交通工程学(第二版) 第9章 通行能力.ppt

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1、第九章 通行能力道路通行能力道路通行能力 理想通理想通行能力行能力 在一定的时段，理想的道路、交通、控制和环境条件下，道路的一条车道或一均匀段上或一交叉点，合情合理地期望能通过人或车辆的最大小时流率实际通实际通行能力行能力 在一定时段，在具体的道路、交通、控制及环境条件下，一条车道或一均匀段上或一交叉点，合情合理地期望能通过人或车辆的最大小时流率设计通设计通行能力行能力 在一定时段，在具体的道路、交通、控制及环境条件下，一条车道或一均匀段上或一交叉点，对应服务水平的通行能力9.1 概述交通量交通量在一定时段内实际统计到的通过观测点的车辆数交通流率交通流率交通量扩大为某一计时单位的数值。15分钟

2、理想条件理想条件原则上是指对条件进一步提高也不能提高理想通行能力的条件(道路条件、交通条件、控制条件和交通环境)车辆换算系数车辆换算系数在通行能力方面，某类车辆的一辆车等于标准车辆的车辆数9.1 概述当量交通量，简称pcu；总的自然交通量，辆；第i类车交通量占总交通量的百分比，%；第i类车的车辆换算系数。换算交通量：换算交通量：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。9.1 概述人为的度量标准人为的度量标准 交通环境交通环境 道路条件道路条件 交通条件交通条件 控制条件控制条件 通行能力的影响因素通行能力的影响因素 路面使用质量、气候路面使用质量、气候 9.1 概述服务水平服务水

3、平 是衡量交通流运行条件以及驾驶员和乘客所感受的服务质量的一项指标，通常根据交通量、速度、行驶时间、延误、驾驶自由度、交通间断、舒适和方便性等指标确定。服务水平反映道路在某种交通条件下所提供运行服务的质量水平。9.1 概述理想条件下高速公路速度理想条件下高速公路速度流量关系图（流量关系图（HCM2000HCM2000）AF六级 9.1 概述理想条件下高速公路速度理想条件下高速公路速度流量关系图（中国高速公路）流量关系图（中国高速公路）9.1 概述一级一级 三级三级 二级二级 四级四级 我我国国公公路路四四级级服服务务水水平平的的典典型型情情况况 9.1 概述 除四级下半段（相当于美国的除四级下

4、半段（相当于美国的F级）外，一、二、三级级）外，一、二、三级及四级上半段服务水平都有相应于该级服务水平最差时的及四级上半段服务水平都有相应于该级服务水平最差时的服务交通量，该服务交通量在该级服务水平中是最大的，服务交通量，该服务交通量在该级服务水平中是最大的，故称最大服务交通量（故称最大服务交通量（Maximum Service Flow）。）。最大服务交通量最大服务交通量9.1 概述高速公路基本路段、匝道主线连接处、交织区（特殊情况可采用三级）不控制进入的汽车多车道公路路段在平原微丘区采用二级服务水平不控制进入的汽车多车道公路路段在山岭重丘区及近郊采用三级服务水平不控制进入的汽车双车道公路路

5、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 三级 二级中国现行的设计服务水平等级规定中国现行的设计服务水平等级规定 9.1 概述道道路路规规划划通过通行能力分析和服务水平分析，可评估现有道路网承受交通的适应程度；通过交通量预测及投资效益和环境影响的评估，提出改善和提高道路网的规模和建设项目及其实施步骤。道道路路设设计计根据设计通行能力与设计小时交通量的对比，可计算所设计道路的技术等级及多车道道路的车道数。另外，通过通行能力和服务水平分析，发现潜在的瓶颈路段，以改进设计，消除隐患。交交通通管管理理根据预测交通量的增长情况，以及不同交通量对交通运行条件的需求，确定各阶段合理的交通管理措

6、施。通行能力和服务水平的作用通行能力和服务水平的作用 9.1 概述通行能力和服务水平是一个事物的两个方面，它通行能力和服务水平是一个事物的两个方面，它们同时反映道路所提供的服务。们同时反映道路所提供的服务。通行能力是反映道路服务的数量或服务的能力；通行能力是反映道路服务的数量或服务的能力；服务水平反映的是道路服务的质量或服务的满意服务水平反映的是道路服务的质量或服务的满意程度。程度。通行能力和服务水平的关系通行能力和服务水平的关系 服务水平是通行能力前提下的细致分析服务水平是通行能力前提下的细致分析9.1 概述道路设施型式汇总表道路设施型式汇总表连续连续流流交通交通设设施施间间断流断流交通交通

7、设设施施 高速公路基本路段 信号控制的平面交叉口 不控制进入的多车道公路路段 无信号控制的平面交叉口 不控制进入的双车道公路路段 市区及近郊干线道路 混合交通双车道公路路段9.1 概述 高速公路高速公路是指中央有分隔带，上下行每个方向至少为两车道，所有交叉口都建立交，完全控制车辆出入，专供汽车行驶的公路。交织区交织区基本路段基本路段匝道匝道9.2 高速公路通行能力 理想条件下的速度理想条件下的速度流量关系流量关系 理想条件理想条件车道宽度大于等于3.75米交通组成全部为小客车侧向净空大于等于1.75米驾驶人员熟悉高速公路几何线形、驾驶技术熟练、遵守交通法规高速公路基本路段通行能力高速公路基本路

8、段通行能力 9.2 高速公路通行能力高速公路基本路段服务水平高速公路基本路段服务水平 高速公路基本路段服务水平分级表高速公路基本路段服务水平分级表 9.2 高速公路通行能力服务水平等级密度pcu/(kmln)设计速度（km/h）12010080车速(km/h)V/C最大服务交通量pcu/(hln)车速(km/h)V/C最大服务交通量pcu/(hln)车速(km/h)V/C最大服务交通量pcu/(hln)一71090.34750920.31650740.25500二18900.741600790.671400660.601200三25780.881950710.861800600.751500四

9、4545481.0220002200471.0210002100451.06.012.08.015.0C12.017.015.020.0D17.022.020.023.0E22.027.023.025.0F27.025.09.2 高速公路通行能力中国高速公路交织区服务水平标准服务水平最小平均交织速度(km/h)最小平均非交织速度(km/h)一8086二7277三6467四5656 注：四级服务水平下半段是强制流状态，车速很不稳定，变化于056km/h之间；56km/h是计算时使用的数值，与实地测速相比有一些差别。9.2 高速公路通行能力交织区服务水平分析流程图9.2 高速公路通行能力 实际通行

10、能力值，pcu/h；理想条件下的通行能力值，pcu/h；大型车修正系数，根据高速公路基本路段或者多车道公路方法计算；驾驶员修正系数，根据高速公路基本路段或者多车道公路方法计算。交织区通行能力影响因素有许多，包括交织区构造形式、车道数、自由流速度、交织段长度以及流量比等。道路通行能力手册（HCM2000）根据影响因素的不同，分别给出了各种典型条件下的交织区理想通行能力值。实际通行能力9.2 高速公路通行能力1、高速公路匝道组成部分（1）匝道与高速公路连接处（或称匝道主线连接处）；（2）匝道车行道；（3）匝道与相连道路的连接处。2、匝道运行状态的影响因素（1）汇合交通量（2）分离交通量（3）主线交

11、通量9.2 高速公路通行能力3、匝道服务水平及其标准 匝道服务水平主要取决于驶入或驶出匝道与主线连接处的服务水平。匝道与主线连接处检查点服务水平标准服务水平等级汇合交通量Vm1(pcu/h)分离交通量Vd1(pcu/h)下列计算行车速度(km/h)的主线单向交通量Vf（pcu/h）11201008060四车道六车道四车道六车道四车道六车道四车道六车道一100010502200330020003000二1450150032004600260042002600390023003450三1750180038005700340051003200480029004350四2000200040006000

12、4000600038005700360054009.2 高速公路通行能力4、匝道与主线连接处匝道设计通行能力（1）单车道匝道的设计通行能力匝道设计速度50km/h时，为1200pcu/h；匝道设计速度60km/h时，为1500pcu/h（2）双车道匝道的设计通行能力双车道匝道只有在驶入或驶出匝道端部的车辆能以两列驶入或驶出主线的情况下，才可采用单车道匝道设计通行能力的两倍。9.2 高速公路通行能力(3)大型车对匝道通行能力修正系数fHV大型车交通量占总交通量的百分率（%）1020304050607080fHV0.880.810.770.740.720.710.7040.70(4)设置双车道匝道

13、的注意事项 匝道设计通行能力一般受匝道与主线连接处的设计通行能力限制。单车道匝道通行能力满足交通需求时，具有下列条件之一者，通常也设置双车道匝道：在匝道长度大于300m；需在匝道上储存车辆；匝道线形较差。9.2 高速公路通行能力9.3 双车道公路路段通行能力双车道超车过程双车道公路路段车流运行特性双车道公路路段车流运行特性 可见车辆行驶同时还受到反向车流的影响，故双车道公路通行能力和服务水平分析需采用双向同时分析。双车道公路路段服务水平双车道公路路段服务水平 服务水平等级延误率(%)设计速度(km/h)806040速度(km/h)不准超车区(%)速度(km/h)不准超车区(%)速度(km/h)

14、不准超车区(%)707070V/CV/CV/C一30760.150.130.12650.151.130.11 540.140.130.10二60670.400.340.31560.380.320.28 480.370.250.20三80580.640.600.57480.580.480.43 420.540.420.35四10048481.01.01.040401.01.01.037371.01.01.0双车道公路路段服务水平表将小客车作为标准车型进行通行能力分析。9.3 双车道公路路段通行能力双车道公路路段通行能力双车道公路路段通行能力 9.3 双车道公路路段通行能力9.3 双车道公路路段通

15、行能力（1）设计速度修正系数设计速度(km/h)8070605040fs1.000.980.960.940.92通行能力的修正系数通行能力的修正系数交通量方向分布50/5060/4070/3080/2090/10100/0fd1.000.950.910.850.800.769.3 双车道公路路段通行能力路面宽度7m8m9m10m11m12m13m14m折减系数0.60.811.141.261.361.441.489.3 双车道公路路段通行能力横向干扰一级二级三级四级五级折减系数0.910.760.90.50.760.40.50.350.4横向干扰等级代码典型状况描述轻微1道路、交通状况基本符合

16、标准条件较轻2两侧为农田、有少量行人或自行车出行中等3穿过村镇，支路上有车辆进出或路侧停车严重4有大量慢速车或拖拉机混合行驶非常严重5路侧有摊商、集市、交通管理和交通秩序很差9.3 双车道公路路段通行能力9.4 城市道路路段通行能力以道路在城市道路网中的地位和交通功能为基础，考虑对沿线的服务功能，将城市道路分为：快速路、主干路、次干路和支路。快速路路段通行能力分析可以参照高速公路基本路段通行能力分析方法。本节主要针对城市一般道路路段通行能力进行讨论。一条车道的理想通行能力一条车道的理想通行能力速度v(km/h)2030405060理想通行能力(pcu/h)1380155016401690173

17、09.4 城市道路路段通行能力 城市道路某路段的设计通行能力，可根据一个车道的理想通行能力修正得到。修正应包括：车道数、车道宽度、自行车影响及交叉口影响四个方面。路段设计通行能力路段设计通行能力9.4 城市道路路段通行能力9.4 城市道路路段通行能力9.4 城市道路路段通行能力W0(m)2.533.544.555.56(%)50751001111201261291309.4 城市道路路段通行能力单向车道数1234车道修正系数n11.872.603.20 间距(m)车道数20030040050060070080021258 1555 1762 1912 2060 2157 224031780 2

18、208 2505 2720 2930 3060 318042310 2850 3250 3520 3800 3865 41309.4 城市道路路段通行能力9.4 城市道路路段通行能力算例算例 解解：某 路段单向机动车道宽为8m，交叉口间距离为300m，设计车速为60km/h，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。（1）路段设计通行能力为：（2）一个车道的理想通行能力为：C=1730pcu/h（3）由于机动车道与非机动车道之间有隔离带，根据自行车折减系数的规定，则取自行车修正系数=1.0；（4）由于机动车道总宽为8m，不足3车道

19、，按2车道计算，每个车道宽W0=4m，车道宽度修正系数为：或者根据车道宽4m，查表同样可以得到车道宽度修正系数=111%（5）由车道数为2，查表可知，车道数修正系数为：n=1.87；（6）由于交叉口间距为300m，则根据公式，可知交叉口间距修正系数为：（7）该路段的设计通行能力为：9.5 道路平面交叉口通行能力不设信号机控制的交叉口通常可分为两大类：停车让行方式；环形方式。停车让行方式又分为：两向停车方式、全向停车方式。两向停车方式通常用于主要道路与次要道路相交路口；全向停车方式是用于相交道路处于同等重要程度的情况。无信号交叉口通行能力无信号交叉口通行能力无信号交叉口通行能力无信号交叉口通行能

20、力两向停车方式两向停车方式次要道路次要道路主要道路上车流的车头间隔分布次要道路上车辆穿越主要道路车流所需时间次要道路上车辆跟驰的车头时距大小主要道路上车流的流向分布 交交叉叉口口交交通通量量影影响响因因素素次次要要道道路路无信号交叉口的通行能力最大等于主要道路路段的通行能力 9.5 道路平面交叉口通行能力主要道路上的车辆优先通过路口；主要车道上的双向车流视为一股车流；交通量不大，车辆之间的间隙分布符合负指数分布；间隙大于临界间隙t0时，次要道路车辆可穿越主要道路。假设：假设：9.5 道路平面交叉口通行能力次要道路车辆每小时能穿越主要道路车流的数量：次要道路车辆每小时能穿越主要道路车流的数量：9

21、.5 道路平面交叉口通行能力主主要道路上的交通量，pcu/h；次次要道路可能通过的车辆数，pcu/h；Q主/3600，pcu/h；t0临界间隙时间，与次要道路的交通管理方式有关。若采用停车标志，t0为68s；若采用让路标志，则t0为57s；t次要道路上车辆连续穿越主要道路的跟驰车头时距，t=35s。次要道路交通管理方式车头时距(s)主要道路双向交通量（pcu/h）t0t8001000120014001600停车标志852001401007045752501901401108065315250200160125让行标志733502501851359563335255195150534403602

22、90230注：*次要道路通行能力通常小于主要道路交通量的一半。次要道路通行能力9.5 道路平面交叉口通行能力算例算例 一无信号灯控制的交叉口，主要道路的双向交通量为1200pcu/h，车辆到达符合泊松分布。次要道路上车辆可穿越的临界车头时距t0=6s。车辆跟驰行驶的车头时距t=3s。求次要道路上的车辆可穿越主要道路车流的数量。解：解：9.5 道路平面交叉口通行能力Q主=1200pcu/h，车辆到达符合泊松分布，次要道路上车辆可穿越的临界车头时距t0=6s，车辆跟驰行驶的车头时距t=3s。9.5 道路平面交叉口通行能力英国环境部计算公式CD交织段通行能力，此时重车比例不超过15%，如果重车比例超

23、过15%，应对该式进行修正。该值的85%可作为设计通行能力使用；l交织段长度，；交织段宽度，；环交入口平均宽度，（e1+e2）/2，m；入口引道宽度，；环道突出部分的宽度，。9.5 道路平面交叉口通行能力无通行优先权的环形交叉口通行能力分析方法（1）假设各交织段中交通流的运行状况是一致的。因此，将研究对象确定为四分之一个环形交叉口，而将四分之一环形交叉口中所有车流简化为四个流向的车流。（2）确定交织段的通行能力力w1700pcu/h（3）以各方向出口交通量之和Y1+Y2+Y3+Y4来描述环形交叉口的通行能力9.5 道路平面交叉口通行能力3.自行车对常规环形交叉口通行能力的影响机动车车行道设计通

24、行能力(pcu/h)270024002000175016001350相应自行车数（辆/h）2000500010000130001500017000 按照上式，当右转比例pR=0.2，左转比例pL=0.3时，则C=3200辆/h。9.5 道路平面交叉口通行能力算例算例 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。求设计通行能力，验算能否满足远景交通需求。解：解：分别计算四个象限交织段的设计通行能力。其计算过程见下表。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设计交通量。象限lw/l

25、e/w1+e/w160w(1+e/w)1+w/lC0.85C远景交通量东北420.2860.751.7533601.286261222201450西北480.250.751.7533601.25268622831450西南420.2860.751.7533601.286261222201450东南480.250.751.7533601.25268622831450当各进口引道都呈饱和状态时，环形交叉口的通行能力如下式。C环形交叉口通行能力，pcu/h，该值的80%可作为设计通行能力；所有引道基本宽度的总和，m，见图；引道拓宽增加的面积，m2；A=a，即图中阴影部分；系数，pcu/(h m)；三

26、路交叉，K=70；四路交叉，K=50；五路交叉，=45。9.5 道路平面交叉口通行能力信号交叉口通行能力信号交叉口通行能力 信号交叉口是控制路网通行能力的关键节点，许多国家对此进行过研究，形成了目前适合各国情况的多种计算方法，如美国HCM2000中的方法，前苏联使用的方法等，这里着重介绍我国目前使用的方法。9.5 道路平面交叉口通行能力中国通行能力计算方法流程图 9.5 道路平面交叉口通行能力式中：T信号灯周期，s；tg每周期内的绿灯时间，s；t0绿灯亮后，第辆车起动、通过停车线的时间，s，平均取t0=2.3s;折减系数，主要反映车辆通过路口的不均匀性及非机动车和行人对机动车的干扰。据北京东单

27、等几个交叉口的实测资料，取0.9；ht直行车通过停车线的车头时距，s。9.5 道路平面交叉口通行能力停车线断面混合行驶车道的通行能力停车线断面混合行驶车道的通行能力 左转专用车道的通行能力左转专用车道的通行能力 式中：KL左转车影响系数，其值与左转车比例pL有关式中：No对向直行车道数；CL每小时左转车辆数，辆/h或pcu/h。9.5 道路平面交叉口通行能力右转专用车道的通行能力右转专用车道的通行能力 9.5 道路平面交叉口通行能力当右行车与直行车使用同一车道时，该车道最多只能通过NRmax辆车，当右转交通量大于NRmax时，则需考虑设右转专用车道。右转专用车道的通行能力可按直行车道计算，只是

28、右转车流的车头时距偏大。据实测资料表明，当大车与小车各占一半时，ht=4.31s。交叉口的通行能力交叉口的通行能力 9.5 道路平面交叉口通行能力左转车比例，；右转车比例，。算例算例 9.5 道路平面交叉口通行能力 已知某交叉口设计如图。东西干路一个方向有条车道，南北支路一个方向有条车道。，=52，2.3，0.9。车种比例大车小车为，东西方向左转车占该进口交通量的，右转车占该进口交通量的，南北方向左、右转车占本进口交通量的15。求交叉口的设计通行能力。解：解：1）东进口通行能力9.5 道路平面交叉口通行能力从题目已知条件得知：=0.9，=120s，=52s，=2.3s；根据大车、小车比例为，查

29、表，得2.65。由此可得东进口直行车道通行能力为：由于直右混行车道相当于直行车道，则533pcu/h；按照车流量的方向组成比例，按照公式可计算东进口的通行能力为：东进口的左转车通行能力为：2）东西进口通行能力=(1254-108)2=2292 辆/h 3）南北进口通行能力=533（1-0.50.15）=493 辆/h 9.5 道路平面交叉口通行能力 当大型车占时，为134pcu/h，也就是说只有当左转车流量小于134pcu/h时，左转车的通行才不会影响到对向直行车。而此时，左转车流量188pcu/h，大于不影响直行车通行的左转车极限值134pcu/h，故左转车影响对向直行车，按照公式，对向直行

30、车的通行能力应该进行折减，其折减值2(188-134)108pcu/h。4）交叉口通行能力=2292+986=3278（辆/h）9.5 道路平面交叉口通行能力 此时，该方向入口的左转车流量为CL=CSmixpL=4930.15=72(pcu/h)，该值小于影响直行车通行的极限左转车流量134pcu/h，因此，对向直行车不受左转车的影响，通行能力不需要折减。而南北方向的流量为：=4932=986(pcu/h)。9.6 公共交通通行能力 公共交通的通行能力概念与公路通行能力不同，它包括人和车辆两方面的运送能力。车辆通行能力车辆通行能力公交车站的车辆通行能力公交车站的车辆通行能力（1）公交站点的车辆

31、通行能力停留时间通行能力(辆/h)停留时间通行能力(辆/h)绿信比g/C=0.50绿信比g/C=1.00绿信比g/C=0.50绿信比g/C=1.001563100752230304363901925453246161622602636151520公交联合车站的车辆通行能力公交联合车站的车辆通行能力 路边公共汽车联合站车辆通行能力估计值9.6 公共交通通行能力停留时间(s)通行能力(辆/h)g/C=0.5g/C=1.00g/C=0.5g/C=1.00g/C=0.5g/C=1.00g/C=0.5g/C=1.00g/C=0.5g/C=1.00路边直线型公交站点数量123453043637911710

32、51541131671151706026364867648959967098901925354746624967506912015202736364839523953公交线路的车辆通行能力公交线路的车辆通行能力 C线=C站=3600/T 公共汽车容量，人辆；上下车乘客占标准容量的比例，一般0.250.35；一个乘客上车或下车所用时间，一般取1.5s；乘客上下车用的车门数；驶入车站时，车辆之间的最小间隔，通常取车辆长度，。9.6 公共交通通行能力算例算例 一条公交线路，配备BK661铰接公共汽车，试计算该线路的设计通行能力。解：解：由第二章车辆参数表知：BK铰接公共汽车的车身长l=17m，额定容

33、量=195人，=3个车门。将这些数据代入公式得：设计通行能力为：680.8=55（辆）。客运能力客运能力客运能力计算公式客运能力计算公式 客运能力通常以公交车站、列车站以及公交线路最大载客站点来衡量公交的车辆通行能力与客运能力之间的相互关系如下式所示：最大载客站点的公交车道客运能力公交车道的车辆通行能力允许载客量高峰小时系数最大载客站点的公交线路客运能力公交线路的发车频率允许载客量高峰小时系数最大载客站点的公交车站客运能力公交车站的车辆通行能力15min折算的小时载客量高峰小时系数9.6 公共交通通行能力轨线客运能力轨线客运能力在大多数情况下是由车站客运能力来决定，它取决于车辆尺寸、车站长度、

34、允许站客数量及列车之间最小间隔。典型的轻轨客运能力值，人/（轨道h）9.6 公共交通通行能力车厢数(车厢/列车)乘客数(人/车)7510012515017512250300037504500525024500600075009000105003675090001125013500157504900012000150001800021000服务质量服务质量公交服务质量评价指标9.6 公共交通通行能力种类服务质量评价指标公交车站公交车道/线路公交系统有效性频率服务时间可达性服务的范围服务人数/min可达性载客数舒适性和便利性载客数准点率公交/小汽车行程时间舒适性行程速度行程时间可靠性公交/小汽车行

35、程时间安全性提高公共交通线路通行能力的途径提高公共交通线路通行能力的途径（）维持好乘车秩序，缩短乘客上下车时间。（）增加车门个数，加大车门宽度，降低车厢底板高度，减少踏步阶数，缩短乘客上下车时间。（）改善车辆加速性能，提高驾驶员驾驶熟练程度，缩短车辆进、出站时间。（）在一条很长的街道上，有几路公共汽车行驶时，在同一站点将几路公共汽车沿行车方向分成几组设站，这样可以提高通行能力。C线=KC线K干分开布置停车站的系数，=13；干分开布置相邻的停车站相互干扰，通行能力折减系数：K=1，干=1；K=2，干=0.8；K=3，干=0.7。9.6 公共交通通行能力高速公路交织区、匝道的通行能力高速公路交织区、匝道的通行能力 双车道公路路段通行能力双车道公路路段通行能力 多车道路段通行能力多车道路段通行能力 公共交通的通行能力公共交通的通行能力 自行车道的通行能力自行车道的通行能力 人行道的通行能力人行道的通行能力 第9章 通行能力