第9章_道路通行能力.

第九章道路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时刻累计交通量需要容量増加阻塞消除容量阻塞发生阻塞消除为什么要研究通行能力？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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。(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《HighwayCapacityManual》（简称HCM）中，最新版本为HCM2010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(HighwayCapacitySoftware)，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道路的通行能力什么是通行能力（trafficcapacity）？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运行质量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则④环境条件指横向干扰程度以及交通秩序等。道路的通行能力什么是通行能力（trafficcapacity）？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车辆数量的换算交通量1×换算系数1＋交通量2×换算系数2＋……→换算成小汽车数（pcu：passengercarunit）【例】标准辆数2,000pcu/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标准车辆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力,如条件有任何变化都会引起通行能力的变化。①如条件有任何变化都会引起通行能力的变化;②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;③与交通量、高峰小时交通量的区别和联系;道路通行能力的分类理想通行能力basiccapacity公路的某组成部分在理想的道路、交通、控制和环境条件下，一条车道或一横断面上，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(基本、理论通行能力)实际通行能力possiblecapacity公路的某组成部分在实际的道路、交通、控制及环境条件下，一条车道或一横断面上，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（可能通行能力）设计通行能力designcapacity公路的某组成部分在预测的道路、交通、控制及环境条件下，一条车道或一横断面上，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比服务水平服务水平(LevelofService)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ABCDEFA级F级E级D级C级B级一级三级二级四级我国公路四级服务水平的典型情况流量速度自由流稳定流强制流0ABC不稳定流DEF理想条件下高速公路速度——流量关系图（HCM2000）A~F六级0.0020.0040.0060.0080.00100.00120.0002004006008001000120014001600180020002200流量（小客车/h/车道）速度（km/h）一级二级三级四级理想条件下高速公路速度—流量关系图（中国高速公路）服务水平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（MaximumServiceFlow）。设计服务水平等级通常设计道路时不采用实际通行能力，而采用设计服务水平等级对应的最大服务交通量。服务水平的划分指标行车速度和运行时间;最大密度,每车道每公里范围内车辆的最大密度;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;行车的舒适性和乘客满意的程度;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。如密度、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,而且密度、车速和服务交通量也同其它因素有关,所以取此几项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。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、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220021002000↑↑↑设计速度(km/h)12010080最大服务交通量(pcu/hr·lane)Mservicei=CB·(V/C)i最大服务交通量=基本通行能力×服务水平单向车行道的可能通行能力CD=CB·N·fW·fHW·fP单向车行道的设计通行能力CD=CB·(V/C)i·N·fW·fHW·fPMservicei最大服务交通量N单向车道数fW车道宽度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服务水平运行质量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①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②大型车的修正系数fHV)1(11HVHVHVEPfPHV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fPfP＝1.00~0.90练习：P146例9－174.0]0.1625.097.022000/[1800]/[/PHVWBPfffNCVCV【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VP＝1800veh/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fW＝0.97，EHV＝2.5，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V＝2425-1800＝625veh/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。hvehfffNCPHVWB/24250.1625.097.0220000.0020.0040.0060.0080.00100.00120.0002004006008001000120014001600180020002200流量（pcu/h/车道）速度（km/h）一级二级三级四级图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§3－2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。理想条件（影响因素）P152表9-17、9-18对双车道公路影响最大是速度、车道宽度、交通量的方向分布和车型构成。车行道最大服务交通量Msvi在理想条件下第i级服务水平的车行道双向最大服务交通量(mvu／h)；CB基本通行能力，理想条件下车行道每小时双向合理的期望能通行的最大交通量，CB=2500pcu／h；(V／C)i第i级服务交通量与基本通行能力之比车行道的设计通行能力iBSVCVCMi)/(LHVwdsSVDfffffMCi设计速度≤80km/h对…的修正系数交通量方向分布对…的修正系数车道宽度与侧向净宽对…的修正系数交通组成对…的修正系数横向干扰与交通秩序对…的修正系数§3-3城市道路路段通行能力在城市道路中，由于各种干扰因素的存在（如行人、自行车、交叉口等），使得交通流与高速公路基本路段区别较大，因此，对城市道路路段通行能力的分析将从理论通行能力的分析开始。理论通行能力：在理想条件下，车辆以连续车流形式通过时的通行能力。N0=3600/ht=1000V/hsN0——一条车道的理论通行能力(辆/h)；ht——饱和连续车流的平均车头时距(s)即最小车头时距；V——行驶车速(km/h)；hs——连续车流的车头间距(m)。城市道路路段设计通行能力式中：CD单向路线设计通行能力，pcu／h；C理想通行能力，pcu／h；γ自行车影响修正系数；η车道宽影响修正系数；n′车道数修正系数；C交叉口影响修正系数。1．自行车影响折减系数γ的确定①机、非机动车道之间有分隔带γ=1②机、非机动车道间无分隔带，但自行车道不饱和γ=0.8③机、非机动车道间无分隔带，自行车道超饱和γ=0.8-(Qbike/Cbike+0.5-W2)/W1Qbike自行车交通量(辆/h)Cbike每米自行车道的实用通行能力(辆/h)W2单向非机动车道宽度(m)W1单向机动车