[工学]第九章-通行能力

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1、,第九章 道路通行能力,信号控制交叉口通行能力,高速公路通行能力,概 述,章节安排,一般公路通行能力,无信号控制交叉口通行能力,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,交通阻塞发生示意图,容量増加,阻塞消除,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

2、力？,交通需求与交通供给 交通拥堵问题 交通事故问题 环境污染问题 能源消耗问题,学习要点：,1、透彻的理解影响通行能力的各种因素及运行质量（道路条件、交通条件、控制条件、环境条件）。2、掌握各种道路设施通行能力特征及其计算方法。,学习要点,分析对象：(1) 高速公路（控制进入）的基本路段；(2)双车道公路路段；(3)一般城市道路路段；(4)无信号控制的平面交叉；(5)信号控制的平面交叉；,各种设施的交通运行特征、通行能力的主要影响因素，计算思路以及计算方法。,国内外道路通行能力研究的概况,美国最早进行通行能力的研究工作，其成果集中地反映在Highway Capacity Manual（简称H

3、CM）中，最新版本为HCM 2000 许多发达国家如瑞典、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 (Highway Capacity Software)，瑞典公路局的CAPCAL 上世纪八十年代后期，东南大学、同济大学、北京工业大学等高校以及交通部所属部分科研所对适合我国国情的道路通行能力进行了研究工作,1、道路通行能力的定义是什么？有何作用？它与交通量、高峰小时交通量有何区别？有何内在联系？2、影响道路通行能力的因素有哪些？各表现在哪些方面？3、道路通行能力分为哪三个方面？这三个方面是如何定

4、义的？三者间有何联系？试说明之。4、什么叫服务水平？评定服务等级的主要指标有哪些？有何用途？,道路的通行能力,什么是通行能力（traffic capacity）？在一定的道路条件、交通条件、控制条件、环境条件下、道路断面在一定的时间内能够通过的最大车辆数车辆数量的表现交通量1换算系数2交通量2换算系数2 换算成小汽车数（pcu：passenger car unit）【例】标准辆数 2,000 pcu / h 实际辆数 1,800 辆 / h计量通行能力的时间单位时间单位愈大交通不均匀性也愈大，无法准确反映交通量与服务水平的关系。通常用小时为单位，美国用15min,通行能力是指所分析的道路、设施

5、没有任何变化,还假定其具有良好的气候条件和路面条件下的通过能力,如条件有任何变化都会引起通行能力的变化。总之,道路通行能力不是一个一成不变的定值,是随其运行质量变化而变动的疏解交通能力的极限。通行能力分析的主要目的是求得在不同运行质量下1h所能通行的最大交通量，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。,如条件有任何变化都会引起通行能力的变化 通行能力是随运行质量变化而变动的疏解交通的能力 通行能力分析即求得在指定的运行质量下所能承担交通的能力 与交通量、高峰小时交通量的区别和联系,计算通行能力的条件,运行质量 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

6、净宽，设计速度及平、纵线形和视距等） 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） 控制条件 是指交通控制设施的形式及特定设计和交通规则 环境条件 指横向干扰程度以及交通秩序等。 基本参照通行能力通行能力计算时需要有一种具体公路均能与之对比的基本参照通行能力,道路的通行能力,什么是通行能力（traffic capacity）？在一定的道路条件、交通条件、控制条件、环境条件下、道路断面在一定的时间内能够通过的最大车辆数车辆数量的表现交通量1换算系数2交通量2换算系数2 换算成小汽车数（pcu：passenger car unit）,道路通行

7、能力的分类,基本通行能力 basic capacity 公路的某组成部分在理想的道路、交通、控制和环境条件下，一条车道的一横断面上，不论服务水平如何，1h所能通过标准车辆的最大辆数(pcu) 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) 可能通行能力 possible capacity 公路的某组成部分在实际的道路、交通、控制及环境条件下，一条车道的一横断面上，不论服务水平如何，1h所能通过的车辆的最大辆数(pcu) 是现实条件道路上的最大交通量（实际通行能力） 设计通行能力 design capacity 公路的某组成部分在预测的道路、交通、控制及环境条件下，一条车道的一横

8、断面上，在指定的设计服务水平下，1h所能通过的车辆的最大辆数(pcu) 是道路规划、设计的依据（实用通行能力）,基本通行能力中的理想条件,道路条件 车道幅宽十分大（3.5m以上） 到路旁障碍物的距离足够大(侧向净空在1.75m以上) 线性条件良好 交通条件 交通流仅由小客车构成，无车型混合、机非混合 没有任何速度限制控制条件 是指交通控制设施的形式及特定设计和交通规划环境条件 指横向干扰程度以及交通秩序等,理想条件：对条件进一步提高也不能提高基本通行能力的条件。,理想通行能力,实际通行能力,设计通行能力,三者间的关系,各种修正系数,指定服务水平下的V/C比,需分别进行通行能力和服务水平分析的公

9、路组成部分(1) 高速公路（控制进入）的基本路段；(2) 不控制进入的多车道公路路段；(3) 不控制进入的双车道公路路段；(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)无信号控制的平面交叉；(8) 信号控制的平面交叉；（9）市区及近郊干线道路。,服 务 水 平,服务水平(Level of Service) 美国HCM中规定为：描述交通流内的运行条件以及影响驾驶员和乘客感受的一种质量标准。(美国)六级服务水平 A B C D E F 速度高、密度小 速度低、密度大 舒适度高 舒适度低(中国)四级服务水平 一级二级三级四级 A B C D E F服务交通

10、量不同服务水平下要求通过的交通量。服务水平高，服务交通量小，反之亦然。最大服务交通量 每一服务水平有其服务质量的范围，服务水平最差时对应的交通量称为最大服务交通量。,A 级,F 级,E 级,D 级,C 级,B 级,流量,速,度,自由流,稳 定 流,强制流,0,A,B,C,不稳定流,D,E,F,服务水平的划分指标行车速度和运行时间; 车辆行驶时的自由程度(通畅性); 交通受阻或受干扰的程度,以及行车延误和每公里停车次数等; 行车的安全性(事故率和经济损失等); 行车的舒适性和乘客满意的程度; 最大密度,每车道每公里范围内车辆的最大密度; 经济性(行驶费用),然而,由于实际确定服务等级时,难以全面

11、考虑和综合上述诸因素,往往仅以其中的某几项指标作为代表。如行车速度及服务交通量与通行能力之比,作为路段评定服务等级的主要影响因素。同时,由于这几项指标比较易于观测,而且车速和服务交通量也同其它因素有关,所以取此二者作为评价服务水平的主要指标是有一定根据的。,道路的通行能力和服务水平从不同的角度反映了道路的性质与功能,通行能力主要反映道路服务数量的多少或能力的大小,服务水平主要反映了道路服务质量或服务的满意程度。严格地说,没有无通行能力的服务水平,也没有无服务质量的通行能力,两者是不能分开的。,道路通行能力与服务水平,用于道路设计确定车道数、服务水平评估、发现瓶颈路段 用于道路规划根据交通量预测

12、、投资效益评估、环境效益评估， 确定路网改进办法与实施步骤 用于道路交通管理根据交通量增长情况，制定各阶段的交通管理措施,道路通行能力与服务水平,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,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 基本路段的理想条件 (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基本路段的服务水平 P136表9-3计算思路 由于两个方向上的交通互不依赖，且两个方向在其前进方向上

13、的线性不同，因此，两个方向车行道的通行能力和服务水平分别进行计算。,3-1 高速公路基本路段通行能力,高速公路基本路段通行能力,高速公路基本路段的基本通行能力 2000 2000 1900 1800 设计速度(km/hr) 120 100 80 60 最大服务交通量 (pcu / hrlane)Mservice i = CB ( V / C )i 最大服务交通量 = 基本通行能力服务水平 单向车道的可能通行能力 CD = CB N fW fHW fP单向车道的设计通行能力CD = CB ( V / C )i N fW fHW fPMservice i最大服务交通量N 单向车道数 fW 车道宽度

14、和侧向净空影响修正系数 fHW大型车混行影响修正系数 fP 驾驶员条件影响修正系数,运行质量,影响高速公路基本路段通行能力的主要因素及修正方法 车道宽度与侧向净空修正系数fW,影响高速公路基本路段通行能力的主要因素及修正方法 大型车的修正系数fHV,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。,驾驶员条件的修正系数fP,fP 1.000.90,练习：P146 例91,【例】 一四车道高速公路，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，侧向净空1.75m，紧挨行车道两边均有障碍物，重丘地形。分析其

15、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。解 为求服务水平要计算V/C： (1) 查表（9-4、9-5）得诸修正系数fW0.97，EHV2.5，fHV=1/1+0.40(2.5-1)=0.625, fP=1.0 (2) 计算V/C (3) 该公路服务水平属三级 (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V2425-1800625veh/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0.74。查图9-2得平均行程速度为78km/h，远大于观测到的速度56km/h，这由于有大型车及非平原的重丘地形所致。,图1 理想条件下高速公路速度-流量关系图(中国高速公路),V=78km,路段车流运行特性,32 双车道公路路段通行能力,服务水平 P152 表9-19,计算思路 双车道公路中任何一方向的车辆在行驶过程中，不仅受到同向车辆的制约，还受到反向车流的影响。因此，对通行能力和服务水平的计算要采用双向同时分析的思路。,