,第五章 道路通行能力分析,交通工程总论,1,授课教师：邮箱：电话：,Contents,目录,2,通行能力概述,3,目的：是求得在不同运行质量情况下1h所能通行的最大交通量，亦即可求得在指定的交通运行质量条件下所能承担交通的能力。1. 种类基本通行能力：是指公路组成部分在理想的道路、交通、控制和环境条件下，该组成部分一条车道或一车行道的均匀段上或一横断面上，不论服务水平如何，1h所能通过的最大标准车辆数。可能通行能力：指一已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，1h所能通过的最大车辆数（标准车或实际车） 。设计通行能力：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，1h所能通过的最大车辆数（标准车或实际车）。,通行能力概述,4,2. 计算通行能力的时间单位、交通量和交通流率 由于时间单位愈大，交通不均匀性亦愈大，就愈不能很好反应交通量与运行质量之间的关系。因此，通常是以小时为单位来计算通行能力和设计交通量。我国现阶段仍用小时交通量而不用交通流率。3. 理想条件(1) 道路条件：是指公路的几何特征（车道数、车道、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：是指交通特征（交通流中的交通组成、交通量、不同车道中的交通量分布、上下行方向的交通量分布）。(3) 控制条件：是指交通控制设施的形式及特定设计和交通规划。(4) 环境条件：指横向干扰程度以及交通秩序等。,通行能力概述,5,4. 车辆换算系数和换算交通量(1) 车辆换算系数 在分析计算通行能力和服务水平时，需要将标准汽车交通量与实际或预测的交通组成中各类车辆交通量进行换算，需要用到车辆换算系数。此系数的定义是：在通行能力方面某类车辆一辆等于标准车辆的辆数。(2) 换算交通量 也称为当量交通量。是将总交通量中各类车辆交通量换算成标准车型交通量之和。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。,通行能力概述,6,5. 影响通行能力的主要因素及其对通行能力的修正系数6. 需分别进行通行能力和服务水平分析的公路组成部分 (1) 高速公路（控制进入）的基本路段； (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) 混合交通双车道公路路段； (5) 匝道，包括匝道主线连接部分； (6) 交织区； (7) 信号控制的平面交叉； (8) 市区及近郊干线道路。,公路服务水平概述,7,1. 公路服务水平：是交通流中车辆运行的以及驾驶员和乘客所感受的质量量度。亦即公路在某种交通条件下所提供运行服务的质量水平。2. 公路服务水平的分级及各级服务水平的运行质量描述六级服务水平（美国）A级：交通量很小，交通为自由流，使用者不受或基本不受交通流中其他车辆的影响，有非常高的自由度来选择所期望的速度和进行驾驶，为驾驶员和乘客提供的舒适便利程度极高。B级：交通量较前增加，交通在稳定流范围内的较好部分。在交通流中，开始易受其他车辆的影响，选择速度的自由度相对来说还不受影响，但驾驶自由度比服务水平A稍有下降。由于其他车辆开始对少数驾驶员的驾驶行为产生影响，因此所提供的舒适和便利程度较服务水平A低一些。,公路服务水平概述,8,C级：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。D级：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。E级：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，驾驶自由度极低，舒适和便利程度也非常低，驾驶员受到的挫折通常是大的。此服务水平下限时的最大交通量即为基本通行能力（理想条件下）或可能通行能力（具体公路）。F级：交通处于强制状态，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。,公路服务水平概述,9,我国公路服务水平现分为四级： 一级相当于美国的A、B两级； 二、三级分别相当于美国的C级及D级； 四级相当于美国的E、F两级。,公路服务水平概述,10,我国公路服务水平现分为四级： 一级相当于美国的A、B两级； 二、三级分别相当于美国的C级及D级； 四级相当于美国的E、F两级。,公路服务水平概述,11,3. 最大服务交通量 每一服务水平有其服务质量的范围。4. 公路设计采用的服务水平等级 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。,道路通行能力和服务水平的作用,12,用于道路设计用于道路规划用于道路交通管理,Contents,目录,5.1 道路通行能力与服务水平,5.2 道路路段通行能力,13,5.5 平面交叉口通行能力,5.4 高速公路与匝道连接处通行能力,5.3 交织区与匝道通行能力,5.6 自行车道通行能力,道路通行能力概述,14,1.基本概念：道路通行能力：道路能够疏导或处理交通流的能力道路上某一点某一车道或某一断面处，单位时间内可能通过的最大交通实体数（车/人）。单位：辆/h,辆/d,辆/s，pcu/h等2.影响因素：道路条件交通条件管制条件其他条件,5.1,道路通行能力概述,15,3.道路通行能力作用：1）确定新建道路等级、性质、主要技术指标和线性几何要素2）确定现有道路系统或某一路段存在的问题并提出改进措施3）作为铁路、公路水运空运等各种方式的方案比选依据4）根据某路段通行能力的估算，对路况及交通状况分析，可以提出某一地段线形改善方案5）作为交通枢纽的规划、设计改建及交通设施配置的依据6）作为城市街道网规划、公路网设计和方案比选的依据7）作为交通管理、运营、行车组织及监控方式确定或方案选择的依据,5.1,道路通行能力概述,16,4.道路通行能力的类别：路段通行能力有横向干扰条件下，时通时断、不连续车流的通行能力（有平交口的城市道路）合流、分流或交叉运行状态下的通行能力（匝道、收费口、附近连接段等）交织运行状态下的通行能力（立体交叉的各类匝道、常规环道）,5.1,道路服务水平概述,17,1.服务水平概念：服务水平是指道路使用者从道路状况、交通与管制条件、道路环境等方面所能得到的实际效果与服务程度。按下列指标划分：1）行车速度与运行时间2）车辆行驶时的自由程度3）交通受阻或者受干扰的程度4）行车的安全性（事故率和经济损失）5）行车的舒适性和乘客的满意程度6）最大密度，每车道每公里范围内车辆的最大密度。7）经济性（行驶费用）,5.1,道路服务水平概述,18,2.道路服务水平分级表 5-1 5-2 5-3,5.1,Contents,目录,5.1 道路通行能力与服务水平,5.2 道路路段通行能力,19,5.5 平面交叉口通行能力,5.4 高速公路与匝道连接处通行能力,5.3 交织区与匝道通行能力,5.6 自行车道通行能力,引言,20,5.2,1.高速公路：是有中央分隔带，上下行每个方向至少有两车道，全部立体交叉，完全控制出入的公路。组成(1) 高速公路基本路段；(2) 交织区；(3) 匝道，其中包括匝道主线连接处及匝道横交公路连接处。2. 高速公路基本路段：是指主线上不受匝道附近车辆汇合、分离以及交织运行影响的路段部分（如图）。理想条件(1) 3.75m 车道宽度 4.50m；(2) 侧向净宽 1.75m；(3) 车流中全部为小客车；(4) 驾驶员均为经常行驶高速公路且技术熟练遵守交通法规者。,引言,21,5.2,基本通行能力,22,5.2,基本通行能力,23,5.2,基本通行能力,24,5.2,实际通行能力,25,5.2,高速公路基本路段服务水平,26,5.2,高速公路基本路段通行能力,27,5.2,高速公路基本路段通行能力,28,5.2,2. 单向车行道的设计通行能力式中：CD单向车行道设计通行能力，即在具体条件下，采用i级服务水平时所能通行的最大交通量(veh/h)； N单向车行道的车道数； fW车道宽度和侧向净宽对通行能力的修正系数； fHV大型车对通行能力的修正系数； fP驾驶员条件对通行能力的修正系数。,影响高速公路基本路段通行能力的主要因素及修正方法,29,5.2,30,5.2,1. 车道宽度及侧向宽度的修正系数fW(上表)2. 大型车的修正系数fHV式中：PHV大型车交通量占总交通量的百分比； EHV大型车换算成小客车的车辆换算系数。3. 驾驶员条件的修正系数fP 在1.000.90范围内取fP值。,影响高速公路基本路段通行能力的主要因素及修正方法,高速公路基本路段通行能力及服务水平分析计算,31,5.2,例 已知：一已有四车道高速公路，设计速度为100km/h，单向高峰小时交通量VP1800veh/h，大型车占40%，车道宽3.50m，紧挨行车道两边均有障碍物，重丘地形。分析其服务水平，问其达到可能通行能力之前还可增加多少交通量。实地观测的平均速度为56km/h。解 为求服务水平要计算V/C：(1) 查表（5-2、5-4）得诸修正系数 fW0.79，EHV2.5， fHV=1/1+0.40(2.5-1)=0.625, fP=1.0(2) 计算V/C,高速公路基本路段通行能力及服务水平分析计算,32,5.2,(3) 该公路服务水平属四级上半段(4) 求算达到可能通行能力前可增加的交通量 行车道的可能通行能力 达到可能通行能力前可增加的交通量V： V1975-1800175veh/h(5) 求理想条件下之速度及密度 1800veh/h的V/C在(2)中已求出为0.91。查图5-1、2得平均行程速度为63km/h，平均交通密度为30pcu/(kmln),观测到的速度56km/h小于理想条件下的速度63km/h，这由于有大型车及非平原的重丘地形所致。,几个要点,33,5.2,通行能力分析的作用：规划设计、运行分析道路设施不同导致影响通行能力的制约要素存在差异，通行能力分析机理、方法、指标各不相同对通行能力概念的理解关键要把握住究竟是哪些因素在限制交通量通行能力分析的一般方法：,