自然科学第九章-道路通行能力课件

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第九章道路通行能力第一节概述<通行能力与服务水平>一、通行能力通行能力主要反映了道路服务的数量或负荷能力服务水平主要反映了道路服务的质量或满意程度

通行能力也称道路容量:是指道路的某一断面在一定的条件下,单位时间内所能通过的最大车辆数.注：道路通行能力是道路的一种性能,是度量道路疏导车辆能力的指标.第九章道路通行能力交通工程电子教程

第九章道路通行能力道路通行能力分析的作用：确定新建道路的等级、性质、主要技术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,针对问题提出改进方案和措施,为道路改建和改善提供依据；作为交通枢纽的规划、设计及交通设施配置的依据；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管理方案提供依据；为制定交通管理、交通控制方案,以及交通渠化、信号配时优化方案设计及选择等提供依据.交通工程电子教程

第九章道路通行能力影响道路通行能力的因素：道路条件

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；交通条件

车流中的车辆组成、车道分布、方向分布；管制条件

交通法规、控制方式、管理措施；环境条件街道化程度、商业化程度、横向干扰、非交通占道；气候条件风、雨、雪、雾等恶劣天气；规定运行条件计算通行能力的限制条件.交通工程电子教程

第九章道路通行能力通行能力的分类：根据道路设施和交通体的不同机动车道通行能力、非机动车道通行能力、人行道通行能力根据车辆运行状态的特征不同路段通行能力、交叉口通行能力、匝道和匝道连接点通行能力、交织路段通行能力根据通行能力的性质和使用要求的不同基本通行能力、可能通行能力、实用通行能力（设计通行能力）交通工程电子教程

第九章道路通行能力1.基本通行能力：指在一定的时段,理想的道路、交通、控制和环境条件下,道路的一条车道或一均匀路段或一交叉点,合情合理地期望能通过人或车辆的最大小时流率.2.实际通行能力：指在一定的时段,在实际的道路、交通、控制和环境条件下,道路的一条车道或一均匀路段或一交叉点,合情合理地期望能通过人或车辆的最大小时流率.3.设计通行能力：指在一定的时段,在具体的道路、交通、控制和环境条件下,道路的一条车道或一均匀路段或一交叉点,对应服务水平的通行能力.交通工程电子教程

第九章道路通行能力二、服务水平1.定义：服务水平是指道路使用者根据交通状态,从行车速度、舒适、方便、经济和安全等方面所能得到的服务程度；实质上是描述车流之间的运行条件及其驾驶员和乘客感觉的一种质量测定标准.2.服务水平分级服务水平亦称服务等级,是用来衡量道路为驾驶员、乘客所提供的服务质量,其范围可以从自由运行、高速、舒适、方便、完全满意的最高水平到拥挤、受阻、走走停停、难以忍受的最低水平.交通工程电子教程

第九章道路通行能力美国道路服务水平分级标准服务水平双车道公路（平原地形）市区干线道路信号交叉口时间延误率(%)平均行驶速度(km/h)平均行驶速度(km/h)每辆车停车延误(s)A≤30≥93≥56≤5.0B≤45≥88≥455.1~15.0C≤60≥83≥3515.1~25.0D≤75≥80≥2725.1~40.0E>75≥72≥2140.1~60.0F100<72<21>60.0交通工程电子教程

第九章道路通行能力确定服务水平的评价指标交通设施种类评价指标高速公路基本路段交通密度(pcu/km/ln)高速公路交织区段平均行程速度(km/h)高速公路匝道连接点交通量(pcu/h)

双车道公路时间延误百分率(%)平均行程速度(km/h)城市主干路平均行程速度(km/h)信号控制交叉口平均单车停车延误(s/veh)无信号控制交叉口储备通行能力(pcu/h)交通工程电子教程

第九章道路通行能力3.通行能力与服务水平的相互关系通行能力和服务水平是一个事物的两个方面,它们同时反映道路所能提供的服务.通行能力是反映道路服务的数量或服务的能力,是道路所能提供的疏导交通能力的极限；服务水平是反映道路服务的质量或服务的满意程度,是在满足特定交通运行条件下的极限能力.交通工程电子教程

第九章道路通行能力第二节高速公路通行能力一、高速公路定义及其组成高速公路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高速公路主要由基本路段、交织路段、匝道和匝道连接点3部分组成高速公路的车流特征为完全连续流,无任何外界因素干扰,但在驶入和驶出过程中,车流仍存在着合流、分流和交织现象交通工程电子教程

第九章道路通行能力高速公路组成和影响范围交通工程电子教程

第九章道路通行能力交通工程电子教程

第九章道路通行能力交通工程电子教程

第九章道路通行能力二、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在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可能通行能力.理想条件是：3.75米≤车道宽度≤4.50米；侧向净宽≥1.75米；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,且技术熟练,遵守交通法规者.交通工程电子教程

第九章道路通行能力通行能力计算基本公式：1.最大服务交通量：是指在规定的服务水平时,道路的某一断面或均匀路段,在单位时间内所能通过的最大小时交通量.MSVi=C<V/C>i式中：MSVi—第i级服务水平的最大服务交通量,pcu/h/L；C—基本通行能力,即理想条件下一车道所能通行的最大通行的最大交通量,pcu/h/L；<V/C>i—第i级服务水平相应的最大服务交通量与基本通行能力的比值.

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第九章道路通行能力2.单向车行道的实际通行能力；Cp=C×N×fw×fhv×fp式中：Cp—单向车行道的实际通行能力,即在具体条件下所能通行的最大交通量,pcu/h/L；N—单向车行道的车道数；fw—车道宽度或侧向净空不足时的校正系数fhv—交通流中大型车辆影响校正系数；fp—驾驶员总体特征影响校正系数.交通工程电子教程

第九章道路通行能力二、交织路段通行能力交织路段是指两股或两股以上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个运行过程所需的路段.交通工程电子教程

第九章道路通行能力交织路段类型：根据交织车辆穿过交织路段时必须进行车道交换的最少次数划分,交织路段的类型可以分为3种：A类交织区所有交织车辆都要进行一次车道交换；B类交织区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道交换；C类交织区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次车道交换.交通工程电子教程

第九章道路通行能力A类交织区〔图示〕：所有交织车辆都要进行一次车道交换交通工程电子教程

第九章道路通行能力B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道交换交通工程电子教程

第九章道路通行能力C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次车道交换交通工程电子教程

第九章道路通行能力交织区服务水平划分标准：美国：车流密度中国：交织车辆平均行驶速度和非交织车辆的平均行驶速度.交织区服务水平和通行能力分析步骤：1.确定交织区运行参数；包括道路条件和交通条件2.计算交通流率；3.确定交织区构型；交通工程电子教程

第九章道路通行能力4.确定交织区运行状态；1〕计算交织强度系数Ww和Wnw交织强度系数Ww和Wnw是描述交织行为对交织与非交织车辆平均速度影响的指标.2〕计算交织车辆和非交织车辆的运行速度Sw和Snw3〕确定运行状态约束状态：Nw≤Nwmax非约束状态：Nw>NwmaxNw为非约束运行所需的车道数；Nwmax为指定类型的交织车辆采用最大车道数.交通工程电子教程

第九章道路通行能力5.计算交织区效率指标;计算交织区车流密度6.确定服务水平;根据车流密度确定交织区的服务水平7.确定交织区通行能力.Cp=C×fHV×fp其中:C为基本通行能力;fHV为大型车修正系数;fp为驾驶员修正系数.交通工程电子教程

第九章道路通行能力二、匝道通行能力1.匝道的组成：匝道与高速公路连接处〔或称匝道—主线连接处〕匝道车行道匝道与地面道路连接处2.匝道处车辆运行特征主线右边第1车道车流受匝道影响最为严重,若匝道为双车道,则对主线的影响会扩大到若干车道上.交通工程电子教程

第九章道路通行能力匝道的合流与分流现象：合流两股分开的车流运行于同一方向,合并成一股车流的过程.分流一股单独的交通流分成两股或多股车流.合流、分流部分的通行能力是指高速公路与匝道连接部分的通行能力.交通工程电子教程

第九章道路通行能力3.匝道与主线连接处的运行分析三个关键交通量：汇合交通量Vm；分离交通量Vd；主线交通量Vf.根据Vm,Vd,Vf三个交通量确定服务水平.4.车道1交通量V1的计算车道1交通量V1是紧挨汇合区或分离区上游右侧数起第1车道的交通量,它是计算汇合交通量Vm和分离交通量Vd的基础.交通工程电子教程

第九章道路通行能力合流部分车道1的交通量V1=136+0.345Vf-0.115Vr式中：V1—高速公路外侧车道交通量Vf—高速公路总交通量Vr—匝道交通量适用条件：4车道高速公路上单车道驶入匝道<不是环形>,有或没有加速车道；在610米范围内没有相邻上游驶入匝道存在时使用交通量范围：Vf=360~3100veh/h,Vr=50~1300veh/h.交通工程电子教程

第九章道路通行能力分流部分车道1的交通量V1=165+0.345Vf+0.52Vr式中：V1—高速公路外侧车道交通量Vf—高速公路总交通量Vr—匝道交通量适用条件：4车道高速公路上单车道驶出匝道,有或没有减速车道；在980米范围内没有相邻上游驶入匝道存在时；使用交通量范围：Vf=360~3800veh/h,Vr=50~1400veh/h.

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第九章道路通行能力5.汇合交通量Vm和分离交通量Vd的计算Vm=V1+VrVd=V1式中：V1——车道1的交通量Vr——匝道交通量匝道行车道的设计通行能力单匝道设计速度≤50km/h时,为1200pcu/h；单匝道设计速度≥60km/h时,为1500pcu/h.交通工程电子教程

第九章道路通行能力第三节非机动车道通行能力一、基本通行能力计算交通工程电子教程

第九章道路通行能力式中：v—车速,大多数自行车在15km/ht—反应时间,平均用0.7sβ—制动系数l0—安全距离,可取1米l车—自行车的车身长度,常用1.9米交通工程电子教程

第九章道路通行能力二、可能通行能力的计算式中：N可—一条自行车道的路段可能通行能力；Nt—在t时段内连续通过观测断面的自行车数量；B—非机动车道路的宽度；t—连续车流通过观测断面的时间.交通工程电子教程

第九章道路通行能力三、设计通行能力的计算式中：N路段设—自行车道路段设计通行能力；f1,f2—折减系数.交通工程电子教程

第九章道路通行能力第三节公路路段通行能力基本通行能力道路与交通处于理想条件下,每一条车道〔或道路〕在单位时间内能够通过的最大交通量.理想道路条件车道宽度不小于3.66米,侧向余宽不小于1.75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.理想交通条件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.交通工程电子教程

第九章道路通行能力一条车道的基本通行能力计算公式：式中：T0：最小车头时距；L0：最小车头间距.T0

T0L0L0l反l制l安l车交通工程电子教程

第九章道路通行能力一条车道计算的通行能力V(km/h)120100806050计算的车道的通行能力(veh/h)502592703862963取整后的采用值(veh/h)5006007009001000V(km/h)40302010计算的车道的通行能力(veh/h)106211551055695取整后的采用值(veh/h)110012001000700交通工程电子教程

第九章道路通行能力实际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的最大可能交通量.其计算表达式为：CP=CBf1f2f3····fm式中：f1,f2,f3,····,fm为一系列修正系数影响通行能力的修正系数主要是道路条件修正系数和交通条件修正系数交通工程电子教程

第八章交通流理论修正系数主要包括：自行车影响修正系数自行车道与机动车道有无分隔带,自行车交通负荷的大小.车道宽度影响修正系数车道数修正系数交叉口影响修正系数主要取决于交叉口控制方式及交叉口间距.交通工程电子教程

第九章道路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.交通工程电子教程

第九章道路通行能力服务交通量：是指在规定的服务水平时,道路的某一断面或均匀路段,在单位时间内所能通过的最大小时交通量.MSVi=C<V/C>i式中：MSVi—第i级服务水平的最大服务交通量,pcu/h/L；C—基本通行能力,即理想条件下一车道所能通行的最大通行的最大交通量,pcu/h/L；<V/C>i—第i级服务水平相应的最大服务交通量与基本通行能力的比值.

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第九章道路通行能力日本道路规划服务水平服务水平交通量/通行能力乡村地区城镇地区10.750.8020.850.9031.001.00交通工程电子教程

第九章道路通行能力我国城市道路规划服务水平道路等级规划水平交通量/通行能力城市快速路Ⅰ0.75主干路、次干路Ⅱ0.85支路、辅路Ⅲ1.00交通工程电子教程

第九章道路通行能力第四节平面交叉口通行能力平面交叉口通行能力：在单位时间内,相交车流可能通过平面交叉口的最大交通量.平面交叉口可分为：无信号控制交叉口信号控制交叉口无信号控制交叉口又可分为两类：暂时停车方式环形方式交通工程电子教程

第九章道路通行能力暂时方式又可分为两类：两向停车方式主要用于主要道路与次要道路相交路口,主要道路上的车辆有优先通行权,即不需停车.全向停车方式用于相交道路同等重要的交叉口,两条道路到达的车辆按照"先到先行"的原则通行.一、两向停车方式交叉口的通行能力等于主要道路上的交通量加上次要道路上车辆穿越空档能通过的车辆数.交通工程电子教程

第九章道路通行能力主要道路上能通过的车辆数按路段计算次要道路上能通过的车辆数受以下因素影响：1.主要道路上车流的车头间隔分布；2.主要道路上车流的流向分布；3.次要道路上车辆穿越主要道路车流所需时间；4.次要道路上车辆跟驰时的车头时距大小.注：无信号控制交叉口的通行能力最大等于主要道路路段的通行能力.交通工程电子教程

第九章道路通行能力

次要道路上车辆每小时能穿越主要道路车流的数量为：式中：Q非—非优先的次干道上可以通过的交通量Q优—主干道优先通行的双向交通量

λ—主干道车辆到达率

α—可供次干道车辆穿越主干道车流的临界

车头时距

β—次干道上车辆连续穿越主要道路的跟驰车头时距交通工程电子教程

第九章道路通行能力*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.美国规定的主干道优先时支路通行能力的经验值路别主干道为双车道主干道为四车道主干道400500650100015002500支路2502001001005025交通工程电子教程

第九章道路通行能力例：一无信号控制交叉口,主要道路的双向交通量为1200pcu/h,车辆到达符合泊松分布.次要道路上车辆可穿越的临界车头时距t0=6s.车辆跟弛行使的车头时距t=3s.求次要道路上的车辆穿越主要道路车流的数量？解：交通工程电子教程

第九章道路通行能力T行交叉路口交通流向图T行交叉路口通行能力交通工程电子教程

第九章道路通行能力式中：α—次干道车辆可穿越汇入主干道车流的车

头时距

β1—优先车流的最小车头时距

β2—非优先车流的最小车头时距

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第九章道路通行能力式中：α—次干道车辆可穿越汇入主干道车流的车

头时距

β1—优先车流的最小车头时距

β2—非优先车流的最小车头时距

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第九章道路通行能力二、环形交叉口通行能力常规环形交叉口中心岛为圆形或椭圆形,直径一般在25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;小型环形交叉口中心岛的直径小于25米,引道入口处适当加宽成喇叭形,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4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通岛,主要起引导与分隔作用.交通工程电子教程

第九章道路通行能力常规环形交叉口通行能力的计算常规环形交叉口通行能力常用的计算公式有：

沃尔卓普公式和英国环境部暂行公式.1.沃尔卓普公式式中：Qm—交织段最大通行能力,pcu/hl—交织段长度,mW—交织段宽度,mP—交织段内参与交织车辆占全部车辆的比例e—入口引道平均宽度,m,e=<e1+e2>/2交通工程电子教程

第九章道路通行能力常规环形交叉口计算图示交通工程电子教程

第九章道路通行能力2.英国环境部暂行公式沃尔卓普公式不能适应英国"左侧先行"法规,因此英国制定了此暂行公式,其计算公式如下：上式中,Q为交织段通行能力,其中载货车占全部车辆的15%,如超过15%要进行修正.其余参数同沃尔卓普公式.交通工程电子教程

第九章道路通行能力小型环形交叉口通行能力计算英国运输与道路研究所<TRRL>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交叉口总通行能力的简化计算公式：式中：Q—环形交叉口总通行能力；ΣW—所有引道基本宽度总和；A—引道拓宽所增加的总面积,A=Σa；K1—计算系数.交通工程电子教程

第九章道路通行能力小型环形交叉口通行能力计算用图交通工程电子教程

第九章道路通行能力纽卡塞<NewCastle>根据TRRL公式作进一步简化,将A、W两参数均归纳为内接圆直径D,然后根据交叉道路条数选取K2值来进行调整,即：Q=K2D式中：Q—交叉口实用总通行能力；D—内接圆直径<m>；K2—计算参数.交通工程电子教程

第九章道路通行能力三、信号控制交叉口通行能力HCM2000使用的方法包括5个子模型：输入模型、交通量校正模型、饱和流率模型、通行能力分析模型、服务水平模型.前苏联使用的方法中国使用的方法停车线法认为计算交叉口通行能力时应以停车线作为控制断面,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,就视为通过交叉口,从饱和通行能力经过修正得到设计通行能力.交通工程电子教程

第九章道路通行能力一条直行车道的通行能力式中：T—信号灯周期,s；Cs—一条直行车道的设计通行能力,veh/h；tG—相位绿灯时间,s；α—折减系数,建议采用0.9；ti—直行车通过停车线的车头时距,s.交通工程电子教程

第九章道路通行能力混合行驶车道的通行能力混行车道有3种组合方式,即直右车道、直右车道和左直右车道,其通行能力分别用CSR、CSL、CLSR来表示,计算公式为：CSR=CSCLSR=CSLCSL=CSKL=CS<1-0.5PL>

式中：KL—左转车影响系数；PL—左转车占进口交通量比例.交通工程电子教程

第九