★第五章 道路通行能力分析

我似乎明白了什么……
交通系统中的设施是否存在类似的情况？ 能力、表现、外界条件……
高速公路
普通公路
匝道
快速路
城市主干道
交叉口








以上列举这些人、设备、设施，它们都具备一定的 功能，如果从提供服务的角度来看，它们是否都一 定程度的服务能力、承受能力？ 这种服务和承受能力是否受到了外界环境、运行条 件、自身条件的制约？ 这些服务和承受能力是否可以量化表示，如果可以， 那么是否都有理想的值，特定情境下的值？ 这些服务和承受能力是否可以按数值大小分为多种 级别，每种级别都有一定的区间阈值？ “需求”和“承受”是否存在一个杠杆效应？ 如果“需求”超过了它们的“承受能力”，它们即 将Hold不住，会产生哪些危害？ 这种服务和承受能力的分析对于它们本身运行和总 体管理都可以发挥哪些作用？ 这种服务和承受能力的分析在道路交通服务设施的 分析中是怎样体现的，量化和掌握服务能力对于认 识、设计、建设、运营、管理、控制交通设施具有 哪些功用？
基本通行能力中的理想条件
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。 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
【例】标准辆数 2,000 pcu/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
通行能力是指在所分析的道路、设施等状况下的 通过能力,如条件有任何变化都会引起通行能力的变化。 总之,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。 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。
较较真儿★
V/C 能够大于等于1？ 为什么很多地方都出现V/C大于1？ 都有哪些“V/C”？
Q/C负荷度、饱和度、拥挤度……
道路通行能力与服务水平
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 服务车辆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。 严格地说,没有无通行能力的服务水平,也没 有无服务水平的通行能力,两者是不能分开的。
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
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。
学习要点
分析对象：
(1)高速公路（控制进入）的基本路段；
§5-2 道路路段通行能力
5-2-1 基本通行能力
基本通行能力：道路与交通处于理想条件下，每一条车道 （或道路）在单位时间内能够通过的最大交通量。
理想道路条件：车道宽度不小于3.75米，侧向余宽不小于 1.75米，纵坡平缓并有足够的行车视距、良好的平面线 形和路面状况。 理想交通条件：车流组成为单一的标准型汽车，在一条车道 上，比相同的速度连续行驶，车辆之间均保持与车速相 适应的最小安全车头间隔，且流向分配均衡，无任何方 向干扰。
一级自由流或较为自由；二级处于稳定流中间范围，自由受到限制；三级 处于稳定流的下限，接近饱和流；四级处于不稳定的强制流状态。
A 级
B 级
C 级
D 级
E 级
F 级
我国分为四级：一级、二级、三级、四级。
LOS I
LOS II
LOS III
LOS IV
速 度
A
B
C
D
E
自由流
稳
定
流 不稳定流
F
强制流
0
第五章
道路通行能力分析
交 通+ 量







交通管制措施制定的基本依据是 什么？ 首都为什么成为首堵？ 为什么节假日高速公路收费站会 排长队？ 双四、双六、双八高速一昼夜最 多能通过多少交通量？ 西安城市道路网到底能容纳多少 辆车同时运行？ 早晚高峰时段，路段拥堵的产生 根源、形成消散过程怎样量化？ 2030年宁波市公路网能否适应经 济发展主要取决那些关键因素？
(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 A级 自由流；B级 低密稳定流；C级 中密稳定流；D级 高密稳定流；E级 接近饱和状态；F级 过饱和状态。
(中国)四级服务水平
一级——二级——三级——四级
A B
C
D
E F
(7) 无信号控制的平面交叉；
(8) 信号控制的平面交叉； (9) 市区及近郊干线道路。
服务水平
服务水平(Level of Service)
道路使用者根据交通状态，从速度、舒适、方便、经济和安全等方面得 到的服务程度，即在某种交通条件下所提供运行服务的服务质量。美国 HCM 【道路通行能力手册】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。
§5-1 道路通行能力与服务水平
道路的通行能力
什么是通行能力（traffic capacity）？
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
标准车辆
车辆数量的表现
交通量1×换算系数2＋交通量2×换算系数2＋ ……
→
→ 换算成小汽车数（pcu：passenger car unit）
章节安排
5.1 概述
5.2 道路路段通行能力
为什么会发生交通阻塞？
通行能力 ＞ 交通需求 通行能力 ＜ 交通需求 无交通拥挤 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
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
通行能力主要用于：
道路设计 确定车道数、服务水平评估、发现瓶颈路段
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 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
同时,由于这两项指标比较易于观测,而且车速和服务交通量也
同其它因素有关,所以取此二者作为评价服务水平的主要指标是 有一定根据的。
从道路本身使用效益来说，反映道路服务水平的V/C并 不是越低越好。V/C值低，道路的服务水平固然很高，但道路 的使用效率却很低，不利于实现道路建设所期待的社会效益。 V/C值高，道路的使用效率虽然很高，但道路的服务水平却很 低，最终也难以实现较好的社会效益。因此，综合考虑起来， 交通设施的V/C在0.6一0.8之间一般会取得较好的效益。
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。如行车速度及V/C(最 大服务交通量与基本通行能力之比),作为路段评定服务等级的 主要影响因素。
对于城市道路来说，衡量交通服务水平的最主要指标为路段的
饱和度V/C，其次是车速(路段车速)或延误。V/C增大，则车速 降低，延误增加;V/C减小，则车速增加，延误降低；所以V/C是 关键指标。为方便研究，可采用V/C作为城市道路的服务水平划 分依据。
服务水平的划分指标
行车速度和运行时间;
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;
行车的安全性(事故率和经济损失等); 行车的舒适性和乘客满意的程度; 最大密度,每车道每公里范围内车辆的最大密度;
经济性(行驶费用)
服务水平的划分指标


(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《Highway Capacity Manual》（简称HCM）中， 最新版本为HCM 2000 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 (Highway Capacity Software)，瑞典公路局的 CAPCAL 上世纪八十年代后期，东南大学、同 济大学、长安大学、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
t0 l反 l0 计算的最大交通量为:
N最大 3600 3600 1000V V 1000 t0 l0 l0 / ( )
3600
t0 l制 l0
(辆 / h)
l安 l车
行驶车辆之间的最小安全间距为：
可能通行能力
possible capacity
Байду номын сангаас
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
design capacity
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）
④ 环境条件 指横向干扰程度以及交通秩序等。 基本参照通行能力 通行能力计算时需要有一种具体公路均能与之对比的基本参照 通行能力
道路通行能力的分类
基本通行能力 basic capacity
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)
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
通行能力与交通量联系与区别
道路通行能力是道路的一种性能，是度量道 路疏导车辆能力的指标。 通行能力与交通量都是指单位时间内通过道 路断面的交通实体数量，表示的单位和方法相同， 但二者之间有着本质区别。 交通量是指单位时间内，道路上实际通过的 交通实体的观测值，其数值具有动态性与随机性； 通行能力是指在已知的道路设施和规定的运行质 量条件下，单位时间内所能适应的最大交通量， 其数值具有相对稳定性。在正常运行状况下，道 路的交通量均小于通行能力。
流量
服务交通量
服务交通量 不同服务水平下要求通过的交通量。服务水平高,服务交通量小, 反之亦然。
最大服务交通量 定义1 在通常的道路条件、交通条件和管制条件及规定的服务 水平下，道路的某一段面或均匀路段在单位时间内所能通过的最 大小时交通量。 定义2 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。 V/C比★ 定义3 理想条件下，最大服务交通量与基本通行能力之比。
三者间的关系
设计通行能力
指定服务水平
可能通行能力
各种修正系数
基本通行能力
需分别进行通行能力和服务水平分析的道路组成部分 (1) 高速公路（控制进入）的基本路段； (2) 不控制进入的多车道公路路段； (3) 不控制进入的双车道公路路段；
(4) 混合交通双车道公路路段；
(5) 匝道，包括匝道－主线连接部分； (6) 交织区；
计算通行能力的条件
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