公路通行能力计算分析

•第一节概述•第二节交通流要素•第三节公路通行能力第一节、定义、公路设施的分类概述定义•公路通行能力或称公路容量是指在通常的道路、交通条件和人为度量标准下，在一定的时间段内道路某断面可以通过的最大车辆数•道路条件是指公路的几何特征，包括每个方向的车道数、车道的宽度和路肩的宽度、侧向净空、设计速度以及平面和纵面线形•交通条件涉及使用该道路的交通流特性。他是指交通流中车辆组成、车道分布、交通量的变化、交通管理和交通控制方式等通行能力分成以下三种•基本通行能力•容许通行能力•设计通行能力二、公路设施的分类•非间断交通流设施•不在交通流外部引起流量中断•间断交通流设施•有引起交通流周期性中断的固定因素，这些因素包括交通信号、停车标志和其他类型的管制设备，不管交通量多少，这些设备都引起交通周期性停止。第二节交通流要素一、速度二、交通量和流率三、交通密度‘、速度•速度是每公里行程时间的倒数，是车辆在路段上运行效率的简单度量指标。•一般采用的速度指标是平均行程速度。•平均行程速度与平均行驶速度区别：•距离除以通过此距离的平均行驶时间，平均行驶时间只包括车辆处于运动中的时间。:、交通量和流率道下或用道可车，条数一总过辆通车内的间面时段位一单某指或是点。量一示通某表交路式、交通密度•交通密度是单位长度路段上，一个车道某一瞬时的车辆数四、速度流量和密度的关系•1、速度一密度关系•道路上行驶的车辆增多，车速就会降低•2、流量一密度关系•3、流量一速度关系--强制交通流-稳定交通流注：相同流率可能对应两种不同交通流状态，如图中A和B。vmvf(塞)S(3篇KIII\\\•基本通行能力•容许通行能力•设计通行能力公路通行能力1.基本通行能力•基本通行能力是指道路组成部兮在理想的道路、交通、的均刼一椒断面上，不硌服务采平如何，lh所辆K最大辆数。•夢饔交通条戶晏指道埯上单一小客卒g驶，车头间隔合车舜和行人干扰。衡量的一般标准是指车道宽度大于3.50m,侧向余宽大于1.75m,无纵坡，线型好，有足够视距，能满足设计车速要求，无街道化干扰。•基本通行能力又称为理论通行能力。如图所示。设车流为单一标准车型的连续流，其行驶车速为(km/h),与之相适应的最小车头间距为(m)和最小车头时距为(m),则基本通行能力为：2、可能通行能力•可能通行能力是指一己知公路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，lh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。•由于通常道路和交通条件与理想的道路和交通条件有较大的差距，所以可能通行能力是以基本通行能力为基础，考虑到实际的道路和交通状况，确定其修正系数，再以此修正系数乘以基本通行能力，即得实际道路、交通与一定环境条件下的可能通行能力。(1)道路条件修正系数•道路条件影响通行能力的因素很多，不可能一一修正，只能选择影响大的主要方面予以修正。包括下述5种修正系数：①车道宽度修正系数•根据国外对道路宽度影响通行能力的实际观测认为，当车道宽度达到某一数值时，其通过量达到理论上得最大值。当车道宽度小于该值时，则通过能力降低。②侧向净宽修正系数•侧向净宽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。当侧向净宽小于理想条件的数值时，会使驾驶员产生不安全感，驾驶车辆偏向路中行驶，致使边车道无法利用，这意味着减小车道宽度，影响通行能力。④视距修正系数•道踣线形的几何要素应满足设计车速的条件,但由于客观原因视距不足f往往不能满足行车要求，特別是超车的要求。据美国有关方面研究，在超车视距小于450m(1500ft)的踣段,如平曲线或竖曲线踣段，可按其占道踣全长的百分数进行修正。视距不足的踣段越长，则其影响越大。视距不足的修正只适用于双车道道踣。⑤沿途条件修正系数•沿途条件是指道踣两旁街道化，由于道踣两侧有建筑物，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。因此，需要对不限制出入的公踣的计算通行能力进行修正（限制出入的公踣无修正必要）。对沿途条件的修正，在定量上未能较好解决时，用沿途街道化的程度来反映修正系数，但这种修正不包括交叉所造成的直接影响。凡有交叉□的以交叉□的通行能力为准。-(2)交通条件修正系数•鉴于交通条件极其复杂，仅取车辆组成作为主要修正系数来考虑。特别是混合交通情况，车种繁多，它们不仅多占道踣面积,且因车速各自不同，相互间干扰尤其严重,严重影晌通行能力。曰本《道踣技术标准》中的载货车混入时的通行能力修正系数，即是交通条件修正系数的一个体现，也就是大型车混入率修正系数。3、设计通行能力•设计通行能力是指一设计中的公路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，lh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。•设计通行能力是道路根据使用要求的不同，按不同服务水乎条件下所具有的通行能力，也就是要求道路所承担的服务交通量，作为道路规划和设计的依据。只要确定道路的可能通行能力，再乘以给定服务水平的服务交通量与通行能力之比，就得到设计通行能力，即：4.道路服务水平•道路通行能力的分析计算离不开交通运行质量。因此通行能力的分析计算必须与服务水平的分析计算一起进行。1、道路服务水平的定义及划分态时的速度与旅行时间、交通中断、行动的自由、安霊露曾S雲3_麄_磊综合效果。眼务水平所描述的范围是从驾驶员可自由选择行驶车a栗簿罘讎8奔盖嚣i蕞__去單繁涅S会嘉_蠢篷fe®木fe窯表態覇12错農監^濯劈苡登3'驶人驾车的自由程度。在达到基本通行能力（或可能通行能力）之前，交通量愈大，则交通密度也愈大,而车速愈低，运行质量也愈低，即服务水平愈低。达到基本通行能力（或可能通行能力）之后，则交通量不可能再增加，而是运行质量愈低交通量也愈低，但交通密度仍愈大，直至车速及交通量均下降至零为止。•美国辟HCM将道水平分为A、B、C、D、E、論纘』b於表车流运行条件最佳，•服务水平c: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D: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。眼务水平E: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，驾驶员受到的挫折通常是大的，此服镏纖識覆繼?。行能力（理想条件眼务水平F:交通处于强制流状态，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。选择服务水平的主要指标，需根据不同形式公路车辆晕篷2震罌義芣僉裘翳否3的运肇与糧晕谣屋S釋羅難驪離酽溫驪®豐關的程度即车头间距的大小，只有当车头间距达到一定程度后，才不会影响司机自由选择车速。因此，从车辆特征出发，宜选用车流密度、平均运行速度和交通驅織？作为繼亂一级公路麵服务•根据实际观测分析并综合考虑美国、日本的分级标准，从便于公踣规划设计、使用方便、可操作性强的原则出发，以区分稳定流和不稳定流为基本条件，将服务水平划分为一、二、三四共四个等级。一级服务水平相当于美国公踣服务水平的A级到B级；二级服务水平相当于美国C级；三级服务水平相当于美国D级；四级服务水平大致相当于美国公踣E级到F级。一级服务水平为自由车流，车辆的驾驶自由度高，道路使用者不受车流中其他使用者的影响，可自由选择车速。平均车头时距比较大，但是车道利用率较低。驪漬是聖驅瘟織期处于这个水平'从近二级服务水平的交通流还比较稳定，如果不发生意外交通事故，一般不会出现阻塞现象，车道利用率是道路所能承受最大交通的中等水平，并且车辆被动延误是司机还可以忍受的。如果交通流长期处于该水平，说明道路等级是比较适当的。三级服务水平的交通流已经显得很拥挤，且不稳定，当流率未超过道路通行能力时，尽管车道利用率很高,但刹车频繁度、停车次数及被动延误均超过了道路使用者所能忍受的程度。若交通长期处于该水平，需要加强交通管理，防止发生事故，同时从长远角度出发,需要改造并提高道路等级以提高疏导交通的能力。!1!级服务水平的交通流基本处于阻塞断流状态，必须采取果断措施对现有道路进行改造，提高道路通行能力以满足交通正常运行的要求。游睦酶舔沿xao_31雜tli+wtrtis•菡誦att^liinFdlDai茹堑<ii瓿书画沿xao边过迚nnFdlD®堑沿xaosiinFdID®堑沿xaoa苕。(I)rIB・ig鑿I-e.4UI%芗»_醸K雜□£il謹•主要道踣上能够通过的车辆多少，按踣段计算。次要道踣上能够通过多少车辆，受下列因素影响：主要道踣上车流的车头间隔分布、次要道踣上车辆穿越主要道踣车流所需时间、次要道踣上车辆跟驰的车头时距大小、主要道踣上车流的流向分布。•无信号控制交叉口的通行能力，等于主要道踣上的交通量加上次要道踣上车辆穿越空档能通过的车辆数。若主要道踣上的车流已经饱和，则次要道踣上的车辆一辆也通不过。因此，无信号交叉□的通行能力最大等于主要道踣踣段的通行能力。•事实上，在无信号交叉口，主要道踣上的交通量不大，车辆呈随机到达，有一定空档供次要道踣的车辆穿越，相交车流无过大阻滞，否则，需加设信号灯，分配行驶权。1'2、交通流向分析•在无信号交叉口，次要道踣上的车流，每一流向都面临与之发生冲突的交通流，如图所示。行驶方式次要道路车流右转主要道路车流左转图示-V,-:--Vt行驶方式次要道路车流直行次要道路车流左转图示一朽广14-*!Fi•\一v5一，、K,Vi3、穿越间隙•可穿越间隙大小与次要道踣上的车流通过交叉□的状态有关系。若在进□停车等候，则所需间隙时间为7~9s:若驶近踣□降速待机，则所需间隙时间为6~8s。此外，应当说与穿越车流的流向有关系。4、计算公式•假设：主要道踣上的车辆优先通过踣口，主要车道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，当间隙大于临界间隙时，次要道踣上车辆方可穿越。次要道踣上车辆跟驰行驶时的车头时距。•按可穿越间隙理论，推算出次要道踣上的车辆每小时能穿越主要道踣车流的数量为：。说〜£=;函W#霉一孕9=苌s〒£=。椒—®jfe鋰运#婆•009£7州Q)者3dtq/nod•例：一无信号灯控制的交叉口，主要道踣的双向交通量为1200pcu/h,车辆到达符合泊松分布。次要道踣上车辆可穿越的临界车头时距=6s。车辆跟驰行驶的车头时距=3s,求次要道踣上的车辆可穿越主要道踣车流的数量。12Og12Q^^°O=25（二）信号交叉□通行能力•中国道踣交通管理条例规定，在没有实施多相位信号灯控制的交叉□,绿灯亮时，允许各行驶方向的车辆进入交叉口。红灯亮时，只允许右转车辆沿右转专用车道行进，但不得影响横向道踣上直行车辆的正常行驶。黄灯亮时，已越过停车线的车辆继续行驶，通过交叉口：•最为典型的交叉□是十字形交叉口，其设计通行能力等于各进□道设计通行能力之和。进口道设计通行能力等于各车道设计通行能力之和。f1下直行右转专用左转专用左右转直右直左直左右1、进口道一条车道的设计通行能力(1)一条直行车道的设计通行能力计算公式3600ftg-tQ+1cp______式中：C5--条直行车道的设计通行能力，pcu/h;T___信号灯周期，s；____t.——信号每周期内的绿灯时间，s；___绿灯亮后,第一辆车启动、通过停车线的时间(S),如无本地实例数据，可采用2.3S;一一直行或右行车辆通过停车线的平均时间，s/pcu；

(P___折减系数，可用0.9。______________________________________=2.5s；=3.5s；车辆平均酣停车线的时阐与车_^、辅性能：驾觀割特关。本地区调如^^据，直行车队可鱗下礴纖用。麵=7.5so混合線孓2"1删。施翊车。mi三38^7^53K2.«»>:ST（2）直右车道通行能力计算公式Csr

=cs式中：---条直右车道的设计通行能力，pcu/h。（3）

直左车道设计通行能力计算公式csl=cs（\-p»式中：C.---条直左车道的设计通行能力，pcu/h；&一一直左车道中左转车所占比例。（4）#左年车道设计通行能力计算公式sir

=C5/c式中：---条直左右车道的设计通行能力，pcu/h02、进口道设计通行能力•前已提及，进口道的设计通行能力等于进口各车道设计通行能力之和。此外，也可根据本进口车辆左、右转比例计算。(1)进口设有专用左转与专用右转车道时，进口道设计通行能力计算公式式中：celr一一设有专用左转与专用右转车道时，本面进口道的设计通行能力，pcu/h；H___本面直行车道设计通行能力之和，pcu/h;久、儿.一一分别为左、右转车占本面进口道车辆的比例。专用左转车道的设计通行能力为CI=

elrPl专用右转车道的设计通行能力为cr

=celrpr______________________________________________

_______________________________________(2)进口设有专用左转车道而未设专用右转车道时,进口道的设计通行能力计算公式r_(Zci+cj/—Al-^)式中：c,__设有专用左转车道时，本面进口道设计通行能力，pcu/h；___本面直行车道设计通行能力之和，pcu/h；Cs,

___本面直右车道设计通行能力，pCU/h。专用左转车道的设计通行能力为C!-Cetpi______________________________________（3）进口道设有专用右转车道而未设专用左转车道时,进口道设计通行能力计算公式式中：一一设有专用右转车道时，本面进口道的设计通行能力jcu/h；LC^

一一本面直行车道设计通行能力之和，pcu/h；

。一一本面直左车道设计通行能力，pcu/h。专用右转车道钧设计通行能力为cr-cerpr3、通行能力折减在一个信号周期内，对面到达的左转车超过3〜4pCU时，左转车通过交叉口将影响本面直行车。因此，应折减本面各直行车道（包括直行、直左、直右、直左右车道）的设计通行能力。当Cle

>C'le时，本面进口道折减后的设计通行能力为C'e=Ce-ns（Cle-C’le）式中：C'e

___折减后本面进口道的通行能力，pCU/h;Ce——本面进口道的设计通行能力，pCU/h;一一本面各种直行车道数；C>e

___本面进口道左转车的设计通过量，pcu/h;___不折减本面各种直行车道设计通行能力的对面左转车数（pcu/h），当交叉口小时为3d,大时为4n,n为每小时信号周期数。____________________________1'•例：已知某交叉□设计如图。东西干道一个方向有三条车道，南北支踣一个方向有一条车道。信号灯管制交通。信号配时：周期T=120s,绿灯=52s。车种比例大车:小车为2:8,东西方向第三章公路运输设施•节公路运输设施•第二节公路交通控制与管理第一节公路运输设施•一、公路分级和设计准则•公路是连接城市、乡村，主要供汽车行驶的具备一定技术条件和设施的公路•根据公路的作用及使用性质，可划分为：国家干线公路、省级干线公路、县级干线公路、乡级公路以及专用公路。•根据所适应的交通量水平则分为五个等级:高速、一级二级三级和四级公路、公路的主要结构物一路基和路面•1、路基•路基是指路面下的土基，是公路的重要组成部分。•2、路面•在路基表面上用各种不同材料分层铺筑而成的结构物，使车辆在其上以一定的速度安全舒适的行驶。2）路面结构组成•路面结构一般由面层、基层与垫层组成•3、路肩和路面排水•路肩是位于行车道外缘至路基边缘的部分，它与行车道连接在一起，作为路面的侧向支撑，可供紧急情况下停车或堆放养路材料使用，并为设置安全护栏提供侧向净空第二节公路交通控制与管理一、交通管理二、交通控制设备交通控制设备主要有交通标志、路面标线和交通信号三类。1也们的功能主要是对＜辆、驾驶员以及行人起te制、警告、和诱导再用1）交通标志交通标志就是把交通指示、交通警告、交通禁令和指路等交通管理和控制用文字、图形或符号形象化的标示出来，设置于路侧或公路上方的交通控制设施•警告标志举例禁令标志指路标志指示标志警告标志•十字型交叉口•T形交叉口AAAA•向左急转弯•向右急转弯•反向弯路•连续弯路•双向交通AAAA•注意行人新标准增加9种警告标志:窄桥汀®村《路而不平4i人铁路道1:1注惫叩机动车n亊故易发路段慢ifa左右绕行h左雋统行c右铺绕行注意洚W物在职你准无人科守铁路道口“下设”斜杠符号表示距铁路道II的距角：a为斯50m处.b为距100m处,c为販150m处《m•禁止通行O禁令标志禁止进入•禁止鸣喇叭♦:♦禁止向左转弯•禁止右转弯•禁止掉头•限制宽度•限制高度•禁止超车•解除禁止超车•禁止停车•禁止载货汽车通行•会车让行•停车让行▼•减速让行•禁止机动车通行.限制速度•解除限制速度新标准增加7种禁令标志:蹴行时人力料•:削1!ma猶酗刪湖丁_霸⑭轉⑤⑤④精止小料i翡W11,Bitf'ra*Im解让行标志醐标准載拔改为八ft形:禁止停錄辎棘賴际标准，S为篥止季辋曲时或长时»放，《止车辆长时停M两种标志：料肋«»it.辟辆K铡做趾:蜘钏M❶指示标志•立交直行和左转弯行驶•立交直行和右转弯行驶•单行路（向左或向右）•单行路（直行）•直行和右转合用车道•分向行驶车道指示标志增加3种标志最低限速I鑿公交线路专用车道允许棹头新标浪中新饱