高速公路基本路段通行能力分析
《高速公路规划与设计》讲义第九章道路通行能力
第一节 概述 第二节 高速公路通行能力 第三节 双车道公路路段通行能力 第四节 城市道路路段通行能力 第五节 道路平面交叉口通行能力 第六节 公共交通通行能力
第一节 概述
道路通行能力：也称道路容量，指道路的某 一断面在单位时间内所能通过的最大车辆数。
道路通行能力分析的主要目的：确定在不同 运行质量情况下1h所能通行的最大交通量， 即在指定的交通运行质量条件下所能疏导交 通的能力。
C 3600 ht
C 1000v hs
• 《城市道路设计规范》建议的值，表9-25.
二、路段设计通行能力
• （一）通行能力计算式 CD C n
பைடு நூலகம்
• 式中：CD— 设计通行能力，pcu/h；
•
C — 理想通行能力，pcu/h ；
•
— 自行车影响修正系数；
•
— 车道宽影响修正系数；
•
— 交叉口影响修正系数。
•
n — 车道数修正系数。
（二）影响因素
• 1.自行车影响折减系数的确定
• 分三种情况考虑
–有分隔带或隔离墩：几乎没有影响，可不考虑，折 减系数取1；
–无分隔带或隔离墩，但自行车道负荷不饱和：有影 响，但自行车基本在非机动车道上行驶，对机动车 影响不大，取0.8；
–无分隔带或隔离墩，且自行车道负荷超饱和：自行 车侵占机动车道而影响机动车正常运行。
辆让主要道路上的车辆先行，寻找机会，穿
越主要道路上车流的空挡通过路口。
（二）通行能力计算方法
• 主要介绍两向停车方式下，次要道路的通行 能力计算。
确定交织区运行状态 计算交织区效率指标 确定交织区服务水平
交织区服务水平分析流程图
中文版HCM公路通行能力手册 第3章-高速公路基本路段附录
通过内插法，得到二级服务水平对应的最大服务交通量 MSF 结果分析 设计路段所需车道数 N = MSFd / MSF
高速公路基本路段计算表
120.00 100.00
速度（km/h）
80.00 60.00 40.00 20.00 0.00 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 一级 二级 三级 四级
1 1 + ∑ pi (Ei − 1)
最大服务交通量 MSFd = SF /( f HV × f p ) 速度输入和修正 理想条件下的设计速度 V0 车道宽度 左侧路缘带 单向车道数 N 右侧路肩 车道数修正系数 ∆V N
车道宽度和侧向净空修正系数 ∆V w 实际条件下的设计速度
VR = V0 + ∆Vw + ∆V N
一般信息 分析人员 单位部门 日期 分析时间 流量输入和修正 观测单方向小时流率 Q 15 分钟高峰小时流率 SF = Q / PHF15 交通组成百分比：小型车 车辆折算系数： 小型车 交通组成修正系数 f HV = 中型车 中型车
地点信息 道路名/方向 观测点的位置 范围 年份
高峰小时系数 PHF15 驾驶员总体特性修正系数 f p 大型车 大型车 拖挂车 拖挂车
通行能力分析： 设计和规划分析
流量（pcu/h/车道）
一般信息 分析人员 单位部门 日期 分析时间 流量输入和修正
地点信息 道路名/方向 观测点的位置 范围 年份
设计年限 AADT 预测值 设计小时交通量系数 K 方向不均匀系数 D 预测的单方项涉及小时交通量 DDHV = AADT × K × D 15 分钟高峰小时流率 SF = DDHV / PHF15 交通组成百分比：小型车 车辆折算系数： 小型车 交通组成修正系数 f HV = 中型车 中型车 驾驶员总体特性修正系数 f p 大型车 大型车 拖挂车 拖挂车
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
道路通行能力分析—基本通行能力、实际通行能力、设计通行能力
通行能力的修正系数：
（1）道路条件的修正系数：包括车道的宽度修正、侧向净空修正、纵坡度 修正系数、视距不足以及沿途条件修正系数。
纵坡度修正系数：
f HV
1
1 P（T E T－1）
P（R E R－1）
式中：PT、PR——货车、公共汽车、旅游汽车所占百分比。 ET、ER——货车、公共汽车、旅游汽车换算为小客车的当量值。
基本通行能力
3.设计（规划）通行能力
设计通行能力也称规划通行能力，是指道路根据使用要求的不同，在 不同设计服务水平条件下所具有的能力，也就是要求道路所承担的最 大服务交通量，通常作为道路规划和设计的依据。
知识点2：道路路段通行能力
01 基本通行能力 02 实际通行能力 03 设计通行能力
道路路段通行能力
基本通行能力
1.基本通行能力
道路和交通处于理想情况下，每一条车道在单位时间内能够通过 的最大交通量。
(1）道路条件
(2）交通条件
车道宽度大于3.75m， 路旁的侧向余宽大于 1.75m。纵坡平缓，并 有开阔的视野、良好的 平面线性和路面状况。
单一的标准汽车、运行 的速度一致、相互干扰 小。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
基本通行能力
2.实际通行能力 在实际的道路和交通条件下，单位时间内通过道路上某一点的最大可能交通量。
分析过程：
1）确定基本通行能力：C值。 2）确定通行能力的修正系数：根据地形、道路和交通状况。 3）确定实际通行能力：基本通行能力C乘以修正系数。
实际通行能力
实际通行能力
通行能力的修正系数：
（2）交通条件的修正系数：主要是由于车辆组成的影响，特别是混合 交通情况下，车辆类型众多、大小不一、占用道路面积不同、性能不 同、速度不同，相互干扰大，会严重影响道路的通行能力。
基本通行能力、设计通行能力、服务交通量、服务水平、预测年平均日交通量
通行能力、交通量与服务水平等的概念及相互间的关系——以高速公路为例1、基本通行能力基本通行能力即道路和交通都处于理想条件下，由技术性能相同的一种标准车，以最小的车头间距连续行驶的理想交通流，在单位时间内通过道路断面的最大车辆数，又称理论通行能力。
一般指在一定时间段（取15min或1h）和理想的道路、交通及管制条件下，一条车道的一个断面所容许通过的最大持续交通流，为四级服务水平上半部的最大交通量。
表1 高速公路基本通行能力B01-2003）》第45页（未自编页码，以PDF文本页码计，下同），《公路路线设计规划（JTG D20-2006）》第7页。
2、设计通行能力设计通行能力即用来作为道路规划和设计标准而要求道路承担的通行能力。
高速公路每车道的基本通行能力即二级服务水平下的最大服务交通量。
表2 高速公路设计通行能力注：摘自《公路工程技术标准（JTG B01-2003）》第46页，《公路路线设计规划（JTG D20-2006）》第10页。
3、服务交通量服务交通量是指在通常的道路条件、交通条件和管制条件下，保持规定的服务水平时，道路某一断面或均匀路段在单位时间内所能通过的最大小时交通量。
表3 高速公路服务水平分级（A）注：摘自《公路工程技术标准（JTG B01-2003）》第45页，《公路路线设计规划（JTG D20-2006）》第7页。
表3 高速公路服务水平分级（B）注：摘自《公路工程技术标准（JTG B01-2003）》第45页，《公路路线设计规划（JTG D20-2006）》第7页。
4、服务水平（V/C）服务水平（V/C，即最大服务交通量与基本通行能力之比）是指道路使用者根据交通状态，从行车速度、舒适、方便、经济和安全等方面所能得到的服务程度。
服务水平的实质是描述车流之间的运行条件及其驾驶员和旅客感觉的一种质量测定标准。
一般分为四级，具体参数指标见表3。
5、年平均日交通量（适应交通量）高速公路按单向单车道的设计小时交通量考虑，为与我国一直沿用的适应交通量指标相衔接，仍沿用高速公路的年平均日交通量指标，计算公式为：表4 高速公路能适应的年平均日交通量注：摘自《公路工程技术标准（JTG B01-2003）》第48、49页。
路段基本通行能力和实际通行能力的定义与关系
路段基本通行能力和实际通行能力的定义与关系
路段基本通行能力与实际通行能力是指路段的车辆通行能力，也就是路段的车辆容量的大小，但这俩者之间的定义及关系并不一定一致。
一、路段基本通行能力
1.定义：路段基本通行能力是指一段道路可容纳车辆的最大数量。
换句话说，它是根据道路上的时间分位、路线配置、交通控制以及路网的建设情况等客观因素，对一段路线每小时能够在安全、畅通条件下建议通行的车辆总数定量表述的概念。
2.计算：路段基本通行能力可以通过多种方式进行计算，其中，最常用的两种方法是基于流量的HCM方法（Highway Capacity Method）和基于旅行时间的Um方法（Universal Method）。
二、实际通行能力
1.定义：实际通行能力是指路段真实容纳车辆的数量,也就是外因影响（如气象条件，季节特征，交通任务等）使得路段通行实际达到的运营能力。
2.计算：实际通行能力的计算可以通过数据采集获得，例如，可以采
用小时单向流量采样法，定时点监测法、交通流量分析系统等获取路段的实际通行能力。
三、路段基本通行能力与实际通行能力的关系
路段基本通行能力在理论上是可以满足的，而实际通行能力则受多方面因素影响，它实际能达到的可能会低于基本通行能力。
它们之间的关系即是路段实际通行能力总体上低于路段基本通行能力，因此，在实践中，可以认为路段基本通行能力是路段实际通行能力的上限。
基本通行能力、设计通行能力、服务交通量、服务水平、预测年平均日交通量
通行能力、交通量与服务水平等的概念及相互间的关系——以高速公路为例1、基本通行能力基本通行能力即道路和交通都处于理想条件下，由技术性能相同的一种标准车，以最小的车头间距连续行驶的理想交通流，在单位时间内通过道路断面的最大车辆数，又称理论通行能力。
一般指在一定时间段（取15min或1h）和理想的道路、交通及管制条件下，一条车道的一个断面所容许通过的最大持续交通流，为四级服务水平上半部的最大交通量。
表1 高速公路基本通行能力B01-2003）》第45页（未自编页码，以PDF文本页码计，下同），《公路路线设计规划（JTG D20-2006）》第7页。
2、设计通行能力设计通行能力即用来作为道路规划和设计标准而要求道路承担的通行能力。
高速公路每车道的基本通行能力即二级服务水平下的最大服务交通量。
表2 高速公路设计通行能力注：摘自《公路工程技术标准（JTG B01-2003）》第46页，《公路路线设计规划（JTG D20-2006）》第10页。
3、服务交通量服务交通量是指在通常的道路条件、交通条件和管制条件下，保持规定的服务水平时，道路某一断面或均匀路段在单位时间内所能通过的最大小时交通量。
表3 高速公路服务水平分级（A）注：摘自《公路工程技术标准（JTG B01-2003）》第45页，《公路路线设计规划（JTG D20-2006）》第7页。
表3 高速公路服务水平分级（B）注：摘自《公路工程技术标准（JTG B01-2003）》第45页，《公路路线设计规划（JTG D20-2006）》第7页。
4、服务水平（V/C）服务水平（V/C，即最大服务交通量与基本通行能力之比）是指道路使用者根据交通状态，从行车速度、舒适、方便、经济和安全等方面所能得到的服务程度。
服务水平的实质是描述车流之间的运行条件及其驾驶员和旅客感觉的一种质量测定标准。
一般分为四级，具体参数指标见表3。
5、年平均日交通量（适应交通量）高速公路按单向单车道的设计小时交通量考虑，为与我国一直沿用的适应交通量指标相衔接，仍沿用高速公路的年平均日交通量指标，计算公式为：表4 高速公路能适应的年平均日交通量注：摘自《公路工程技术标准（JTG B01-2003）》第48、49页。
道路通行能力与服务水平评价指标
______________________________________________________________________________________________________________一、通行能力1.1 路段通行能力取值注：本表适用于一般交通项目，对通行能力取值要求比较精确的项目应另行计算。
参考材料：彭国雄：《城市综合交通体系规划编制办法》暨城市综合交通体系规划编制与技术审查ppt：各种等级道路通行能力推荐标准______________________________________________________________________________________________________________各种等级道路通行能力推荐指标1.2 交叉口通行能力（1）适用于不需要进行各进口道分析和计算车道延误的项目：交叉口通行能力取值资料来源：？简化的估算公式：C=800*n （n≤10）C=800*n+300*（n-10）（n›10）n为进口车道数，不区分左直右；（2）需要进行进口道分析和计算车道延误的项目：软件计算（文件夹里提供）。
二、服务水平评价指标路段和交叉口分别取值，标准如下：路段饱和度与服务水平对应关系表信号交叉口饱和度与服务水平对应关系表注：A——非常畅通。
交通量小，自由流，驾驶自由度大，可自由地选择所期望的速度，使用者不受或基本不受交通流中其他车辆的影响。
B——畅通。
交通量有所增加，但受其它车的影响仍然较小。
C ——基本畅通。
交通运行基本上还处于稳定状态，但车辆间的相互影响变大。
D ——轻度拥堵。
交通量还没有超过道路最大通行能力，但速度和驾驶自由度受到严格限制。
E ——中度拥堵。
交通量达到了道路最大通行能力，交通运行对干扰很敏感，并很容易出现塞车。
F ——严重拥堵。
交通流处于不稳定状态，走走停停，经常出现由于交通量过大引起的塞车。
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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。
高速公路基本路段 ----通行能力分析
交通工程教研室
本章内容
一、高速公路 二、理想条件及交通流特性 三、通行能力及其影响因素 四、HCM通行能力分析方法 五、我国通行能力分析方法 六、算例
一、高速公路
高速公路可定义为：有分隔设施的，每 个方向具有两条或几条车辆专用道，且车/千米/车道）
A
0-7
B
＞7-11
C
＞11-16
D
＞16-22
E
＞22-28
F
＞28
标准
服务水平 A B CDE
自由流速度=120千米/小时
最大密度（小客车/千米/车 道）
7 11 16 22 28
最小速度（千米/小时） 120.0 120.0 114.6 99.6 85.7
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。
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。
服务水平
对于服务质量来说，尽管驾驶员最关心的是速 度，但是，在交通流中的行车自由度以及车辆 间相互靠近的程度也应同样受到关注。这些参 数与交通流密度相关。与速度不同，密度随流 量增加而增加，直至流量达到通行能力。密度 对交通流大范围的变化很敏感，是有效度量服 务水平的参量。
规定服务水平是为了表示三个关键性变量的合 理范围。这三个关键变量是：速度、交通流密 度和交通流率。
二、高速公路交通流特性
交通组成：小型车50----80%，大中型车 15----45%，特大型车1-10%。
速度特性：正态分布 到达特性：根据交通流状态不同而不同 三要素关系图：
在相当大的流量范围内，对于流率来说，速 度变化比较滞缓。
当车流接近通行能力时，速度急剧下降。
基本路段车流特性
它是唯一能提供完全不间断交通流的公 路设施类型。由于高速公路中没有信号 灯或停车管制的交叉口，车辆进、出高 速公路只能通过匝道，双方向交通流之 间还有中央分隔带，因而最大程度地减 少了横、纵向干扰对主线交通的影响。
一般地说，高速公路是由3种不同类型的路段 组成的。
高速公路基本路段：不受匝道附加合流、分流 及交织流影响的高速公路路段。
最大V/C比
0.34 0.55 0.77 0.92 1.00
最大服务流率（小客车/小 时/车道）
840 1320 1840 2200 2400
自由流速度=110千米/小时
最大密度（小客车/千米/车 道）
7 11 16 22 28
最小速度（千米/小时） 110.0 110.0 108.5 97.2 83.9
速度（km/h）
120 100
80 60 40 20 0
0
LOS1
LOS2
LOS3 LOS4
500
1000
1500
2000
流量（pcu/h/车道）
HCM高速公路理想条件
最小车道宽度为3.6米； 最小右侧侧向净空为1.8米，即行车道边缘到最近的障
碍物或影响交通行为的物体之间的距离； 中央分隔带最小侧向净空为0.6米； 交通流中全部为小客车； 一个行车方向至少有五条车道（仅限于城市地区）； 立交间距至少为3千米； 平原地形，坡度不大于2%； 驾驶员总体主要由经常使用该设施的正式驾驶员组成。