.,50,9-2双、多车道路段通行能力,3多车道修正系数K3在多车道道路上，由于车辆交换车道的需要而降低通行能力。其修正系数见下表。多车道修正系数K3,.,51,9-2双、多车道路段通行能力,4平交路口修正系数K4平交路口对通行能力的影响，主要因素有信号配时、路口间距和车流平均行驶速度。其修正系数可由无交叉口行驶通过时间与有交叉口行驶通过时间之比来表示。下表列出了常用范围内的修正系数值。平交路口修正系数K4,.,52,9-2双、多车道路段通行能力,5机非混行修正系数K5对于机动车与自行车混行的单幅式路，当自行车流量达到一定时，自行车靠近或占用机动车道行驶，均会影响汽车行驶车速，降低通行能力，若有公共汽车停靠站，影响通行能力的现象有更为明显。根据实地调查，综合上述情况提出机非混行修正系数见下表。机非混行修正系数K5,.,53,9-2双、多车道路段通行能力,6街道化修正系数K6街道化程度即指沿道路两侧的商业发达程度，当商业化程度高时，行人过街总量和范围都加大，对通行能力的影响也趋于严重。因而可通过行人过街频率分析街道化修正系数。不同的人行横道间距、行人到达率和行驶速度条件下的修正系数见下表。街道化修正系数K6,.,54,9-2双、多车道路段通行能力,7重型车修正系数K7在城市道路的通行能力计算中应以小客车为标准车型，对混合车流中的大、中型车辆应给予修正，计算其当量小客车值。小客车当量值=混合车辆值/K7,式中，Pb、Pm分别表示实际车流或设计规定车流中的大、中型车辆所占比例；Eb、Em表示大、中型车辆的小客车当量换算系数。道路纵坡度小于3%的条件下，北京市政设计院观测了不同车型的流量与流速的关系，提出车型换算系数为：小型车：Es=1.00中型车：Em=1.30大型车：Eb=1.70,.,55,9-2双、多车道路段通行能力,也可以采用下表中提供的小客车当量换算系数。我国以小客车为标准车型的换算系数,.,56,9-2双、多车道路段通行能力,三、混合交通双车道公路路段通行能力计算1、车辆折算系数平原微丘地形中混合交通多车道公路车辆折算系数，经过大量的实际调查和多元回归分析计算，得出各种车辆构成修正系数值，如下表所示。平原微丘地形中混合交通多车道公路车辆折算系数,.,57,9-2双、多车道路段通行能力,2、通行能力计算（1）基本通行能力（2）容许通行能力混合交通双车道公路容许通行能力表,.,58,9-2双、多车道路段通行能力,（3）设计通行能力设计通行能力Cd是容许通行能力Ca乘以相应设计速度下的线形修正系数K线、路面路基宽度减少修正系数K宽、横向干扰和交通管理水平修正系数K横所得，即：CdCaK线K宽K横式中三种影响通行能力的主要因素的修正系数分别见表1、表2和表3。,.,59,9-2双、多车道路段通行能力,设计速度下的线形修正系数K线表1路面路基宽度减少的修正系数K宽表2横向干扰修正系数K横表3,.,60,9-2双、多车道路段通行能力,容许通行能力和设计通行能力所能适应的年平均当量交通量，可以根据观测分析或参考相似路段设计的高峰小时当量交通量与年平均日交通量的比值K求出，其公式为：式中：K值通常取0.115。,.,61,9-2双、多车道路段通行能力,【例】某公路交通量观测站观测得出：交通量资料（见表9-16），平均运行速度为48.8kmh，85%位车速54.5kmh，小于7的车头间隔占全交通量的27，小于10车头间隔占54.4，路面路基宽度为912m，为二级公路，平纵面线形平缓顺直，有足够超车视距，路面状况良好，路面没有划线，快慢车混行，沿线有较大村庄，较多工矿企业，对交通干扰较大。试分析该公路交通拥挤状况计算通行能力。某公路AADT观测资料表表916,.,62,9-2双、多车道路段通行能力,解：根据观测交通量资料，按表折算标准当量交通量。Q（4321112494十318）1.04181.05282.52471.71853.5623.5494l.568200.27619（辆d）查表可得该公路双车道容许通行能力为860辆h；K线=1.0（二级公路设计速度为80kmh），K宽=1.0，K横=0.8；则该公路设计通行能力为：Q=CaK线K宽K横=860l.0l.00.8688辆h所能适应的年平均日当量交通量（K0.115）,.,63,9-2双、多车道路段通行能力,标准路段的AADT8600.115=7478（辆/d）具体路段的AADT6880.115=5983（辆d）目前实际年平均日当量交通量为7619辆d，已超过容许通行能力和设计通行能力，公路交通会发生拥挤。阻塞、车速降低等现象。尤其是非机动车、拖拉机等慢速车辆对快车行驶干扰较大。应加强管理，严格快慢车分道行驶，机动车与非机动车分道行驶，必要时，应采取加宽路基路面的工程措施，解决交通紧张状况。,.,64,9-2双、多车道路段通行能力,高速公路的设计通行能力一级公路设计通行能力干线：一级公路作为干线公路时其路段的设计通行能力与相同设计速度的高速公路相近；集散：未排除路侧干扰侧向余宽不足C集散=C干线R1R2Ki=（0.60.76）C干线Ki,公路工程技术标准JTGB01-2003,.,65,一级公路设计通行能力,二、三、四级公路的设计通行能力,服务水平分级标准以行驶延误为主要评价指标，按行车道宽度对其通行能力予以修正，其设计通行能力按三级服务水平设计。不准超车区段分别按小于30%、30%70%和大于70%取值，对应的V/C比在0.640.35之间。,.,66,各级公路适应交通量高速公路一级公路的年平均日交通量AADT=CDN/（KD）CD-每车道设计通行能力N-单向车道D-方向分布系数K-设计小时交通量系数，近郊公路0.0850.11，公路0.120.15。,高速公路能适应的年平均日交通量,.,67,一级公路的年平均日交通量,二、三、四级公路的适应交通量受双方向流量比、超车视距、管理水平、路侧干扰等多项因素的影响，根据交通调查资料统计设计小时交通量系数平均值在0.09-0.18之间，方向分布系数为0.6时，影响系数为0.94。,.,68,9-2双、多车道路段通行能力,四、提高通行能力的途径1将交通量达到一定水平的公路扩、改建成快慢车分道（路）或分车道公路是提高通行能力的最有效措施。2在有一定路面宽度的公路上应设置快慢车分车道线和其他路面标识。有的公路虽然路面还达不到快慢车很好地分开行驶所需要的宽度（如路面宽度为12m的公路），但划快慢车分道线的效果是明显的。3利用硬化路肩等办法增加行车道的有效宽度，对提高通行能力是有效的。由于混合交通中慢速车辆与单一汽车交通对侧向余宽的要求是有明显的区别，慢车（尤其非机动车）所需侧向余宽比汽车小得多，因此在路基全宽上铺筑路面或用硬化路肩办法增加行车道有效宽度，从而使慢车行驶时尽可能减少对汽车的干扰，对提高运行质量和通行能力是行之有效的方法。4尽量减少村镇、横交路口等横向干扰。,.,69,9-2双、多车道路段通行能力,5加强交通管理，完善各种交通管理设施。要提高公路通行能力，无论采用其他各种工程措施，都应以加强交通管理、完善交通管理设施等为基础，否则各种措施就达不到预期的效果。6加强公路运政管理。要加强运政管理，禁止车辆乱停乱放，尤其要加强客运站点管理。沿路随意停车揽客等于短时间内减少了行车道宽度，影响其他车辆的正常运行，导致交通秩序混乱，降低通行能力。因此，要统一规划，合理设置沿途停车站点，有条件的要建设港湾式停靠车站。,.,70,9-3平面交叉口的通行能力,一、概述,(一)定义两条或两条以上的道路在同一平面相交称为平面交叉。两条不同方向的车流通过平交路口时产生车流的转向、交汇与交叉，平交路口可能通过此相交车流的最大交通量就是平面交叉口的通行能力。平交路口的通行能力不仅与交叉口所占面积、形状、入口引道车行道的条数、宽度、几何线形或物理条件有关，而且受相交车流通过交叉口的运行方式、交通管理措施等方面的影响，因此，在确定通行能力时，要首先确定交叉口的车辆运行和交通管理方式。,.,71,9-3平面交叉口的通行能力,(二)分类一般可分为四大类:一类为不加任何交通管制的交叉口，一类是设置停车让行标志的交叉口，一类为中央设圆形岛的环形交叉口，一类为设置色灯信号交叉口。目前交叉口通行能力计算在国际上并末完全统一，即使是同一类型的交叉口，其通行能力计算方法也不一样，世界各国都有自己的一套计算方法，其中以美国的方法应用最为广泛。,.,72,(三)不同车种间的车辆换算系数交叉口的换算系数不同于路段，路段可用连续运行中车辆的临界车头时间间隔之比换算，而交叉口则不同。信号交叉口往往要停车而后起动，所以信号交叉口的车辆换算系数通常采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，而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，即不同类型交叉口应采用不同的换算系数。,.,73,二、无信号管制的交叉口通行能力,不设信号管制的交叉口分为：全无控制交叉口、优先控制交叉口、环形交叉口。全无控制交叉口优先控制交叉口：停车让行交叉口、减速让行交叉口停车让行交叉口四面停车是用于同等重要的道路相交的路口，不分优先与非优先(即主干道与次干道)，所有车辆至交叉口均需停车而后通过。两路停车通常用于主干道(优先方向)与次干道相交(非优先方向)，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的间隙通过或合流。减速让行交叉口环形交叉口,.,74,十字形交叉口通行能力计算方法根据可插间隙理论，直接计算优先方向交通流中的可插间隙(车头时间间隔)，即非优先方向交通可以横穿或插入的间隙数，作为非优先方向可以通过的最大交通量。t-临界间隙时间(s)，对于设停车标志指示的交叉口采用68s，对于设让车标志的交叉口采用57s，这一时间数值系次干道横穿主干道所需的安全时间，实际设计时，可以实测若干数据，然后取平均值；t次干道上车辆间的最小车头时距，对于停车标志采用5s，对让路标志可采用3s。根据上式算得的次干道的通行能力列表537。,.,75,.,76,三、环形交叉口的通行能力,（一）常规环形交叉口其中心岛为圆形或椭圆形，直径一般在25m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，现在我国各城市的主要环交均属此类。,.,77,常规环交的通行能力计算，各国均有独特的公式，其中较著名的和使用较广泛的公式有：1沃尔卓普公式此公式适用于下列条件：(1)引道上没有因故暂停的车辆；(2)环交位于平坦地区，纵坡4；(3)各参数应在下列范围内：W6.118m，e/W=0.41，W/l=0.120.4，e1/e2=0.341.41，P=0.41.0。一般驶入角宜大于30。，驶出角一般应小于60。，两交织路段内角A不应大于95。,.,78,如交叉口四周进出口处过街行人众多，影响车流进出，应对通过能力适当折减。在混合交通情况下。应将各类车辆换算成小汽车，对环交的换算系数可采用小汽车为1，中型车为1.5，大型车为3.0，特大型(拖挂车)为3.5进行换算。根据使用经验和实际观察资料的检验，一般设计通行能力采用上述公式计算最大值的80，故可将上式修改为,.,79,2英国环境部暂行公式,由于实行“左侧先行”法规，沃尔卓普公式不能适应，英国为适应新的法规，又重新制定此暂行公式，它适用于采取优先通行的常规环交，其具体形式如下：式中：Q交织段通行能力，其中载货车占全部车辆数的15，如重车超过15时要进行修正，用于设计目的应采用Q值的85。其它各参数意义与数值同前。,.,80,例：某常规环交为四路交汇，其几何图形与车流量、流向示于图，主要参数W=15m，l=40m，e=10m，求其设计通行能力。解：设计通行能力采用最大值的85，故,.,81,用沃尔卓普公式计算，设P0.9设计通行能力按规定应采用最大值的80，故,通过大量的实测资料和理论分析，在科学管理的条件下，建议常规环交的通行能力，采用下表所列数值。,.,82,(二)小型环交通行能力,所谓小型环交系指中心岛直径小于25m，环道较宽，而出入口均形成喇叭形，车流运行已不存在交织方式，各入口车流可按同一方向相互插穿运行，各类车辆运行时可较好地相互调剂，整个环交的流量变化要比个别路口的车流量变化为小。在所有引道人口均呈饱和状态情况下进行多次试验，得出了整个环交通行能力的简化公式。1英国运输与道路研究所公式式中：Q进入环交的实用的总通行能力(小汽车辆h)；所有引道基本宽度的总和(m)；A引道拓宽所增加的面积(m2)；K1系数，3路交叉为70(小汽车辆hm，下同)；4路交叉为50；5路交叉为45。设计通行能力Qd应采用上述公式计算值的80。,.,83,纽卡塞根据英国运输研究所的公式作进一步简化，将A、W两参数均归纳为内接圆直径D，然后根据道路条数取用K2来进行调整，即：式中：Q总通行能力(小汽车辆h)；D内接圆直径(m)，如交叉口为椭圆中心岛，则取长轴与短轴的平均值；K2系数：三路交叉口取150(小汽车辆h)，四路交叉口取140(小汽车辆h)。实际设计时，车流量应保持在此公式计算值交通量的85以下。此式由于仅归结为K、D两参数、忽略了交通情况，使用时不易掌握。,2纽卡塞(NewCastle)公式,.,84,四、信号交叉口机动车的通行能力,交叉口的通行能力是指各相交道路进口处通行能力之和，而每个进口处通行能力又为各车道通行能力之和。国内常用的计算方法是以进口处车道的停车线作为基准面，凡是通过该断面的车辆就被认为已通过交叉口，所以称为停车线断面法。1一条专用直行车道的通行能力,.,85,对于混合行驶的车辆可归结为小型车和大型车两类，而将通道车归为大型车(因为一般所占比例不大，如通道车所占比例很大，则可单独计算)，由于不同混合比的情况，可按表541确定。,.,86,原则上可按直行方法计算，将直行的通过时间换成右转的通过时间，一般采用下式：式中:t右为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4.5s，单纯为小车时其平均值为33.6s，在没有过街行人和自行车阻滞情况下一条右转车道的通行能力达10001200辆h，实际上由于过街行人、自行车的影响变化很大，一般视具体情况进行分析。多采用减去行人、自行车占用时间，余下为可供右转车通行时间。,2一条右转专用车道的通行能力,.,87,3一条左转专用车道的通行能力,式中：n在一个周期内允许左转弯的车辆数；t黄绿一个周期内专门用于通过左转车黄绿灯的时间(s)；v左左转车辆的行驶速度(m/s)；a左转车的平均加速度(ms)；t左左转车通过停车线的车头时距(s)。,.,88,4不设专用左转信号时一条左转车道的通行能力根据我国交通规则，绿灯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。黄灯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继续前进，因此，实现左转有以下三种可能：(1)利用初绿时间通过左转车超前驶过与对向直行车冲突的地点，其条件为左转车至冲突点处应较对向直行车到冲突点处为近，使左转车有可能超前通过该点而不致碰撞，如每周期内利用此时间通过n1辆车，则每小时可通过左转车为3600n1T辆。,.,89,(2)利用对向直行车的可插车间间隙通过,在对向直行车交通量不大的情况下，左转车利用其可插车间隙通过，其允许通过的车辆数视对向直行车可能提供的可插车间隙数。如每周期可通过n2辆、n2按下列方法确定，根据实测左转车穿越直行车所需的可插车间隙为8s左右。直行车头时距约为3.54s，故可插车的间隙约为直行车车头时距的2倍，则每个周期可能通过的左转车辆n2最多等于一条直行车道一个周期的直行通行能力N直减去每个周期实际到达的直行车N实并除以2，即,.,90,(3)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，则每周期可能通过的左转车由下式决定：t损由于加速而损失的黄灯损失时间；则总共可通过的左转车流量为,.,91,5直、左混合行驶时一条车道的通行能力（N直左）,对于同一条车道上有直、左混行时，因去向各异相互干扰，甚至引起停车，因此应乘以适当的折减系数K，由于左转车通过时间往往大于直行车通过时间，一般约为直行车通过时间的1.75倍，故应将左转车的所占比例乘以1.75倍，设n左为左转车辆所占百分率，则系数K可用0.70.9，一般可通过实测确定。,.,92,6.直右混行一条车道的通行能力,原理同上，但右转车通过时间一般约为直行车通过时间的1.5倍，故应将右转车的所占比例乘以1.5倍，设n右为右转车辆所占百分率，则整个信号交叉口的通行能力为各个进口的直行、左转、右转各项通行能力之和。,.,93,9-4高速公路通行能力分析,一、高速公路1、定义2、组成二、高速公路基本路段通行能力1、基本路段定义2、理想条件3、服务水平4、基本通行能力5、可能通行能力6、应用三、交织区通行能力1、概述2、交织区通行能力与服务水平,.,94,94,一、高速公路,全封闭全立交汽车专用公路,.,95,95,一、高速公路,高速公路组成,基本路段（BasicFreewaySegment）交织区（FreewayWeaving）匝道（Ramp）：OnRamp-OffRamp匝道交叉口（RampJunctions）,.,96,一、高速公路,.,97,97,二、高速公路基本路段通行能力,主线上不受匝道附近车辆汇合、分离以及交织运行影响的路段部分,1、基本路段定义,.,98,98,二、高速公路基本路段通行能力,2、理想条件,设计车速120km/h；3.75m车道宽度4.50m；平原微丘；左侧路缘带宽度0.75m；右侧路肩宽度2.75m；车流中全部为小客车；行政等级为干线公路；交通秩序和交通管理：好；驾驶员均为经常行驶高速公路且技术熟练遵守交通法规者。,.,99,99,二、高速公路基本路段通行能力,3、服务水平,.,100,100,二、高速公路基本路段通行能力,式中：交通流平均车头时距数值(s)；F流率(pcu/h/ln)；实际交通流车头时距测量小车跟小车；小车跟大车；大车跟小车；大车跟大车。,当取最小安全车头时距时，为基本通行能力,4、基本通行能力,.,101,二、高速公路基本路段通行能力,式中：第i级服务水平的最大服务交通量数值(pcu/(hln)；CB基本通行能力，即理想条件下一车道所能通行的最大交通量(pcu/(hln)；(V/C)i第i级服务水平最大服务交通量与基本通行能力的比值。,1）最大服务交通量,5、可能通行能力,.,102,式中：CD单向车行道设计通行能力，在具体条件下，采用i级服务水平时所能通行的最大交通量(pcu/h)；N单向车行道的车道数；fW车道宽度和侧向净宽对通行能力的修正系数；fHV大型车对通行能力的修正系数；fP驾驶员条件对通行能力的修正系数。,二、高速公路基本路段通行能力,2）单向车行道的设计通行能力,.,103,二、高速公路基本路段通行能力,.,104,车道宽度及侧向宽度的修正系数fW(上表)大型车的修正系数fHV式中:PHV大型车交通量占总交通量的百分比；EHV大型车换算成小客车的车辆换算系数。驾驶员条件的修正系数fP在1.000.90范围内取fP值，一般取1.00。,二、高速公路基本路段通行能力,.,105,解为求服务水平要计算V/C：(1)查表得诸修正系数fW0.79，EHV2.5，fHV=1/1+0.40(2.5-1)=0.625,fP=1.0(2)计算V/C,实例,例已知：一已有四车道高速公路，设计速度为100km/h，单向高峰小时交通量VP1800veh/h，大型车占40%，车道宽3.50m，紧挨行车道两边均有障碍物，重丘地形。分析其服务水平，问其达到可能通行能力之前还可增加多少交通量。实地观测的平均速度为56km/h。,.,106,(3)该公路服务水平属四级上半段(4)求算达到可能通行能力前可增加的交通量行车道的可能通行能力达到可能通行能力前可增加的交通量V：V1975-1800175veh/h(5)求理想条件下之速度及密度1800veh/h的V/C在(2)中已求出为0.91。查表后插值法得平均行程速度为63km/h，平均交通密度为30pcu/(kmln),观测到的速度56km/h小于理想条件下的速度63km/h，这由于有大型车及非平原的重丘地形所致。,实例,.,107,1.收集路段基本资料年平均日交通量（AADT）、小时交通量系数（HTF）、方向分布系数（D）；平纵线形、横向干扰、断面形式等等；2.计算交通量预测单向设计小时交通量：3.分析车道数适应性4.特定条件下的通行能力及交通运营情况,规划、设计阶段通行能力分析步骤,.,108,1.AADT-年平均日交通量（Annualaveragedailytraffic）AADT给定地点的全年统计交通量平均到每一个24小时交通量（日交通量）,也就是全年交通量除以365(通常双向计算)2.DDHV单向设计小时交通量(DirectionalDesignHourVolume)DHV-设计双向小时交通量（Designhourvolume）;DDHV-单向设计小时交通量（Directionaldesignhourvolume）；AADT-年平均日交通量；D-设计小时单向交通量占双向交通量的比例；HTF-双向设计小时占AADT的比例。,估计小时交通流流率,.,109,【例题】规划一条高速公路（120km/h)远景设计年限的平均日交通量AADT=45000veh/d，大型车占交通量的30%，方向系数D=0.6,平原地形，设计小时交通量系数HTF=0.12，高峰小时系数PHF=0.9，应规划为几车道高速公路。(大型车2.5标准车),服务流率(SFL)表,实例分析,.,110,实例分析,.,111,高速公路交织区通行能力分析,定义,两个或更多交通流沿公路相当长路段运行的总方向相同且在没有交通控制设施的情况的情况下，相交而过的运行称交织运行。,交织区长度,概述,.,112,交织区构型划分,A类交织区,两个方向的所有交织车辆必须进行一次车道变换；,B类交织区,一组交织运行无须进行任何车道变换就可完成；其它方向的交织车辆必须变换一次车道才能完成交织运行。,C类交织区,有一种交织可无须进行车道交换就可完成；其它的交织运行需要进行两次或多次的车道交换。,.,113,交织区构型划分,.,114,交织区构型划分,.,115,交织区构型划分,.,116,交织运行类型划分,-交织车辆为了取得均衡运行或非约束运行所必须采用的车道数（不一定是整数）。-对于指定构型交织区，交织车辆可采用的最大车道数（不一定是整数）。,约束运行,非约束运行,交织运行的判定标准,.,117,交织运行类型划分,影响交织区交织运行的参数表,.,118,交织运行形式的确定,交织区速度预测,平均行驶车速交织车辆运行速度(Sw)非交织车辆运行速度(Snw)a、b、c、d均为常数,.,119,交织运行形式的确定,.,120,构型A：路段中能被交织车辆作用的最大车道是最受限制的。一般交织车辆将它们限制在邻接路拱线两车道之中来进行交织运行，但非车辆也将留一些在这两车道中，故不论有用的车道数是多少，交织车辆一般最多用到1.4车道。构型B：路段对交织车辆作用车道方面没有大的约束。由于交织车辆使用“贯行”交织车道以及紧挨其的两个车道，以及部分使用外侧车道，故交织车辆可以占据多至3.5车道。当交织交通量占总交通量的大部分时，这种型式的构造型式最为有效。构型C：路段亦有一“贯行”的交织车道。但由于有一交织流需要两条或两条以上的车道变换，就约束了交织车辆去使用路段的外侧车道，因此交织车辆能用的车道数不大于3.0。有一例外就是双侧构造，其中高速公路的所车道都有“贯行”交织车道，故交织车辆可使用全部车道而不受限制。构型A路段当路段长度增加时，交织车速变得很高，交织车辆为了保持这样的车速而需要更多的车道，因此，当路段长度增加时，型式A路段更易发生约束运行，型式B和型式C路段与此相反，增加路段长度对交织车速的影响较型式A路段上小（因为型式B和型式C路段上交通车辆和非交织车辆的混合行驶），就不易发生约束运行。,三种构型运行特征,.,121,三种构型运行特征,.,122,给出交织构造型式及N、L和交通量各值。根据所采用的服务水平级别，从具体表中查出最小平均交织行驶速度Sw及最小平均非交织行驶速度Snw。从具体表中查出非约束运行所需之常数a、b、c、d各值，分别计算出对应于S