交通工程学-道路通行能力PPT

第五章道路通行能力2023/10/10交通需求与交通供给（道路通行能力）之间的矛盾为什么会发生交通拥挤、交通阻塞？为什么会发生交通阻塞？

通行能力＞

交通需求 无交通拥挤通行能力＜

交通需求 交通拥挤发生

都市中早晚交通拥挤 交通需求究竟在多大程度上超过了通行能力？

10％？、20％？30％………倍以上？交通需求超过通行能力的5～

10％

的程度

交通拥挤发生

严重交通拥堵交通需求与交通供给（通行能力）失衡带来的问题：－交通拥堵问题－交通事故问题－环境污染问题－能源消耗问题交通阻塞发生示意图时刻累计交通量需要容量増加阻塞消除容量阻塞发生阻塞消除

通行能力是道路系统规划、设计、建设、管理的指南针通过交通需求与通行能力比较，可以评价道路交通服务水平交通需求与通行能力之间的关系，是交通环境评价的依据

为什么要研究通行能力？第五章道路通行能力第一节道路通行能力与服务水平第二节道路路段通行能力第三节平面交叉口的通行能力第四节高速公路的通行能力第五节非机动车道的通行能力本章大纲：

推荐参考书：《道路通行能力理论》张亚平编著.人民交通出版社《道路通行能力分析》陈宽民，严宝杰主编.人民交通出版社.2003《道路交通运行分析基础》过秀成，东南大学出版社.2009.12掌握掌握掌握了解了解第一节道路通行能力与服务水平发展沿革研究内容概念定义、影响因素、分类分级换算系数和换算交通量通行能力服务水平通行能力和服务水平的应用（一）通行能力的沿革1950年HCM第一版1965年HCM第二版1985年HCM第三版

2000年，HCM2000《道路通行能力手册》一、道路通行能力1．国外发展情况美国TRB（TransportationResearchBoard）HCM（HighwayCapacityManual）发达国家如瑞典、加拿大、澳大利亚、德国等也都对本国的交通情况进行了研究,编制了相应的道路通行能力手册目前国际上有许多道路通行能力模拟软件，如美国的HCS(HighwayCapacitySoftware)，瑞典公路局的CAPCAL（一）通行能力的沿革不能生搬硬套,借鉴研究方法和思路我国道路通行能研究：1998年10月，交通部公路科学研究所和东南大学合办

“公路通行能力国际研讨会”。2003年11月，交通部公路科学研究所编制《公路通行能力手册》对路口的研究主要集中在信号交叉口和环形交叉口。交通部公路科学研究所在1984-1989年，采用实地观测与数理统计分析相结合的宏观研究方法，组织全国8省市在平原微丘地区对43个不同路面宽度的混合交通双车道公路路段通行能力进行了研究，取得4项研究成果：

•确定了车辆折算系数的确定方法。

•确定了划分服务水平等级的标准。

•确定了双车道公路的基本通行能力和设计通行能力。

•研究了影响通行能力的主要影响因素、修正系数。“九五”科技攻关课题“公路通行能力研究的装备和技术”1.混合交通双车道公路路段；

2.不控制进入的汽车多车道公路路段；

3.不控制进入的汽车双车道公路路段；

4.高速公路(控制进入)的基本路段；

5.匝道，匝道——主线连接部分；

6.交织区；

7.信号控制的平面交叉；

8.非信号控制的平面交叉；

9.市区及近郊干线道路。（二）道路通行能力的研究内容不同道路设施，其运行特征不同，需分别进行通行能力和服务水平分析。又称为道路容量，指在一定的道路、交通、控制、环境条件下，道路断面单位时间内能够通过的最大交通实体(车辆或行人)数。时间单位：用辆/h、辆/昼夜、辆/秒表示的，车辆多指小汽车，当有其它车辆混入时，均采用当量小客车为单位pcu/h。（三）通行能力的定义、影响因素、分类1、定义通行能力和交通量的区别？两者都是单位时间内通过道路某断面的交通体数量。通行能力反映了道路的容量,是道路容纳性能的一种量度；交通量反映了道路实际负荷交通的数量大小，是交通体根据实际情况在道路上运行的具体体现。1)道路条件，街道或公路的几何条件，包括车道数、车道宽度、路肩、中央带等的宽度，侧向净宽，设计速度及平、纵线形和视距等2)交通条件，指交通流特性，包括设计速度、交通组成、车道分布，方向分布等。3)管制条件，道路管制设施和交通规则，包括交通信号的位置、种类、配时，还有停车和让路标志、车道使用限制，转弯禁限等措施。4)环境条件，街道化程度、横向干扰以及交通秩序、公交车站和停车位置等5)其它条件和ITS技术（有气候、温度、地形、风力、驾驶员心理等）。2、影响因素直接影响通行能力数值的主要因素:车行道宽度侧向净空车行道数量交通组成驾驶员特性道路纵坡横向干扰与视距等

2、影响因素理想条件：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。例如：指天气良好、路面状况良好、驾驶员熟悉交通设施以及对交通流没有障碍。3、分类基本通行能力规定条件参照基础运行质量实际通行能力设计通行能力由于道路、交通、管制条件及服务水平的不同，按照通行能力的性质和使用要求分为基本（理论）通行能力，可能（实际）通行能力，设计（规划）通行能力。（理论通行能力）（可能通行能力）道路规划、设计的依据（实用通行能力）在理想的道路、交通、控制和环境条件下，道路组成部分某条车道或某均匀段上或某一横断面上，不论服务水平如何（E级或四级上半段），1h所能通过标准车辆的最大车辆数。（1）基本通行能力（理论通行能力）C基CB道路方面理想条件车道宽、侧向净宽、平纵线形和视距良好。交通方面只有小客车行驶，没有其他车型混入且不限制车速。basiccapacity→通常以高速公路上观测到的最大交通量为基准(理想、理论通行能力)

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，某条车道或某均匀段上或某一横断面上，不论服务水平如何（E级或四级上半段），1h所能通过的车辆(在混合交通公路上为标准车)最大数目，以C实、Cp表示。→是现实条件道路上的最大交通量（实际通行能力）

（2）实际（可能）通行能力道路组成部分在规划预计的道路、交通、控制及环境条件下，某条车道或某均匀段上或某一横断面上，在所选用的设计服务水平下，1h所能通过的车辆记作C设、Cd。→是道路规划、设计的依据（实用通行能力）

（3）设计通行能力possiblecapacitydesigncapacity类别条件服务水平基本通行能力在理想的道路、交通、管制条件下不论服务水平如何可能通行能力在实际或预测的道路、交通、制条件下不论服务水平如何设计行能力在预测的道路、交通、制条件下在所选用的设计服务水平下三者关系？基本通行能力可能通行能力设计通行能力各种修正系数指定服务水平下的V/C比4、换算系数和换算交通量（当量交通量）PassengerCarUnitPCU小客车当量数PassengerCarEquivalentPCE小客车当量换算交通量:换算系数:定义：在通行能力方面某类车辆一辆折合成标准车辆的辆数。式中：Ve——当量交通量；

V——未经换算的总交通量

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

服务水平是指交通流中车辆的运行及驾驶员和乘客所感受的质量程度。亦即在道路某种交通条件下所提供的服务质量水平。二、服务水平定义：（一）基本概念（LOS，LevelofService）交通设施种类效率量度高速公路基本路段交通密度（小客车辆/km/车道）高速公路交织区平均行程速度（km/h）高速公路匝道连接点交通流率（小客车辆/h）多车道公路交通密度（小客车辆/km/车道）双车道公路时间延误（%）平均行程速度（km/h）信号交叉口平均单车停车延误（s/车）无信号交叉口储备通行能力（小客车辆/h）市区干道平均行程速度（km/h）确定服务水平的效率度量表美国道路通行能力手册是指交通流中车辆的运行及驾驶员和乘客所感受的质量程度。亦即在道路某种交通条件下所提供的服务质量水平。交通设施的服务水平常用等级来表示，在实际确定服务等级时，往往考虑其中的一个或几个指标，具体计算随道路交通设施而异。二、服务水平服务水平：（一）基本概念（LOS，LevelofService）反映在某一特定服务水平下，道路所能提供的疏导交通的能力极限。最大服务交通量：除四级下半段，一、二、三级及四级上半段的服务水平都有相当于该级服务水平最差的服务交通量，也是该级服务水平中最大的，故称为最大服务交通量（MaximunServiceFlow，MSF)。A级F级E级D级C级B级美国定为6个等级（二）道路服务水平分级流量速度自由流稳定流强制流0ABC不稳定流DEF美国道路服务水平分级和对应的交通流状态我国和美国道路服务水平分级对应表我国道路服务水平分级基本通行能力一级服务水平下交通流状况（连续流）二级服务水平下交通流状况（连续流）三级服务水平下交通流状况（连续流）四级服务水平上半部分交通流状况（连续流）四级服务水平下半部分交通流状况（阻塞流）Source:<公路工程技术标准>JTGB01-2003条文说明LOS分级Source:<公路工程技术标准>JTGB01-2003条文说明LOS分级Source:<公路工程技术标准>JTGB01-2003条文说明LOS分级公路设计采用的服务水平等级Source:<公路工程技术标准>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。公路服务水平的分级Source:<公路工程技术标准>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通行能力Source:<公路工程技术标准>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。道路交通规划、设计、管理与养护的需要基础和依据:1)道路通行能力可以作为城市街道网规划、公路网设计和方案比选的依据;2)确定新建道路的等级、性质、主要技术指标和线形几何要素;3)可以作为交通管理、运营、行车组织及控制等方案选择和改进的依据。4)可以作为铁路、公路、水运、空运等各种方式的方案比选与采用的依据;三、通行能力和服务水平的应用5)可作为交通枢纽的规划、设计改建及交通设施配置的依据,如交叉口类型选择和信号设施的设计装备等;通行能力主要反映道路服务数量的多少或能力的大小服务水平主要反映道路服务质量或服务的满意程度第二节道路路段通行能力实际通行能力设计通行能力高速公路基本路段通行能力基本通行能力双车道、多车道公路路段通行能力道路路段——道路不受匝道立交及其附近合流、分流、交织、交叉影响的路段部分。

城市道路路段道路路段一、基本通行能力理想条件，不论服务水平如何（四级上半段）（1）理想条件车道宽度>3.65m(公路的车道宽度>3.75m)侧向净宽>1.75m车辆组成为单一的标准车（小客车）以最小的车头时距和相同的速度连续不断的行驶道路视野、线形、路面良好，坡度平缓。（2）基本通行能力推求实测最大交通量（饱和流量）；实测饱和车流的车头时距、车头间距；交通仿真模型、理论模型；一、基本通行能力理想条件，不论服务水平如何（四级上半段）（3）基本公式（理论模型）——最小车头时距、最小车头间距二、实际通行能力

实际或规划预计的道路、交通、控制及环境条件下，不论服务水平如何（四级上半段）

fw——车道宽度修正系数fcw——侧向净空受限修正系数fHV——特定纵坡上的车型修正系数fS1——视距不足修正系数fS2——沿途条件（横向干扰）修正系数fp——驾驶员条件的修正系数一般，各国根据自己的交通情况，对不同等级的道路选用不同的修正项目。

平面交叉处纵断面：凸竖曲线

凹竖曲线：

(下穿式立体交叉)

3.行车视距分类：

(1)停车视距

(2)会车视距

(3)超车视距平面上的视距问题纵断面上的视距问题行车视距

1.定义：行车视距是指汽车在行驶中，当发现障碍物后，能及时采取措施，防止发生交通事故所需要的必须的最小距离。

2.存在视距问题的情况：夜间行车:设计不考虑平面上：平曲线（暗弯）

1．停车视距反应距离

S1制动距离

SZ停车视距ST安全距离S0

定义：停车视距是指驾驶人员发现前方有障碍物后，采取制定措施使汽车在障碍物前停下来所需要的最短距离。停车视距构成：2.会车视距

定义：会车视距是在同一车道上两对向汽车相遇，从相互发现时起，至同时采取制动措施使两车安全停止，所需的最短距离。

会车视距构成：（1）反应距离：双向驾驶员及车辆（2）制动距离：双向车辆（3）安全距离：双向车辆保持间距会车视距SH约等于2倍停车视距。3.超车视距

加速S1超车（逆向行驶）S2安全距离S3对向行驶S4最小必要超车视距全超车视距S’4S’4（