道路通行能力与服务水平

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1、1第五章第五章 道路通行能力道路通行能力交 通 工 程 学TRAFFIC ENGINEERINGHighway Capacity2/99为什么会发生交通阻塞？n 通行能力通行能力 交通需求交通需求无交通拥挤无交通拥挤n 通行能力通行能力 交通需求交通需求交通拥挤发生交通拥挤发生n 都市都市中早晚交通拥挤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交通需求究竟在多大程度上超过了通行能力？1010？、？、2020？3030倍以上倍以上？n 交通需求超过通行能力的交通需求超过通行能力的 5 5 1010 的的程度程度 交通拥挤发生交通拥挤发生 严重交通拥堵严重交通拥堵5-1-1 通行能力概述

2、3/99交通阻塞发生示意图时刻累累计计交交通通量量需要容量増加阻阻塞塞消消除除容量阻阻塞塞发发生生阻阻塞塞消消除除n 通行能力是道路系统规划、设计、建设、管理的指南针通行能力是道路系统规划、设计、建设、管理的指南针n 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n 交通需求与通行能力之间的关系，是交通环境评价的依据交通需求与通行能力之间的关系，是交通环境评价的依据5-1-1 通行能力概述4/99为什么要研究通行能力？交通需求与交通供给交通需求与交通供给交通拥堵问题交通拥堵问题交通事故问题交通事故问题环境污染问题环境污染问题能源消耗问题

3、能源消耗问题5-1-1 通行能力概述5/995-1-1 通行能力概述6/99国内外道路通行能力研究的概况n美国最早美国最早进行通行能力的研究工作，其行通行能力的研究工作，其成果集中地反映在成果集中地反映在Highway Capacity Manual（简称称HCM）中，最新版本）中，最新版本为HCM 2000n许多多发达国家如瑞典、加拿大、澳大利达国家如瑞典、加拿大、澳大利亚、德国等也都、德国等也都对本国的交通情况本国的交通情况进行行了研究了研究, 编制了相制了相应的道路通行能力手的道路通行能力手册册n目前国目前国际上有上有许多道路通行能力模多道路通行能力模拟软件，如美国的件，如美国的HCS

4、(Highway Capacity Software)，瑞典公路局的，瑞典公路局的CAPCALn上世上世纪八十年代后期，八十年代后期，东南大学、同南大学、同济大学、北京工大学、北京工业大学等高校以及交通部大学等高校以及交通部所属部分科研所所属部分科研所对适合我国国情的道路适合我国国情的道路通行能力通行能力进行了研究工作行了研究工作5-1-1 通行能力概述7/99道路的通行能力n 什么是通行能力（什么是通行能力（traffic capacitytraffic capacity）？）？在一定的道路条件在一定的道路条件、交通条件、控制条件、环境条件下交通条件、控制条件、环境条件下、道路断面在一定的时

5、间内能够通过的最大车辆数道路断面在一定的时间内能够通过的最大车辆数n 车辆数量的表现车辆数量的表现 交通量交通量1 1换算系数换算系数2 2交通量交通量2 2换算系数换算系数2 2 换算成小汽车数换算成小汽车数（pcupcu：p passenger assenger c car ar u unitnit）【例例】标准辆数标准辆数 2,000 pcu / h2,000 pcu / h 实际辆数实际辆数 1,8001,800 辆辆 / / h hn 计量通行能力的时间单位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

6、平的关系。通常用小时为单位，美国用量与服务水平的关系。通常用小时为单位，美国用15min15min标准车辆标准车辆5-1-1 通行能力概述8/99 通行能力是指所分析的道路、设施没有任何变化通行能力是指所分析的道路、设施没有任何变化, ,还假定其具有良好的气候条件和路面条件下的通过能还假定其具有良好的气候条件和路面条件下的通过能力力, ,如条件有任何变化都会引起通行能力的变化。如条件有任何变化都会引起通行能力的变化。 总之总之, ,道路通行能力不是一个一成不变的定值道路通行能力不是一个一成不变的定值, ,是随是随其运行质量变化而变动的疏解交通能力的极限。其运行质量变化而变动的疏解交通能力的极限

7、。 通行能力分析的主要目的是求得在不同运行质量通行能力分析的主要目的是求得在不同运行质量下下1h1h所能通行的最大交通量，即可求得在指定的交通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。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与交通量、高峰小时交通量的区别和联系

8、9/99计算通行能力的条件u运行条件运行条件道路条件道路条件 是指公路的是指公路的几何特征几何特征几何特征几何特征（车道数、车道、路肩、中央（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）带等的宽度，侧向净宽，设计速度及平、纵线形和视距等）交通条件交通条件 是指是指交通特征交通特征交通特征交通特征（交通流中的交通组成、交通量、不（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）同车道中的交通量分布、上下行方向的交通量分布）控制条件控制条件 是指交通是指交通控制设施控制设施控制设施控制设施的形式及特定设计和的形式及特定设计和交通规则交通规

9、则交通规则交通规则环境条件环境条件 指横向干扰程度以及指横向干扰程度以及交通秩序交通秩序交通秩序交通秩序等。等。5-1-1 通行能力概述10/99道路通行能力的分类道路通行能力的分类n基本通行能力基本通行能力basic capacitybasic capacity公路的某组成部分在公路的某组成部分在理想理想理想理想的道路、交通、控制和环境条件下，一条车道的一的道路、交通、控制和环境条件下，一条车道的一横断面上，横断面上，不论服务水平如何不论服务水平如何不论服务水平如何不论服务水平如何，1h1h所能通过标准车辆的最大辆数所能通过标准车辆的最大辆数(pcu)(pcu) 通常以高速公路上观测到的最大

10、交通量为基准通常以高速公路上观测到的最大交通量为基准通常以高速公路上观测到的最大交通量为基准通常以高速公路上观测到的最大交通量为基准( ( ( (理想、理论通行能力理想、理论通行能力理想、理论通行能力理想、理论通行能力) ) ) ) n可能通行能力可能通行能力possible capacitypossible capacity公路的某组成部分在公路的某组成部分在实际实际实际实际的道路、交通、控制及环境条件下，一条车道的一的道路、交通、控制及环境条件下，一条车道的一横断面上，横断面上，不论服务水平如何不论服务水平如何不论服务水平如何不论服务水平如何，1h1h所能通过的车辆的最大辆数所能通过的车辆

11、的最大辆数(pcu)(pcu) 是现实条件道路上的最大交通量（实际通行能力）是现实条件道路上的最大交通量（实际通行能力）是现实条件道路上的最大交通量（实际通行能力）是现实条件道路上的最大交通量（实际通行能力） n设计通行能力设计通行能力design capacitydesign capacity公路的某组成部分在公路的某组成部分在预测预测预测预测的道路、交通、控制及环境条件下，一条车道的一的道路、交通、控制及环境条件下，一条车道的一横断面上，横断面上，在指定的设计服务水平下在指定的设计服务水平下在指定的设计服务水平下在指定的设计服务水平下，1h1h所能通过的车辆的最大辆数所能通过的车辆的最大辆

12、数(pcu)(pcu) 是道路规划、设计的依据（实用通行能力）是道路规划、设计的依据（实用通行能力）是道路规划、设计的依据（实用通行能力）是道路规划、设计的依据（实用通行能力）5-1-1 通行能力概述11/99通行能力种类（Kind of Capacity)道路、交通、控制和环境条件服务水平测量范围单位基本通行能力理想的不论服务水平如何车道或车道的均匀段或横断面标准车辆可能通行能力实际或预测的不论服务水平如何车道或车道上对上述条件有代表性的均匀段或横断面车辆（在混合交通公路上为标准汽车）设计通行能力预测的所选用的设计服务水平5-1 概述12/99在分析某种类型交通设施（道路路段或交叉口）的通行

13、能力时，通常要给定此种类设施的标准条件，对于与标准条件不相符的通常的道路条件要对照标准条件进行修正。我们把给定的标准条件称为“理想条件”。理想条件原则上是对条件更进一步提高也不能提高基本通行能力的条件。如我国高速公路基本路段的理想条件是指： 3.75 m 车道宽度 4.50 m ； 侧向净宽 1.75 m ； 车流中全部为小客车(passenger cars)； 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。在大多数通行能力分析中，一般条件都不是理想的，通行能力、服务水平的计算，必须包括对一般条件的修正。理想条件（理想条件（Ideal conditions ）13/99三者间的关系各种修

14、正系数各种修正系数指定服务水平指定服务水平下的下的V/C比比14/99车辆换算系数和换算交通量n车辆换算系数算系数(Passenger Car Equivalent, PCE)：在通行：在通行能力方面某能力方面某类车辆一一辆等于等于标准准车辆(Passenger Car Unit, PCU)的的辆数数n换算交通量算交通量：也称：也称为当量交通量，是将当量交通量，是将总交通量中各交通量中各类车辆交通量交通量换算成算成标准准车型交通量之和型交通量之和式中：式中：Ve当量交通量；当量交通量； V未未经换算的算的总交通量；交通量； Pi第第i类车交通量占交通量占总交通量的百分比；交通量的百分比； Ei

15、第第i类车的的车辆换算系数算系数5-1-1 通行能力概述15计算某高速公路一断面观测站测得某一高峰小时的车流量为5000辆，其中小型车4000辆，大客车350辆，大货车500辆，拖挂车150辆.问：该断面当量交通量为多少？车型划分及换算系数见表。16/99n高速公路基本路段高速公路基本路段(Basic Segment)n不控制不控制进入的汽入的汽车多多车道公路路段道公路路段n不控制不控制进入的汽入的汽车双双车道公路路段道公路路段n混合交通双混合交通双车道公路路段道公路路段n匝道匝道(Ramp)，包括匝道主，包括匝道主线连接部分接部分(Ramp Junctions)n交交织区区(Weaving)

16、n平面交叉平面交叉(Intersection)n市区及近郊干市区及近郊干线道路道路通行能力分析的对象5-1-1 通行能力概述17/995-1-2 公路服务水平概述n道路通行能力道路通行能力(Highway Capacity)：在不同运行：在不同运行质量情况下量情况下1h所能通行的最大交通量所能通行的最大交通量n服服务水平水平（Level Of Service, LOS)：交通流中：交通流中车辆运行的以及运行的以及驾驶员和乘客所感受的和乘客所感受的质量量度。量量度。亦即公路在某种交通条件下所提供运行服亦即公路在某种交通条件下所提供运行服务的的质量水平。量水平。18/99服务水平的划分标准n 行行

17、车速度和运行速度和运行时间n 车辆行行驶时的自由程度（的自由程度（畅通性）通性）n 行行车延延误、停、停车次数或排次数或排队长度、行度、行车n 安全性（事故率和安全性（事故率和经济损失）失）n 行行车舒适性和乘客的舒适性和乘客的满意程度意程度n 经济性（行性（行驶费用）用）n 负荷系数荷系数5-1-2 公路服务水平概述19/99基于延误的服务水平划分服务水平每车停车延误（sec）A10B1120C2135D3655E5680F8020/99基于饱和度的服务水平划分服务水平V/C描述A1.00强制车流，交通严重阻塞，车辆时停时开21/99n 服务水平服务水平服务水平服务水平(Level of S

18、ervice)(Level of Service)(Level of Service)(Level of Service)美国美国HCMHCM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。种质量标准。n ( ( ( (美国美国美国美国) ) ) )六级服务水平六级服务水平六级服务水平六级服务水平A A B B C C D D E E F F 速度速度高高、密度小、密度小 速度速度低、密度大低、密度大舒适度高舒适度高 舒适度低舒适度低n n ( ( ( (中国中国中国中国) ) ) )四级服务水平四级服务水平四

19、级服务水平四级服务水平一级一级二级二级三级三级四级四级 A B A B C D C D E F E Fn 服务交通量服务交通量服务交通量服务交通量 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。然。n n最大服务交通量最大服务交通量最大服务交通量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。务交通量。5-1-2 公路服务水平概述ABLevel of Services (USA)23/99Level

20、 of Services (China)LOS ILOS IIILOS IILOS IV24/99服务水平的分级A级：交通量很小，交通：交通量很小，交通为自由流自由流，使用者不受或基本不受交通流中其他，使用者不受或基本不受交通流中其他车辆的影响，自由度非常高、舒适便利程度极高的影响，自由度非常高、舒适便利程度极高B级：交通量：交通量较前增加，交通在前增加，交通在稳定流范定流范围内的内的较好部分好部分。在交通流中，。在交通流中，开始易受其他开始易受其他车辆的影响，的影响，驾驶自由度、舒适和便利程度比服自由度、舒适和便利程度比服务水平水平A稍稍有下降有下降C级：交通量大于服：交通量大于服务水平水平

21、B，交通交通处在在稳定流范定流范围的中的中间部分部分，但，但车辆间的相互影响的相互影响变大，舒适和便利程度有明大，舒适和便利程度有明显下降下降D级：交通量又增大，交通：交通量又增大，交通处在在稳定流范定流范围的的较差部分差部分。速度和。速度和驾驶自由自由度受到度受到严格格约束，舒适和便利程度低下束，舒适和便利程度低下E级：交通常：交通常处于于不不稳定流定流范范围，所有，所有车速降到一个低的但相速降到一个低的但相对均匀的均匀的值，驾驶自由度极低，舒适和便利程度也非常低自由度极低，舒适和便利程度也非常低F级：交通：交通处于于强制状制状态，车辆经常排成常排成队，跟着前面的，跟着前面的车辆停停走走，停

22、停走走，极不极不稳定。在此服定。在此服务水平中，交通量与速度同水平中，交通量与速度同时由大由大变小，直到零小，直到零为止，止，而交通密度而交通密度则随交通量的减少而增大随交通量的减少而增大5-1-2 公路服务水平概述流量流量速速度度自由流自由流稳稳 定定 流流强制流强制流0ABC不稳定流不稳定流DEF5-1-2 公路服务水平概述26/9927/99我国公路服我国公路服务水平水平现分分为四四级：n一一级相当于美国的相当于美国的A、B两两级n二、三二、三级分分别相当于美国的相当于美国的C级及及D级n四四级相当于美国的相当于美国的E、F两两级5-1-2 公路服务水平概述28/99每一服每一服务水平有

23、其服水平有其服务质量的范量的范围。因此，除。因此，除F级外，各外，各级服服务水平都有水平都有相相应于于该级服服务水平最差水平最差时的服的服务交通量交通量，该服服务交通量在交通量在该级服服务水平水平中是最大的，故称中是最大的，故称为最大服最大服务交通量交通量最大服务交通量Maximum Service Volume5-1-2 公路服务水平概述29/99公路设计采用的服务水平等级n高速公路基本路段、匝道高速公路基本路段、匝道-主主线连接接处、交、交织区均采用区均采用二二级服服务水平水平n不控制出入的汽不控制出入的汽车多多车道公路路段在平原微丘的地区道公路路段在平原微丘的地区采用采用二二级服服务水平

24、，在重丘山岭地形及近郊采用水平，在重丘山岭地形及近郊采用三三级服服务水平水平n不控制出入的汽不控制出入的汽车双双车道公路路段采用道公路路段采用三三级服服务水平水平n混合交通双混合交通双车道公路段采用道公路段采用三三级服服务水平水平5-1-2 公路服务水平概述30/99 道路的通行能力和服务水平从不同的角度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反映了道路的性质与功能, ,通行能力主要反映通行能力主要反映道路服务数量的多少或能力的大小道路服务数量的多少或能力的大小, ,服务水平服务水平主要反映了道路服务质量或服务的满意程度主要反映了道路服务质量或服务的满意程度。 严格地说严格地

25、说, ,没有无通行能力的服务水平没有无通行能力的服务水平, ,也也没有无服务质量的通行能力没有无服务质量的通行能力, ,两者是不能分开两者是不能分开的。的。道路通行能力与服务水平道路通行能力与服务水平5-1-2 公路服务水平概述31/99n n 用于道路设计用于道路设计用于道路设计用于道路设计 确定车道数、服务水平评估、发现瓶颈路段确定车道数、服务水平评估、发现瓶颈路段n n 用于道路规划用于道路规划用于道路规划用于道路规划 根据交通量预测、投资效益评估、环境效益评估，根据交通量预测、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确定路网改进办法与实施步骤n n 用于道路交通管理用于

26、道路交通管理用于道路交通管理用于道路交通管理 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通行能力主要反映道路服务主要反映道路服务数量的多少或能力的大小数量的多少或能力的大小服务水平服务水平主要反映道路服务主要反映道路服务质量或服务的满意程度质量或服务的满意程度5-1-2 公路服务水平概述32/9933/99 Highway Capacity SoftwarePerformance of the existing system in LOSDetermine number of lanes to meet the LOS

27、 requirement3452 高速公路基本路段通行能力Capacity of Basic Section of Freeway35/991、高速公路的定义及组成高速公路：高速公路：有中央分隔有中央分隔带，上下行每个方向至少有两，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道，全部立体交叉，完全控制出入的公路其其组成成为：n 高速公路基本路段高速公路基本路段(Basic Freeway Sections )n 交交织区区(Weaving Areas)n 匝道匝道(Ramp) ，包括匝道主，包括匝道主线连接接处及匝道横交及匝道横交公路公路连接接处52 高速公路基本路段通行能力3

28、6/9952 高速公路基本路段通行能力2、高速公路基本路段的定义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。具体讲，在汇合处上游150m至下游760m以外主线路段，在分离处上游 760 m 至下游150 m以外主线路段。如图53。37/99高速公路基本路段的理想条件n3.75m 车道道宽度度 4.50m；n侧向向净宽 1.75m；n车流中全部流中全部为小客小客车(passenger cars) ；n驾驶员均均为经常行常行驶高速公路且技高速公路且技术熟熟练遵守遵守交通法交通法规者者52 高速公路基本路段通行能力高速公路基本路段服务水平39/993、高速公路基本

29、路段通行能力（1）. 最大服最大服务交通量交通量式中：式中： 第第i级服服务水平的最大服水平的最大服务交通量交通量(pcu/(hln)； CB基本通行能力，即理想条件下一基本通行能力，即理想条件下一车道所能道所能通行的最大交通量通行的最大交通量(pcu/(hln)； (V/C)i第第i级服服务水平最大服水平最大服务交通量与基本交通量与基本通行能力的比通行能力的比值。52 高速公路基本路段通行能力40/99式中：式中：CD单向向车行道行道设计通行能力，即在具体条件下，采通行能力，即在具体条件下，采用用i级服服务水平水平时所能通行的最大交通量所能通行的最大交通量(veh/h)； N单向向车行道的行

30、道的车道数；道数； fW车道道宽度和度和侧向向净宽对通行能力的修正系数；通行能力的修正系数； fHV大型大型车对通行能力的修正系数；通行能力的修正系数； fP驾驶员条件条件对通行能力的修正系数。通行能力的修正系数。（2）. 单向车行道的设计通行能力单向车行道的设计通行能力52 高速公路基本路段通行能力4、影响高速公路基本路段通行能力的主要因素及修正方法（1）. 车道道宽度及度及侧向向宽度的修正系数度的修正系数fW42/99（2）. 大型大型车的修正系数的修正系数fHV式中：式中：PHV大型大型车交通量占交通量占总交通量的百分比；交通量的百分比； EHV大型大型车换算成小客算成小客车的的车辆换算

31、系数。算系数。（3）. 驾驶员条件的修正系数条件的修正系数fP 在在1.000.90范范围内取内取fP值52 高速公路基本路段通行能力43/99第五章 道路通行能力Highway Capacity52 高速公路基本路段通行能力五、特定纵坡路段1、概述凡在单一坡路段的坡度坡长，以及几个上（或下）坡段的组合坡段的等效坡度 坡长值符合表 54 及表 55 中的一项坡度 坡长值时，称为特定纵坡路段。在特定纵坡上坡路段，一般大型车的车辆换算系数较大，即单向车行道上的当量小客车交通量亦随之增大。2、特定纵坡段的上坡段大型车换算系数EHV特定纵坡路段的坡度 坡长范围及相应的上坡段大型车换算系数见表54及表5

32、5。3、特定纵坡段的下坡段EHV 的确定 当大型车中以122kg/kw左右及以下者占主导地位时，纵坡坡度坡长为3%1000m，4% 400m以及纵坡坡度大于4%的诸下坡路段；大型车中以177kg/kw左右及以上者占主导地位时，坡度 坡长为2%1200m， 3% 400m， 4%400m及坡度大于4%的诸下坡路段，EHV可应用同样坡度 坡长上坡段EHV值之1/2。 小于 的范围时， EHV可应用表53平原微丘地形中之EHV值。44/99第五章 道路通行能力Highway Capacity52 高速公路基本路段通行能力五、特定纵坡路段45/99第五章 道路通行能力Highway Capacity5

33、2 高速公路基本路段通行能力五、特定纵坡路段46/996、高速公路基本路段通行能力分析计算例例 已知：一已有四已知：一已有四车道高速公路，道高速公路，设计速度速度为100km/h，单向高向高峰小峰小时交通量交通量VP1800veh/h，大型大型车占占40%，车道道宽3.50m，紧挨行挨行车道两道两边均有障碍物，重丘地形。分析其服均有障碍物，重丘地形。分析其服务水平，水平，问其达其达到可能通行能力之前到可能通行能力之前还可增加多少交通量。可增加多少交通量。实地地观测的平均速度的平均速度为56km/h。解解 为求服求服务水平要水平要计算算V/C：(1) 查表（表（5-2、5-4）得）得诸修正系数修

34、正系数 fW0.79，EHV2.5， fHV=1/1+0.40(2.5-1)=0.625, fP=1.0(2) 计算算V/C52 高速公路基本路段通行能力(3) 该公路服公路服务水平属四水平属四级上半段上半段(4) 求算达到可能通行能力前可增加的交通量求算达到可能通行能力前可增加的交通量行行车道的可能通行能力道的可能通行能力达到可能通行能力前可增加的交通量达到可能通行能力前可增加的交通量V：V1975-1800175veh/h4855 双车道一般公路路段通行能力49/99第五章 道路通行能力Highway Capacity55 双车道一般公路路段通行能力一、双车道一般公路路段车流运行特性1、概

35、述在双车道一般公路上，汽车超车时，必须进入对向车道行驶若干距离后，回到本向车道，才能完成超车过程。因此双车道公路的两个方向中任何一个方向的车流运行都受到对向交通的制约。故不能只对单个方向而必须对车行道双向通行能力和服务水平进行总的分析计算。2、理想条件设计速度大于或等于80km/h；4.00m车道宽度 200m60/99第五章 道路通行能力Highway Capacity56 城市道路路段通行能力二、路段设计通行能力修正系数、C、n的确定方法：4、车道数修正系数n 的确定车道数修正系数可根据车道利用系数确定，如表526至表529所示。在具体规划时，可采用表529所示的车道修正系数。61/99第

36、五章 道路通行能力Highway Capacity56 城市道路路段通行能力二、路段设计通行能力例54某路段单向机动车道宽为8m，交叉口间距离为300m，两端交叉口采用信号控制，绿信比为0.48，机动车道与非机动车道之间设有隔离带。试计算该路段的设计通行能力。解 一个车道的理论通行能力为： N0 = 1500 pcu/h路段设计通行能力为：Na = N0Cn由于机动车道与非机动车道之间设有隔离带，故 = 1.0机动车道总宽为8m，不足3车道，只能按2车道处理，每个车道宽W0=4m3.5m，则=-45+188W0/3-16W02/3=-45+1884/3-1642/3=111.3%由表529可知

37、，车道数修正系数为：n=1.87（2车道）交叉口间距修正系数为：( s=300m200m )C=C0(0.0013s+0.73)=0.48(0.0013300+0.73)=0.538所以，该路段的设计通行能力为：Na = N0Cn=15001.01.1130.5381.87=1680 pcu/h6257 道路平面交叉口的通行能力63/99第五章 道路通行能力Highway Capacity57 道路平面交叉口的通行能力一、无信号交叉口通行能力(Capacity of Unsignalized Intersections)1、行车规定按照惯例，主要车道上的车辆通过路口时不用停车；而次要道路行驶的

38、车辆，让主要车道上的车辆先行，寻找机会，穿越主要道路上车流的空档，通过路口。这种路口的通行能力，等于主要道路上的交通量加上次要道路上车辆穿越空档能通过的车辆数。2、交通流向分析在无信号交叉口，次要道路上的车流，每一流向都面临与之发生冲突的交通流，如图517 。 次要道路车流右转(Right turn from the minor street): 次要道路上的右转车流与主要道路右侧车道的直行车流发生侧向摩擦、合流。 主要道路车流左转(Left turn from the major street): 主要道路上的左转车流与对向主要道路上的直行、右转车流也有冲突、摩擦。 次要道路车流直行(Thr

39、ough movement from the minor street): 次要道路上的直行车流与主要道路上所有车流都有冲突、摩擦。 次要道路车流左转(Left turn from the minor street): 次要道路的左转车流与次要道路的右转车流、直行车流、主要道路上的各股车流发生冲突、摩擦。64/99第五章 道路通行能力Highway Capacity57 道路平面交叉口的通行能力一、无信号交叉口通行能力(Capacity of Unsignalized Intersections)2、交通流向分析65/99例55自己看第五章 道路通行能力Highway Capacity57 道

40、路平面交叉口的通行能力一、无信号交叉口通行能力(Capacity of Unsignalized Intersections)3、穿越间隙可穿越间隙大小与次要道路上的车流通过交叉口的状态有关。若在进口停车等空档，则所需间隙时间为79s；若驶近路口减速待机通过，则所需间隙时间为 68s。另外还与穿越车流的流向有关。4、计算公式按可穿越间隙理论，推算出次要道路上的车辆每小时能穿越主要道路车流的数量为：式中 Q主 主要道路上的交通量（pcu/h）；Q次 次要道路可能通过的车辆数（pcu/h）；q Q主 /3600（pcu/s）；t0 临界间隙时间，对停车等空档 t0=79s，对减速等空档 t0=68

41、s；t 次要道路上车辆跟弛行驶的车头时距，t=35s。66/99第五章 道路通行能力Highway Capacity57 道路平面交叉口的通行能力一、无信号交叉口通行能力(Capacity of Unsignalized Intersections)67/99第五章 道路通行能力Highway Capacity57 道路平面交叉口的通行能力二、信号交叉口通行能力(Capacity of Signalized Intersections)1、十字形交叉口的设计通行能力十字形交叉口（图518）设计通行能力等于各进口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。68/99第五章

42、道路通行能力Highway Capacity57 道路平面交叉口的通行能力二、信号交叉口通行能力(Capacity of Signalized Intersections)1、十字形交叉口的设计通行能力 一条直行车道的设计通行能力计算公式式中 T 信号灯周期（s）；tg 信号每周期内的绿灯时间（s）；t0 绿灯亮后，第一辆车启动、通过停车线的时间，若无本地数据，可取2.3s； 折减系数，可取0.9；ti 直行或右行车辆通过停车线的平均时间（s）。设计时，ti 若无本地数据，可参考下列数据：小型车组成的车队，ti=2.5 s ；大型车组成的车队ti=3.5 s ；拖挂车组成的车队，ti=7.5

43、s ；混合车组成的车队，按表532选用。69/99第五章 道路通行能力Highway Capacity57 道路平面交叉口的通行能力二、信号交叉口通行能力(Capacity of Signalized Intersections)1、十字形交叉口的设计通行能力 直右车道设计通行能力计算公式Csr = Cs式中 Csr 一条直右车道的设计通行能力（pcu/h）。 直左车道设计通行能力计算公式Csl = Cs(1 1/2)式中 Csl 一条直左车道的设计通行能力（pcu/h）。1 直左车道中左转车所占比例。 直左右车道设计通行能力计算公式Cslr = Csl式中 Cslr 一条直左右车道的设计通行

44、能力（pcu/h）。70/99第五章 道路通行能力Highway Capacity57 道路平面交叉口的通行能力二、信号交叉口通行能力(Capacity of Signalized Intersections)1、十字形交叉口的设计通行能力 交叉口进口道的设计通行能力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。也可根据本进口车辆左、右转比例计算。 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为：Celr = Cs / ( 1 l r )式中 Celr 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)；Cs 本面直行车道设计通行能力之和（ pcu/h ）；l、

45、r 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：Cl= Celr l专用右转车道的设计通行能力为： Cr= Celr r71/99第五章 道路通行能力Highway Capacity57 道路平面交叉口的通行能力二、信号交叉口通行能力(Capacity of Signalized Intersections)1、十字形交叉口的设计通行能力 交叉口进口道的设计通行能力 进口设有专用左转车道而未设专用右转车道时，进口道设计通行能力为：Cel =( Cs+Csr) / ( 1 l )(5-30)式中 Cel 设有专用左转车道时，本面进口道的设计通行能力（pcu/h）；Csr 本面

46、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：Cl= Cel l(5-31) 进口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为：Cer =( Cs+Csl) / ( 1 r )(5-32)式中 Cer 设有专用右转车道时，本面进口道的设计通行能力（pcu/h）；Csl 本面直左车道设计通行能力（ pcu/h ）；专用右转车道的设计通行能力为： Cr= Cer r(5-33)72/99第五章 道路通行能力Highway Capacity57 道路平面交叉口的通行能力二、信号交叉口通行能力(Capacity of Signalized Intersection

47、s)1、十字形交叉口的设计通行能力 交叉口进口道的设计通行能力 通行能力折减在一个信号周期内，对面到达的左转车超过34 pcu 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 Cle 时，本面进口道折减后的设计通行能力为：Ce=Ce ns(CleCle)（5-34）式中 Ce 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 ）；ns 本面各种直行车道数；Cle 本面进口道左转车的设计通行能力（ pcu/h ）；Cle= Ce lCle 不折减本面各种直行车道设计通行能力的

48、对面左转车数（ pcu/h ），当交叉口小时为 3n，大时为4n，n为每小时信号周期数。73/99第五章 道路通行能力Highway Capacity57 道路平面交叉口的通行能力二、信号交叉口通行能力(Capacity of Signalized Intersections)2、T 形交叉口的设计通行能力图519 所示T形交叉口的设计通行能力该交叉口的设计通行能力为A、B、C各进口道设计通行能力之和。应验算C 进口道左转车对B 进口道通行能力的折减。具体计算如下： A 进口道的设计通行能力，用式（523）计算。 B 进口道为直右车道，其设计通行能力用式（524）计算。 C 进口道为直左车道，

49、其设计通行能力用式（ 525）计算。当C 进口道每个信号周期的左转车超过34 pcu 时，用式（534）折减B 进口道的设计通行能力。74/99第五章 道路通行能力Highway Capacity57 道路平面交叉口的通行能力二、信号交叉口通行能力(Capacity of Signalized Intersections)2、T 形交叉口的设计通行能力 图520 所示T形交叉口的设计通行能力该交叉口的设计通行能力等于A、B、C 各进口道设计通行能力之和。应验算C进口道左转车对B 进口道通行能力的折减。具体计算如下： A 进口道的设计通行能力，用式（523）计算。 B 进口道的车道布置为设专用右

50、转车道，而未设专用左转车道，其设计通行能力用式（532）计算，式中分子只有Cs。 C 进口道的车道布置为设专用左转车道，而未设专用右转车道，其设计通行能力用式（530）计算，式中分子只有Cs 。当C 进口道每个信号周期的左转车超过34 pcu时， 左转车对B 进口的直行车有影响，用式（534）折减B 进口道的设计通行能力。例56自己看75/99第五章 道路通行能力Highway Capacity57 道路平面交叉口的通行能力三、环形交叉口的通行能力环形交叉口是自行调节的交叉口。这种交叉口是在中央设置中心岛，使进入交叉口的所有车辆都以同一方向绕岛行进。车辆行驶过程一般为合流、交织、分流，避免了车

51、辆交叉行驶。1、环形交叉口的类型环形交叉口按中心岛直径大小分为三类： 常规环形交叉口。中心岛直径大于25m，如图522所示。 小型环形交叉口。中心岛直径小于25m，如图523所示。 微型环形交叉口。中心岛直径一般小于4m，如图524所示。 76/99第五章 道路通行能力Highway Capacity57 道路平面交叉口的通行能力三、环形交叉口的通行能力1、环形交叉口的类型77/992、常规环形交叉口的通行能力常规环形交叉口通行能力计算图式如图525所示，其通行能力按下列公式计算。 沃尔卓普(Wardrop)公式 式中 C 交织段上设计通行能力（pcu/h）；l 交织段长度（m）；w 交织段长

52、度（m）；e 环交入口平均宽度，e = ( e1+e2 )/2 (m); e1为入口引道宽度；e2 环道突出部分宽度；p 交织段内进行交织的车辆与全部 车辆之比（%）适用于下列条件：引道上没有因故暂停的车辆；环交位于平坦地区，纵坡4%；各参数应在下列范围：w=6.118.0；e/w=0.41.0；w/l=0.120.4；e1/e2=0.341.41； p=0.41.0 ；300、600、900。78/99第五章 道路通行能力Highway Capacity57 道路平面交叉口的通行能力三、环形交叉口的通行能力2、常规环形交叉口的通行能力 英国环境部暂行公式式中 C 交织段通行能力，再乘以0.8

53、5 等于设计通行能力（pcu/h）。其余各参数的意义，取值范围同前。当重车超过 15% 时，对该式应进行修正。79/99根据我国使用经验，结合自行车交通的情况，环形交叉口设计通行能力见表534。表列数据适用于交织长度 lw=2530m 。若lw=3060m 时，表中数值按下式修正:w=3lw / (2lw+30) （538）80/99第五章 道路通行能力Highway Capacity57 道路平面交叉口的通行能力三、环形交叉口的通行能力例57 某环形交叉口环道宽 12m，西北和东南象限中的交织距离长 48m，东北和西南象限中的交织距离长 42m，e1=6m，e2=12m，远景年设计交通量见图 526。求设计通行能力，验算能否通过设计交通量。解 用公式（ 537）分别计算四个象限交织段的设计通行能力。计算结果列表533。由计算结果可知，各象限的设计通行能力均大于相应象限的远景年设计交通量。81/99练习1、已知：规划一条高速公路，其远景设计年限平均日交通量AADT=45000veh/h，大型车占总交通量的30%，方向系数KD=0.6，平原地形，设计小时交通量系数K=0.12,。问：应规划成几车道高速公路？82THE END