第5章-道路通行能力分析
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第5章 道路通行能力分析
服务水平F：交通处于强制流状态，车辆经常排成队，跟着前面的车
辆停停走走，极不稳定。在此服务水平下，交通量与速度同时由大变小，直到 零为止，而交通密度随交通量的减少而增大。 以上六级服务水平的描述是针对非中断性交通流的公路设施的 。
我国公路服务水平现分为四级，一级相当于美国的A、B两级，二、 三级分别相当于美国的C级及D级，四级相当于美国的E、F两级。
高速公路交通量与车速及交通密度关系图分别见图5-1和图5-2。
图5—1 理想条件下交通量—车速的关系图
图5—2 理想条件下交通量—密度的关系图
美国将服务水平分为A至F六级：
服务水平A：交通量很小，交通为自由流，使用者不受或基本不受交通流中
其他车辆的影响，有非常高的自由度来选择所期望的速度，为驾驶员和乘客提供的 舒适和便利程度极高。 服务水平B：交通量较前增加，交通处在稳定流 范围内的较好部分。在交通流中，开始易受其他车辆的干扰，但选择速度的自由度 相对来说还未受影响，只是驾驶自由度比服务水平A稍有下降：由于其他车辆开始 对少数驾驶员的驾驶行为产生影响，因此所提供的舒适和便利程度较服务水平A低 一些。 服务水平C：交通量大于服务水平B，交通处在稳定流范围的中 间部分，车辆间的相互作用变得大起来．选择速度受到其他车辆的制约，驾驶时需 特别注意其他车辆的动态，舒适和便利程度有明显下降。
三、道路通行能力和服务水平的作用
1 用于道路设计 根据设计通行能力与设计小时交通量的对比，可分析得出所设计公路的技术等 级及多车道公路的车道数，以及是否需要设置爬坡车道，亦可在道路设计阶段，进 行公路各组成部分的通行能力和服务水平分析，发现潜在的瓶颈路段予以改进，从 而在设计阶段就消除了将来可能形成的瓶颈路段。 2 用于道路规划 在分析当前交通流的质量水平．评估现有公路网承受交通的适应程度的基础上， 通过交通量预测及投资效益和环境影响的评估，提出改善相提高公路网的规模和建 设项目及其实施步骤。 3 用于道路交通管理 根据预测交通量的增长情况和运行条件的分析，制定各阶段的交通管理措施。
交通工程学——道路通行能力
轴的平均值；
K2 —系数：三路交叉口K2＝150 （pcu/h）， 四路交叉口K2＝140 （pcu/h）。
34
四、信号交叉口的通行能力
概述 交叉口信号是由红、黄、绿三色信号灯组成的，用以指挥车辆
的通行、停止和左右转弯，随信号灯色的变换使车辆通行权由一个方 向转移给另一个方向，根据信号周期长度及每个信号相所占时间的长 短，可以计算出交叉口的通行能力。
行能力，即：
C规划(设计) =Co× v/c
19
第三节 交叉口通行能力
20
一、概述
定义 两条或两条以上的道路在同一平面相交称为平面交叉。两条
不同方向的车流通过平交路口时产生车流的转向、交汇与交叉，在平 交路口可能通过此相交车流的最大交通量就是交叉口的通行能力。 分类：
无控制交叉口 环行交叉口 信号控制交叉口
7
管制条件：是指道路管制设施装备的类型、管理体制的层次，交通信 号的位置、种类、配时等影响通行能力的关键性管制条件，其它还有 停车让路标志、车道使用限制，转弯禁限等措施。 其它条件：有气候、温度、地形、风力、心理等因素。但其中直接影 响通行能力数值的主要因素有：车行道宽度及侧向净空，车行道数量、 交通组成、驾驶员特性、道路纵坡、横向干扰与视距等。
18
三、规划（设计）通行能力
概念： 设计通行能力或称规划通行能力，是指道路根据使用要求的
不同，按不同服务水平条件下所具有的通行能力，也就是要求道路所 承担的服务交通量，通常作为道路规划和设计的依据。 计算：
只要确定道路的实际通行能力（ Co），再乘以预先给定服务 水平的服务交通量与通行能力之比（v/c），就得到规划（设计）通
23
二、无信号控制的交叉口通行能力
十字形交叉口通行能力计算方法：当出现可插间隙时间α时，次要方 向的车流可以相继通过的随车时距为β，推导出下列计算公式：
K2 —系数：三路交叉口K2＝150 （pcu/h）， 四路交叉口K2＝140 （pcu/h）。
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四、信号交叉口的通行能力
概述 交叉口信号是由红、黄、绿三色信号灯组成的，用以指挥车辆
的通行、停止和左右转弯，随信号灯色的变换使车辆通行权由一个方 向转移给另一个方向，根据信号周期长度及每个信号相所占时间的长 短，可以计算出交叉口的通行能力。
行能力，即：
C规划(设计) =Co× v/c
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第三节 交叉口通行能力
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一、概述
定义 两条或两条以上的道路在同一平面相交称为平面交叉。两条
不同方向的车流通过平交路口时产生车流的转向、交汇与交叉，在平 交路口可能通过此相交车流的最大交通量就是交叉口的通行能力。 分类：
无控制交叉口 环行交叉口 信号控制交叉口
7
管制条件：是指道路管制设施装备的类型、管理体制的层次，交通信 号的位置、种类、配时等影响通行能力的关键性管制条件，其它还有 停车让路标志、车道使用限制，转弯禁限等措施。 其它条件：有气候、温度、地形、风力、心理等因素。但其中直接影 响通行能力数值的主要因素有：车行道宽度及侧向净空，车行道数量、 交通组成、驾驶员特性、道路纵坡、横向干扰与视距等。
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三、规划（设计）通行能力
概念： 设计通行能力或称规划通行能力，是指道路根据使用要求的
不同，按不同服务水平条件下所具有的通行能力，也就是要求道路所 承担的服务交通量，通常作为道路规划和设计的依据。 计算：
只要确定道路的实际通行能力（ Co），再乘以预先给定服务 水平的服务交通量与通行能力之比（v/c），就得到规划（设计）通
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二、无信号控制的交叉口通行能力
十字形交叉口通行能力计算方法：当出现可插间隙时间α时，次要方 向的车流可以相继通过的随车时距为β，推导出下列计算公式：
交通工程学 第五章 5-1 通行能力分析
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。通行能力和服务水平两者是不能分开的。
第一节 道路通行能力和服务水平
一、道路通行能力概述
(一)基本概念 道路通行能力是道路能够疏导或处理交通流的能力。
第一节 道路通行能力和服务水平
二、道路服务水平概述
由于实际确定服务等级时，难以全面考虑和综合上述请 因素，往往仅以其中的某几项指标作为代表。如行车速度及 服务交通量与通行能力之比，作为路段评定服务等级的主要 影响因素。同时，由于这几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。
、货车、大车、小车、长途、短途等交通组成和分布，车道 中交通密度、流量，流向及方向分布，横向干扰等。
3)管制条件，是指道路管制设施装备的类型、管理体制的 层次，交通信号的位置、种类、配时等影响通行能力的关键 性管制条件，其它还有停车让路标志、车道使用限制，转弯 禁限等措施。
4)其它条件，有气候、温度、地形、风力、心理因素等。
第一节 道路通行能力和服务水平
二、道路服务水平概述 目前服务水平大体按下列指标划分： 1) 行车速度和运行时间； 2) 车辆行驶时的自由程度(通畅性)； 3) 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； 4) 行车的安全性(事故率和经济损失等)； 5) 行车的舒适性和乘客满意的程度； 6) 最大密度，每车道每公里范围内车辆的最大密度； 7) 经济性(行驶费用)。
第五章 道路通行能力分析
道路通行能力是道路规划、设计及交通管理等方面的 基本参数，其具体数值的变化随道路等级、线形、路况、 交通管理与交通状况的不同而有显著的变化。
第一节 道路通行能力和服务水平
一、道路通行能力概述
(一)基本概念 道路通行能力是道路能够疏导或处理交通流的能力。
第一节 道路通行能力和服务水平
二、道路服务水平概述
由于实际确定服务等级时，难以全面考虑和综合上述请 因素，往往仅以其中的某几项指标作为代表。如行车速度及 服务交通量与通行能力之比，作为路段评定服务等级的主要 影响因素。同时，由于这几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。
、货车、大车、小车、长途、短途等交通组成和分布，车道 中交通密度、流量，流向及方向分布，横向干扰等。
3)管制条件，是指道路管制设施装备的类型、管理体制的 层次，交通信号的位置、种类、配时等影响通行能力的关键 性管制条件，其它还有停车让路标志、车道使用限制，转弯 禁限等措施。
4)其它条件，有气候、温度、地形、风力、心理因素等。
第一节 道路通行能力和服务水平
二、道路服务水平概述 目前服务水平大体按下列指标划分： 1) 行车速度和运行时间； 2) 车辆行驶时的自由程度(通畅性)； 3) 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； 4) 行车的安全性(事故率和经济损失等)； 5) 行车的舒适性和乘客满意的程度； 6) 最大密度，每车道每公里范围内车辆的最大密度； 7) 经济性(行驶费用)。
第五章 道路通行能力分析
道路通行能力是道路规划、设计及交通管理等方面的 基本参数，其具体数值的变化随道路等级、线形、路况、 交通管理与交通状况的不同而有显著的变化。
第五章 通行能力调查
2．车头间距的Байду номын сангаас测
在高处进行摄影观测时，要预先在路面上按一定距 离间隔设置标记(例如粘贴白色纸带)，供分析时 量测距离用。有时亦可通过量测现场实物来决定 距离(如车道线虚线、护栏柱或电杆的间距等)。 观测时摄象机的位置越高越好，最好高于三层楼 房，其画面速度应视现场车辆行驶速度和摄象范 围大小决定。对于市区道路一般取4画面／s；对 于高速公路要取8画面／s。通常使用16mm录象 带，如欲提高观测精度则需用35mm录象带。
第一种是专门组织一批汽车按一定速度、一定流向进出交 叉口使其达到饱和，同时进行观测。这一方式的主要缺点 在于需要调动大量汽车、大量人力，耗用许多汽油且难于 组织实施，此外，行驶路线和运行状况也不同于原交叉口 的实际情况，存在着一定程度的失真，所以用得不多。 第二种方式是阻车观测，它利用原有钱路上的车辆，使 其在一段较短时间内暂停通行，当各进口引道上积累了一 定数量的车辆之后再开始放行，于是便可使环行交叉口在 一个短时间内处于饱和状态。第二种方式的实施尽管也有 不少困难，尤其是如果准备不充分又缺乏经验时，可能会 造成短时间的阻塞，影响正常交通。国内几个城市的阻车 试验表明：事先做好充分的准备，选择适当的阻车时间， 适当缩短阻车持续时间，仔细分析可能发生的阻塞情况并 准备好相应的疏导方案，那么采用阻车观测较为方便而且 观测结果的真实性也较强。
3．车道利用率的观测
车道利用率是指一个车道的交通量与全部车道 交通量的比率。观测者只需分别测出每一车 道的交通量即可算出。
4．超车次数的观测
分别在调查区间的前后断面记录每辆车的通过 时间与车牌号，对照两断面的记录，再根据 车辆的通过顺序即可求得超车次数。另外， 还可从高处直接观测一定路段内的超车次数。
交通工程学课件第5章56-道路通行能力
服务水平 P155 表5-14
计算思路 双车道公路中任何一方向的车辆在行驶过程中， 不仅受到同向车辆的制约，还受到反向车流的 影响。因此，对通行能力和服务水平的计算要 采用双向同时分析的思路。
1
1、车行道最大服务交通量
M SVi CB (V / C)i
Msv i ——在理想条件下第i级服务水平的车行道双向最大服 务交通量(pcu／h)； CB ——基本通行能力，理想条件下车行道每小时双向合 理的期望能通行的最大交通量，CB=2500pcu／h； (V／C)i——第i级服务交通量与基本通行能力之比。
50(W0 1.5) 54 188W0
/
3
(%) 16W02
/
3
(%)
W0 3.5m W0 3.5m
W0 : 一条机动车道宽度(m)
当车道宽为标准宽度3.5m时，η=100%，车道宽
度与影响系数之间的变化关系如表5－24所示
9
Hale Waihona Puke 3．交叉口影响修正系数β的确定 交叉口影响修正系数，取决于交叉口控制方式及交 叉口间距。 当交叉口间距较小时，交叉口的停车延误在车辆行 驶时间中所占的比例较小，不利于道路空间的利用 、路段通行能力的发挥及路段车速的提高。 交叉口间距的增大，有利于提高路段通行能力及路 段车速，有利于充分利用道路空间
5
最小车头时距ht计算示意
6
二、城市道路路段设计通行能力
CD CB n'
式中：CD 单向路线设计通行能力(pcu／h)； CB 单向路线理想通行能力(pcu／h)；
γ 自行车影响修正系数； η 车道宽影响修正系数； n′ 车道数修正系数；
β 交叉口影响修正系数。
7
1．自行车影响折减系数γ的确定 ①机、非机动车道之间有分隔带γ =1 ②机、非机动车道间无分隔带，但自行车道不饱和γ =0.8 ③机、非机动车道间无分隔带，自行车道超饱和
计算思路 双车道公路中任何一方向的车辆在行驶过程中， 不仅受到同向车辆的制约，还受到反向车流的 影响。因此，对通行能力和服务水平的计算要 采用双向同时分析的思路。
1
1、车行道最大服务交通量
M SVi CB (V / C)i
Msv i ——在理想条件下第i级服务水平的车行道双向最大服 务交通量(pcu／h)； CB ——基本通行能力，理想条件下车行道每小时双向合 理的期望能通行的最大交通量，CB=2500pcu／h； (V／C)i——第i级服务交通量与基本通行能力之比。
50(W0 1.5) 54 188W0
/
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(%) 16W02
/
3
(%)
W0 3.5m W0 3.5m
W0 : 一条机动车道宽度(m)
当车道宽为标准宽度3.5m时，η=100%，车道宽
度与影响系数之间的变化关系如表5－24所示
9
Hale Waihona Puke 3．交叉口影响修正系数β的确定 交叉口影响修正系数，取决于交叉口控制方式及交 叉口间距。 当交叉口间距较小时，交叉口的停车延误在车辆行 驶时间中所占的比例较小，不利于道路空间的利用 、路段通行能力的发挥及路段车速的提高。 交叉口间距的增大，有利于提高路段通行能力及路 段车速，有利于充分利用道路空间
5
最小车头时距ht计算示意
6
二、城市道路路段设计通行能力
CD CB n'
式中：CD 单向路线设计通行能力(pcu／h)； CB 单向路线理想通行能力(pcu／h)；
γ 自行车影响修正系数； η 车道宽影响修正系数； n′ 车道数修正系数；
β 交叉口影响修正系数。
7
1．自行车影响折减系数γ的确定 ①机、非机动车道之间有分隔带γ =1 ②机、非机动车道间无分隔带，但自行车道不饱和γ =0.8 ③机、非机动车道间无分隔带，自行车道超饱和
08.教材第五章 交织区通行能力分析
车辆交织行为
在交织区进口断面之前已经有95%以上的交织车辆 靠近交织车道行驶，为交织做准备，而非交织车辆 则向非交织侧靠近以避免交织的较大影响。在交织 区长度1/2处， 90%的车辆可以完成变换车道行为 过程，而进行换车道前的车辆速度一般较换车道后 的车辆速度低。
交织区的交通特征
交织车辆的可接受间隙
交织区的交通特征
交通量在车道间的分布 交织区由交织侧向非交织侧，车道空间的 占有强度依次递增。交织行为主要在交织 侧车道进行，非交织侧车道车辆所受干扰 较小，车流中除了交织车辆外，都希望尽 量减少或避免交织干扰，因而非交织车辆 向非交织侧车道汇集，以获得平稳的行驶 车速和假设自由度。
交织区的交通特征
S w或Snw 24.1 80.47 d 1 a(0.3048)(式A的常数值如下：
a Sw Snw 0.226 0.020 b 2.2 4.0 c 1.0 1.3 d 0.9 1.0
计算得到：Sw=69.4km/h， Snw=81.9km/h
Vw= Vw1+ Vw2=578+301=879puc/h
Vnw=(3000+100)/[1.00×0.83×1.0]=3735pcu/h V=Vw+Vnw=879+3735=4614pcu/h
③
④
作交织图及列出计算所需之参数。 交织图见上图。参数如下： VR=Vw/V=879/4614=0.191 R=Vw2/Vw=301/879=0.342 L=300m 计算非约束情况下的交织车速Sw及非交织车速Snw。
⑥ ⑦
实例分析
对已有的一匝道一交织段作运行质量分析。 已知：交织段及其交通量示于下图，车道宽3.75m，平原地形， 两侧在1.75m内无侧障碍物，主线及匝道交通量中均有30%的 大型车。问这交织在什么服务水平下运行?
在交织区进口断面之前已经有95%以上的交织车辆 靠近交织车道行驶，为交织做准备，而非交织车辆 则向非交织侧靠近以避免交织的较大影响。在交织 区长度1/2处， 90%的车辆可以完成变换车道行为 过程，而进行换车道前的车辆速度一般较换车道后 的车辆速度低。
交织区的交通特征
交织车辆的可接受间隙
交织区的交通特征
交通量在车道间的分布 交织区由交织侧向非交织侧，车道空间的 占有强度依次递增。交织行为主要在交织 侧车道进行，非交织侧车道车辆所受干扰 较小，车流中除了交织车辆外，都希望尽 量减少或避免交织干扰，因而非交织车辆 向非交织侧车道汇集，以获得平稳的行驶 车速和假设自由度。
交织区的交通特征
S w或Snw 24.1 80.47 d 1 a(0.3048)(式A的常数值如下：
a Sw Snw 0.226 0.020 b 2.2 4.0 c 1.0 1.3 d 0.9 1.0
计算得到：Sw=69.4km/h， Snw=81.9km/h
Vw= Vw1+ Vw2=578+301=879puc/h
Vnw=(3000+100)/[1.00×0.83×1.0]=3735pcu/h V=Vw+Vnw=879+3735=4614pcu/h
③
④
作交织图及列出计算所需之参数。 交织图见上图。参数如下： VR=Vw/V=879/4614=0.191 R=Vw2/Vw=301/879=0.342 L=300m 计算非约束情况下的交织车速Sw及非交织车速Snw。
⑥ ⑦
实例分析
对已有的一匝道一交织段作运行质量分析。 已知：交织段及其交通量示于下图，车道宽3.75m，平原地形， 两侧在1.75m内无侧障碍物，主线及匝道交通量中均有30%的 大型车。问这交织在什么服务水平下运行?
通行能力分析(课堂PPT)
是指在理想的道路、交通、控制和环境条件下， 公路组成部分的一条车道或一车道的均匀段上或 一横断面上，不论服务水平如何，1小时所能通 过标准车辆的最大数量；
5
（2）可能通行能力（实际通行能力） 是指在实际或预测的道路、交通、控制及环境条
件下，一已知公路的一条车道或一车道对上述诸条件 有代表性的均匀段上或一横断面上，不论服务水平如 何，1小时所能通过的车辆（在混合交通公路上为标 准汽车）的最大数量； （3）设计通行能力
双车道公路
信号交叉口 无信号交叉口 市区干道
效率量度 交通密度（小客车辆/km/车道） 平均行程速度（km/h） 交通流率（小客车辆/h） 交通密度（小客车辆/km/车道） 时间延误（%） 平均行程速度（km/h） 平均单车停车延误（s/车） 储备通行能力（小客车辆/h） 平均行程速度（km/h）
美国道路通行能力手册15
实际的道路和交通状况，确定其修正系数，再以此 修正系数乘以前述的基本通行能力，即得到可能通 行能力；
而设计通行能力是指道路根据使用要求的不同， 按不同服务水平条件下所具有的通行能力，也就是 要求道路所承担的服务交通量。通常作为道路规划 和设计的依据。
只要确定道路的可能通行能力，再乘以给定服务 水平下的服务交通量与通行能力之比(V/C之比)，就 得到设计通行能力。
5.1.2 服务水平概述（续）
（4）服务水平分级
高速和一级公路主要以密度作为主要指标，其相应的服务水 平与运行状态，一级为自由流，二级为稳定流上限，三级为稳 定流下限，四级为饱和流。 双车道公路主要以车辆延误率作为服务水平分级的主要指标， 延误率在数值上等于排队行驶车辆数与总流量之比，其相应的 服务水平与运行状态应为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，四级为处于不稳定的强制流状态。 在服务水平选用时原则上高速公路与一级公路应采用二级服 务水平设计，而其它公路一般应采用三级服务水平设计。
5
（2）可能通行能力（实际通行能力） 是指在实际或预测的道路、交通、控制及环境条
件下，一已知公路的一条车道或一车道对上述诸条件 有代表性的均匀段上或一横断面上，不论服务水平如 何，1小时所能通过的车辆（在混合交通公路上为标 准汽车）的最大数量； （3）设计通行能力
双车道公路
信号交叉口 无信号交叉口 市区干道
效率量度 交通密度（小客车辆/km/车道） 平均行程速度（km/h） 交通流率（小客车辆/h） 交通密度（小客车辆/km/车道） 时间延误（%） 平均行程速度（km/h） 平均单车停车延误（s/车） 储备通行能力（小客车辆/h） 平均行程速度（km/h）
美国道路通行能力手册15
实际的道路和交通状况，确定其修正系数，再以此 修正系数乘以前述的基本通行能力，即得到可能通 行能力；
而设计通行能力是指道路根据使用要求的不同， 按不同服务水平条件下所具有的通行能力，也就是 要求道路所承担的服务交通量。通常作为道路规划 和设计的依据。
只要确定道路的可能通行能力，再乘以给定服务 水平下的服务交通量与通行能力之比(V/C之比)，就 得到设计通行能力。
5.1.2 服务水平概述（续）
（4）服务水平分级
高速和一级公路主要以密度作为主要指标，其相应的服务水 平与运行状态，一级为自由流，二级为稳定流上限，三级为稳 定流下限，四级为饱和流。 双车道公路主要以车辆延误率作为服务水平分级的主要指标， 延误率在数值上等于排队行驶车辆数与总流量之比，其相应的 服务水平与运行状态应为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，四级为处于不稳定的强制流状态。 在服务水平选用时原则上高速公路与一级公路应采用二级服 务水平设计，而其它公路一般应采用三级服务水平设计。
第5章：道路通行能力
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
§5-1 道路通行能力和服务水平
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
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
交通阻塞发生示意图
需要
累 计 交 通 量
容量増加
容量
时刻
通行能力是道路系统阻规划、设计阻、建设、阻 管理的指南针
塞
塞
塞
通过交通需求与通行发生能力比较，消除可以评价消 除 道路交通服务水平
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)
然而,由于实际确定服务等级时,难以全面考
t0
t0
l反 l制 l安 l车
l0
l0
计算的最大交通量为:
N最大
3600 ht
3600
l0
/
V 3.6
1000V l0
(辆 / h)
行驶车辆之间的最小安全间距为：
l0
l反
l制
l安
l车
3V.6t
§5-1 道路通行能力和服务水平
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
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
交通阻塞发生示意图
需要
累 计 交 通 量
容量増加
容量
时刻
通行能力是道路系统阻规划、设计阻、建设、阻 管理的指南针
塞
塞
塞
通过交通需求与通行发生能力比较，消除可以评价消 除 道路交通服务水平
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)
然而,由于实际确定服务等级时,难以全面考
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l反 l制 l安 l车
l0
l0
计算的最大交通量为:
N最大
3600 ht
3600
l0
/
V 3.6
1000V l0
(辆 / h)
行驶车辆之间的最小安全间距为：
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l反
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l安
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服务水平E：此服务水平下的交通常处于不稳定流范围．接近或达到
该水平最大交通量时，交通量稍有增加，或交通流内部有小的扰动就将产生较 大的运行障碍，甚至发生交通中断。此水平下所有车速均降到一个较低的但相 对均匀的值，驾驶自由度极低，舒适和便利程度也非常低，驾驶员受到的限制 通常是很大的。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)。
3 、 道路设计采用的服务水平等级
（1）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。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； （2）不控制进入的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 山岭地形及近郊采用三级服务水平；
（3）不控制进入的汽车双车道公路路段采用三级服务水平； （4）混合交通双车道公路路段采用三级服务水平 。
3）评价指标
行车速度和行程时间 车辆行驶时的自由程度 交通堵塞或受干扰的程度，以及行车延误和每公
里停车次数等 行车安全性 行车的舒适性和方便性 最大密度 经济性
4）服务水平分级
服务水平亦称服务等级，是用来衡量道路 为驾驶员、乘客所提供的服务质量，其范 围可以从自由运行、高速、舒适、方便、 完全满意的最高水平到拥挤、受阻、走走 停停、难以忍受的最低水平。
2、通行能力的定义
（1）《美国通行能力手册》(HCM)定义：
在一定的时段和道路、交通、管制条件下，人和车辆通过车道或道路上的一点 或均匀断面的最大小时交通量。 条件（理想条件）： A:道路条件：指的是街道或公路的几何特征，包括：交通设施的种类及其形成 的环境、每个方向的车道数、车道和路肩宽度、侧向净空、设计速度以及平面 和纵面线形。
（3）设计(或实用)通行能力 是指在预测的道路、交通、控制及环境条件下，一设计中的公路的一组成部分的
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所能通过的车辆(在混合交通公路上为标准汽车)的最大数量。
4、 需分别进行通行能力和服务水平分析的 公路组成部分
舒适和便利程度极高。 服务水平B：交通量较前增加，交通处在稳定流
范围内的较好部分。在交通流中，开始易受其他车辆的干扰，但选择速度的自由度 相对来说还未受影响，只是驾驶自由度比服务水平A稍有下降：由于其他车辆开始 对少数驾驶员的驾驶行为产生影响，因此所提供的舒适和便利程度较服务水平A低
一些。 服务水平C：交通量大于服务水平B，交通处在稳定流范围的中
国内：
80年代前期，基本上是引用美国的通行能力手册 ； 1983年以来，由交通部牵头．连同一些大专院校，先后对通行能力进行了较大规模 的研究，但这些研究都是地方性的、逐步的，未能形成通行能力的核心与框架，难以 作为修订标准和规范的技术依据 ； 1996年，国家成立了“九五”科技攻关“公路通行能力”课题组．对我国道路通行 能力进行了深人研究，取得了出版《公路通行能力》的最终研究成果。
定义：HCM中规定为描述交通流内的运行条件及其影响驾驶员与乘客感受的一种 质量标准。亦即道路在某种交通条件下所提供的运行服务的质量水平：
1．服务水平的分级及各级服务水平的运行质量描述
在达到基本通行能力(或可能通行能力)之前，交通量愈大，则交通密度也愈 大．而车速愈低，运行质量也愈低，即服务水平愈低。达到基本通行能力(或可能 通行能力)之后，交通量不可能再增加。而运行质量愈低交通量也愈低，但交通密 度仍很大，直至车速及交通量均下降至零为止。
理想条件：
理想道路条件 车道宽度不小于3.66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
第五章 道路通行能力分析
通行能力和服务水平 道路路段通行能力 平面交叉口通行能力 高速公路通行能力 非机动车道通行能力
5.1 概述
一、通行能力概述
1．通行能力研究的沿革
国外：美国从40年代起，为了加强国防和适应战后经济发展的需要．加快了全国公 路网的建设，针对公路的规划、设计、修筑、养护及运营中出现的问题，美国开始了 通行能力方面的研究，以求使公路建设在合理、科学、规范的基础上进行 。1950年， 美国交通工程师协会在道路通行能力的研究成果基础上，编写出版了《道路通行能 力手册》（HCM），至今已连续修订了四版，继1994年HCM的修订版问世后，一个 名为《HCM2000》的新手册业已完成。继美国之后，许多发达国家．如：英、法、 德、澳、日本等，也根据本国的实际情况．编制了适合各自国情的HCM手册。
（2）我国对通行能力的定义：
指道路设施疏导交通流的能力。即在一定的时段(通常为1h)和正常的道路、 交通、管制以及运行质量要求下，通过道路设施交通流质点的能力为交通 容量或简称容量。它是道路设施在一定条件下所能通过车辆的极限数值。
3 、通行能力的分类（按作用性质分）
（1）基本通行能力 是指在理想的道路、交通、控制和环境条件下，公路组成部分的一条车道或一车
2、服务水平的衡量指标
道路通行能力与其通行时运行质量的要求有关．只有将这些要求用服务水 平衡量时，才能进行通行能力的分析。因此，为了清楚地表述服务水平的概念， 对每种道路设施需要采用最能说明其运行质量的一项或几项运行参数来确定其 服务水平。现分别介绍美国和我国的不同设施服务水平的衡量指标，如表5—1 和表5—2所示：
3）通行能力分析的作用
➢ 确定新建道路的等级、性质、主要技术指标和线形 几何要素
➢ 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
➢ 作为交通枢纽的规划、设计及交通设施配置的依据
➢ 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
在分析当前交通流的质量水平．评估现有公路网承受交通的适应程度的基础上， 通过交通量预测及投资效益和环境影响的评估，提出改善相提高公路网的规模和建 设项目及其实施步骤。 3 用于道路交通管理
根据预测交通量的增长情况和运行条件的分析，制定各阶段的交通管理措施。
5.2 通行能力和服务水平
通行能力
主要反映道路服务的数量或负荷能力
间部分，车辆间的相互作用变得大起来．选择速度受到其他车辆的制约，驾驶时需 特别注意其他车辆的动态，舒适和便利程度有明显下降。
服务水平D：交通量再增大，交通处在稳定交通流范围的较差部分。
速度和驾驶自由度均受到严格约束，舒适和便利程度低下。当接近这一服务水 平的下限时，交通量有少量增加就会在运行方面出现问题。
道的均匀段上或一横断面上，不论服务水平如何，1h所能通过标准车辆的最大数量；
（2）可能通行能力 是指在实际或预测的道路、交通、控制及环境条件下，一已知公路的一组成部
分中一条车道或一车行道对上述诸条件有代表性的均匀段或一横断面上，不论服务 水平如何，lh所能通过的车辆(在混合交通公路上为标准汽车)的最大数量；
服务水平
主要反映道路服务的质量或满意程度
5.1.1 道路通行能力
1）定义：
通行能力是指在一定的条件下，单位时间内， 任何车辆能合理地期望通过道路某一断面或均 匀路段，所能达到的最大小时流率
2） 研究目的
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
气候条件
风、雨、雪、雾等恶劣天气
规定运行条件
计算通行能力的限制条件
5） 通行能力的分类
根据道路设施和 机动车道通行能力、非机动车道通 交通体的不同 行能力、人行道通行能力
根据车辆运行状 态的特征不同
路段通行能力、交叉口通行能力、 匝道和匝道连接点通行能力、交织 路段通行能力
根据通行能力的 基本（理想、理论）通行能力
v/C比（饱和度） 平均延误（s/辆）
平均延误（s/辆)
美国不同设施服务水平的衡量指标 表5-2
设施种类
效率度量
高速公路 高速公路基本路段 交织区 匝道连接处 多车道公路 双车道公路
信号交叉口 无信号交叉口 干道 公共交通 行人交通
密度（辆小客车/英里/车道） 平均行程速度（英里/h） 流率（辆小客车/h） 密度（辆小客车/英里/车道） 时间延误百分率（%） 平均行程速度（英里平均行程速度 旅客占位系数（客/座） 空间（英尺 2/行人）
美国道路设施服务水平标准
5.2 道路路段通行能力
基本路段是指道路不受匝道立交及其附近 合流、分流、交织、交叉影响的路段，它 是道路的主干和重要组成部分。
包括：
基本（理想、理论）通行能力 实际（可能）通行能力 规划（设计）通行能力
5.2.1 基本（理论、理想）通行能力C0
道路与交通处于理想的道路和交通条件下，每一 条车道（或道路）在单位时间内能够通过的最大 交通量。
性质和使用要求 实际（可能）通行能力
的不同
规划（设计）通行能力
5.1.2 服务水平
1） 服务水平定义
服务水平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 员和乘客感觉的一种质量测定标准
2） 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，并保持规定的服务水平时，道路的某一断面 或均匀路段，在单位时间内所能通过的最大小时交通 量。
三、道路通行能力和服务水平的作用
1 用于道路设计 根据设计通行能力与设计小时交通量的对比，可分析得出所设计公路的技术等
级及多车道公路的车道数，以及是否需要设置爬坡车道，亦可在道路设计阶段，进 行公路各组成部分的通行能力和服务水平分析，发现潜在的瓶颈路段予以改进，从 而在设计阶段就消除了将来可能形成的瓶颈路段。 2 用于道路规划
(1)高速公路(控制进入)的基本路段； (2)不控制进入的汽车多车道公路路段； (3)不控制进入的汽车双车道公路路段； (4)混合交通双车道公路路段； (5)匝道，包括匝道一主线连接部分； (6)交织区； (7)信号控制的平面交叉口； (8)无信号控制的平面交叉口； (9)市区及近郊干线道路；
该水平最大交通量时，交通量稍有增加，或交通流内部有小的扰动就将产生较 大的运行障碍，甚至发生交通中断。此水平下所有车速均降到一个较低的但相 对均匀的值，驾驶自由度极低，舒适和便利程度也非常低，驾驶员受到的限制 通常是很大的。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)。
3 、 道路设计采用的服务水平等级
（1）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。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； （2）不控制进入的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 山岭地形及近郊采用三级服务水平；
（3）不控制进入的汽车双车道公路路段采用三级服务水平； （4）混合交通双车道公路路段采用三级服务水平 。
3）评价指标
行车速度和行程时间 车辆行驶时的自由程度 交通堵塞或受干扰的程度，以及行车延误和每公
里停车次数等 行车安全性 行车的舒适性和方便性 最大密度 经济性
4）服务水平分级
服务水平亦称服务等级，是用来衡量道路 为驾驶员、乘客所提供的服务质量，其范 围可以从自由运行、高速、舒适、方便、 完全满意的最高水平到拥挤、受阻、走走 停停、难以忍受的最低水平。
2、通行能力的定义
（1）《美国通行能力手册》(HCM)定义：
在一定的时段和道路、交通、管制条件下，人和车辆通过车道或道路上的一点 或均匀断面的最大小时交通量。 条件（理想条件）： A:道路条件：指的是街道或公路的几何特征，包括：交通设施的种类及其形成 的环境、每个方向的车道数、车道和路肩宽度、侧向净空、设计速度以及平面 和纵面线形。
（3）设计(或实用)通行能力 是指在预测的道路、交通、控制及环境条件下，一设计中的公路的一组成部分的
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所能通过的车辆(在混合交通公路上为标准汽车)的最大数量。
4、 需分别进行通行能力和服务水平分析的 公路组成部分
舒适和便利程度极高。 服务水平B：交通量较前增加，交通处在稳定流
范围内的较好部分。在交通流中，开始易受其他车辆的干扰，但选择速度的自由度 相对来说还未受影响，只是驾驶自由度比服务水平A稍有下降：由于其他车辆开始 对少数驾驶员的驾驶行为产生影响，因此所提供的舒适和便利程度较服务水平A低
一些。 服务水平C：交通量大于服务水平B，交通处在稳定流范围的中
国内：
80年代前期，基本上是引用美国的通行能力手册 ； 1983年以来，由交通部牵头．连同一些大专院校，先后对通行能力进行了较大规模 的研究，但这些研究都是地方性的、逐步的，未能形成通行能力的核心与框架，难以 作为修订标准和规范的技术依据 ； 1996年，国家成立了“九五”科技攻关“公路通行能力”课题组．对我国道路通行 能力进行了深人研究，取得了出版《公路通行能力》的最终研究成果。
定义：HCM中规定为描述交通流内的运行条件及其影响驾驶员与乘客感受的一种 质量标准。亦即道路在某种交通条件下所提供的运行服务的质量水平：
1．服务水平的分级及各级服务水平的运行质量描述
在达到基本通行能力(或可能通行能力)之前，交通量愈大，则交通密度也愈 大．而车速愈低，运行质量也愈低，即服务水平愈低。达到基本通行能力(或可能 通行能力)之后，交通量不可能再增加。而运行质量愈低交通量也愈低，但交通密 度仍很大，直至车速及交通量均下降至零为止。
理想条件：
理想道路条件 车道宽度不小于3.66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
第五章 道路通行能力分析
通行能力和服务水平 道路路段通行能力 平面交叉口通行能力 高速公路通行能力 非机动车道通行能力
5.1 概述
一、通行能力概述
1．通行能力研究的沿革
国外：美国从40年代起，为了加强国防和适应战后经济发展的需要．加快了全国公 路网的建设，针对公路的规划、设计、修筑、养护及运营中出现的问题，美国开始了 通行能力方面的研究，以求使公路建设在合理、科学、规范的基础上进行 。1950年， 美国交通工程师协会在道路通行能力的研究成果基础上，编写出版了《道路通行能 力手册》（HCM），至今已连续修订了四版，继1994年HCM的修订版问世后，一个 名为《HCM2000》的新手册业已完成。继美国之后，许多发达国家．如：英、法、 德、澳、日本等，也根据本国的实际情况．编制了适合各自国情的HCM手册。
（2）我国对通行能力的定义：
指道路设施疏导交通流的能力。即在一定的时段(通常为1h)和正常的道路、 交通、管制以及运行质量要求下，通过道路设施交通流质点的能力为交通 容量或简称容量。它是道路设施在一定条件下所能通过车辆的极限数值。
3 、通行能力的分类（按作用性质分）
（1）基本通行能力 是指在理想的道路、交通、控制和环境条件下，公路组成部分的一条车道或一车
2、服务水平的衡量指标
道路通行能力与其通行时运行质量的要求有关．只有将这些要求用服务水 平衡量时，才能进行通行能力的分析。因此，为了清楚地表述服务水平的概念， 对每种道路设施需要采用最能说明其运行质量的一项或几项运行参数来确定其 服务水平。现分别介绍美国和我国的不同设施服务水平的衡量指标，如表5—1 和表5—2所示：
3）通行能力分析的作用
➢ 确定新建道路的等级、性质、主要技术指标和线形 几何要素
➢ 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
➢ 作为交通枢纽的规划、设计及交通设施配置的依据
➢ 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
在分析当前交通流的质量水平．评估现有公路网承受交通的适应程度的基础上， 通过交通量预测及投资效益和环境影响的评估，提出改善相提高公路网的规模和建 设项目及其实施步骤。 3 用于道路交通管理
根据预测交通量的增长情况和运行条件的分析，制定各阶段的交通管理措施。
5.2 通行能力和服务水平
通行能力
主要反映道路服务的数量或负荷能力
间部分，车辆间的相互作用变得大起来．选择速度受到其他车辆的制约，驾驶时需 特别注意其他车辆的动态，舒适和便利程度有明显下降。
服务水平D：交通量再增大，交通处在稳定交通流范围的较差部分。
速度和驾驶自由度均受到严格约束，舒适和便利程度低下。当接近这一服务水 平的下限时，交通量有少量增加就会在运行方面出现问题。
道的均匀段上或一横断面上，不论服务水平如何，1h所能通过标准车辆的最大数量；
（2）可能通行能力 是指在实际或预测的道路、交通、控制及环境条件下，一已知公路的一组成部
分中一条车道或一车行道对上述诸条件有代表性的均匀段或一横断面上，不论服务 水平如何，lh所能通过的车辆(在混合交通公路上为标准汽车)的最大数量；
服务水平
主要反映道路服务的质量或满意程度
5.1.1 道路通行能力
1）定义：
通行能力是指在一定的条件下，单位时间内， 任何车辆能合理地期望通过道路某一断面或均 匀路段，所能达到的最大小时流率
2） 研究目的
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
气候条件
风、雨、雪、雾等恶劣天气
规定运行条件
计算通行能力的限制条件
5） 通行能力的分类
根据道路设施和 机动车道通行能力、非机动车道通 交通体的不同 行能力、人行道通行能力
根据车辆运行状 态的特征不同
路段通行能力、交叉口通行能力、 匝道和匝道连接点通行能力、交织 路段通行能力
根据通行能力的 基本（理想、理论）通行能力
v/C比（饱和度） 平均延误（s/辆）
平均延误（s/辆)
美国不同设施服务水平的衡量指标 表5-2
设施种类
效率度量
高速公路 高速公路基本路段 交织区 匝道连接处 多车道公路 双车道公路
信号交叉口 无信号交叉口 干道 公共交通 行人交通
密度（辆小客车/英里/车道） 平均行程速度（英里/h） 流率（辆小客车/h） 密度（辆小客车/英里/车道） 时间延误百分率（%） 平均行程速度（英里平均行程速度 旅客占位系数（客/座） 空间（英尺 2/行人）
美国道路设施服务水平标准
5.2 道路路段通行能力
基本路段是指道路不受匝道立交及其附近 合流、分流、交织、交叉影响的路段，它 是道路的主干和重要组成部分。
包括：
基本（理想、理论）通行能力 实际（可能）通行能力 规划（设计）通行能力
5.2.1 基本（理论、理想）通行能力C0
道路与交通处于理想的道路和交通条件下，每一 条车道（或道路）在单位时间内能够通过的最大 交通量。
性质和使用要求 实际（可能）通行能力
的不同
规划（设计）通行能力
5.1.2 服务水平
1） 服务水平定义
服务水平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 员和乘客感觉的一种质量测定标准
2） 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，并保持规定的服务水平时，道路的某一断面 或均匀路段，在单位时间内所能通过的最大小时交通 量。
三、道路通行能力和服务水平的作用
1 用于道路设计 根据设计通行能力与设计小时交通量的对比，可分析得出所设计公路的技术等
级及多车道公路的车道数，以及是否需要设置爬坡车道，亦可在道路设计阶段，进 行公路各组成部分的通行能力和服务水平分析，发现潜在的瓶颈路段予以改进，从 而在设计阶段就消除了将来可能形成的瓶颈路段。 2 用于道路规划
(1)高速公路(控制进入)的基本路段； (2)不控制进入的汽车多车道公路路段； (3)不控制进入的汽车双车道公路路段； (4)混合交通双车道公路路段； (5)匝道，包括匝道一主线连接部分； (6)交织区； (7)信号控制的平面交叉口； (8)无信号控制的平面交叉口； (9)市区及近郊干线道路；