05道路通行能力分析(新)69237研究报告
Chap05 道路通行能力
Highway Capacity
交通运输学院 王正武
00六年三月二十九日 二00六年三月二十九日
1概述
1.1研究的意义 1.1研究的意义
公路通行能力研究 交通流特性研究 可行性研究 交通构成 车速分布 三参数关系 换算系数 公路勘察设计 公路网规划
通行能力研究 基本路段 交叉路口
工程项目后评估
3.2.4匝道通行能力 3.2.4匝道通行能力
同路段的方法
3高速公路通行能力
3.2.5匝道服务水平 3.2.5匝道服务水平
一级服务水平：车流密度很小，车辆自由行驶，不存 在 一级服务水平：车流密度很小，车辆自由行驶， 相互干扰，车流状态为自由畅通， 相互干扰，车流状态为自由畅通，车辆以近于自由流速的速 度行驶； 度行驶； 二级服务水平：交通流中出现车队，车辆之间出现干扰， 二级服务水平：交通流中出现车队，车辆之间出现干扰， 由于头车原因出现少量排队现象，但排队率还很小， 由于头车原因出现少量排队现象，但排队率还很小，车辆行 驶速度仍很快； 驶速度仍很快； 三级服务水平：车流已经出现不稳定现象， 三级服务水平：车流已经出现不稳定现象，车队长度增 已接近匝道通行能力，车队中加减速频繁， 加，已接近匝道通行能力，车队中加减速频繁，车流状态为 连续不断，车辆行驶速度明显下降； 连续不断，车辆行驶速度明显下降； 四级服务水平：交通流非常不稳定，常常出现停车现象， 四级服务水平：交通流非常不稳定，常常出现停车现象， 非常小的流量变化将严重影响整个匝道的运行质量， 非常小的流量变化将严重影响整个匝道的运行质量，相互间 车头时距处于连续流的临界值，车流状态为饱和。 车头时距处于连续流的临界值，车流状态为饱和。
区间观测法
观 点A 测
观 点B 测
5道路通行能力分析资料
<
可能通行能力
在一定的时段，在具体的道路、交通、控制和环
境条件下，一条车道或一均匀段或一交叉点，合 情合理地期望能通过人或车辆的最大小时流率。
设计通行能力
实用通行能力
在一定的时段，在具体的道路、交通、控制和环
境条件下，一条车道或一均匀段或一交叉点，对 应服务水平的通行能力。
2019年11月16日3时39分
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四级服务水平：
交通需求继续增大，行驶车辆受别的车辆或行人的干扰更加严重，交 通流处于不稳定流状态，靠近下限时每小时可通行的交通量达到最大 值，驾驶者已无自由选择速度的余地，交通流变成强制状态，所有车 辆都以通行能力对应的但相对均匀的速度行驶。一旦上游交通需求和 来车强度稍有增加或交通流出现小的扰动，车流就会出现走走停停的 状态，此时能通过的交通量很不稳定，其变化范围从基本通行能力到 零时，常发生交通阻塞。
② 交通条件:车流中的车辆组成、车道分布、方向 分布
③ 管制条件:交通法规、控制方式、管理措施
④ 环境条件:街道化程度、商业化程度、横向干扰、 非交通占道
⑤ 气候条件:风、雨、雪、雾等恶劣天气
⑥ 规定运行条件:计算通行能力的限制条件
2019年11月16日3时39分
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需分别进行通行能力和服务水平分析的公路组成部分
信号交叉口 无信号交叉口 环型交叉口 立体交叉口
公路通行能力
高速公路基本路段通行能力 高速公路交织区段通行能力 高速公路互通了立体交叉匝道的通行能力 双车道公路路段通行能力 多车道公路路段通行能力
2019年11月16日3时39分
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5、影响因素
道路通行能力分析
道路通行能力分析!第二章1双车道公路具有哪些交通特性？（1）驾驶员交通特性：反应时间，判断能力，驾驶倾向性与稳定性；（2）车辆交通特性：一般车辆运行特性（自由行驶、跟驰、超车、停止超车），慢车运行特性（慢车动力性能、慢车运行特征）；（3）道路交通特性：道路宽度，道路线形，视距（停车、会车、超车）。
2计算双车道公路路段通行能力时需要考虑哪些因素的影响？是分别予以说明。
需要考虑①基本通行能力②行车道宽度对通信能力的修正系数③方向分布对通行能力的修正系数④路侧干扰对通行能力的修正系数⑤交通组成对通行能力的修正系数3简述自由流速度概念，并分析其影响因素。
自由流速度是指公路上不受其他车辆干扰，根据驾驶员主观意愿自由选择的行驶速度。
影响因素：（1）路面宽度（2）地形条件（3）路侧干扰（4）街道化程度第三章1多车道公路路段的特点是什么？多车道公路车辆经常有外侧车道驶入内侧车道或者有内侧通过外侧车道驶出，这种车道转移常常影响正常行驶的车辆，外侧车道受干扰最大。
但是，多车道公路车辆超车时不影响对向车流的运行，车辆运行只受同方向车流的影响，故处于不同位置的行车道所受干扰不同，受影响的程度也不同。
2对比分析双车道公路和多车道公路通行能力影响因素。
二者有何差异，原因是什么？双车道公路的通行能力结合行车道宽度、方向分布、路侧干扰及交通组成对通行能力的修正可以得到。
但对于多车道，一级公路受路侧干扰影响较大。
其中交叉口影响最大，路侧行人与自行车等非机动车影响较小。
所以多车道通行能力结合基本通行能力、受限车道宽度和侧向净空影响修正系数、交通组成影响修正系数、路侧干扰影响修正系数及驾驶员总体特征影响修正系数可以得到。
第四章1如何选择高速公路服务水平的衡量指标？选定衡量指标后，如何确定高速公路的服务水平？选择衡量服务水平的主要指标需根据不同形式公路车辆运行规律的差异采取不同的指标。
对于高速公路，其交通流是非间断流，从其速度—流量曲线上看速度在自由流范围内是直线，说明仅仅用速度作为衡量其服务水平指标是不够的，还需考虑车辆间相互靠近的程度，即车头间距的大小，只有当车头间距达到一定程度后才不会影响驾驶员自由选择车速。
[课件]第五章 道路通行能力分析PPT
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2018/12/2 交通工程
三者间的关系
设计通行能力
指定服务水平 下的V/C比
第五章 道路通行能力分 析
§5-1 道路通行能力和服务水平
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
5-1-1 道路通行能力(道路容量）
1. 基本概念 在一定的时间段内和在通常的道路、交通、管制 条件下，能合理的期望人和车辆通过道路某一断面 或地点的最大交通体数量。
2018/12/2 交通工程
5. 影响因素
① 道路条件 : 车道宽度、车道数、侧向净空、 附加车道、几何线形、视距、坡度和设计车 速 ② 交通条件 : 车流中的车辆组成、车道分布、 方向分布 ③ 管制条件:交通法规、控制方式、管理措施
④ 环境条件 : 街道化程度、商业化程度、横向 干扰、非交通占道 ⑤ 气候条件:风、雨、雪、雾等恶劣天气 ⑥ 规定运行条件:计算通行能力的限制条件
2018/12/2 交通工程
各类公路设施评价服务水平的主要参数
公路设施类型
高速公路和一级公路的路段 互通式立体交叉的匝道及其交织区
评价服务水平的主要参数
密度（pcu/(km· ln)）和V/C 密度和交通量（pcu/(h· ln)）
80km/h、60km/h的二级公路路段 延误率（%）和平均速度（km/h）
40km/h的三级公路路段 (含40km/h的山区二级公路路段)
平面交叉（无信号控制） 收费站
公路交通量与通行能力研究分析
公路交通量与通行能力研究分析公路交通量与通行能力是交通规划和道路设计的关键参数之一、正确评估和分析公路交通量与通行能力可以为道路规划和设计提供科学依据，保障公路交通系统的安全和高效运行。
下面将从交通量的影响因素、通行能力的定义和评估方法以及公路交通量与通行能力的研究分析等方面展开讨论。
首先，交通量的影响因素主要有交通交换点的数量和分布、道路的线形和横断面形式、交通流组成和特征等。
交通交换点的数量和分布直接影响交通流的聚散程度，密集的交通交换点容易引发高交通流量；道路的线形和横断面形式则影响交通流的流动性和通行能力，如曲线和坡度会增加交通流的阻抗，降低通行能力；交通流的组成和特征则与道路的功能有关，不同车型的交通流对通行能力的影响不同。
其次，通行能力是指道路在单位时间内能够容纳的最大交通量，是公路性能的重要指标之一、通行能力的评价方法可以分为经验法和分析法。
经验法主要是根据历史数据和经验公式得出通行能力的估计值，如高速公路通行能力的公式通常是基于车道数和行驶速度的函数关系；分析法则是通过模型模拟和仿真等手段进行，如微观仿真模型和宏观交通流模型等。
分析法通常能够考虑更多的因素和细节，得到更准确的通行能力评估结果，但需要更多的数据和计算资源。
最后，公路交通量与通行能力的研究分析是为了找出公路系统中瓶颈和瓶颈解决方案，以提高公路交通系统的效率和安全性。
在研究分析过程中，可以通过观测法和调查法获取实际交通量数据，并结合调查问卷、交通流量记录器等工具获取交通流的特征和组成信息；使用经验法和分析法评估交通流的通行能力，并分析影响通行能力的因素；通过调整交通组织、改善交通设施等措施来提高公路的通行能力。
综上所述，公路交通量与通行能力的研究分析是为了保障公路交通系统的安全和高效运行，需要通过评估交通量、定义通行能力和采用适当的评估方法，找出影响公路通行能力的因素并提出改进措施，以提高公路交通系统的运行效率和安全性。
道路的通行能力研究
施工作业对城市道路通行能力的影响分析在道路上设置施工作业区往往要封闭部分车道,减小了道路通行空间,导致车辆速度降低,容易引起拥挤和延误,这将降低道路通行能力。
影响施工作业区通行能力的因素包括:(1)封闭和开放的车道数目;(2)封闭车道的位置;(3)大车率;(4)离封闭车道的侧向距离;(5)作业区长度;(6)坡度;(7)作业强度;(8)驾驶人员类型;(9)工作持续时间;(10)天气情况等。
对施工作业区通行能力进行研究将是提高作业区交通效率和安全的基础。
1施工区车辆运行特性分析(1)汇入车辆造成施工区交通流的重分布(2)非施工车道上车辆优先行(3)施工车道合流的强制性2 施工作业对路段通行能力的影响分析2.1 封闭部分车道对通行能力的影响2.1.1 单向两车道作业区2.1.2 单向三车道作业区(1)单向三车道封闭一车道施工作业①封闭最外侧车道施工②封闭中间车道施工③封闭最内侧车道施工(2)单向三车道封闭二车道施工作业①封闭外侧二车道施工②封闭内侧二车道施工2.1. 3 单向四车道作业区(1)单向四车道封闭一车道施工作业(2)单向四车道封闭二车道施工作业(3)单向四车道封闭三车道施工作业综上可知,封闭的车道数越多,作业区通行能力折减得越多,封闭单位车道对通行能力的折减百分比约为3%。
同时可以看到,离封闭车道越远的车道,其通行能力值越大,在单向四车道封闭1车道施工作业的情况中,最内侧的车道通行能力基本上不受作业区的影响,说明离封闭车道的侧向距离也是影响作业区通行能力的一个重要因素。
按单位车道计算,与封闭车道的距离每增加一个车道数,其通行能力将增加3%左右。
2.2 大型车比例对通行能力的影响大型车在道路上要占用更多的空间,其加减速比小汽车要慢,因而交通流中大型车的比例不可避免的将对道路通行能力产生影响。
根据试验结果,当到达流量没有达到作业区通行能力时,大型车比例对作业区的通行能力基本没有影响,当到达流量达到作业区基本通行能力时,车流中大型车比例越大对通行能力的折减越大。
5第五章道路通行能力分析
由于时间单位愈大，交通不均匀性亦愈大，就愈不能很好反应交通量与运行质量之间 的关系。因此，通常是以小时为单位来计算通行能力和设计交通量。我国现阶段仍用小 时交通量而不用交通流率。
3. 理想条件
(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划。 (4) 环境条件：指横向干扰程度以及交通秩序等。
3. 最大服务交通量
每一服务水平有其服务质量的范围。
4. 公路设计采用的服务水平等级
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。
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。
不控制进入的汽车双车道公路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。
1.基本概念：
不论服务水平如何，1h所能通过的最大车辆数（标准车或实际车） 。
设计通行能力：指一设计中的公路的一组成部分在预测的道路、交通、控制及环境条件
下，该组成部分一条车道或一车行道对上述诸条件有代表性的均匀段上或一横断面上，
在所选用的设计服务水平下，1h所能通过的最大车辆数（标准车或实际车）。
4
通行能力概述
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公路服务水平概述
C级：交通量大于服务水平B，交通处在稳定流范围的中间部分，但车辆间的相互影响 变得大起来，选择速度受到其他车辆的影响，驾驶时需相当留心部分其他车辆，舒适和 便利程度有明显下降。 D级：交通量又增大，交通处在稳定交通流范围的较差部分。速度和驾驶自由度受到严 格约束，舒适和便利程度低下。当接近这一服务水平下限时，交通量有少量增加就会在 运行方面出现问题。 E级：此服务水平的交通常处于不稳定流范围，接近或达到水平最大交通量时，交通量 有小的增加，或交通流内部有小的扰动就将产生大的运行问题，甚至发生交通中断。此 水平内所有车速降到一个低的但相对均匀的值，驾驶自由度极低，舒适和便利程度也非 常低，驾驶员受到的挫折通常是大的。此服务水平下限时的最大交通量即为基本通行能 力（理想条件下）或可能通行能力（具体公路）。 F级：交通处于强制状态，车辆经常排成队，跟着前面的车辆停停走走，极不稳定。在 此服务水平中，交通量与速度同时由大变小，直到零为止，而交通密度则随交通量的减 少而增大。
第五章道路通行能力分析.
各类公路设施评价服务水平的主要参数
公路设施类型
高速公路和一级公路的路段 互通式立体交叉的匝道及其交织区
评价服务水平的主要参数
密度（pcu/(km· ln)）和V/C 密度和交通量（pcu/(h· ln)）
80km/h、60km/h的二级公路路段 延误率（%）和平均速度（km/h）
美国道路设施服务水平标准
服务 水平 双车道公路（平原地形） 时间延误率 (%) 平均行驶速度 (km/h) 市区干线道路 平均行驶速度 (km/h) 信号交叉口 每辆车停车延误(s)
3. 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
2018/10/18 交通工程
4. 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
2018/10/18 交通工程
5. 影响因素
① 道路条件 : 车道宽度、车道数、侧向净空、 附加车道、几何线形、视距、坡度和设计车 速 ② 交通条件 : 车流中的车辆组成、车道分布、 方向分布 ③ 管制条件:交通法规、控制方式、管理措施
④ 环境条件 : 街道化程度、商业化程度、横向 干扰、非交通占道 ⑤ 气候条件:风、雨、雪、雾等恶劣天气 ⑥ 规定运行条件:计算通行能力的限制条件
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ln ——车道数
2020/5/11
交通工程
3. 服务水平分级
美国分为六级：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。
美国道路设施服务水平标准
服务 水平
双车道公路（平原地形）
时间延误率 (%)
平均行驶速度 (km/h)
市区干线道路
平均行驶速度 (km/h)
③设计通行能力：其含义是设计某一公路设施时，根据对交 通运行质量的要求，即在一定服务水平要求下，公路设施所能 通行的最大小时交通量。因此，设计通行能力与选取的服务水 平级别有关。→ 是道路规划、设计的依据（实用通行能力）
2020/5/11
交通工程
三者间的关系
2020/5/11
设计通行能力 可能通行能力 基本通行能力
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
2020/5/11
交通工程
5. 影响因素
① 道路条件:车道宽度、车道数、侧向净空、 附加车道、几何线形、视距、坡度和设计车 速
评价指标: ①行车速度和运行时间; ②车辆行驶时的自由 程度; ③交通受阻或干扰的程度,以及行车延误和每公里停车 次数等; ④行车安全性; ⑤行车的舒适性和乘客满意的程度; ⑥经济性。
2020/5/11
交通工程
各类公路设施评价服务水平的主要参数
公路设施类型
评价服务水平的主要参数
高速公路和一级公路的路段 互通式立体交叉的匝道及其交织区
② 交通条件:车流中的车辆组成、车道分布、 方向分布
③ 管制条件:交通法规、控制方式、管理措施
④ 环境条件:街道化程度、商业化程度、横向 干扰、非交通占道
⑤ 气候条件:风、雨、雪、雾等恶劣天气
⑥ 规定运行条件:计算通行能力的限制条件
2020/5/11
交通工程
通行能力的分类
级根①服据基务道体本水路的通平设不行时施同能所和力能交：通通其行含的机义最动是大车“小道理时通力想交行、条通能人件量力行”，、道下非通即机行，理动能公论车力路上道设所通施能行在通能四行 的最大小时交通量。→ 通常以高速公路上观测到的最大交通 量根②为据基实车特准际辆征(通运理不行行想同能状、力态理：的论其通含路和行义段匝能是通道力根行连) 据能接该力点设、通施交行能具叉能力体口力通、的行交公能织路力路几、段何匝通构道行造、 交交路根和上通通据使的条条通用最件件行要大以等能求交及进力的通交行的不量通相性同（管应质可理修能水基正通平本后行，通的能对行行小力基能能时）本力力交通、（通行实设量能际计。力通通→行行按是能能实现力力际实、）公实条路用件条通件道、
信号交叉口 每辆车停车延误(s)
A
≤30
≥93
≥56
≤5.0
B
≤45
≥88
≥45
5.1~15.0
C
≤60
≥83
≥35
15.1~25.0
D
≤75
≥80
≥27
25.1~40.0
E
>75
≥72
≥21
40.1~60.0
F
100
<72
<21
>60.0
2020/5/11
交通工程
美国道路设施服务水平标准
LOS A
5-1-1 道路通行能力(道路容量）
1. 基本概念 在一定的时间段内和在通常的道路、交通、管制
条件下，能合理的期望人和车辆通过道路某一断面 或地点的最大交通体数量。
2020/5/11
交通工程
4. 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
LOS B
LOS D 2020/5/11
LOS E 交通工程
LOS C LOS F
速A 度
自由流
BC
D
E
稳定流
F
不稳定流
0
2020/5/11
强制流
交通工程
流量
我国分为四级：一级、二级、三级、四级。
LOS I
2020/5/11
LOS II交I 通工程
LOS II LOS IV
交通工程 (Traffic Engineering )
授课人：王智超 土木工程与力学学院
第五章
道路通行能力分析
2020/5/11
交通工----------------------------------------------§ 5-1 道路通行能力和服务水平
§ 5-2 道路路段通行能力
§ 5-3 交织区与匝道的通行能力
§ 5-4 平面交叉口的通行能力 ----------------------------------------------------------
2020/5/11
交通工程
§5-1 道路通行能力和服务水平
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
交通工程
指定服务水平 下的V/C比
各种修正系数
需分别进行通行能力和服务水平分析的公路组成部分
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； 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。
密度（pcu/(km·ln)）和V/C 密度和交通量（pcu/(h·ln)）
80km/h、60km/h的二级公路路段 延误率（%）和平均速度（km/h）
40km/h的三级公路路段 (含40km/h的山区二级公路路段)
延误率（%）
平面交叉（无信号控制） 收费站
延误（s） 延误（s）和车辆排队数（辆）
pcu——当量小汽车（passenger car unit）
2020/5/11
交通工程
5-1-2 道路服务水平
1. 基本概念
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。
2. 服务流率与评价指标
服务流率: 在通常的道路条件、交通条件和管制条件下， 在给定时间周期内保持规定的服务水平，合理地期望人或车 辆通过一条车道或道路的一点或均匀断面，所能达到的最大 小时流量。