5道路通行能力分析资料.ppt

2019年7月7日7时3分,1,第五章,道路通行能力分析,2019年7月7日7时3分,2,目 录 (contents),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,2019年7月7日7时3分,3,§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）,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。 通行能力是度量道路疏导车辆或人流能力的物理量，是道路本身的一种性能。,2019年7月7日7时3分,4,2、道路通行能力与交通量的区别,两者都是单位时间内通过道路某断面的交通体数量。一般道路的交通量均小于道路的通行能力。,当道路上的交通量比其通行能力小得多时，则司机驾车行进时操作的自由度就越大，既可以随意变更车速，转移车道，还可以方便地实现超车。,当交通量等于或接近于道路通行能力时，车辆行驶的自由度就逐渐降低，一般只能以同一速度循序行进，如稍有意外，就会发生降速、拥挤，甚至阻滞。,当交通量超过通行能力时，车辆就会出现拥挤，甚至堵塞。,通行能力反映了道路的容量,是道路容纳性能的一种量度； 交通量反映了道路实际负荷交通的数量大小，是交通体根据实际情况在道路上运行的具体体现。,2019年7月7日7时3分,5,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,2019年7月7日7时3分,6,4、道路通行能力的种类 （1）按照影响因素分：,基本通行能力,可能通行能力,设计通行能力,在一定的时段，理想的道路、交通、控制和环境条件下，道路的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。,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。,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7月7日7时3分,7,基本通行能力,可能通行能力,设计通行能力,三者间的关系,各种修正系数,指定服务水平下的V/C比,2019年7月7日7时3分,8,各级公路通用的车辆换算系数,在公路方面高速公路与一级公路采用小客车为基本单位,其它车辆均换算为当量小客车(pcu),其它各级公路均以中型货车为基本单位,其它车辆均换算为中型货车,城市道路方面均采用小客车为单位(pcu),其它车辆均换算为当量小客车(pcu)。,2019年7月7日7时3分,9,信号交叉口 交叉口通行能力 无信号交叉口 环型交叉口 立体交叉口 城市道路通行能力 路段通行能力 公交线路通行能力 自行车道通行能力 人行道通行能力 高速公路基本路段通行能力 高速公路交织区段通行能力 公路通行能力 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,（2）按设施类型分：,2019年7月7日7时3分,10,5、影响因素 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 交通条件:车流中的车辆组成、车道分布、方向分布 管制条件:交通法规、控制方式、管理措施 环境条件:街道化程度、商业化程度、横向干扰、非交通占道 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,2019年7月7日7时3分,11,高速公路（控制进入）的基本路段； 不控制进入的多车道公路路段； 不控制进入的双车道公路路段； 混合交通双车道公路路段； 匝道，包括匝道主线连接部分； 交织区； 无信号控制的平面交叉； 信号控制的平面交叉； 市区及近郊干线道路。,需分别进行通行能力和服务水平分析的公路组成部分,2019年7月7日7时3分,12,5-1-2 道路服务水平,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。 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。 评价指标: 行车速度和运行时间; 车辆行驶时的自由程度; 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; 行车安全性; 行车的舒适性和乘客满意的程度; 经济性。,2019年7月7日7时3分,13,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。,2019年7月7日7时3分,14,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,2019年7月7日7时3分,15,服务水平分级,服务水平的划分: 高速公路一级公路以车流密度作为主要指标,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。 二三级公路以延误率和平均运行速度作为主要指标,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。 交叉口则用车辆延误来描述其服务水平.,2019年7月7日7时3分,16,各类公路设施评价服务水平的主要参数,pcu当量小汽车（passenger car unit） ln 车道数,2019年7月7日7时3分,17,LOS A,LOS B,LOS C,LOS D,LOS E,LOS F,美国道路设施服务水平标准,2019年7月7日7时3分,18,A级：车流畅通，平均车速大于48km/h，交通量小于道路通行能力的60% B级：车流稳定，稍有延迟，平均车速大于40km/h，交通量接近道路 通行能力的70% C级：车流稳定，有延迟，平均车速大于32km/h，交通量接近道路通 行能力的80% D级：车流不大稳定，延迟尚可忍受，平均车速大于24km/h，交通量 接近道路通行能力的90% E级：车流不稳定，延迟不能忍受，平均车速降到24km/h，交通量接 近道路通行能力 F级：交通阻塞，平均车速小于24km/h，交通量可能超过道路通行能力，但已没有意义,2019年7月7日7时3分,19,流量,速,度,自由流,稳 定 流,强制流,0,A,B,C,不稳定流,D,E,F,2019年7月7日7时3分,20,一级服务水平（公路工程技术标准(JTB B01-2003) ） 交通量小，驾驶者能自由或较自由地选择行车速度并以设计速度行驶，行驶车辆不受或基本不受交通流中其他车辆的影响，交通流处于自由流状态，超车需求远小于超车能力，被动延误少，为驾驶者和乘客提供的舒适便利程度高。,2019年7月7日7时3分,21,二级服务水平： 随着交通量的增大，速度逐渐减小，行驶车辆受别的车辆或行人的干扰较大，驾驶者选择行车速度的自由度受到一定限制，交通流状态处于稳定流的中间范围，有拥挤感， 到二级下限时车辆间的相互干扰较大开始出现车队被动延误增加，为驾驶者提供的舒适便利程度下降，超车需求与超车能力相当。,2019年7月7日7时3分,22,三级服务水平： 当交通需求超过二级服务水平对应的服务交通量后，驾驶者选择车辆运行速度的自由度受到很大限制，行驶车辆受别的车辆或行人的干扰很大交通流处于稳定流的下半部分并已接近不稳定流范围，流量稍有增长就会出现交通拥挤，服务水平显著下降，到三级下限时行车延误的车辆达到80%，所受的限制已达到驾驶者所允许的最低限度，超车需求超过了超车能力，但可通行的交通量尚未达到最大值。,2019年7月7日7时3分,23,四级服务水平： 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。,2019年7月7日7时3分,24,2019年7月7日7时3分,25,4、最大服务交通量,一、二、三、四级上半段服务水平都有相应于该级服务水平最差的服务交通量，该服务交通量在该级服务水平中是最大的，故称最大服务交通量。它反映是是在某一特定服务水平下道路所能提供的疏导交通的能力极限。,5、设计服务水平等级,为保证道路在具备较好的运行质量的同时，又不至于浪费道路设施的能力，通常设计道路时不采用最大通行能力，而采用设计服务水平等级对应的最大服务交通量。 中国现行的设计服务水平等级规定如后：,2019年7月7日7时3分,26,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。,2019年7月7日7时3分,27,不控制进入的汽车多车道公路路段在平原微丘区采用二级服务水平，在山岭重丘区及城市近郊采用三级服务水平。,2019年7月7日7时3分,28,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路段采用三级服务水平。,2019年7月7日7时3分,29,2019年7月7日7时3分,30,2019年7月7日7时3分,31,#为平均行程速度; 不准超车区(%)为指超车视距小于设计速度所要求的最小超车视距的路段长度占区段总长的百分率 （双向的平均值）,2019年7月7日7时3分,32,通行能力和服务水平的作用,用于道路设计 确定车道数、服务水平评估、发现瓶颈路段 用于道路规划 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 用于道路交通管理 根据交通量增长情况，制定各阶段的交通管理措施,2019年7月7日7时3分,33,通行能力和服务水平的关系,通行能力和服务水平是一个事物的两个方面，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。严格地说,没有无通行能力的服务水平,也没有无服务质量的通行能力,两者是不能分开的。,2019年7月7日7时3分,34,§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：在理想的道路和交通条件下，单位时间一个车道或一条道路某一路段通过小客车最大数，是计算各种通行能力的基础。 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。,基本路段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。,由于两个方向上的交通互不依赖，且两个方向在其前进方向上的线性不同， 因此，两个方向车行道的通行能力和服务水平分别进行计算。,2019年7月7日7时3分,35,基本路段处于任何匝道和交织区的影响区域之外,一般，高速公路匝道连接处及交织区的影响范围为： 进口匝道：从匝道连接处起，其上游150m-200m，下游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，下游150m的范围为进口匝道影响范围； 交织区：合流点上游150m为交织区的起点，分流点下游150m为交织区的终点；,2019年7月7日7时3分,36,计算的最大交通量为:,行驶车辆之间的最小安全间距为：,l安一般取用2m,t可取1s, 附着系数与轮胎花纹、路面粗糙度、平整度、表面湿度、行车速度等因素有关(如表5-9)。车辆长度对于小汽车采用6m,对于解放牌汽车采用12m: （5-2）,2019年7月7日7时3分,37,按实际观测到的最小车头时距计算则可达2000辆/h以上，这主要是由于路面干燥使附着系数增大，并且道路的平纵线形和视距好，驾驶员估计不会出现意外停车，从而减少了车头应保持的最小间隔。我国在作通行能力分析时作出了如下的规定：,2019年7月7日7时3分,38,5-2-2 实际通行能力,实际通行能力是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。,式中：CP可能通行能力 CB基本通行能力 fi各项修正系数(道路和交通条件的修正系数) N单向车道数,道路条件:1)车道数修正系数fN；2)车道宽度修正系数fw；3)侧向净空受限修正系数fcw；4)车道硬路肩宽度修正fsw；5)交通组成修正系数fHV；6)方向分布修正系数fd；7)路侧干扰修正系数ff；8)平面交叉修正系数fj ；9)驾驶员条件对通行能力的修正系数fp 。,交通条件:使不同类型的车辆换算为同一车型。,2019年7月7日7时3分,39,1）高速公路：单向车道的通行能力,fN：六车道及其以上取0.98一0.99； fp：通常在0.95一1.00之间。,2019年7月7日7时3分,40,2019年7月7日7时3分,41,侧向净空是指车道边缘至路侧障碍物（护墙、灯柱等）的横向距离，当小于1.75m时，驾驶员感到不安全，从而减速、偏离车道线，使旁侧车道利用率降低。,2019年7月7日7时3分,42,2019年7月7日7时3分,43,2019年7月7日7时3分,44,PHV 大型车交通量占总交通量的百分比； EHV 大型车换算成小客车的车辆换算系数。,驾驶员条件的修正系数fP,fP 1.000.90,2019年7月7日7时3分,45,【例】 一四车道高速公路，设计速度为100km/h，单向高峰小时交通量VP1800veh/h，大型车占40%，车道宽3.50m，侧向净空1.75m，紧挨行车道两边均有障碍物，重丘地形。分析其服务水平，问其达到可能通行能力之前还可增加多少交通量。 解 为求服务水平要计算V/C： (1) 查表（9-4、9-5）得诸修正系数 fW0.97，EHV2.5， fHV=1/1+0.40×(2.5-1)=0.625, fP=1.0 (2) 计算V/C (3) 该公路服务水平属三级 (4) 求算达到可能通行能力前可增加的交通量 行车道的可能通行能力 达到可能通行能力前可增加的交通量V2425-1800625veh/h (5) 求理想条件下之速度及密度 1800veh/h的V/C在(2)中已求出为0.74。查图得平均行程速度为78km/h，远大于观测到的速度56km/h，这由于有大型车及非平原的重丘地形所致。,2019年7月7日7时3分,46,2）一级公路路段：,fN：取0.95一0.97； fp：通常在0.95一1.00之间。,fj,ff,2019年7月7日7时3分,47,3）二级公路、三级公路：,fd,fsw,ff,2019年7月7日7时3分,48,5-2-3 设计（或规划）通行能力,设计通行能力是由不同服务水平规定条件下的通行能力，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：,在公路设计中，原则上： 高速公路和一级公路采用二级服务水平进行设计； 二级公路、三级公路和平面交叉采用三级服务水平设计； 四级公路为支线公路和地方公路，主要提供短途的可达性运输服务，因此，四级公路服务水平不作规定，可视其用途、作用、目的等需求而确定。,2019年7月7日7时3分,49,例5-1 某微丘地区四车道高速公路设计车速100km/h,路基宽26m，其中两侧路肩与路绿带均为0.75m,硬路肩均为3m中央分隔带2m，纵坡为1，设计小时交通量为小汽车2400辆，大中型汽车480辆，特大型汽车70辆.试求该路有无超过其通行能力,如无其服务水平如何?,解：先进行交通量换算,按表5-19,经内插计算分别为,再求算实际条件下通行能力，由表5-1得知,查修正系数:,2019年7月7日7时3分,50,计算实际通行能力:,近似取为:,再计算负荷度:,查表，得知二级VC0.68,故其服务水平为二级。,2019年7月7日7时3分,51,例5-2 一四车道高速公路，设计速度为100km/h，单向高峰小时交通量=1800veh/h，大型车占40%，车道宽 3.50m，侧向净空为1.75m，紧挨行车道两边均有障碍物，重丘地形。分析其服务水平，问其达到可能通行能力之前还可增加多少交通量。实地观测的平均速度为56km/h。,解：为求服务水平要计算VC： （l）查表5-1220，得诸修正系数,（2）计算VC,（3）该公路服务水平属三级,2019年7月7日7时3分,52,4）求算达到可能通行能力前可增加的交通量行车道的可能通行能力:,达到可能通行能力前可增加的交通量V：,2019年7月7日7时3分,53,图1 理想条件下高速公路速度-流量关系图(中国高速公路),V=78km,2019年7月7日7时3分,54,小结,道路通行能力计算的基本思路是：先确定基本通行能力，对其进行修正得到可能通行能力，再考虑服务水平要求，可能通行能力乘以服务水平修正系数得到设计通行能力。 个别设施，如环形交叉口，由经验公式直接求得可能通行能力，再考虑服务水平修正得设计通行能力。,2019年7月7日7时3分,55,§5-3 交织区与匝道的通行能力,5-3-1 交织区基本概念,1.定义：交织路段是指两股或两股以上交通流运行总方向基本相同的车流，先实现合流而后分流的整个运行过程所需的路段。,交织路段图示,(50m交织区长度600m),交织区的运行特征-车道变换,2019年7月7日7时3分,56,2019年7月7日7时3分,57,2019年7月7日7时3分,58,2.交织区分类：简单交织区和多重交织区两类。,简单交织区：由单一汇合点连着单一分离点形成； 多重交织区：由1个汇合点连着2个分离点，或2个汇合点连着1个分离点。,通常也可简单分类和类：,类交织区示意图,类交织区示意图,2019年7月7日7时3分,59,3.交织运行特性,交织区的车流运行关键在于车辆运行的交织操作，它影响到行驶车速、车头时距以及行车安全。 交织长度和交织断面车道数是交织运行效率的2个主要参数。 随交织流量的增加，交织区的运行效率会下降。,交织区流量之和为： Q总=Q01+Q02+Qw1+Qw2,交织流量比： VR =(Qw1+Qw2)/Q总,设：Qw1Qw2，则,交织比：r= Qw1/Qw2,2019年7月7日7时3分,60,5-3-2 交织区通行能力和速度计算,1.通行能力的计算,交织区的通行能力和运行速度同交织区长度、车道数、交织流量比、总交通量及交织区车道构造等因素有关。,式中： rs 交织区类型修正系数，其中：类交织区rs =0.95，类交织区rs =1.0。 rN 交织区内车道数修正系数； rL 交织区长度修正系数。0.128ln(L)+0.181 rVR 交织流量比修正系数,2019年7月7日7时3分,61,2.速度的计算,公式表明：交织区运行速度同交织区长度、车道数正相关，与交织流量比、总交通量负相关。,式中： SW 交织车辆的平均行驶速度 SnW 非交织车辆的平均行驶速度 VR 交通量比值， V 交织区内总流量 N 交织区内车道总数 L 交织区段长度,2019年7月7日7时3分,62,3.交织区段服务水平,评价交织区运行质量的因素有密度、流速和流率，但最重要的是行车密度和V/C。,2019年7月7日7时3分,63,5-3-3 匝道的通行能力,1. 匝道的定义：是联系不同高程上两条交叉线路、供两线路车辆实现方向转换的连接道路。一般有一个入口和一个出口，由于线形变化较大且常有纵坡和小半径的转弯，故通行能力较正常路段要低。,2匝道的形式、类型 基本形式：右转、左转 特殊形式：定向 对角线 单向单车道 单向双车道,3.运行特征：有出入口车辆的运行及其在匝道上的运行，包括分流、合流、交织运行，亦有加速、减速运行，上坡、下坡，小曲线甚至反向曲线的运行。单向单车道匝道不允许超车。,2019年7月7日7时3分,64,4.匝道的通行能力计算,1) 实际条件下，自由流速度FV的可按下式计算：,FV0按匝道转弯半径计算的行车速度（km/h）； FFVW行车宽度修正系数（ km/h ）； FFVV视距修正系数（ km/h ）； FFVSL纵坡修正系数（ km/h ）； FFVS分隔带修正系数（ km/h ）； FFVUD驶入道路修正系数（ km/h ）。,式中：,2019年7月7日7时3分,65,2) 按匝道转弯半径计算的行车速度FV0,利用线性设计的基本公式：,R 匝道最小曲率半径（m）； i 匝道最大超高横坡度（% ）； 最大侧向力系数，一般采用0.12。,式中：,3）匝道通行能力计算,Cw匝道断面总宽度修正系数 CH大车混入率修正值,2019年7月7日7时3分,66,注意匝道里的大货车 作者: 车评网 来源: www.cheping.com.cn,高速公路上的很多事故发生在匝道与主路相接的那块区域，而在这些事故中，因大车从匝道并入高速公路而引起的事故占了很大一部分。这是因为匝道车辆行驶的速度跟在高速公路干道上车流的速度有差别，特别是大车，大型客车和大型货车。即使司机很清楚，进入高速公路应该适当提速，也往往因车重、体积大而使提速变得比较困难。更有些责任心不够的司机，想不到那么多，仗着自己个子大，直接就进入主车道上，有时甚至会斜插两个车道。从主路车辆的角度讲，当你接近高速公路入口、发现有大车要并入高速主路时，必须特别小心。首先，大车的速度之慢是你始料不及的，你以为足够的刹车距离，很可能远远不够；你以为鸣笛晃灯它就会让路，一般不可能。其次，这个庞然大物很阻碍视线，如果你楞头楞脑地以较快速度接近大车，发现不对再选择从左边或者右边超车，就太危险了，因为你根本不知道左、右前方的情况，等发现情况就来不及了。所以，我们的建议是：主路司机，如果你行驶在最右侧车道，那么在接近匝道时必须减速，确保安全距离。如果可能，请尽量选择提前并入左侧车道。不要等事故发生了再去争辩事故责任吧。,2019年7月7日7时3分,67,例 某平原地区高速公路互通立交的匝道最小半径R=150m，最大超高横坡2%，行车道宽度6m，停车视距大于135m，纵坡度为1.9%的下坡，匝道类型属于单向单车道，进入高速公路的匝道长450m，交通量为小车250辆/h，大中型车为100辆/h，特大型车为20辆/h，计算自由流速度、通行能力和服务水平。 解： =（127*150（0.019+0.12） 1/2,2019年7月7日7时3分,68,合流 两股分开的车流运行于同一方向，合并成一股车流的过程； 分流 一股单独的交通流分成两股或多股车流； 合流、分流部分的通行能力是指高速公路与匝道连接部分的通行能力,是高速公路分、合流点处导引与疏通交通流的能力。,5-3-4 匝道与主线连接处的通行能力,合流、分流、交织示意图,2019年7月7日7时3分,69,高速公路组成和影响范围,2019年7月7日7时3分,70,连接处的主要形式：独立式和非独立式 分流点上游980米范围内、合流点上游610米范围内没有分、合流点。 独立式单车道驶入匝道 独立式单车道驶出匝道 邻近有驶入匝道的单车道驶入匝道 邻近有驶入匝道的单车道驶出匝道 有加速车道的双车道驶入匝道 有减速车道的双车道驶出匝道,2019年7月7日7时3分,71,匝道交通量Vr 驶入匝道上游主路单向交通量Vf 主路单向最大交通量Vf 与相邻上游和（或）下游匝道的距离Du、Dd 相邻上游和（或）下游匝道的交通量Vu、Vd 匝道型式（驶入还是驶出、在连接处的匝道车道数等）,分合流点通行能力的相关因素分析：,一般分析计算连接处通行能力时，要分析三个关键交通量：,汇合交通量Vm：用于驶入匝道 分离交通量Vd：用于驶出匝道 主线交通量Vf：用于任何汇合或分离点,2019年7月7日7时3分,72,合流部分的通行能力：,V1=136+0.345Vf-0.115Vr 式中：V1高速公路外侧车道交通量 Vf高速公路总交通量 Vr匝道交通量 适用条件： 4车道高速公路上单车道驶入匝道(不是环形)，有或没有加速车道； 在610米范围内没有相邻上游驶入匝道存在时； 使用交通量范围：Vf=4003400pcu/h, Vr=50 1500pcu/h。,以四车道单车驶入式为例,2019年7月7日7时3分,73,分流部分通行能力：,V1=165+0.345Vf+0.52Vr 式中：V1高速公路外侧车道交通量 Vf高速公路总交通量 Vr匝道交通量 适用条件： 4车道高速公路上单车道驶出匝道，有或没有减速车道 在975米范围内没有相邻上游驶入匝道存在时 使用交通量范围：Vf=4004200pcu/h, Vr=50 1500pcu/h,以四车道单车驶出式为例,2019年7月7日7时3分,74,三检测点服务水平划分标准,2019年7月7日7时3分,75,例题,四车道高速公路的单车道驶入匝道，其上下游1800m范围内无相邻匝道，处于平原地区，主线设计车速为120Km/h，匝道上游主线单向交通量Vf=2000辆/h，大型车占50%。驶入匝道交通量为400辆/h，大型车占40%，试分析其运行状态属于何种服务水平。,2019年7月7日7时3分,76,§5-4 平面交叉口的通行能力,5-4-1 概述,基本概念 两条不同方向的车流通过平交路口时会产生车流的转向、交汇与交叉,平交路口可能通过此相交车流的最大交通量就是平面交叉口的通行能力. 它不仅与交叉口所占面积、形状、入口引道车道条数、车道宽度、几何线形及环境条件有关，而且受相交车流通过交叉口的运行方式交通管理措施等方面的影响。,分类 不加任何交通管制的交叉口； 中央设圆形岛的环形交叉口； 设置色灯信号交叉口,2019年7月7日7时3分,77,平面交叉口的形式（一）,十字形 T形 X形 Y形,2019年7月7日7时3分,78,平面交叉口的形式（二）,错位交叉口,畸形交叉口,2019年7月7日7时3分,79,平面交叉口的形式（三）,多路交叉口,环形交叉口,2019年7月7日7时3分,80,无信号交叉口通行能力,信号交叉口通行能力,暂时停车方式,环行方式,两向停车方式,全向停车方式,主道优先,无主次之分,常规环行交叉口,小型环行交叉口,微型环行交叉口,d25m,d25m,引道加宽成喇叭形,渠化交通的方式,2019年7月7日7时3分,81,2019年7月7日7时3分,82,2019年7月7日7时3分,83,2019年7月7日7时3分,84,十字形无信号控制交叉口通行能力计算方法： 根据可插间隙理论计算此类交叉口的通行能力。 直接计算优先方向交通流中的可插间隙（车头时间间隔），即非优先方向交通可以横穿或插入的间隙数，作为非优先方向可以通过的最大交通量。 计算原理：将主干道（优先方向）上的车流视为连续行驶的交通流，并假定车辆到达的概率分布符合泊松分布，则车辆之间出现的时间间隔分布为负指数分布，但不是所有间隔均可供次干道车辆通过或插入，只有当此间隙大于临界间隙（即50的驾驶员可以接受）时才有可能。,5-4-2 无信号管制的交叉口通行能力,2019年7月7日7时3分,85,5-4-2 无信号管制的交叉口通行能力,十字形交叉路口通行能力计算方法：,式中：Q非非优先的次干道上可以通过的交通量 Q优主干道优先通行的双向交通量 主干道车辆到达率 可供次干道车辆穿越主干道车流的临界车头时距 次干道上车辆间的最小车头时距(停车标志5s，让路标志3s),2019年7月7日7时3分,86,次干道通行能力*（pcu/h）,*次干道通行能力超过主干道双向交通量的一半是很少出现的,美国规定的主干道优先时支路通行能力的经验值,2019年7月7日7时3分,87,T行交叉路口交通流向图,式中：次干道车辆可穿越汇入主干道车流的车头时距 1优先车流的最小车头时距 2非优先车流的最小车头时距,2019年7月7日7时3分,88,5-4-3 环形交叉口通行能力,环形交叉口是在几条道路相交的交叉口中央，设置圆岛或带圆弧形状的岛，使进入交叉口的所有车辆均以同一方向绕岛行驶，其运行过程一般为先在不同方向汇合（合流），接着于同一车道先后通过（交织），最后分向驶出（分流），可避免直接交叉、冲突和大角度碰撞，其实质为自行调节的渠化交通形式。 优点：车辆可以连续行驶，安全，无需管理设施，平均延误时间短，很少刹车、停车，节约用油，随之噪声低、污染少。 缺点：占地大，绕行距离长，当非机动车和行人过多及有直向行驶的电车时不宜采用。,2019年7月7日7时3分,89,分类 （1）常规环形交叉口 其中心岛为圆形或椭圆形，直径一般在25m以上，交织段长度和交织角大小有一定要求，入口引道一般不扩大成喇叭形，在我国各城市的主要环交均属此类。 （2）小型环形交叉口 其中心岛的直径小于25m，引道入口适当加宽建成喇叭形，使车辆便于进入交叉口。其优点可以提高环交的通行能力，少占用地。我国有些城市也有这类小型环交。,2019年7月7日7时3分,90,小型环交的特点： (1)在停车线上增加车道数； (2)中心岛直径d约为D/3,并小于8m; (3)x不小于25m(为停车线至右 侧冲突点距离); (4)环道宽a小于前一个 入口宽b ; (5)引入口渐变段为1:6, 出口则为1:12; (6)设偏向导车岛,不使 进入车辆直穿,2019年7月7日7时3分,91,3、微型环交 多为三路或四路相交,其中心岛直径一般小于4m,不一定做成圆形,也不一定非高于路面不可,可以用白漆涂成圆圈,或做成不同颜色,主要起引导与分隔作用,此外,还有双环形交(图5-16)、引道错位环交(图5-17)、让路原则设计的环交、多岛式环交和双向行车环交等。,2019年7月7日7时3分,92,常规环形交叉口计算图示,常规环形交叉口通行能力计算,式中： Qm交织段最大通行能力，pcu/h l 交织段长度，m W交织段宽度，m P交织段内参与交织车辆占全部车辆的比例 e入口引道平均宽度，m，e=(e1+e2)/2,沃尔卓普公式：,2019年7月7日7时3分,93,英国环境部暂行公式： 左侧优先,适当折减公式：,根据使用经验和实际观察资料的检验，一般设计通行能力采用上述公式计算最大值的80。,用于设计目的，应采用Q值的85%,2019年7月7日7时3分,94,例：某常规环交为四路交汇，其几何图形与车流量、流向如图，主要参数W=15m,l=40m,e=10m,求其交织段的通行能力，并验算现有车流量是否超过其通行能力。,2019年7月7日7时3分,95,354,354,2019年7月7日7时3分,96,小型环形交叉口通行能力计算用图,(1)英国运输与道路研究所(TRRL)在所有进口引道交通量均呈饱和状态情况下，经多次实验后得出小型环形交叉口总通行能力的简化计算公式:,小型环形交叉口通行能力计算,式中： Q环形交叉口总通行能力 W所有引道基本宽度总和 A引道拓宽所增加的总面积，A=a K1计算系数,用于设计目的，应采用Q值的80%,2019年7月7日7时3分,97,(2) 纽卡塞(New Castle)根据TRRL公式作进一步简化，将A、W两参数均归纳为内接圆直径D，然后根据交叉道路条数选取K2值来进行调整，即,式中：Q交叉口实用总通行能力 D内接圆直径(m) K2计算参数,Q=K2D,用于设计目的，应采用Q值的85%以下,2019年7月7日7时3分,98,5-4-4 信号交叉口机动车的通行能力,停车线法,原理：计算信号控制交叉口通行能力时应以停车线为控制断面，即认为无论左转、直行还是右转，只要在有效绿灯时间内通过停车线，就视为通过了交叉口。,2019年7月7日7时3分,99,一条直行车道的通行能力,式中： T信号灯周期，一般取用6090s，亦有用到120s Cs一条直行车道的设计通行能力，veh/h tG周期内绿灯时间，s t0绿灯亮后，第一辆车启动、通过停车线的时间，s，平均取t0=2.3s ti直行车通过停车线的车头时距，s 折减系数，建议采用0.9,混合车与车辆组成有关：,2019年7月7日7时3分,100,混合行驶车道的通行能力,混行车道有3种组合方式，即直左车道、直右车道和左直右车道，其通行能力分别用CSL、CSR、CLSR来表示，计算公式为：,式中：KL左转车影响系数 PL左转车占进口交通量比例,CSR=CS CLSR=CSL CSL=CSKL=CS(1-0.5PL),2019年7月7日7时3分,101,专用左转和专用右转车道的通行能力,CE=CS/(1-PL-PR) CL=CEPL CR=CEPR,式中： CE进口通行能力 CL专用左转车道通行能力 CR专用右转车道通行能力 CS 进口左右直行车道通行能力 PL 左转车占进口交通量比例 PR 右转车占进口交通量比例,2019年7月7日7时3分,102,交叉口设计通行能力,式中：C交叉口设计通行能力 Cei某进口设计通行能力 n交叉口进口道数,2019年7月7日7时3分,103,冲突点法认为计算信号交叉口通行能力应以直行和左转冲突点为控制断面，即认为车辆只有通过冲突点之后才视为通过交叉口; 冲突点法提出以直行和左转车辆通过冲突点的通行能力与右转通行能力之和作为通过交叉口的通行能力.,冲突点法,2019年7月7日7时3分,104,式中： Ci通过第i冲突点的（直行+左转）的周期通行能力 C交叉口设计小时通行能力 G周期内绿灯时间 m该进口道的直行车道数 hmm条直行车道时车辆通过冲突点的车头时距 m穿越空当所引起的损失时间 g直行车流中一次绿灯时长内出行可让左转车穿越空当的次数,冲突点法计算公式:,2019年7月7日7时3分,105,5-4-5 信号交叉口的服务水平,信号交叉口的服务水平通常是以平均延误时间作为评价标准的，国际上一般将信号交叉口的服务水平分为3级 我国目前没有统一的评价标准，北京市城市规划设计院建议采用4级服务水平,车辆的平均延误时间(s),2019年7月7日7时3分,106,北京市市政规划设计院建议的服务水平,2019年7月7日7时3分,107,例,已知某交叉口设计如图所示。东西干道一个方向有三条车道，南北支路一个方向有一条车道。信号灯管制交通。信号配时：周期T=120s，绿灯tg=52s。车种比例大车：小车为2：8，东西方向左转车占该进口交通量的15%，右转车占该进口交通量的10%。南北方向左右转车占该进口交通量的15%。求交叉口的设计通行能力。,2019年7月7日7时3分,108,解 先计算东西方向干道。东进口有三条车道，区分为专用左转、直行和直右三种车道。 (1)