城市道路通行能力

1、第二节第二节 城市道路通行能力城市道路通行能力l 两条或两条以上的道路在同一平面相交称为平面两条或两条以上的道路在同一平面相交称为平面交叉。交叉。l 两条不同方向的车流通过平交路口时产生车流的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，在平交路口可能通过此相交转向、交汇与交叉，在平交路口可能通过此相交车流的最大交通量就是车流的最大交通量就是交叉口的通行能力交叉口的通行能力。 分类：分类： 无控制交叉口无控制交叉口 环行交叉口环行交叉口 信号控制交叉口信号控制交叉口一、信号交叉口的通行能力一、信号交叉口的通行能力 l概述概述 交叉口信号是由红、黄、绿三色信号灯组交叉口信号是由红、

2、黄、绿三色信号灯组成的，用以指挥车辆的通行、停止和左右成的，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辆通行权由转弯，随信号灯色的变换使车辆通行权由一个方向转移给另一个方向，根据信号周一个方向转移给另一个方向，根据信号周期长度及每个信号相所占时间的长短，可期长度及每个信号相所占时间的长短，可以计算出交叉口的通行能力。以计算出交叉口的通行能力。 l信号交叉口的运行特征信号交叉口的运行特征 ：交叉口是两条或两条以上道路相交的区域，交叉口是两条或两条以上道路相交的区域，车辆由此通过，并转换方向，其运行路线车辆由此通过，并转换方向，其运行路线必须相互交织或交叉，必须相互交织或交叉， 由色

3、灯信号控制指由色灯信号控制指挥车辆前进、停止或转向，这就不可避免挥车辆前进、停止或转向，这就不可避免地要减速、制动、停车或启动、加速、转地要减速、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，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。所以必然要导致停车等候和时间损失。在交叉口范围内各种车辆混合行驶，转弯在交叉口范围内各种车辆混合行驶，转弯时相互穿插，当自行车高峰时，机动车差时相互穿插，当自行车高峰时，机动车差不多处于非机动车的包围之中，要实现方不多处于非机动车的包围之中，要实现方向转换是困难的。向转换是困难的。 评价交叉口效果的主要指标是交叉口通行能

4、力和评价交叉口效果的主要指标是交叉口通行能力和服务水平。服务水平。 通行能力大，服务水平高为最佳。通行能力大，服务水平高为最佳。 通行能力分析方法可以计算出交叉口的通行能力，通行能力分析方法可以计算出交叉口的通行能力，排队长度。排队长度。 饱和度和车辆延误等重要数据，并可以确定服务饱和度和车辆延误等重要数据，并可以确定服务水平。水平。 通行能力和服务水平是两个既不相同又密切相关通行能力和服务水平是两个既不相同又密切相关的概念。二者从不同角度反映了道路的性质和功的概念。二者从不同角度反映了道路的性质和功能。通行能力主要反映了道路服务的数量和负荷能。通行能力主要反映了道路服务的数量和负荷能力，服务

5、水平主要反映了道路服务的质量和满能力，服务水平主要反映了道路服务的质量和满意程度。意程度。 （一）信号交叉口的通行能力（一）信号交叉口的通行能力（1）信号交叉口的相关知识）信号交叉口的相关知识信号交叉口的周期和相位：信号交叉口的周期和相位：车道划分：车道划分：（2）信号交叉口通行能力的计算原理）信号交叉口通行能力的计算原理 交叉口的设计通行能力为各进口道设计通行能力之和；进口交叉口的设计通行能力为各进口道设计通行能力之和；进口道设计通行能力为各车道设计通行能力之和。道设计通行能力为各车道设计通行能力之和。 车道的通行能力车道的通行能力进口道的通行能力进口道的通行能力交叉口的通行能力交叉口的通行

6、能力 交叉口的通行能力是对每个进口车道规定交叉口的通行能力是对每个进口车道规定的。它是在现行的交通，车行道和信号设的。它是在现行的交通，车行道和信号设计条件下，某一指定进口道所能通过交叉计条件下，某一指定进口道所能通过交叉口的最大流率。通行能力用辆小时表示。口的最大流率。通行能力用辆小时表示。信号交叉口的通行能力是以饱和流率信号交叉口的通行能力是以饱和流率的概念为基础的。饱和流率的符号为的概念为基础的。饱和流率的符号为s，其，其单位用有效绿灯小时通过的车辆数表示单位用有效绿灯小时通过的车辆数表示(辆辆绿灯小时绿灯小时)。 62式式（二）信号交叉口的服务水平（二）信号交叉口的服务水平l信号交叉口

7、的服务水平用信号交叉口的服务水平用车辆延误车辆延误来评价。来评价。延误是反映驾驶员舒适性、交通阻滞、油延误是反映驾驶员舒适性、交通阻滞、油耗和行驶时间损失的指标。耗和行驶时间损失的指标。 l平面交叉口的服务水平要受到交通控制，平面交叉口的服务水平要受到交通控制，通过交叉口所需时间、延误时间、停车时通过交叉口所需时间、延误时间、停车时间、停车次数和频率等影响，可采用下表间、停车次数和频率等影响，可采用下表的服务水平等级。的服务水平等级。 *E是车辆在交叉口处的行车速度与路段上车辆行驶速度之比。是车辆在交叉口处的行车速度与路段上车辆行驶速度之比。 等级等级指标指标 一一二二三三四四五五交通负荷系数

8、交通负荷系数Z Z0.0.90.9效率系数效率系数* *E E0.0.8 80.80.80.650.650.650.650.50.50.50.50.350.350.30.35 5交叉口受阻车交叉口受阻车辆辆103030延误时间延误时间T T（s/s/辆）辆）306060排队长度排队长度L L（m m）30100100 信号交叉口的服务水平用车辆延误来评价。信号交叉口的服务水平用车辆延误来评价。延误是反映驾驶员延误是反映驾驶员舒适性、交通阻滞、油舒适性、交通阻滞、油耗和行驶时间损失耗和行驶时间损失的指标。的指标。 因为延误是一个复杂的指标，它与通行能因为延误是一个复杂的指标，它与通行能力的关系也

9、同样复杂，服务水平与通行能力的关系也同样复杂，服务水平与通行能力不是简单的对应关系。力不是简单的对应关系。 运行分析是为了确定每个进口车道、车道运行分析是为了确定每个进口车道、车道组及整个交叉口的通行能力和服务水平。组及整个交叉口的通行能力和服务水平。分析过程包括输入模块、流量修正模块、分析过程包括输入模块、流量修正模块、饱和流率模块、通行能力分析模块和服务饱和流率模块、通行能力分析模块和服务水平模块六个部分。水平模块六个部分。几何条件包括：车道数、车道宽坡度、专几何条件包括：车道数、车道宽坡度、专用车道及其导向长度等；用车道及其导向长度等； 交通条件包括：流向交通流、最大车道流交通条件包括：

10、流向交通流、最大车道流量、饱和流率、高峰小时系数、重型车比量、饱和流率、高峰小时系数、重型车比例、行人流量、停车频率等；例、行人流量、停车频率等； 信号条件包括：定时或感应控制、周期长、信号条件包括：定时或感应控制、周期长、绿灯时间、相位图、路口清空时间等。绿灯时间、相位图、路口清空时间等。（三）交叉口的运行分析交叉口的运行分析图图631、输入模型、输入模型最关键的交通特性是车辆的到达类型。最关键的交通特性是车辆的到达类型。注：时距图：描述车辆在绿波带中运行情况注：时距图：描述车辆在绿波带中运行情况的图。的图。2、交通量校正模型、交通量校正模型（1）运行交通量的校正）运行交通量的校正（2）确定

11、供分析用的车道组）确定供分析用的车道组（3）车道流量分布的校正）车道流量分布的校正3.饱和流率模型饱和流率模型对每个车道组计算其饱和流率。对每个车道组计算其饱和流率。饱和流率是信号交叉口通行能力分析中的一个重要饱和流率是信号交叉口通行能力分析中的一个重要指标。确定了饱和流率的实际值和信号配时方案，指标。确定了饱和流率的实际值和信号配时方案，便可算得信号交叉口每一方向的每一车道或引道便可算得信号交叉口每一方向的每一车道或引道及整个交叉口的通行能力。及整个交叉口的通行能力。 式式610126页的页的 保护型左转保护型左转设有专用左转相位，车辆可以在左转设有专用左转相位，车辆可以在左转信号保护下左转

12、，不受对向车流的干扰。信号保护下左转，不受对向车流的干扰。 许可型左转许可型左转没有专用左转相位，左转车辆须等待没有专用左转相位，左转车辆须等待对向直行车队的可穿插间隙通过。对向直行车队的可穿插间隙通过。 4. 通行能力分析模型通行能力分析模型v/c-饱和度饱和度V/C服务交通量服务交通量/通行能力，可根据道路通行能力，可根据道路的设计服务等级水平来确定的设计服务等级水平来确定。612式：关键车道组中有效通行能力式：关键车道组中有效通行能力5.服务水平模型服务水平模型服务水平涉及到很多因素服务水平涉及到很多因素,光光是光光是v/c没有严格没有严格的对应关系的对应关系,我们在进行道路设计过程中往

13、我们在进行道路设计过程中往往就用往就用v/c 是为了方便是为了方便 。6.运行分析结果说明运行分析结果说明7.实例分析实例分析服务水平的评定服务水平的评定根据车道组、进口和交叉口的车辆平均控制延根据车道组、进口和交叉口的车辆平均控制延误，便可评定相应的车道组、进口和交叉口的服务误，便可评定相应的车道组、进口和交叉口的服务水平。水平。评价结果的解释评价结果的解释运行分析产生两种主要结果：运行分析产生两种主要结果：一是每个车道组和整个交叉口的一是每个车道组和整个交叉口的v/c二是每个车道组、各个进口和整个交叉口的车二是每个车道组、各个进口和整个交叉口的车辆平均控制延误，以及相应的服务水平。辆平均控

14、制延误，以及相应的服务水平。若交叉口的若交叉口的v/c大于大于1.0，说明该交叉口处于瘫，说明该交叉口处于瘫痪状态。痪状态。若交叉口的若交叉口的v/c比小于比小于1.0，但某几个关键车道，但某几个关键车道组的组的v/c大于大于1.0，说明由于绿灯时间分配不合理，说明由于绿灯时间分配不合理，需要重新调整信号配时。需要重新调整信号配时。若一个关键车道组的若一个关键车道组的v/c超过超过1.0，说明信号设，说明信号设计及几何设计未能提供足够的通行能力以满足交通计及几何设计未能提供足够的通行能力以满足交通需求。需求。有时会出现有时会出现延误大延误大v/c却小却小，这种情况往，这种情况往往是干道协调性差

15、或信号周期过长的缘故。往是干道协调性差或信号周期过长的缘故。延误大既可能出现在通行能力不足时，也可延误大既可能出现在通行能力不足时，也可能出现在通行能力充足的场合。能出现在通行能力充足的场合。另外，延误小并非意味着通行能力充足。另外，延误小并非意味着通行能力充足。因此在分析时，因此在分析时，既要考虑通行能力分析结果，既要考虑通行能力分析结果，也要重视服务水平评价结果也要重视服务水平评价结果，只有这样才能，只有这样才能全面评价交叉口的真实运行状况。全面评价交叉口的真实运行状况。（四）提高交叉口通行能力的对策（教材（四）提高交叉口通行能力的对策（教材134页）页）4)相位越多，周期越长相位越多，周

16、期越长6）左转等待区）左转等待区9）人行横道越短越好）人行横道越短越好二、无信号控制的交叉口通行能力二、无信号控制的交叉口通行能力 不设信号管制的交叉口大致可分为两类，一是暂不设信号管制的交叉口大致可分为两类，一是暂时停车方式，一是环行方式。而暂时停车方式的时停车方式，一是环行方式。而暂时停车方式的交叉口又可分为四路停车和两路停车两种。交叉口又可分为四路停车和两路停车两种。四路停车用于同等重要的道路相交的路口，不分四路停车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。至交叉口均需停车而后通过。两路

17、停车通常用于主干道（优先方向）与次干道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等待，等待优先通行方向交通道上车辆一律停车等待，等待优先通行方向交通流的间隙通过或转弯。流的间隙通过或转弯。二、无信号交叉口通行能力二、无信号交叉口通行能力1 1、间隙分析法、间隙分析法（1）行车规定 若相交道路有主次之分，则支路车让干路车先行若相交道路有主次之分，则支路车让干路车先行。条例条例规定：规定：“让行车辆须停车或减速了望，确认让行车辆须停车或减速了望，确认安全后，方准通过。安全后，方准通过。”交叉口进口引

18、道处设停车标志交叉口进口引道处设停车标志和让路标志。和让路标志。 （2 2）交通流向分析）交通流向分析 图图6 66 6二、无信号控制的交叉口通行能力二、无信号控制的交叉口通行能力 十字形无信号控制交叉口通行能力计算方法：十字形无信号控制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。可以通过的最大交通量。 计算原理：将主干道（优先方向）上的车流视计

19、算原理：将主干道（优先方向）上的车流视为连续行驶的交通流，并假定车辆到达的概率分为连续行驶的交通流，并假定车辆到达的概率分布符合泊松分布，则车辆之间出现的时间间隔分布符合泊松分布，则车辆之间出现的时间间隔分布为负指数分布，但不是所有间隔均可供次干道布为负指数分布，但不是所有间隔均可供次干道车辆通过或插入，只有当此间隙大于临界间隙车辆通过或插入，只有当此间隙大于临界间隙（即（即50的驾驶员可以接受）时才有可能。的驾驶员可以接受）时才有可能。 停车让行减速让行（3）穿越间隙：左转车穿越直行）穿越间隙：左转车穿越直行车；直行车穿越左转车。车；直行车穿越左转车。（4）计算公式 计算原理：假设主要道路上

20、的车流量优先通过交叉口，主计算原理：假设主要道路上的车流量优先通过交叉口，主要道路上的双向车流视为一股车流，交通量不大、车辆之间的要道路上的双向车流视为一股车流，交通量不大、车辆之间的间隙分布符合负指数分布；当主要道路的直行车辆间隙大于临间隙分布符合负指数分布；当主要道路的直行车辆间隙大于临界间隙界间隙时，次要道路的左转弯车辆可以才能穿越；次要道路时，次要道路的左转弯车辆可以才能穿越；次要道路的车流可相继通过的随车时距为的车流可相继通过的随车时距为，则，则Q主主干道优先通行的双向交通量（辆/h）； Q次次干道上可以通过的交通量（辆/h）； qQ主/3600（辆/s）。qqeeQQ1)(主次无信

21、号控制的交叉口通行能力无信号控制的交叉口通行能力 十字形交叉口通行能力计算方法：当出现可插间十字形交叉口通行能力计算方法：当出现可插间隙时间隙时间时，次要方向的车流可以相继通过的随时，次要方向的车流可以相继通过的随车时距为车时距为，推导出下列计算公式：，推导出下列计算公式： 式中：式中： Q非非非优先通行次干道上可以通过的交非优先通行次干道上可以通过的交通量（辆通量（辆/h）；）； Q优优主干道优先通行的双向交主干道优先通行的双向交通量（辆通量（辆/h）；）； =Q优优/3600（辆（辆/s）；）；临界临界间隙时间（间隙时间（s）（）（68s或或57s）；）；次干道上次干道上车辆间的最小车头时

22、距（车辆间的最小车头时距（3s或或5s）。）。 eeQQ1优优非非无信号控制的交叉口通行能力无信号控制的交叉口通行能力例：一无信号控制交叉口，主要道路双向流量为例：一无信号控制交叉口，主要道路双向流量为1200辆辆/h，车辆到达符合泊松分布，车流允许次，车辆到达符合泊松分布，车流允许次要道路穿越或左右转弯并线的车头时距为要道路穿越或左右转弯并线的车头时距为6s，如，如次要道路采用让路控制，平均车头时距为次要道路采用让路控制，平均车头时距为3s，求，求次干道上可以通过的交通量。次干道上可以通过的交通量。 解：解： Q优优= 1200辆辆/h，=1200/3600=0.333辆辆/s， = 6s

23、，= 3sh/2571120013333. 06333. 0辆辆优优非非 eeeeQQ 2 2、车队分析法、车队分析法（1）车流运行特征分析）车流运行特征分析一路通过，另一路等待一路通过，另一路等待 若相交道路不分主次及不考虑优先，则先到达的车辆应若相交道路不分主次及不考虑优先，则先到达的车辆应先通过。先通过。条例条例4343条规定：条规定：“车辆通过没有交通信号或交车辆通过没有交通信号或交通标志控制的交叉口，必须遵守下列规定依次让行：支、干通标志控制的交叉口，必须遵守下列规定依次让行：支、干路不分的，非机动车让机动车先行，非公共汽车、电车让公路不分的，非机动车让机动车先行，非公共汽车、电车让

24、公共汽车、电车通行；同类车让右边没有来车的车先行；相对共汽车、电车通行；同类车让右边没有来车的车先行；相对方向同类车相遇，左转弯的车让直行或右转弯的车先行。方向同类车相遇，左转弯的车让直行或右转弯的车先行。”（2 2）不同交通量水平下的通行能力分析）不同交通量水平下的通行能力分析 三、环形交叉口的通行能力三、环形交叉口的通行能力环形交叉口的优缺点优点：车辆连续行驶、安全，不需要设置管理设施，避优点：车辆连续行驶、安全，不需要设置管理设施，避免停车，节省燃料，噪音低，污染小。免停车，节省燃料，噪音低，污染小。缺点：占地大，绕行距离长，通行能力受到一定的限制。缺点：占地大，绕行距离长，通行能力受到

25、一定的限制。1、环形交叉口的分类常规环形交叉口：中心岛直径大于常规环形交叉口：中心岛直径大于25m25m，交织段比较长，交织段比较长，进口引道部拓宽成喇叭形。进口引道部拓宽成喇叭形。小型环形交叉口：小型环形交叉口：中心岛中心岛直径小于直径小于25m25m，引道进口价款，引道进口价款，做成喇叭形，便于车辆进入交叉口。做成喇叭形，便于车辆进入交叉口。微型环形交叉口：中心岛直径一般小于微型环形交叉口：中心岛直径一般小于4m4m，不一定做成圆，不一定做成圆形，可用白漆涂成。形，可用白漆涂成。三、环形交叉口的通行能力三、环形交叉口的通行能力环形交叉口的车流模型三、环行交叉口的通行能力三、环行交叉口的通行

26、能力2。常规环。常规环 形交叉形交叉 口通行口通行 能力计能力计 算方法算方法三、环行交叉口的通行能力三、环行交叉口的通行能力根据经验检验，一般设计通行能力应为沃根据经验检验，一般设计通行能力应为沃尔卓普公式计算最大值的尔卓普公式计算最大值的80%，因此沃尔，因此沃尔卓普公式应修改为：卓普公式应修改为： 计算时，应将车型换算成小汽车，换算系计算时，应将车型换算成小汽车，换算系数为：数为： 小汽车为小汽车为1，中型车尾，中型车尾1.5，大型车，大型车为为3.0，特大型车为，特大型车为3.5。 lWPWeWQM1311280三、环行交叉口的通行能力三、环行交叉口的通行能力（2)英国环境部暂行公式英

27、国环境部暂行公式 该公式适用于采取位于环形交叉口上的车辆优该公式适用于采取位于环形交叉口上的车辆优先通行的常规环交，其具体形式如下：先通行的常规环交，其具体形式如下： Q交织段通行能力，其中载货车占全部车辆数交织段通行能力，其中载货车占全部车辆数的的15，如重车超过，如重车超过15时要进行修正，用于设时要进行修正，用于设计目的应采用计目的应采用Q值的值的85 pcu/h11160 lWWeWQ三、环行交叉口的通行能力三、环行交叉口的通行能力 3.小型环交通行能力计算小型环交通行能力计算 所谓小型环交系指中心岛直径小于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，车流环道

28、较宽，而出入口均形成喇叭形，车流运行已不存在交织形式，各入口车流可按运行已不存在交织形式，各入口车流可按同意方向相互插穿运行，各类车辆运行时同意方向相互插穿运行，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。在所有要比个别路口的车流量变化为小。在所有引道入口均呈饱和状态情况下进行多次试引道入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。验，得出了整个环交通行能力的简化公式。英国运输与道路研究所公式英国运输与道路研究所公式 Q进入环交的实用的总通行能力进入环交的实用的总通行能力（pcu/h） W所有引道基

29、本宽度的总和（所有引道基本宽度的总和（m）；）； A 引道拓宽所增加的面积（引道拓宽所增加的面积（m2），），A=a； K1 系数：系数： 3路交叉路交叉K1=80(70)（pcu/h/m）；）； 4路交叉路交叉K1=60(50)（pcu/h/m）；）； 5路交叉路交叉K1=55(45)（pcu/h/m）。）。 AWKQ 1 设计通行能力设计通行能力Qp应采用上述公式计算应采用上述公式计算Q的的80，计算图式如下图，计算图式如下图 拥堵的环岛交叉（巴黎，法国，1965年）四、立体交叉口设计通行能力 取决于立交形式、层数及机非分离方式取决于立交形式、层数及机非分离方式 根据进口车道数、直行车道数、匝道数确根据进口车道数、直行车道数、匝道数确定总通行能力定总通行能力匝道匝道匝道匝道匝道匝道匝道匝道正线正线正线正线正线正线五、城市路段通行能力理想通行能力是指道路与交通处于理想情况下，理想通行能力是指道路与交通处于理想情况下，每一条车道（或每一条道路）在单位时间内能够每一条车道（或每一条道路）在单位时间内能够通过的最大交通量。通过的最大交通量。 u