6第六章 道路通行能力培训课件

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1、,第五章 道路通行能力分析,5.1 通行能力和服务水平 5.2 道路路段通行能力 5.3 平面交叉口通行能力 5.4 高速公路通行能力 5.5 非机动车道通行能力,1,5.1 通行能力和服务水平,一、通行能力 二、服务水平 三、通行能力计算原理,2,通行能力：即道路容量，某种道路设施所能容纳的最大交通量。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。,3,一、通行能力,通行能力是指道路上某一点某一车道或某一断面处，单位时间内（15min或1h）可能通过的最大交通实体（车辆或行人）数，亦称道路通行能量，用辆/h或用辆/昼夜或辆/秒表示的。,4,路段用连续运行中

2、车辆的临界车头时间间隔之比换算； 信号交叉口往往要停车而后起动，故信号交叉口通常用停车起动时连续车流中各类车辆通过断面线的时间间隔之比作为换算依据； 环形交叉口是采用各类车辆交织或穿插所需的临界间隔时间之比。,不同类型路段应采用不同的换算系数,6,通行能力研究的沿革 道路通行能力的研究最早始于美国。从20世纪40年代起，为了加强国防和适应战后经济发展的需要，美国加快了全国公路网的建设。在建设中，针对公路的规划、设计修筑养护及运营中出现的问题，美国开始了通行能力方面的研究，以求使公路建设在合理、科学、规范的基础上进行。美国交通工程师协会在道路通行能力的研究成果基础上，编写出版了道路通行能力手册。

3、,继美国之后，许多发达国家，如：英法德澳日本等，也根据本国的实际情况，编制了适合各自国情的HCM手册。,7,与国外长时间持续深入的研究相比，我国由于资金与人力所限，起步较晚，也不够系统。 在二十世纪八十年代前期，基本上是引用美国的通行能力手册。然而中国的交通环境、交通组成和车辆性能与国外有很大差别，最主要的是混合交通比较普遍。,自1983年以来，由交通部牵头，连同一些大专院校，先后对通行能力进行了较大规模的研究。 1996年，国家成立了“九五”科技攻关“公路通行能力”课题组，对我国道路通行能力进行了深入研究，取得了出版公路通行能力的最终研究成果。,8,道路通行能力分析的作用,正确地确定新建道路

4、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。,9,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。,10,影响因素,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、管制方式、管理措施,11,环境条件 街道化程度、商业化程

5、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。,12,通行能力的分类,13,14,二、服务水平,服务水平是指道路使用者根据交通状态，在行车速度、舒适、方便、经济和安全等方面所能得到的服务程度； 服务水平的实质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。,15,服务交通量,服务交通量是指在通常的道路条件、交通条件和管制条件下，并保持规定的服务水平时，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。,16,评价指标,行车速度和行程时间； 车辆行驶时的自由程度（通畅性）； 交通堵塞或受干扰的程度，以及行车

6、延误和每公里停车次数等； 行车安全性； 行车的舒适性和方便性； 经济性。,17,确定服务水平的评价指标,18,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。,19,服务水平A：交通量很小，交通为自由流。 服务水平B：交通量较前增加，交通处在稳定流范围内的较好部分。 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。 服务水平D：交通量再增大，交通处在稳定交通流范围的较差部分。,美国将服务水平分为A至F六级：,20,服务水平E：不稳定流范围。车速

7、低且均匀，舒适和便利程度也非常低。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）。 服务水平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。在此服务水平下，交通量与速度同时由大变小，直到零为止，而交通密度随交通量的减少而增大。,21,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； 二级相当于美国的C级； 三级相当于美国的D级； 四级相当于美国的E、F两级。 每级服务水平有其服务质量的范围。一、二、三级及四级上半段的服务水平都有对应于该级服务水平最差时的服务交通量，该服务交通量在该级服务水平中是最大的，故称为最大服务交通

8、量。,22,美国道路设施服务水平标准,23,三、通行能力计算原理,基本通行能力 实际通行能力 规划（设计）通行能力,24,理想道路条件 车道宽度不小于3.65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。,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,25,理论通行能力计算公式,式中：T0：最小车头时距，L0：最小车头间距,26,一条车道计算的通行能力,

9、27,实际通行能力,可能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上某一点的最大可能交通量。其计算表达式为： CP=CB*f1* f2 * f3 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。,28,车道宽度修正系数 侧向净空限制修正系数 纵坡度修正系数 时距不足修正系数 沿途条件修正系数,道路条件修正系数,交通条件修正系数,29,设计（规划）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。,V/C,30,日本道路规划服务水平,31,我

10、国城市道路规划水平系数,32,5.2 城市道路通行能力,城市道路的通行能力和服务水平主要受道路条件、车辆之间的相互作用、平面交叉口及交通信号的效果等因素的影响，并由此确定了城市道路的通行能力和服务水平。,33,基本通行能力对照表 （道路通行能力标准）,34,（续上表）,35,可能通行能力的确定,CP=CB f1 f2fm,式中：CP可能通行能力 CB基本通行能力 f1、f2fm各项修正系数,36,城市干道通行能力分析过程,确立所分析的干道的位置与长度； 调查分析路段的道路状况； 调查分析路段的交通组成及运行状况 确定分析路段的基本通行能力； 确定修正系数并计算可能通行能力。,37,通过能力分析

11、； 计算平均行程速度； 计算交叉口延误； 路段服务水平评价； 提高通行能力和服务水平的措施。,38,5.3 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交路口的最大交通量； 根据车流运行方式，平交路口可分为不加任何交通管制的交叉口、中央设圆形岛的环形交叉口和设置色灯信号交叉口。,39,一、无信号控制交叉口通行能力,不设信号管制的交叉口大致分为两类：,暂时停车方式 环形方式,两面停车 四面停车,40,四面停车：用于同等重要的道路相交的路口，不分优先与非优先（即主干道与次干道），所有车辆至交叉口均需停车而后通过。,两面停车通常用于主干道（优先方向）与次干道相交（非优先方

12、向），主干道可优先通过，次干道上车辆一律停车待行，等待优先通行方向交通流的间隙通过或合流。,41,通行能力：,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； 主干道车辆到达率 ； 可供次干道车辆穿越主干道车流的临界 车头时距； 次干道上车辆间的最小车头时距。,42,例题：一无信号控制的交叉口，主要道路的双向交通量为1200辆/小时，车辆的到达符合泊松分布。次要道路上的车辆所需穿越的临界车头时距to6s。车辆跟驰行驶的车头时距t=3s。求次要道路上的车辆可穿越主要道路车流的数量。 解 ：,43,次干道通行能力（pcu/h）,*次干道通行能力超过主干道双向交通量的一

13、半是很少出现的,44,美国规定的主干道优先时支路通行能力的经验值,45,T行交叉路口交通流向图,46,式中：次干道车辆可穿越汇入主干道车流的车头时距 1优先车流的最小车头时距 2非优先车流的最小车头时距,47,二、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。,在交叉口中央设置中心岛，进入环道的所有车辆一律按逆时针方向绕岛单向行驶，直至所要去的路口离岛驶出的平面交叉，俗称转盘。,48,微型环形交叉口 中心岛直径

14、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。,C 微型环交,49,常规环形交叉口通行能力计算,式中：Qm交织段最大通行能力，pcu/h ； l 交织段长度，m ； W交织段宽度，m ； P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。,50,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 W所有引道基本宽度总和 A引道拓宽所增加的总面积，A=a K1计算系数,

15、51,纽卡塞(New Castle)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。,52,三、信号控制交叉口通行能力,由红、黄、绿三色信号灯组成，用以指挥车辆的通行、停止和左右转弯，随信号灯色的变换使车辆通行权由一个方向转移给另一个方向 。,根据信号周期长度及每个信号相所占时间的长短，可以计算出交叉口的通行能力。,53,信号交叉口的运行特征,由色灯信号控制，指挥车辆前进、停止或转变方向；这就不可避免地要减速、制动、停车或启动、加速、转向，同时还由

16、于红灯周期性地定时出现，所以必然要导致停车等候和时间损失。,北京、南京实际观察： 直行车辆：每辆车平均约为2040s； 左转车：每辆时间损失3050s，平均为38s； 右转车：时间损失为1020s，平均为15s左右。,当然这个数字将随各交叉口的交通量的饱和度而变，交通量大就要等候很长的时间，反之等候时间就少。,50%无损失 30%损失50s 20%损失10s,30%超过50s 10%小于10s,54,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。,通行能力计算方法：,停车线法,55,一条直行车道的通行能力,式中：T周信号灯周期，s t绿每个周期内的绿灯时间； t损一个周期内的绿灯损失时间，一般只计加速损失时间； t损=v/2a，v一般采用15m/s； a平