课程总结通行能力、服务水平效率度量的基本概念

1、道路通行能力课程总结 研究思路通行能力、服务水平、效率度量的基本概念不同类型交通设施确定服务水平的效率度量交通量与流率的区别速度的分类车型分类与PCE第1章 绪论第1章 绪论 研究思路1 基本概念 通行能力：道路设施所能疏导交通流的能力。即在一定的时段和正常的道路、交通、管制以及运行质量要求下，道路设施通过交通流质点的能力。 基本通行能力：道路组成部分在理想的道路、交通、控制及环境条件下，该组成部分一条车道或一车行道的某一断面或均匀路段，不论服务水平如何，1h所能通过标准车的最大辆数。 可能通行能力：已知道路组成部分在实际或预计的道路、交通、控制及环境条件下，该组成部分一条车道或一车行道的某一

2、断面或均匀路段，不论服务水平如何，1h所能通过标准车的最大辆数。 设计通行能力：设计道路组成部分在预计的道路、交通、控制及环境条件下，该组成部分一条车道或一车行道的某一断面或均匀路段，在所选用的设计服务水平下，1h所能通过标准车的最大辆数。第1章 绪论 研究思路1 基本概念 服务水平：交通流中车辆运行及驾驶员和乘客所感受的质量度量，亦即道路在某种交通条件下所提供运行服务的质量水平。效率度量：为评价每种设施服务水平而选择的参数，表示能最好地描述该类设施运行质量的合用度量。第1章 绪论2 确定服务水平的效率度量 高速公路和一级公路基本路段：密度(pcu/km/ln)、平均行程车速(km/h)、饱和

3、度 双车道公路路段：时间延误率(%)、平均行程车速(km/h) 、饱和度 匝道：饱和度 匝道与主线连接点：流率(pcu/h) 交织区：密度(pcu/km/ln) 收费站：平均延误(s)第1章 绪论2. 确定服务水平的效率度量 行人交通设施：行人占用面积（m2/p）、人均纵向间距（m）、人均横向间距（m）、步行速度（m/s） 自行车道(路段)：骑行速度(km/h)、占用道路面积(m2/veh)、负荷度。 自行车道(交叉口)：通过交叉口骑行速度(km/h)、占用道路面积(m2/veh)、负荷度、停车延误时间(s)、路口停车率(%) 无信号交叉口：平均延误(s)、储备通行能力(pcu/h) 信号交叉

4、口：平均停车延误(s) 环形交叉口：平均停车延误(s)第1章 绪论 研究思路3. 交通量与流率的区别 交通量 单位时间内通过道路某一点或某一断面的实际车辆数。 流率 在给定不足1h的时间间隔（通常为15min）内，车辆通过一条车道或道路的指定点或指定断面的当量小时流量。 二者的区别： 交通量是在一段时间间隔内通过一点的实际车辆数； 流率是以当量小时流量表示的通过一点的车辆数。第1章 绪论 研究思路4. 速度 地点速度：车辆通过道路某一点时的速度。 平均速度：分为时间平均速度和区间平均速度。1）时间平均速度：观测时间内通过道路某断面所有车辆地点速度的算术平均值。2）区间平均速度：车辆行驶一定距离

5、L与该距离对应的平均行驶时间的商。3）平均行驶速度与平均行程速度的区别：分别对应于行驶时间和行程时间。第1章 绪论 研究思路5. 车型分类与PCE 高速公路：小型车、大中型车、特大型车； 一般公路：微型车、小型车、中型车、大型车、拖拉机； 交叉口：小型车、中型车、大型车、拖挂车、其他（大、小型拖拉机，其他慢行车辆）； 标准车型：小型车。 PCE 定义：在交通流中，某种车平均每增加或减少一辆对标准车平均运行速度的影响值，与平均每增加或减少一辆标准车对标准车平均运行速度的影响值的比值。第2章 路段通行能力 研究思路1. 基本路段的界定 基本路段：不受匝道合流、分流及交织流影响的路段。 进口匝道影响

6、范围：从匝道连接处起，上游150m、下游760m的范围。 出口匝道影响范围：从匝道连接处起，上游760m、下游150m的范围。 交织区影响范围：合流点上游150m至分流点下游150m的范围。第2章 路段通行能力 研究思路2. 高速公路基本路段通行能力 基本通行能力的取值：对应不同的设计速度(120km/h、100km/h、80km/h和60km/h)分别取2200pcu/h/ln、2100pcu/h/ln、2000pcu/h/ln和1800pcu/h/ln。 影响因素及其修正： 车道数修正系数：双向6车道及其以上取 0.980.99； 交通组成修正： PCE值小客车1.0、中型车1.5、大型车

7、2.0、拖挂车3.0。 驾驶员条件修正：根据驾驶员的技术熟练程度、行驶经验，一般在0.95-1.00范围内取值。 C= CB fN fHV fP 第2章 路段通行能力 研究思路2. 高速公路基本路段通行能力 实际条件下高速公路基本路段服务水平评价：根据高峰小时流率与实际通行能力计算饱和度，确定其服务水平。 规划和设计阶段通行能力分析：目的是确定车道数。 计算预测的单方向设计小时交通量DDHV： DDHV=AADTKD 计算高峰小时流率 SF=DDHV/PHF 设计道路和假设交通条件所需的最大服务流率 确定设计通行能力：取二级服务水平对应的最大服务流率MSFi（设计速度120km/h、100km

8、/h、80km/h和60km/h对应1600pcu/h、1400pcu/h、1200pcu/h、900pcu/h） 确定单向所需车道数：N=MSFd/ MSFi第2章 路段通行能力 研究思路3. 一级公路基本路段通行能力 基本通行能力的取值：对应不同的设计速度(100km/h、80km/h和60km/h)分别取2000pcu/h/ln、1800pcu/h/ln和1600pcu/h/ln。 影响因素及其修正： 交通组成修正：计算公式与PCE值同高速公路。 车道数修正系数：双向6、8车道取0.950.97 。 驾驶员条件修正：根据驾驶员的技术熟练程度、行驶经验，一般在0.95-1.00范围内取值。

9、 路侧干扰影响修正：轻微(1级)0.98、较轻(2级)0.95、中等(3级)0.90、严重(4级)0.85、非常严重（5级）0.80。 平面交叉修正：与间距、设计速度、平均停车延误有关。C= CB fHV fN fP ff fj 第2章 路段通行能力 研究思路3. 一级公路基本路段通行能力 实际条件下一级公路基本路段服务水平评价：根据高峰小时流率与实际通行能力计算饱和度，确定其服务水平。 规划和设计阶段通行能力分析：目的是确定车道数。 计算预测的单方向设计小时交通量DDHV： DDHV=AADTKD 计算高峰小时流率 SF=DDHV/PHF 设计道路和假设交通条件所需的最大服务流率 确定设计通

10、行能力：取二级服务水平对应的最大服务流率MSFi（设计速度100km/h、80km/h和60km/h对应1300pcu/h/ln、1100pcu/h/ln、900pcu/h/ln） 确定单向所需车道数：N=MSFd/ MSFi第2章 路段通行能力 研究思路4. 双车道公路路段通行能力 基本通行能力的取值：对应不同的设计速度(80km/h、60km/h和40km/h)分别取2500pcu/h、2300pcu/h和2100pcu/h（与高速、一级公路不同）。 影响因素及其修正： 交通组成修正：计算公式与PCE值同高速公路，不同之处在于拖拉机的PCE值取为4.0(适用于三、四级公路；一、二级公路上行

11、驶的拖拉机按路侧干扰计)。车道宽度、路肩宽度修正系数 fw路肩宽度（m）00.51.01.52.53.54.5车道宽度（m）3.03.253.53.75修正系数fw0.520.560.841.001.161.321.48通行能力修正系数方向分布修正系数 fd方向分布（%）50/5055/4560/4065/3570/30修正系数fd1.000.970.940.910.88路侧干扰修正系数 ff路侧干扰等级12345修正系数ff0.950.850.750.650.55第2章 路段通行能力 研究思路4. 双车道公路路段通行能力 实际条件下双车道公路路段服务水平评价：根据高峰小时流率与实际通行能力计

12、算饱和度，确定其服务水平。 规划和设计阶段通行能力分析：目的是确定规划、设计公路能否在设计服务水平下运行。 计算预测的双向设计小时交通量DHV=AADTK 计算高峰小时流率 SF=DHV/PHF 确定设计通行能力：二、三级公路设计服务水平为三级，设计速度80km/h、60km/h和40km/h对应的饱和度分别为0.64、0.58和0.54。比较SF与CD：当CDSF时，能保证规划、设计公路在设计服务水平下运行，否则修改设计。第3章 匝道及匝道与主线连接点通行能力 研究思路1. 匝道车行道通行能力 匝道自由流速度分析FV自由流速度，km/h；FV0基本自由流速度，km/h；FFVW行车道宽度修正

13、值，km/h ；FFVSL坡度修正值，km/h;FFVUD驶入道路修正值，km/h；FFVV视距修正值，km/h；FFVS分隔条件修正系数（针对双向匝道，是否有分隔带）。第3章 匝道及匝道与主线连接点通行能力 研究思路1. 匝道车行道通行能力 匝道自由流速度分析 基本自由流速度计算：横向力系数取0.100.16行车道宽度修正值FFVW坡度修正值FFVSL匝道宽度(m)6.006.507.007.508.00修正值(km/h)-8-3025坡长(m)上坡坡度(%)下坡坡度(%)334563345650000-2.3-5.4-8.50000-0.350010000-0.3-3.7-7.7-12.0

14、000-0.3-3.710000-0.4-4.6-9.1-13.7000-0.4-4.6第3章 匝道及匝道与主线连接点通行能力 研究思路1. 匝道车行道通行能力 匝道自由流速度分析 驶入道路修正值FFVUD ：高速公路取5km/h，一级公路取3km/h。视距修正值FFVV 分隔条件修正系数FFVS：有分隔带的双向匝道取值为1.00；无分隔带的双向匝道，取值为0.9。停车视距(m)1351357575会车视距(m)270270150150修正值(km/h)0-3-5第3章 匝道及匝道与主线连接点通行能力 研究思路1. 匝道车行道通行能力 基本通行能力计算Cb基本通行能力，pcu/h/ln；Hmi

15、n自由流时的最小平均车头时距，s；t驾驶员的最小反应时间，取1.2s ；L制动距离，m;L0安全距离，取510m；Lveh车身长度，取5m(小型车)。第3章 匝道及匝道与主线连接点通行能力 研究思路1. 匝道车行道通行能力 基本通行能力计算FV制动初速度，km/h；路面附着系数，取0.7；道路阻力系数， =fi，f 为路面滚动阻力系数（取0.01），i为道路纵坡。第3章 匝道及匝道与主线连接点通行能力 研究思路1. 匝道车行道通行能力 实际通行能力计算 车道宽度修正匝道横断面类型横断面总宽度（m）宽度修正系数单向单车道5.500.796.000.886.500.957.001.007.501.

16、03单向双车道及双向双车道8.000.958.501.009.001.059.501.1210.001.20第3章 匝道及匝道与主线连接点通行能力 研究思路1. 匝道车行道通行能力大型车混入率修正服务水平分级标准服务水平等级饱和度一对于指定构造交织车辆可采用的最大车道数Nw(max)第4章 交织区通行能力 研究思路4. 交织运行分析计算流程 假设交织运行为非约束运行 计算交织车流与非交织车流的交织强度系数Ww和Wnw 计算交织车辆与非交织车辆的平均行驶速度Sw和Snw 计算保持非约束运行所需的车道数Nw：与交织构型、交织区车道数、交织流量比、交织区长度、交织车辆和非交织车辆的平均行驶速度有关。

17、 判断Nw与Nw(max)的关系，若NwNw(max),则假设成立，为非约束运行；若NwNw(max)，则假设不成立，按照约束运行重新选择参数计算并判断。第4章 交织区通行能力 研究思路5. 交织区通行能力确定 基本通行能力依据以下因素确定 交织构型：A、B、C型。 设计速度：120km/h、100km/h、80km/h。 交织区车道数：3车道、4车道、5车道。 交织流量比：0.10.8。 实际通行能力确定 交通组成修正系数 驾驶员修正系数第4章 交织区通行能力 研究思路6. 交织区服务水平确定 以车流密度(pcu/km/ln)作为评价指标，分为四级车流密度交织区平均速度第5章 收费站通行能力

18、 研究思路1. 基本概念 排队：因顾客数量超过服务机构的容量，致使顾客得不到及时服务而等候的现象。 排队系统：等候服务的顾客、正在接受服务的顾客和服务机构的总称。 排队系统的表达模式：到达过程/服务过程/服务台数/系统容量/顾客源数量/排队规则，在收费系统中，一般考虑的都是系统容量、顾客源均为无限及先到先服务的排队系统，后三项可以省略。第5章 收费站通行能力 研究思路2. 排队系统的主要运行指标 排队长度：系统中排队车辆个数期望值，辆，以 Lq 表示。 队长：收费系统中车辆个数期望值，辆，以L表示。 排队时间：车辆在排队系统中排队时间期望值，s，以 Wq表示。 停留时间：车辆在收费系统中的平均

19、停留时间，s，以W表示。第5章 收费站通行能力 研究思路2. 排队系统的主要运行指标令表示单位时间内平均到达的车辆数，u表示单位时间内服务完毕离去的平均车辆数，则第5章 收费站通行能力 研究思路3. 服务水平评价 将混合流率换算成标准车流率：车辆折算系数与收费形式(交费找零、出口验票、入口领卡)、小时流量和车型(小型车、大中型车和特大型车)有关。 确定每条收费车道的流率，并计算平均到达率。 确定车辆的平均长度：m=b1k1+b2k2+b3k3 计算延误： 确定收费站的服务水平:根据收费方式分为四级。第5章 收费站通行能力 研究思路4. 通行能力分析 收费车道的基本通行能力式中：Ts标准车服务时

20、间（s）； TG标准车离去时间（s）。 规划和设计阶段通行能力分析：合理设置收费广场收费车道数量。 确定收费站条件：设计规划的收费站类型。 确定交通条件：相应道路的设计小时交通量。 确定设计服务水平：由设计人员来确定。 确定收费车道数:根据设计服务水平，求得给定服务水平下的通行能力值C，再计算确定满足该服务水平的收费车道数N=V/C。第6章 公共交通通行能力 研究思路1. 公共交通线路通行能力t1车辆进站停车所用时间，s;t2车辆开门和关门的时间，取为4s;t3 乘客上下车占用时间，s。 t4 车辆启动和离开车站的时间，s。第6章 公共交通通行能力 研究思路1. 公共交通线路通行能力l车辆长度

21、，m;b进站时刹车减速度，取为1.5m/s2;a离开停靠站时的加速度，取为1m/s2。公交车容量，人;K上下车乘客占车容量的比例，一般取0.250.35;t0一个乘客上或下车所用时间，平均为2s/人；nd乘客上下车用的车门数。第6章 公共交通通行能力 研究思路1. 公共交通线路通行能力 公交线路的设计通行能力等于该计算值乘以0.8. 公共交通的客运能力等于线路的通行能力乘以额定容量。第6章 公共交通通行能力 研究思路2. 多条公交线路的总通行能力C线多条公交线路的总通行能力，veh/h；n分开布设停靠站的个数，n=13;K分开布设停靠站时，相邻站位互相干扰，使通行能 力降低的系数。n=1时，K

22、=1； n=2时，K=0.8； n=3 时，K=0.7。第6章 公共交通通行能力 研究思路3. 公共交通网络容量 CTN公共交通网络容量，p/h；公共交通网络性能系数； Riline第i条线路的时空资源，pkm/h2； Rperson乘客乘坐公交车的小时平均出行 距离，km/h。第6章 公共交通通行能力 研究思路3. 公共交通网络容量 Fi第i 条公交线路的发车频率，veh/h； Pi第i 条公交线路车辆按额定座位确定 的乘坐人数,p/veh； Si第i 条公交线路的公交车运营速度， km/h。 Li第i条公交线路的运营里程，km； tijstop第i条公交线路的公交车辆在第j 个站点消耗的时

23、间，h； tikroad公交车辆在第i 条公交线路的第 k 对相邻站点之间的行程时间，h； m第i 条公交线路的公交站点数。第6章 公共交通通行能力 研究思路3. 公共交通网络容量公交运营组织计划可能在不同的时段采用不同的发车频率，故需计算公共交通网络一个工作日的网络容量： CDayTN公共交通网络一个工作日的理想网络 容量，p/d；CiTN公共交通网络在第i 时段的单位小时理想 网络容量，p/h；Ti划分的第i 时段的时间长度，h。第7章 行人交通设施和自行车道通行能力 研究思路1. 行人交通设施通行能力 基本通行能力 人行道：4800p/h/m人行横道:48005760p/tgh/m人行天

24、桥、地道: 4800p/h/m车站、码头的人行天桥、地道: 20003200p/h/m第7章 行人交通设施和自行车道通行能力 研究思路1. 行人交通设施通行能力 可能通行能力基本通行能力乘以相应的综合折减系数即为可能通行能力数值。采用0.50.7的综合折减系数。车站码头的人行天桥、人行地道采用0.7，其余采用0.5设计通行能力全市性车站、码头、商场、剧院、影院、体育场馆、公园、展览馆及市中心区行人集中地区：0.75；大商场、商店、公共文化中心及区中心等行人较多地区：0.80;区域性文化商业中心地带：0.85；支路、住宅区周围道路：0.90。 第7章 行人交通设施和自行车道通行能力 研究思路2.

25、 自行车道通行能力 基本通行能力 L安全净空(m)；S车速，大多在1020km/h之间；t反应时间（s），一般为0.51.0s，取平均值为0.7s；轮胎与路面之间的附着系数，多在0.30.6之间，取0.5；i道路纵坡，在平原区城市可取0；l0安全间距，一般在01m之间；l自行车的车身长度，常用1.9m。第7章 行人交通设施和自行车道通行能力 研究思路2. 自行车道通行能力 可能通行能力 NP每米宽度内自行车连续一小时内通过断面的数量，实际为一小时内连续车流的平均通过量（辆/h）； B 自行车道的宽度（m）； t 连续车流的通过时间（s）； Nt 较长时间内通过观测断面的自行车数量,有条件的城市

26、或设计单位应自行测定，并选择符合实际的值。 第7章 行人交通设施和自行车道通行能力 研究思路3. 自行车道通行能力 设计通行能力 长路段设计通行能力 短路段设计通行能力C1街道等级系数，快速路、主干路定为0.8，次干路和支路的为0.9。C2 路口等综合影响的折减系数，取为0.55。 信号交叉口设计通行能力 以前20s的通过量作为信号交叉口自行车道的设计通行能力。 第8章 无信号交叉口通行能力1. 车型划分与车辆折算系数车型划分根据通过交叉口的典型车辆的轴数、轴距将交叉口车型划分为小客车、中型车、大型车、拖挂车4种。车辆折算系数PCE小客车：1.00中型车：1.56大客车：3.05拖挂车：3.5

27、6 第8章 无信号交叉口通行能力2. 定义及影响因素定义：主要道路上的交通量加上次要道路上车辆穿越空隙所能通过的车辆数。影响因素主要道路车流的车头时距分布次要道路车辆穿越主要道路所需时间次要道路车辆跟驰的车头时距大小主要道路车辆的流向分布交叉口类型大型车混入率主要道路车流速度第8章 无信号交叉口通行能力3. 车头时距及分其分布负指数分布：车头时距越接近零其出现的概率越大，适用于自由流，车辆可以自由超车。移位负指数分布：假设车头时距不能小于一个最小值，解决了车头时距越接近零出现概率越大的问题。爱尔朗分布：详细描述不同车辆的到达状态，是负指数分布的一般表达形式；一阶爱尔朗分布即为负指数分布。M3分

28、布：假定车流由两部分组成，一部分以车队状态行驶，另一部分按自由流状态行驶；对于不允许超车的单车道情况比较适合。改进的M3分布：解决了M3分布不适用于允许超车的问题。第8章 无信号交叉口通行能力4. 临界间隙与随车时距临界间隙tC：交叉口主路车流允许次要道路一等待穿越车辆通过主路的最小间隙。 它的大小与交叉口车流的流向及车型有关，还与被穿越车流的速度及穿越车流自身在进口道是否停车有关。 被穿越车流的速度越大，所需临界间隙就越大；穿越车流如需在进口道处停车，则所需的临界间隙比不停车的要大。随车时距tf：支路排队车辆连续通过交叉口时相邻两车之间的时间间隔。 它的大小与穿越车流的车型及车速有关。 穿越

29、车流的车型大车比小车的随车时距要大，穿越车流的速度小比穿越车流速度大所需随车时距要大。第8章 无信号交叉口通行能力5. 无信号交叉口理论通行能力的计算方法间隙接受理论：主次两条相交的道路交叉口，假设主路车流通过交叉口时不受影响，而次路车流必须利用主路车流的间隙通过。 车队分析法：车流通过交叉口时具有车队特征，即当一路车流通行时，另一路到达车辆需要排队 。 Q=QA+QB=3600（NA+NB）/（TA+TB） NA、NB分别为 A、B两车流一个周期内的车辆期望值； TA、TB分别为A、B两车流通过一个车队所需时间。第8章 无信号交叉口通行能力6. 无信号交叉口实际通行能力实际通行能力理论通行能

30、力间隙接受理论计算422交叉口：2600pcu/h442交叉口：3100pcu/h322交叉口：2000pcu/h342交叉口：2500pcu/h第8章 无信号交叉口通行能力6. 无信号交叉口实际通行能力修正系数计算主支路流量不平衡影响系数：FEQ=1-0.32lnx，x主支路流量比。大型车混入率修正系数FLA=1+0.02x，x大型车比例。左转影响修正系数FLT=1-0.4x，x左转车比例。右转影响修正系数FRT=1+0.1x，x右转车比例。横向干扰修正系数FFR低乡村，路边有少许建筑和行人，慢行车小于1%，取0.951.00；中居住区，慢行车小于4%，取0.800.95；高商业区，慢行车小

31、于7%，取0.600.80。第9章 信号交叉口通行能力1. 国外计算方法美国HCM方法：引道的通行能力为该引道饱和流率与绿信比的乘积，饱和流率需在理想条件下准进行修正，修正系数包括车道宽度、重型车、引道坡度、临近车道组停车情况、公交车阻塞、地区类型、车道利用修正系数、右转车及左转车修正系数、行人及自行车修正系数。英国TRRL方法：饱和流量等于525倍的进口道宽度，以韦伯斯特延误最小为目标确定最佳周期，引道的通行能力为该引道饱和流率与绿信比的乘积。澳大利亚ARRB方法：对韦伯斯特延误模型进行改进后（考虑了溢流延误），确定最佳周期，信号配时和通行能力计算同TRRL法。第9章 信号交叉口通行能力2.

32、 国内计算方法城市道路设计规范方法 直行车道 直右车道 CSr = CS 直左车道 CSl= CS（1-1/2） 直左右车道 CSlr = CSl 进口道设有专用左转与专用右转车道第9章 信号交叉口通行能力2. 国内计算方法城市道路设计规范方法 进口道设有专用左转车道而无专用右转车道 进口道设有专用右转车道而无专用左转车道 设计通行能力折减 Ce=Ce-ns（Cle- 4n） 停车线法：以进口处车道的停车线作为基准面，认为凡是通过该停车线断面的车辆就已通过交叉口。 冲突点法：以直行车与对向左转车的冲突点作为基准，认为只有通过冲突点的车辆才算通过交叉口。第10章 环形交叉口通行能力1. 理论基础

33、交织理论模型：以交织段能通过的最大交织流量反映环形交叉口的通行能力。间隙接受理论模型：以进口道能进入环形交叉口的最大流量反映环形交叉口的通行能力。回归模型：反映环形车流量与入口通行能力的关系。 第10章 环形交叉口通行能力2. 环形交叉口的分类常规环形交叉口：中心岛直径大于25m，进口引道不拓宽。小型环形交叉口：中心岛直径小于25m；进口引道拓宽；环岛直径小中心岛直径的1/3，并小于8m；停车线距右侧冲突点距离不小于25m；环道宽度小于前一入口宽度；入口渐变率1:6，出口1:12；设置偏向导车岛。微型环形交叉口：中心岛直径小于4m，可以用白漆画成圆圈，实际上是渠化交叉口。 第10章 环形交叉口通行能力3. 常规环形交