交通工程学道路通行能力图文课件.pptx
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1、为什么会发生交通拥挤、交通阻塞?为什么会发生交通拥挤、交通阻塞?为什么会发生交通阻塞?为什么会发生交通阻塞?n 通行能力 交通需求无交通拥挤n 通行能力 交通需求交通拥挤发生n 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?n 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n交通需求与交通供给(通行能力)失衡带来的问题: 交通拥堵问题 交通事故问题 环境污染问题 能源消耗问题交通阻塞发生示意图交通阻塞发生示意图时刻时刻累计交通量需要需要容量増加容量増加阻塞消除容量容量阻塞发生阻塞消除n 通行能力是道路系统规划、设计、建设、管理的指南针
2、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为什么要研究通行能力?第五章第五章 道路通行能力道路通行能力第一节 道路通行能力与服务水平第二节 道路路段通行能力第三节 平面交叉口的通行能力第四节 高速公路的通行能力第五节 非机动车道的通行能力本章大纲:本章大纲: 推荐参考书:推荐参考书:道路通行能力理论张亚平编著.人民交通出版社道路通行能力分析陈宽民,严宝杰主编.人民交通出版社. 2
3、003道路交通运行分析基础过秀成,东南大学出版社.2009.12掌握掌握掌握了解了解第一节第一节 道路通行能力与服务水平发展沿革研究内容概念定义、影响因素、分类分级换算系数和换算交通量通行能力服务水平通行能力和服务水平的应用(一)通行能力的沿革1950年HCM第一版 1965年HCM第二版1985年HCM第三版 2000年,HCM2000道路通行能力手册一、道路通行能力1 1国外发展情况国外发展情况p美国TRB(Transportation Research Board)HCM(Highway Capacity Manual )p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
4、了研究, 编制了相应的道路通行能力手册p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(一)通行能力的沿革不能生搬硬套, 借鉴研究方法和思路我国道路通行能研究:p1998年10月,交通部公路科学研究所和东南大学合办 “公路通行能力国际研讨会”。 p2003年11月,交通部公路科学研究所编制公路通行能力手册p对路口的研究主要集中在信号交叉口和环形交叉口。p交通部公路科学研究所在1984-1989年,采用实地观测与数理统计分析相结合的宏观研究方法,组织全国8省市在平原微丘地区对43个不同路面宽度的混合交通双车道
5、公路路段通行能力进行了研究,取得4项研究成果: 确定了车辆折算系数的确定方法。 确定了划分服务水平等级的标准。 确定了双车道公路的基本通行能力和设计通行能力。 研究了影响通行能力的主要影响因素、修正系数。p“九五”科技攻关课题“公路通行能力研究的装备和技术” 1.混合交通双车道公路路段; 2.不控制进入的汽车多车道公路路段; 3.不控制进入的汽车双车道公路路段; 4.高速公路(控制进入)的基本路段; 5.匝道,匝道主线连接部分; 6.交织区; 7.信号控制的平面交叉; 8.非信号控制的平面交叉; 9.市区及近郊干线道路。(二)道路通行能力的研究内容不同道路设施,其运行特征不同,需分别进行通行能
6、力和服务水平不同道路设施,其运行特征不同,需分别进行通行能力和服务水平分析。分析。p又称为道路容量,指在一定的道路、交通、控制、环境条件下,道路断面单位时间内能够通过的最大交通实体(车辆或行人)数。p时间单位:用辆/h、辆/昼夜、辆/秒表示的,车辆多指小汽车,当有其它车辆混入时,均采用当量小客车为单位pcu/h。(三)通行能力的定义、影响因素、分类1 1、定义、定义p通行能力和交通量的区别?两者都是单位时间内通过道路某断面的交通体数量。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。1)道路条件,街道或公路
7、的几何条件,包括车道数、车道宽度、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,指交通流特性,包括设计速度、交通组成、车道分布,方向分布等。3)管制条件,道路管制设施和交通规则,包括交通信号的位置、种类、配时,还有停车和让路标志、车道使用限制,转弯禁限等措施。4)环境条件,街道化程度、横向干扰以及交通秩序、公交车站和停车位置等5)其它条件和ITS技术(有气候、温度、地形、风力、驾驶员心理等)。2 2、影响因素、影响因素直接影响通行能力数值的主要因素:车行道宽度 侧向净空 车行道数量交通组成 驾驶员特性 道路纵坡横向干扰与视距等 2 2、影响因素、影响因素理想条件:原
8、则上是指对条件更进一步提高也不能提高基本通行能力的条件。具体内容包括道路条件、交通条件、控制条件和交通环境。例如:指天气良好、路面状况良好、驾驶员熟悉交通设施以及对交通流没有障碍。3 3、分类、分类基本通行能力规定条件参照基础运行质量实际通行能力设计通行能力由于道路、交通、管制条件及服务水平的不同,按照通行能力的性质和使用要求分为基本(理论)通行能力,可能(实际)通行能力,设计(规划)通行能力。(理论通行能力)(可能通行能力)在理想的道路、交通、控制和环境条件下,道路组成部分某条车道或某均匀段上或某一横断面上,不论服务水平如何(E级或四级上半段),1h所能通过标准车辆的最大车辆数。(1 1)基
9、本通行能力)基本通行能力(理论通行能力)(理论通行能力) C C基基C CB B道路方面理想条件车道宽、侧向净宽、平纵线形和视距良好。交通方面只有小客车行驶,没有其他车型混入且不限制车速。basic capacity 道路组成部分在实际或预计的道路、交通、控制及环境条件下,某条车道或某均匀段上或某一横断面上,不论服务水平如何(E级或四级上半段),1h所能通过的车辆(在混合交通公路上为标准车)最大数目,以C实、 Cp表示。 (2)实际(可能)通行能力道路组成部分在规划预计的道路、交通、控制及环境条件下,某条车道或某均匀段上或某一横断面上,在所选用的设计服务水平下,1h所能通过的车辆记作C设、 C
10、d。 (3)设计通行能力 possible capacitydesign capacity类别类别条件条件 服务水平服务水平 基本基本通行能力通行能力在理想的道路、交通、管制在理想的道路、交通、管制条件下条件下不论服务水平如何不论服务水平如何可能可能通行能力通行能力在实际或预测的道路、交通、在实际或预测的道路、交通、制条件下制条件下 不论服务水平如何不论服务水平如何设计设计行能力行能力在预测的道路、交通、制条在预测的道路、交通、制条件下件下 在所选用的设计服务在所选用的设计服务水平下水平下三者关系?三者关系? 基本通行能力基本通行能力可能通行能力可能通行能力设计通行能力设计通行能力各种修正系各
11、种修正系数数指定服务水指定服务水平下的平下的V/C比比4 4、换算系数和换算交通量、换算系数和换算交通量(当量交通量)(当量交通量)iieEpVVPassenger Car Unit PCU 小客车当量数小客车当量数 Passenger Car Equivalent PCE 小客车当量小客车当量 换算交通量:换算系数:定义:在通行能力方面某类车辆一辆折合成标准车辆的辆数。定义:在通行能力方面某类车辆一辆折合成标准车辆的辆数。式中:Ve当量交通量; V未经换算的总交通量 Pi第i类车交通量占总交通量的百分比 Ei第i类车的车辆换算系数 服务水平是指交通流中车辆的运行及驾驶员和乘客所感受的质量程度
12、。亦即在道路某种交通条件下所提供的服务质量水平。二、服务水平(一)基本概念交通设施种类交通设施种类效率量度效率量度高速公路基本路段交通密度(小客车辆/km/车道)高速公路交织区平均行程速度(km/h)高速公路匝道连接点交通流率(小客车辆/h)多车道公路交通密度(小客车辆/km/车道)双车道公路时间延误(%)平均行程速度(km/h)信号交叉口平均单车停车延误(s/车)无信号交叉口储备通行能力(小客车辆/h)市区干道平均行程速度(km/h)确定服务水平的效率度量表美国道路通行能力手册 是指交通流中车辆的运行及驾驶员和乘客所感受的质量程度。亦即在道路某种交通条件下所提供的服务质量水平。交通设施的服务
13、水平常用等级来表示,在实际确定服务等级时,往往考虑其中的一个或几个指标,具体计算随道路交通设施而异。二、服务水平(一)基本概念反映在某一特定服务水平下,道路所能提供的疏导交通的能力极限。iBi/C)(CMSVV除四级下半段,一、二、三级及四级上半段的服务水平都有相当于该级服务水平最差的服务交通量,也是该级服务水平中最大的,故称为最大服务交通量(Maximun Service Flow,MSF)。A A 级级F F 级级E E 级级D D 级级C C 级级B B 级级美国定为6个等级(二)道路服务水平分级服务水服务水平等级平等级 交通流状况描述交通流状况描述 服务水服务水平等级平等级 交通流状况
14、描述交通流状况描述 A 级级 交通量小交通量小,自由流自由流。不受或基本不受或基本不受不受其它车辆其它车辆影响影响,自由度大、自由度大、舒适便利程度极高舒适便利程度极高。 D 级级 交通量交通量进一步进一步增加增加,处于稳定处于稳定流流较差较差部分部分。速度速度和和驾驶驾驶自由自由度度受受到严格到严格约束约束,舒适便利程舒适便利程度度低低下下。交通量交通量小有增加小有增加就会就会出现交通问题。出现交通问题。 B 级级 交通量交通量于于 A A 级级,处于稳定流较好处于稳定流较好部分部分。开始开始易易受受其它车辆其它车辆影响影响,选择速度选择速度自由度自由度不不太太受影响受影响,驾驾驶自由度、驶
15、自由度、舒适便利程度舒适便利程度比比 A A 级级低一些低一些。 E 级级 接近或达到接近或达到最大最大交通量交通量,处于处于不不稳定流稳定流。速度速度和和驾驶驾驶自由度自由度、舒适便利程度舒适便利程度非常低非常低。交通量交通量有有小的小的增加增加或扰动,或扰动,就会出现就会出现大的大的交通问题交通问题,或或交通中断交通中断。 C 级级 交通量交通量大于大于 B B 级级,处于稳定流处于稳定流中中间间部分部分。选择速度选择速度受受其它车辆影其它车辆影响响,驾驶驾驶员要当心其它车辆,员要当心其它车辆,自自由度、由度、舒适便利程度舒适便利程度明显下降明显下降。 F 级级 处于处于强制强制流流阶段阶
16、段。车辆排队,车辆排队,停停走走,停停走走,极不稳定极不稳定。速度速度和和交通量交通量有大到小,有大到小, 直到为直到为 0 0, 而而密度增大密度增大。 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DEF美国道路服务水平分级和对应的交通流状态美国道路服务水平分级和对应的交通流状态我国和美国道路服务水平分级对应表我国和美国道路服务水平分级对应表美国美国 服务水平服务水平分分级级 我我国国 服务水平服务水平分分级级 美国美国 服务水平服务水平分分级级 我我国国 服务水平服务水平分分级级 A 级级 一一级级(自由流自由流) D 级级 三三级级(稳定稳定下限下限)
17、 B 级级 一一级级(稳定稳定上上限限) E 级级 四四级级上半段上半段 (不稳定不稳定流流) C 级级 二二级级(稳定稳定中间中间) F 级级 四四级级下下半段半段 (强制强制流流) 我国道路服务水平分级基本通行能力基本通行能力一级服务水平下交通流状况(连续流)一级服务水平下交通流状况(连续流)二级服务水平下交通流状况(连续流)二级服务水平下交通流状况(连续流)三级服务水平下交通流状况(连续流)三级服务水平下交通流状况(连续流)四级服务水平上半部分交通流状况(连续流)四级服务水平上半部分交通流状况(连续流)四级服务水平四级服务水平下半部分交通下半部分交通流状况(阻塞流状况(阻塞流)流)Sou
18、rce:Source:JTG B01-2003 JTG B01-2003 条文说明条文说明LOS分级分级Source:Source:JTG B01-2003 JTG B01-2003 条文说明条文说明LOS分级分级Source:Source:JTG B01-2003 JTG B01-2003 条文说明条文说明LOS分级分级公路设计采用的服务水平等级公路设计采用的服务水平等级Source:Source:JTG B01-2003 JTG B01-2003 p高速公路基本路段、匝道主线连接处、交织区均采用二级服高速公路基本路段、匝道主线连接处、交织区均采用二级服务水平。务水平。p不控制进入的汽车多车
19、道公路路段在平原微丘的地区采用二级不控制进入的汽车多车道公路路段在平原微丘的地区采用二级服务水平,在重丘山岭地形及在近郊采用三级服务水平。服务水平,在重丘山岭地形及在近郊采用三级服务水平。p不控制进入的汽车双车道公路路段采用三级服务水平。不控制进入的汽车双车道公路路段采用三级服务水平。p 混合交通双车道公路段采用三级服务水平。混合交通双车道公路段采用三级服务水平。公路服务水平的分级公路服务水平的分级Source:Source:JTG B01-2003 JTG B01-2003 条文说明条文说明二级公路作为干线公路时,设计速度宜采用二级公路作为干线公路时,设计速度宜采用 80km/h 80km/
20、h二级公路作为集散公路时,混合交通量较大、平面交叉间距较小的路段,设计速度宜采用二级公路作为集散公路时,混合交通量较大、平面交叉间距较小的路段,设计速度宜采用60km/h60km/h二级公路位于地形、地质等自然条件复杂的山区,经论证该路段的设计速度可采用二级公路位于地形、地质等自然条件复杂的山区,经论证该路段的设计速度可采用40km/h40km/h通行能力通行能力Source:Source:JTG B01-2003 JTG B01-2003 p服务水平分级标准以服务水平分级标准以 延误率延误率 为主要指标。为主要指标。p设计通行能力按三级服务水平设计;设计通行能力按三级服务水平设计;p考虑不准
21、超车区段比例,以及行车道宽度的影响。考虑不准超车区段比例,以及行车道宽度的影响。道路交通规划、设计、管理与养护的需要基础和依据道路交通规划、设计、管理与养护的需要基础和依据: :1)1)道路通行能力可以作为城市街道网规划、公路网设计和方案比道路通行能力可以作为城市街道网规划、公路网设计和方案比选的依据选的依据; ;2) 2) 确定新建道路的等级、性质、主要技术指标和线形几何要素确定新建道路的等级、性质、主要技术指标和线形几何要素; ;3)3)可以作为交通管理、运营、行车组织及控制等方案选择和改进可以作为交通管理、运营、行车组织及控制等方案选择和改进的依据。的依据。4) 4) 可以作为铁路、公路
22、、水运、空运等各种方式的方案比选与采可以作为铁路、公路、水运、空运等各种方式的方案比选与采用的依据用的依据; ;三、通行能力和服务水平的应用5) 5) 可作为交通枢纽的规划、设计改建及交通设施配置的依据可作为交通枢纽的规划、设计改建及交通设施配置的依据, ,如如交叉口类型选择和信号设施的设计装备等交叉口类型选择和信号设施的设计装备等; ;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第二节 道路路段通行能力实际通行能力设计通行能力高速公路基本路段通行能力基本通行
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