5-1通行能力.

第五章道路通行能力1Capacity主讲教师：李晓燕主要内容5.1概述5.2高速公路基本路段通行能力5.3高速公路交织区段通行能力5.4高速公路互通立体交叉匝道通行能力5.6城市道路路段通行能力5.7平面交叉口通行能力5.5双车道一般公路路段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？用于道路规划设计确定公路等级的主要的依据•根据设计小时交通量和公路设计通行能力的对比，可以提出所设计公路的技术等级，所需的车道数，以及是否需要设置爬坡车道等。设计长度内总体服务水平的分析•高速公路和一级公路各组成部分（基本路段，匝道及交织区）通行能力和服务水平的分析计算后，可得到每一组成部分的服务水平级别，以了解全线服务水平的差别情况，并从整体出发，作出几何设计上的调整、改进，并消除潜在的瓶颈。为什么要研究通行能力？用于交通运行分析评估现有公路网承受交通需求的适应程度，并通过交通量预测及投资效益和环境影响等的评估，规划公路网改善的规模，建设项目和实施步骤。对现有的或潜在的瓶颈路段进行服务水平分析和交通量预测提出改善交通运行质量的公路工程和交通管理措施。用于交通管理根据预测交通量增长情况和分析运行质量变化情况，计划好各阶段交通管理措施。道路通行能力分析的作用①确定新建道路的等级、性质、主要技术指标和线形几何要素②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③作为交通枢纽的规划、设计及交通设施配置的依据④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⑤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5.1概述一、国内外研究概况二、通行能力概述三、服务水平概述四、通行能力和服务水平的作用一、国内外研究概况国际研究动态从20世纪40代起，美国针对公路的规划、设计、修建养护及营运管理中出现的问题,开始对道路通行能力进行研究1950年美国道路运输研究委员会(TransportationResearchBoard)出版了《道路通行能力手册》(HighwayCapacityManual)第一版1965年修订出版了第二版HCM1985年第三版HCM问世1994年、1997年、2000年修订HCM一、国内外研究概况继美国之后，英、法、德、日等国均根据本国实情组织专门研究队伍开展了这方面的实地调研，编制出各自的HCM手册20世纪80年代至如年代初，一些发展中国家如印度、巴西、印度尼西亚、韩国、马来西亚等国也在各国政府的支持下，对公路通行能力进行研究，编制出适合各自国情的通行能力手册1994年,德国道路通行能力手册广泛应用于工程实践中一、国内外研究概况国内研究现状20世纪80年代以来，国内一些研究单位在引进国外有关通行能力的研究方法及内容的同时，又对适合我国国情的通行能力及服务水平等方面进行了一些局部性研究国家计委在1996年批准组成联合攻关课题组进行“公路通行能力专题研究”广东省交通科研所联合长沙交通学院开展“经济发达地区交通运行特性与通行能力研究”一、国内外研究概况关键技术公路交通流参数采集、数据结构标准化及处理技术交通流运行特性模拟技术及模拟模型车型当量换算方法及其分析模型交通流三参数关系模型及其建模技术高速公路通行能力分析模型及其建模技术双车道公路通行能力分析及其建模技术交叉口交通流运行特性分析及其模拟模型1.通行能力的种类及其定义通行能力分析必须与运行质量相联系需要有一种具体公路均能与之对比的基本参照通行能力通行能力的种类：基本通行能力可能通行能力设计通行能力二、通行能力概述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。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。①如条件有任何变化都会引起通行能力的变化②通行能力是随运行质量变化而变动的疏解交通的能力③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④与交通量、高峰小时交通量的区别和联系二、通行能力概述基本通行能力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，一条车道的一横断面上，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）二、通行能力概述二、通行能力概述通行能力的分类根据道路设施和交通体的不同机动车道通行能力、非机动车道通行能力、人行道通行能力根据车辆运行状态的特征不同路段通行能力、交叉口通行能力、匝道和匝道连接点通行能力、交织路段通行能力根据通行能力的性质和使用要求的不同基本通行能力、可能通行能力、实用通行能力（设计通行能力）通行能力的种类二、通行能力概述2.计算通行能力的时间单位、交通量和交通流率时间单位时间单位愈大，交通不均匀性愈大，愈不能很好反应交通量与运行质量之间关系稳定交通流的最短存在时间是15min通常以小时为单位通行能力和交通量相同：两者都是单位时间内通过道路某断面的交通体数量不同：•通行能力反映了道路的容量,是道路容纳性能的一种量度；•交通量反映了道路实际负荷交通的数量大小，是交通体根据实际情况在道路上运行的具体体现。二、通行能力概述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hvehLvTCB/,1000360000T0T0L0L0l反l制l安l车一条车道计算的通行能力二、通行能力概述V(km/h)120100806050计算的车道的通行能力(veh/h)502592703862963取整后的采用值(veh/h)5006007009001000V(km/h)40302010计算车道的通行能力(veh/h)106211551055695取整后的采用值(veh/h)110012001000700二、通行能力概述3.理想条件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）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。二、通行能力概述连续流交通设施的理想条件包括：车道宽3.75m；行车道外边缘线与右侧障碍物之间的净宽为1.75m、距左侧障碍物之间的净宽为0.75m；多车道公路的设计速度≥100km/h；交通流中只有小客车，没有其他类型车辆；平原地形；双车道公路中没有禁止超车区；没有行人和自行车的干扰；没有交通控制或转弯车辆干扰直行车的运行。4、车辆换算系数和换算交通量二、通行能力概述4、车辆换算系数和换算交通量车辆换算系数各级公路通用的车辆换算系数车型中型汽车小客车拖挂车摩托车大中小型拖拉机畜力车人力车自行车换算系数1.00.51.50.51.02.00.50.1中型货车为基本单位•其它各级公路小客车为基本单位-当量小客车(pcu):•高速公路•一级公路•城市道路车种换算系数车种换算系数自行车0.2旅行车1.2二轮摩托0.4大客车或小于9t的货车2.0三轮摩托或微型汽车0.69～15t货车3.0小客车或小于3t货车1.0铰接客车或大平板拖挂货车4.0当量小汽车算《城市道路设计规范（GB50220-95）当量小汽车算《公路工程技术标准（GB50220-95）二、通行能力概述4、车辆换算系数和换算交通量车辆换算系数换算交通量二、通行能力概述连续流交通设施二、通行能力概述交叉口引道的理想条件包括：车道宽3.75m；引道坡度为零；交叉口引道上没有路边停车；交通流中只有小客车；驾驶行为规范、冲突车流遵守优先规则没有自行车和行人干扰。二、通行能力概述交叉口引道可能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的最大可能交通量。其计算表达式为：CP=CBf1f2f3····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二、通行能力概述设计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通行能力服务交通量PDCC二、通行能力概述日本道路规划服务水平二、通行能力概述服务水平交通量/通行能力乡村地区城镇地区10.750.8020.850.9031.001.00二、通行能力概述通行能力和交通量相同：•单位和表示方法相同区别：•交通量：实际运行的交通体观测值，动态性与随机性，反映道路的负荷（交通需求）•通行能力：根据道路的几何特性、交通状况、规定的运行特征所确定的最大流量，稳定性与规定性，反映道路的容量（服务能力）道路通行能力分析的主要目的确定某道路设施在通常条件下能容纳的最大交通量确定在保持与规定运行特性相适应的条件下，某道路设施所能容纳的最大交通量二、通行能力概述二、通行能力概述车辆折算系数车辆折算含义：•在对通行能力的影响方面，某种车一辆相当于标被准车的辆数车辆折算原因：•交通构成复杂且大小车型间动力性能相差明显，造成行驶速度相差悬殊，交通流中超车次数频繁，车辆间的相互干扰较大，降低了车辆运行质量和道路通行能力•在快车与慢车混合交通情况下，车种很多，也需要将各种车辆交通量折算成标准汽牟交通量，以1h所能通行的标准车辆数即当量交通量来计算和分析通行能力二、通行能力概述车型折算系数小客车0.5中型车1大型车2沿用的车辆折算系数二、通行能力概述二、通行能力概述PCE（PassengerCarEquivalent）小客车折算系数PCU（PassengerCarUnit）小客车当量数iiiieEPVV三、服务水平服务水平LOS(levelofservice),是指道路使用者根据交通状态，从行车速度、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三、服务水平衡量服务水平的因素：驾驶员选择行驶车速的自由度驾驶的疲劳程度和心理紧张程度交通流密度与车辆平均运行速度；汽车运行费用等经济因素；服务流率通行能力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三、服务水平评价指标行车速度和行程时间车辆行驶时的自由程度交通堵塞或受干扰的程度，以及行车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三、服务水平确定服务水平的评价指标三、服务水平交通设施种类评价指标高速公路基本路段交通密度(pcu/km/ln)高速公路交织区段平均行程速度(km/h)高速公路匝道连接点交通量(pcu/h)双车道公路时间延误百分率(%)平均行程速度(km/h)城市主干路平均行程速度(km/h)信号控制交叉口平均单车停车延误(s/veh)无信号控制交叉口储备通行能力(pcu/h)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、