第二讲车辆换算系数 北京工业大学交通研究中心 邵长桥 问题的提出问题的提出 – 现实的交通组成是千差万别，按不同车型计算 通行能力是不一样的 现实的交通组成是千差万别，按不同车型计算 通行能力是不一样的 大车占用道 路资源多 大车占用道 路资源多 小车占用 道路资源 少 小车占用 道路资源 少 交通组成不同，单位时间内疏导的车辆数不同交通组成不同，单位时间内疏导的车辆数不同 • 为了使不同交通组成的交通流能够在为了使不同交通组成的交通流能够在同样的尺度同样的尺度下 进行分析，使具有可比性，在分析计算通行能力和 服务水平时，需要将实际或预测的交通组成中各类 车辆交通量换算成 下 进行分析，使具有可比性，在分析计算通行能力和 服务水平时，需要将实际或预测的交通组成中各类 车辆交通量换算成标准车标准车当量，需要用到当量，需要用到车辆换算 系数 车辆换算 系数 • 1、标准车当量：1、标准车当量： – 称当量交通量就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 称当量交通量就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 • 2、车辆换算系数（PCE: passenger car equivalents） 2、车辆换算系数（PCE: passenger car equivalents） – 某类型某类型1辆车辆换算成标准车辆的辆数。
辆车辆换算成标准车辆的辆数 • 问题：问题： – 标准车的选取？标准车的选取？ – 车辆换算系数确定？车辆换算系数确定？ • 3、标准车型3、标准车型的确定原则的确定原则 – 1）按道路设施中交通组成，主要运行的车辆类型作为 标准车型 1）按道路设施中交通组成，主要运行的车辆类型作为 标准车型 • 例如例如 –城市道路以小客车作为标准车型城市道路以小客车作为标准车型 –非机动车道则以自行车为主非机动车道则以自行车为主 – 2）标准车型的选取不影响各种车辆之间的当量换算2）标准车型的选取不影响各种车辆之间的当量换算 • 注：注： – 1）小客车可能成为标准车，其他车型也可能成为标准 车，这由研究对象的交通组成来决定 1）小客车可能成为标准车，其他车型也可能成为标准 车，这由研究对象的交通组成来决定 – 2）标准车的选择并不是车辆折算系数讨论的重点，车辆 折算系数主要是研究各车型车辆对交通流流量造成影响 的差别 2）标准车的选择并不是车辆折算系数讨论的重点，车辆 折算系数主要是研究各车型车辆对交通流流量造成影响 的差别 – 3）在相同的道路、交通条件下，不管标准车如何选择， 车辆折算系数反映的各车型对交通流流量影响的相互关 系都是相同的。
3）在相同的道路、交通条件下，不管标准车如何选择， 车辆折算系数反映的各车型对交通流流量影响的相互关 系都是相同的 • 例1：例1： – 在一定的道路、交通条件下，如果当小客车是标准车 时，大型车为2.0；那么，当大型车被定为标准车时， 小客车则是0.5 在一定的道路、交通条件下，如果当小客车是标准车 时，大型车为2.0；那么，当大型车被定为标准车时， 小客车则是0.5 例2： 最新的标准（《公路工程技术标准》将小客 车作为标准车型给出的车辆换算系数 例2： 最新的标准（《公路工程技术标准》将小客 车作为标准车型给出的车辆换算系数 汽车代表车 型 汽车代表车 型 车辆折算系数车辆折算系数说明说明 小客车小客车1.01.0 ≤19座的客车和载质量≤2t的货 车 ≤19座的客车和载质量≤2t的货 车 中型车中型车1.51.5 ＞19座的客车和载质量＞2t～ ≤7t的货车 ＞19座的客车和载质量＞2t～ ≤7t的货车 大型车大型车2.02.0载质量＞7t～≤14t的货车载质量＞7t～≤14t的货车 拖挂车拖挂车3.03.0载质量＞14t的货车载质量＞14t的货车 • 4、当量交通量计算4、当量交通量计算 ∑∑ == −+=×= k i ii k i iie EPVEPVV 11 )]1(1 [ 注：当量交通量单位注：当量交通量单位 • 例3：假设某城市道路上交通组成以小汽车、公共汽车为 主，其中小汽车占总流量的80%，公共汽车占总流量的20%。
以小汽车为标准车型，公共汽车相对于小汽车的折算系数 为2.0. 例3：假设某城市道路上交通组成以小汽车、公共汽车为 主，其中小汽车占总流量的80%，公共汽车占总流量的20% 以小汽车为标准车型，公共汽车相对于小汽车的折算系数 为2.0. • 假设某个时间内观测到总的交通量为6000辆试问换算交 通量为多少？ 假设某个时间内观测到总的交通量为6000辆试问换算交 通量为多少？ • 思考：假设知道了当量交通量，怎么换算成自然交通量？思考：假设知道了当量交通量，怎么换算成自然交通量？ 附：车辆换算系数概念和计算 • 5、换算系数概念5、换算系数概念 – 1）1965年版的HCM定义1）1965年版的HCM定义 • 为通常道路条件下，交通流中货车或公共汽车对小 汽车的当量 为通常道路条件下，交通流中货车或公共汽车对小 汽车的当量 – 2）车辆换算系数（Passenger Car Equivalents简称为PCE） 2）车辆换算系数（Passenger Car Equivalents简称为PCE） • 在特定的道路、交通条件下，非标准车相当于标准 车对标准车流流量影响的当量值 在特定的道路、交通条件下，非标准车相当于标准 车对标准车流流量影响的当量值。
• 3）车辆折算系数一般概念：3）车辆折算系数一般概念： – 用于将混合交通流中的各种车型转化成标准车的当量 值 用于将混合交通流中的各种车型转化成标准车的当量 值 • 6、换算系数定义存在问题6、换算系数定义存在问题 • 1）至今没有统一的定义1）至今没有统一的定义 • 2）没有说明影响2）没有说明影响“对象对象”（换算基础）（换算基础） – 通行能力方面可以是流量、速度、密度通行能力方面可以是流量、速度、密度 – 其它方面：？燃料消耗、尾气排放其它方面：？燃料消耗、尾气排放 • 3）定义中没有说明交通、道路等条件的影响3）定义中没有说明交通、道路等条件的影响 – 由于道路条件的不同，特别是道路等级、纵坡坡度和坡长的不 同，会导致各车型对交通流的影响发生很大的变化； 由于道路条件的不同，特别是道路等级、纵坡坡度和坡长的不 同，会导致各车型对交通流的影响发生很大的变化； – 通常道路条件下的当量值应该只是车辆折算系数研究的一个方 面 通常道路条件下的当量值应该只是车辆折算系数研究的一个方 面 – 应结合具体的道路条件给出折算系数：应结合具体的道路条件给出折算系数： – 不同道路等级不同道路等级 – 坡度、坡长坡度、坡长 • 4）没有说明标准车型4）没有说明标准车型 – 小客车可能成为标准车，其他车型也可能成为标准车，由研究 对象的交通组成来决定 小客车可能成为标准车，其他车型也可能成为标准车，由研究 对象的交通组成来决定 • 我们对车辆换算系数的理解：我们对车辆换算系数的理解： – 1）车辆折算系数含义1）车辆折算系数含义 • 在通行能力研究中，车辆折算系数是用于将混合交 通流量换算为100%标准车流量，为的是使各道路、 交通条件下的混合交通量之间具有可比性 ； 在通行能力研究中，车辆折算系数是用于将混合交 通流量换算为100%标准车流量，为的是使各道路、 交通条件下的混合交通量之间具有可比性 ； • 基于通行能力分析的车辆折算系数当量关系应该建 立在混合交通流的流量与100%标准车流的流量之间 基于通行能力分析的车辆折算系数当量关系应该建 立在混合交通流的流量与100%标准车流的流量之间 • 实际交通流与理想交通流的流量之间建立等量关系实际交通流与理想交通流的流量之间建立等量关系 – 2）车辆折算系数定义（从对通行能力影响的角度）2）车辆折算系数定义（从对通行能力影响的角度） • 综上所述，基于通行能力分析的车辆折算系数可以 定义为：在 综上所述，基于通行能力分析的车辆折算系数可以 定义为：在特定的道路、交通组成条件特定的道路、交通组成条件下，所有非 标准车相当于标准车对标准车交通流流量影响的当 量值。
下，所有非 标准车相当于标准车对标准车交通流流量影响的当 量值 – 3）车辆折算系数计算条件3）车辆折算系数计算条件 • 由于道路、交通条件的不同，特别是道路等级、纵 坡坡度和坡长的不同，会导致各车型对交通流的影 响发生很大的变化，车辆折算系数研究包括： 由于道路、交通条件的不同，特别是道路等级、纵 坡坡度和坡长的不同，会导致各车型对交通流的影 响发生很大的变化，车辆折算系数研究包括： – （1）各种坡度（1）各种坡度 – （2）坡长、交通组成（2）坡长、交通组成 – （3）交通流状态（3）交通流状态 »交通拥挤状况：流量或密度交通拥挤状况：流量或密度 4）不同的道路设施应有不同的换算系数4）不同的道路设施应有不同的换算系数 • 连续流连续流 – 公路：高速公路、双车道公路公路：高速公路、双车道公路 – 城市快速路城市快速路 • 间断流（信号交叉口）间断流（信号交叉口） – 路段路段 – 交叉口：直行、左转、右转交叉口：直行、左转、右转 • 注：对信号交叉口，不同的流向可以有不同的换算系数注：对信号交叉口，不同的流向可以有不同的换算系数 例：某城市道路信号交叉口车辆折算系数（分流向）例：某城市道路信号交叉口车辆折算系数（分流向） 车辆类型车辆类型直行车道车辆折算系数直行车道车辆折算系数 小 型 车小 型 车1 1 中 型 车中 型 车1.251.25 大 型 车大 型 车1.671.67 车辆类型车辆类型左转车道左转车道 车辆折算系数车辆折算系数 小 型 车小 型 车1 1 中 型 车中 型 车1.331.33 大 型 车大 型 车1.821.82 车辆类型车辆类型右转车道车辆右转车道车辆 折算系数折算系数 小 型 车小 型 车1 1 中 型 车中 型 车1.431.43 大 型 车大 型 车2.012.01 – 5）车辆换算系数不是定值5）车辆换算系数不是定值 • 道路、交通条件决定道路、交通条件决定 • 道路设施类型道路设施类型 附： 车辆换算系数计算 • HCM中，具体的PCE算法中，提出了以速度、司机 感受、车头间距、车道占有率、延误、驾驶自由 度等多种交通流参数为基础的算法 HCM中，具体的PCE算法中，提出了以速度、司机 感受、车头间距、车道占有率、延误、驾驶自由 度等多种交通流参数为基础的算法 • 常用计算指标常用计算指标 – 车头时距（车头间距）车头时距（车头间距） – 车道占有率车道占有率 – 速度速度 – 密度密度 车头时距方法车头时距方法 • 车头时距是流量的微观度量尺度，其反映了不同车辆类型 对道路时间、空间资源的占用； 车头时距是流量的微观度量尺度，其反映了不同车辆类型 对道路时间、空间资源的占用； • 非标准车型车辆在混合车流中运行，在驾驶自由度、司机 感受、速度以及延误等各方面都对交通流造成了与标准车 不同的影响，但在微观方面，这些影响终归通过司机选择 不同的跟驰距离，从不同的车头时距上反映出来 非标准车型车辆在混合车流中运行，在驾驶自由度、司机 感受、速度以及延误等各方面都对交通流造成了与标准车 不同的影响，但在微观方面，这些影响终归通过司机选择 不同的跟驰距离，从不同的车头时距上反映出来 • 利用车头时距来计算可以直接反映出各车型车辆对流量的 影响。
利用车头时距来计算可以直接反映出各车型车辆对流量的 影响 • 车头时距是最直观的交通流参数，易于观测和数据采集；车头时距是最直观的交通流参数，易于观测和数据采集； • 从从“交通量数据采集仪交通量数据采集仪”等直接获得，便于数据采集和计算等直接获得，便于数据采集和计算 可以用平均车头时距表示 • 例 下表为三个信号交叉口排队饱和车头时距，计算 车辆折算系数 例 下表为三个信号交叉口排队饱和车头时距，计算 车辆折算系数 信号交叉 口编号 。