第四章 高速公路路段通行能力分析
高速公路基本路段通行能力分析
国内高速公路理想条件
高速公路基本路段的理想条件包括理想 的道路条件和交通条件。
理想道路条件是指双向四车道高速公路， 设计速度为120km/h，车道宽度为3.75m， 硬路肩宽度为3.5m，左侧路缘带宽度为 0.75m，中央分隔带宽度为3.0m，纵坡为 0，具有良好的线形；
理想交通条件是指交通组成是100%的小 客车，司机都是职业驾驶员等。
≤ 45 ＞ 45
≥ 92 0.31
≥ 79 0.67
≥ 71 0.86 接近
≥ 47 1.00 ＜ 47 > 1.00
最大服务 交通量 （小客车 /h/车道）
650
1400
1800
2100
设计速度80km/h的高速公路服务水 平分级
密度
速度
服务水平等级
（小客车
（ V/C
/km/车道） km/h）
高速公路基本路段的交通流的运行情况会因上 游和下游瓶颈点压缩交通流的条件不同而有很 大变化。瓶颈处包括：匝道的合流处、交织区、 车道数减少地段以及正在维修保养的路段、事 故发生地点和路上有交通障碍的地方。在发生 交通事故的路段，不一定都是以阻塞车道的形 式形成瓶颈。因为，肇事车辆即使停在路肩上 或停靠在中央分隔带里，也会影响高速公路车 道里的交通运行。
进口匝道：从匝道连接处起，其上游 （500英尺）150m-200m，下游（2500英 尺）760m-800m的范围为进口匝道影响 范围。
出口匝道：从匝道连接处起，其上游 760m(800)，下游150m(200)的范围为出 口匝道影响范围。
交织区：合流点上游150m(200)为交织区 的起点，分流点向下游150m(200)为交织 区的终点。
最大服务 交通量
高速公路通行能力分析与规划
高速公路通行能力分析与规划高速公路作为现代交通体系的重要组成部分，对于城市的发展和经济的繁荣起着至关重要的作用。
随着人口的增长和交通需求的不断增加，如何科学地分析和规划高速公路通行能力成为了一个亟待解决的问题。
首先，我们需要对高速公路通行能力进行全面的分析。
通行能力一般指在特定时间段内，高速公路上通过车辆的最大数量。
要评估高速公路的通行能力，我们需要考虑多个因素，如车流量、车速、平均车头间距等。
通过分析这些数据，可以得出高速公路在某一时间段内的通行能力。
这对于合理规划交通道路和缓解拥堵非常重要。
其次，通行能力分析的结果对于高速公路规划十分关键。
在规划新的高速公路或者进行现有高速公路的改造时，通行能力分析可以帮助我们确定合理的设计标准和容量。
通过在不同档次高速公路上的通行能力的对比，可以得出不同级别高速公路的设计参数，如车道宽度、收费站设置等。
这样可以确保高速公路的通行能力和安全性，提高交通效率。
此外，高速公路通行能力分析还能帮助我们预测未来的道路交通情况。
通过收集历史数据、人口增长趋势、经济发展情况等信息，我们可以利用数学模型进行预测分析。
这有助于我们提前规划道路建设，预防交通拥堵，减少交通事故的发生。
针对不同地区和不同规模的交通需求，我们还需进行综合分析和规划。
例如，城市周边地区的通勤交通需求可能会比较高，需要考虑交通枢纽的规划和交通网络的完善。
而对于连接不同城市的高速公路，考虑到长途客运和货运的需求，通行能力分析和规划则需要更为精细的设计。
同时，为了解决日益增长的交通需求，我们还可以考虑与其他交通方式的融合。
例如，高速公路与城市轨道交通等的衔接，可以有效分流交通流量，减轻高速公路的交通压力。
此外，我们还可以通过构建智能交通系统来提高路网的通行能力，例如利用交通控制系统和智能导航系统进行交通管理和引导。
综上所述，高速公路通行能力分析与规划对于城市交通的发展和经济的繁荣起着至关重要的作用。
通过全面分析通行能力、合理规划和预测未来交通情况，我们可以优化高速公路的设计和建设，提高交通效率，缓解拥堵，为人们提供更加畅通的交通环境。
高速公路通行能力分析与优化研究
高速公路通行能力分析与优化研究高速公路是现代交通网络中的重要组成部分，不仅提升了道路交通的速度和效率，更为人们的出行带来了极大的便利。
然而，在高速公路上行驶时，常常会出现拥堵现象，给出行带来不必要的困扰。
因此，如何对高速公路的通行能力进行分析和优化，是提高道路交通效率和方便出行的重要问题之一。
本文从高速公路通行能力的分析和优化两个方面进行探讨，力求为高速公路的交通流研究提供一些新的思路。
一、高速公路通行能力分析方法高速公路通行能力是指在某一特定时间内，通过每个车道能够通过的最大车流量。
通行能力的大小，直接影响着高速公路的行驶效率和交通拥堵状况。
因此，分析高速公路通行能力是道路交通规划和设计的重要组成部分。
目前，常用的高速公路通行能力分析方法有以下几种：1. 车头时距理论法车头时距理论法是一种传统的道路交通压力分析方法，它是根据车头时距对车行流量进行量化分析，来刻画道路交通压力的强弱程度。
车头时距理论法基于驾驶员的反应时间以及车辆的时速、长度等参数，通过简单的运算得出车辆通过高速公路某一路段的可能最大通行能力。
该方法简单实用，但由于只考虑了静态的交通特性，所以在实际应用中可能会有误差。
2. 微观仿真方法微观仿真方法是基于计算机模拟技术，对高速公路车流的行驶过程进行建模和仿真，从而模拟出车流在道路上的实际运动情况。
该方法利用计算机模型对交通流的变化进行分析和模拟，可以更加真实地反映高速公路的通行能力。
同时，微观仿真方法还可以研究不同车辆类型、驾驶员行为、道路结构等对交通流的影响，为高速公路的规划设计提供更加科学的依据。
3. 综合评估法综合评估法是将车头时距理论法、微观仿真方法、经验公式等多种方法综合运用，通过对高速公路通行能力进行量化评估，综合分析出高速公路的通行状况。
该方法不仅考虑到交通流量、速度等因素，还考虑了车道数量、交叉口、事故频率等多种因素的影响，对高速公路的通行能力分析更加全面和准确。
二、高速公路通行能力优化方法通过对高速公路通行能力的分析，可以找出通行效率低下的瓶颈因素，进而进行优化。
高速公路通行能力分析与优化研究
高速公路通行能力分析与优化研究一、介绍高速公路是现代交通运输网络中非常重要的一部分，其通行能力的分析与优化研究对于公路网络的高效运行至关重要。
本文将从以下几个方面进行探讨：高速公路通行能力的定义与计算方法、影响高速公路通行能力的因素、高速公路通行能力的优化方法以及未来研究方向。
二、高速公路通行能力的定义与计算方法高速公路通行能力是指在一定时间内通过特定路段的车辆数量。
常用的计算方法有两种：静态方法和动态方法。
静态方法是指根据道路的几何形状和交通标准，通过计算车道的数量、车道宽度以及车辆的平均速度等因素来估算通行能力。
动态方法则是基于实际交通流的测量数据，通过采集交通流信息，分析车流密度和服务水平等指标来计算通行能力。
三、影响高速公路通行能力的因素四、高速公路通行能力的优化方法为提高高速公路的通行能力，可通过以下几种方法进行优化：1.建设更多车道及提升车道宽度：增加车道数量和提升车道宽度可增加道路的通行能力。
2.优化车辆流控制：通过实施交通信号灯、加速车道以及智能交通管理系统等措施，对车辆流进行合理控制，提高通行效率。
3.提高车辆的流量态势：通过调整车辆的出行时间，避开高峰期，平均车速可提高，从而增加通行能力。
4.引入智能交通系统：通过使用智能交通系统，可及时获取实时交通信息，优化交通流的分配，提高通行能力。
五、未来研究方向1.大数据分析与决策支持：通过大数据分析，结合智能交通系统等技术，对高速公路的通行能力进行深入研究，并提供决策支持。
2.车辆自动驾驶与通信技术的应用：通过车辆自动驾驶和通信技术的应用，实现车辆之间的协同行驶，提高高速公路的通行能力。
3.绿色交通与可持续发展：通过引入绿色交通理念，通过优化交通流分配和车辆能源利用等方式，减少环境污染，提高交通系统的可持续性。
六、结论高速公路通行能力的分析与优化是一个复杂且重要的领域。
通过对通行能力的定义与计算方法的研究，可以更好地了解道路通行能力的特点。
高速公路通行能力分析与改善
高速公路通行能力分析与改善随着城市化的快速发展，交通拥堵成为现代社会的一大难题。
作为城市交通系统的重要组成部分，高速公路的通行能力对于整个交通系统的畅通至关重要。
因此，对高速公路通行能力进行分析和改善，成为交通管理者和规划者的重要任务之一。
一、高速公路通行能力分析高速公路的通行能力是指单位时间内通过高速公路的车辆数量。
通行能力的大小直接影响着车流量和交通流量的通行效率。
通行能力的分析需要考虑车辆密度、车速、车道数量等因素。
首先，车辆密度是决定通行能力的关键因素之一。
车辆密度过大会导致交通拥堵，车辆无法顺利行驶，通行能力减弱。
因此，合理控制车辆密度，采取交通管制措施，是提高高速公路通行能力的有效手段之一。
其次，车速也是影响通行能力的重要因素。
高速公路的设计速度较高，但实际运行中，由于交通管制、交通事故等原因，车速往往无法达到设计水平，导致通行能力下降。
因此，提高高速公路的运营效率，保持车速的稳定性，能够有效提高通行能力。
另外，车道数量对于高速公路通行能力的影响也不可忽视。
车道数量大大影响着车流量的承载能力。
通过增设车道、拓宽路面等措施，可以有效提高高速公路的通行能力。
此外，合理划分不同车道的用途，如设置专用超车道和货车通行道等，也能够提升高速公路的效能。
二、高速公路通行能力改善措施为了提高高速公路的通行能力，交通管理者和规划者可以采取一系列的改善措施。
首先，建设新的高速公路以增加通行能力。
根据地区的交通需求和发展规划，规划和建设新的高速公路是一种有效的手段。
新建高速公路能够分流原有的车流量，减少交通拥堵，提高通行能力。
其次，加强高速公路的维护和保养。
定期检查和维护高速公路的路面、标志和设施，确保道路的完好程度，提高公路的可驾驶性和安全性。
通过加强维护和保养，减少道路事故和施工对车流量的影响，提升通行能力。
另外，采取交通控制措施也是改善高速公路通行能力的重要手段。
在高峰时段，通过合理的交通管制和调度，调控车辆的流向和流量，减少拥堵发生，提高通行效率。
道路通行能力分析-高速公路路段通行能力分析
CHANG’AN UNIVERSITY
2014年10月15日星期
第四章 高速公路路段通行能力分析
课堂作业
1. 已知平原区某单向四车道高速公路，设计速度为120km/h，标准路 面宽度和侧向净宽，驾驶员主要为经常往迒于两地者。交通组成： 大客车35%，大货车5%，拖挂车5%，其余为小型车，高峰小时交 通量为5800 pcu/h，高峰小时系数为0.95。试分析其服务水平，问 其达到可能通行能力之前迓可以增加多少交通量？
调查地点 观测方法 数据样本 资料整理
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2014年10月15日星期
第四章 高速公路路段通行能力分析
实际运行状况通行能力分析
基础数据调查不分析 实际条件下通行能力计算 道路交通运行状况分析
3600 C0
t
表4-2 表4-3 式2-6
设计速度（km/h)
120 100 80 60
120km/h 平原微丘
2×7.5m
0.75m 2.75m 干线公路 对速度无影响 好
交通条件标准化
左侧路肩
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右侧路肩
2014年10月15日星期
第四章 高速公路路段通行能力分析
实际运行状况通行能力分析
基础数据调查不分析 实际条件下通行能力计算 道路交通运行状况分析
2014年10月15日星期
第四章 高速公路路段通行能力分析
高速公路基本路段 是指主线上丌受匝道附近车辆合流、分流
以及交织运行影响的路段部分。
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2014年10月15日星期第四章 高速公Fra bibliotek路段通行能力分析
基本路段的标准条件
高速公路基本路段通行能力分析
排队—消散流表明交通流一旦通过瓶颈，就加 速向高速公路的自由流速度恢复。排队—消散 流的交通特征是：在下游另一瓶颈的影响还未 出现时，交通流保持相对稳定。这类交通流的 流率变化范围较小：在2000辆小客车/h/ln至 2300辆小客车/h/ln之间。此时，速度由55km/h 到基本路段的自由流速，瓶颈下游的车流速度 通常比较小。视道路的平面和纵面线形条件， 排队—消散流一般可在瓶颈下游的1-2km之内 加速到自由流速度。研究表明，瓶颈处的排 队—消散流的流率比非瓶颈路段的最大流率小， 交通流率的下降值约为5%左右。
对高速公路的研究，可以进一步理解与上、下 游瓶颈影响有关的交通流特性。高速公路基本 路段上的交通流可划分为三类：不饱和交通流、 排队—消散交通流和过饱和交通流。
不饱和流表明交通流不受到上、下游交通 条件的影响。这一类型的交通流特征是： 中低交通流率时，车速为90km/h到120km/h； 交通流率大时，车速在为70km/h到100km/h。
交织区：沿一定长度的高速公路，两条或多条 车流穿过彼此的行车路线的高速公路路段。交 织路段一般由相距较近的合流区和分流区组成。
匝道与匝道—主线连接处：进口匝道和出口匝 道与高速公路的连接处。由于连接处汇集了合 流或分流的车辆，因而形成一个紊流区。
高速公路各组成部分的示意图
基本路段
基本路段
高速公路基本路段处于任何匝道或交织区的影 响区域之外。一般地说，匝道连接处或交织区 的影响范围可认为：
国内高速公路理想条件
高速公路通行能力分析与改善
高速公路通行能力分析与改善一、引言高速公路作为现代化交通网络的重要组成部分，对于促进经济发展、改善交通运输效率具有重要意义。
然而，随着城市化进程的加速以及车辆保有量的不断增加，高速公路通行能力不足的问题逐渐突显。
为了充分利用现有资源，提高高速公路通行能力，并保障交通的安全和顺畅，必须进行全面的分析与改善。
二、高速公路通行能力的定义高速公路通行能力是指在一定时间内，高速公路单向某一路段或交叉口所能容纳的最大车流量。
通行能力的提高可以通过增加车道数、改善路面状况以及优化车辆流控制等方式实现。
三、高速公路通行能力分析1. 车流量调查通过对高速公路上的车流量进行调查和分析，可以了解道路的交通负荷和拥堵情况。
具体而言，可以通过摄像头、道路压感器和电子收费系统等方法来获取车流量数据并进行分析。
2. 车辆密度计算车辆密度是指某一路段上单位长度内车辆的数量。
根据车流量和道路长度可以计算出车辆密度，进而评估道路的拥堵状况和通行能力。
高密度区域的车辆易导致交通拥堵，降低了道路通行能力。
3. 交通流模拟通过交通流模拟软件，可以模拟不同时间段的交通状况，包括车辆流动、车速和停车等。
通过模拟可以评估出高速公路的瓶颈，有针对性地进行改善。
四、高速公路通行能力改善1. 增加车道数和扩大道路容量增加高速公路的车道数和扩大道路容量是提高通行能力的有效手段。
可以通过在已有路基上新建车道或者拓宽现有车道的方式来扩大道路容量。
2. 提高路面状况保持良好的路面状况对于保障高速公路通行能力具有重要意义。
定期进行路面维修，及时修补损坏的路面，确保道路平坦，减少行车阻力，提高通行能力。
3. 优化车辆流控制合理的车辆流控制可以减少拥堵，提高高速公路的通行能力。
采取合理的限速措施、车道分配以及交通信号灯调整，可以有效地控制车辆流量，平稳道路交通。
4. 引入智能交通系统智能交通系统是一种利用先进的信息技术和通信技术，实现道路交通自动化和智能化的综合系统。
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5. 6.
确定对应的服务水平LOS 分析说明（其他影响因素）
设计通行能力分析步骤：
1.
所需资料：
①
②
③ ④
选定设计标准（各修正系数） 远景设计年限的AADT 交通组成 确定设计采用的LOS以及（V/C）i
2.
计算分析
① ②
③
确定各修正参数值 DDHV＝AADT×HTF×D 车道数 N＝DDHV/(CB × (V/C)i × fHV × fSW × fCW） 分析、取整
一、分析步骤
1.路段基本资料 （1）选定设计标准； （2）预测远景设计年限的年平均日交流量AADT； （3）定出交通特征，包括交通组成及驾驶员条件； （4）确定采用的服务水平及V/C的比值； （5）定出所有修正系数和车辆换算系数。
2.分析步骤
（1）计算单向设计小时交通量DDHV DDHV=AADT×HTF×D (4-14) （2）计算高速公路每一方向所需车道数 N 交通工程手册：N＝DDHV/(CB ×(V/C)i × fCW × fSW × fHV) 教材： N＝DDHV/(SFL×PHF)
1. 基于流量—车道占用率模型的通行能力分 析方法, 1. 以Greenshieds速度—密度线性模型为基础：
V aK b
Q KV K ( aK b ) aK
2. 3.
2
(4-18)
bK
(4-19)
再对观测数据进行模型拟合（回归分析） 进行极大值求解，得到通行能力C
2. 基于交通流统计分析模型的通行能力分析
D－方向分布系数 Directional split The directional distribution of hourly volume on a highway, expressed in percentages.
表4-5高速公路车辆折算系数
（2）.查出（计算）各修正系数，计算实际 通行能力C＝CB× fHV × fSW × fCW
4、 总而言之，所选观测点的交通流是正常流 ，其性质不应被外界所干扰（或少干扰） 。 5、 观测地点应在平坡直线路段，远离匝道和 交叉口，并不受交叉口停车、车辆加减速 、换车道的影响，所选的观测点应在图4-2 标示的区间外。
图4-2 高速公路匝道及交织区示意图
2.观测方法
单面观测法 区段观测法
第四章 高速公路路段通行能力分析
一、概述
二、实际运行状况通行能力分析
三、规划和设计阶段通行能力分析 四、计算示例
第一节
概
述
一、研究目的和意义 高速公路是在设计年限内能适应年平均昼夜 交通量25000~55000 pcu/d 的高等级公路。 高速公路一般符合下列4个条件：
1、只供汽车高速行驶； 2、设有多车道、中央分隔带，将往返交通完全隔开 ； 3、设有平面、立体交叉口； 4、全线封闭，出入口控制，只准汽车在规定的一些 立体交叉口进出公路。
车流密度： Fp－－标准车流率（pcu/h/ln 或 pcu/h） Sp－－小客车平均速度（km/h） Dp－－车流密度（pcu/km/ln）
Dp=Fp/Sp
第二节
1.调查地点选择
实际运行状况通行能力分析
一、基础数据调查与分析
高速公路基本路段的数据采集点可分为三类：
（1）理想条件的路段 。选择的主要标准是高速公 路的横断面形式和交通组成。
• 双车道公路 不考虑方向 和车道数： CD＝ CB × (V/C)i × fHV × fDIR × fCW× fFRIC
3.
分析说明（其他影响因素）
公路设计采用的水平等级
高速公路各部分均采用二级服务水平；但在不得 已的情况下，匝道－主线连接处及交织区可降低 要求采用三级服务水平； 多车道公路路段在平原微丘地形采用二级服务水 平，在重丘山岭地形采用三级服务水平；
fHV
fSW
fCW
（3）. 确定区间速度、运行时间和服务水平 等级LOS （4）. 分析当地不同于理想的条件因素，调 整和分析说明。
三、路段交通运行状况分析
主要是评价已有高速公路在特定的道路、交通 条件下的通行能力和交通运行状况。
1.交通流饱和度的确定 不同方向 单车道 的流量Q, 与通行能力C比值： Q/C
1.基本路段的标准条件 设计速度 地形 路面宽度 左侧路缘带宽度 右侧路肩宽度 行政等级 平整度 交通秩序和交通管理
120km/h 平原微丘 2×7.5m 0.75m 2.75 干线公路 对速度无影响 好
2.标准化交通条件（理想条件）
通常以车头时距作为基础来计算流量的：
3.数据样本要求
需要观测的车速样本量由式（2-1）估算：
c n E
2
σ —计算观测车速样本数量标准差，两车道 8.5 km/h，四车道取 6.8 km/h, 六车道取5.2 km/h; （双方向） E—计算车速允许误差，取决于平均车速的精度要 求，一般为1.5~2km/h。 c－满足期望置信水平对应的常数，表4-3
通行能力分析的作用：
确定新建或扩建交通设施的车道宽和车道数， 评价交通设施改建后的运行特性和服务水平， 确定需要改造的交通设施和道路。
二、高速公路基本路段
高速公路分为基本路段、交织区和匝道（包括 匝道连接点）三个部分，其中高速公路基本路段 是指不受匝道附近的合流、分流以及交织流影响 的高速公路路段，是高速公路系统的重要组成部 分。
划分高速公路路段 将高速公路沿其长度方向划分为具有相似特征的 若干路段，然后分别对每个路段进行通行能力分 析。 每个分析路段的交通运行状况都不能受立交出入 的影响，且整个分析路段的交通特征和车行道特 征都必须是一致的。
记录和整理道路的几何特征参数
平原地形，
总的地形类别
丘陵地形，
山岭地形，
式中： C-------实际条件下的通行能力（pcu/h）; CB ------基本通行能力（pcu/h）; fCW ------行车道宽度修正系数； fSW ---侧向净空修正系数。 fHV ---交通组成修正系数。
3.影响高速公路CB的因素及其修正系数
（1）行车道宽度对通行能力的修正系数 当车道宽度达到某一数值时其通过量能达到理论上 的最大值，当车道宽度小于该值时，则通行能力降 低。 P51 表4-4 高速公路行车道宽度 修正系数
说明：考虑特定上坡路段的设计小时交通量超过 其路段设计通行能力时，需考虑设置爬坡车道。 还要进行运行分析一边对服务水平作出比较。
（3）预测特定条件下路段的通行能力 C= CB× fCW × fSW × fHV 主要是确定特定条件下的修正系数 （4）评价交通运行状况
二、确定路段基本通行能力的分析方法
2.实际运行速度的确定
选择曲线－>交通流量Q－> 实际运行速度
3.路段服务水平 衡量高速公路服务水平的主要指标:
车流密度、平均运行速度、交通流状态（V/C 比）和最大服务流MSV.
120 km/h 100 km/h 80 km/h 60 km/h
第三节
规划和设计阶段通行能力分析
目的是确定公路设施的几何线形，在设计、规划 阶段，计算在特定的运行状况条件下，承担给定 交通量所需要的公路设施几何参数，如车道数、 行车道宽度等，并预测其它一些设计要素（如预 留中央分隔带、调整路肩宽度、设置爬坡车道） 对通行能力和运行特性的影响。 资料仅有规划年的年平均日交通量（AADT）。
HTF－小时交通系数，即设计小时交通量与年平 均日交通量之比值（默认为0.09） Design-hour factor (K-factor) The proportion of the 24-h volume that occurs during the design hour.（HCM）
根据表4-1 平曲线半径和纵坡坡度（％）来确定 路段所属的地形类别。
确定设计小时交通量和车辆折算系数 DDHV=AADT×HTF×D
DDHV－单向设计小时交通量（pcu/h） Directional design-hour volume The traffic volume for the design hour in the peak direction of flow, in vehicles per hour.
AADT－分析年份的平均日交通量（pcu/h） Annual average daily traffic The total volume of traffic passing a point or segment of a highway facility in both directions for one year divided by the number of days in the year.
VS 1 1 N
N
i 1
1 Vi
VS —区间平均速（km/h）
统计流量信息：统计各时间段内各车型的数量 、平均速度、平均密度，用于计算宏观车辆系 数和建立交通流统计分析模型。 统计车头时距：从0~200km/h将车辆速度按 5km/h的步长划分为40个区间段，统计各速度 区间内各车型的车头时距均值，用于车辆折算 系数。
（2）侧向净空
影响包括左侧路缘带宽度和右侧路肩宽度的影响 ，当两者宽度小于某一数值时会使驾驶员感到不 安全，从而降速、偏离车道线、使旁侧车道利用 率降低 P51 表4-5 侧向净空的 修正系数
（3）交通组成对通行能力的修正系数