第六章通行能力

1、第六章 道路通行能力交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院第一节第一节 概述概述1.通行能力的定义：通行能力的定义： 某种设施（如道路）的通行能力（capacity）规定为：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。一、通行能力一、通行能力交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院通行能力定义中所依据的条件（即理想条件）是：（1） 道路条件：指的是街道或公路的几何特征：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。（2）交通条件：使用该道路的交通流特性：交通流中车辆种类的分

2、布、可用车道中交通量和交通分布以及交通流的方向分布。（3）管制条件：是指设施上的管制设备和具体设计的种类，以及交通规则：交通信号的位置、种类和配时是影响通行能力的关键性管制条件。其他重要管制包括停车和让路标志、车道使用限制、转弯限制等。交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院我国对通行能力的定义是指道路设施疏导交通流的能力。即在一定的时段（通常15分钟或一小时）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，也称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。交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院2.通行能力的分类通行能力的分类通行

3、能力按作用性质分为三种：（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；交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院（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（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，一设计中公路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

4、面上，在所选用的设计服务水平下，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。 交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院设计通行能力和可能通行能力的主要区别是：设计通行能力和可能通行能力的主要区别是： 可能通行能力是以基本通行能力为基础，考虑到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)，

5、就得到设计通行能力。 交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院3.3.计算通行能力的时间单位交通量和交通流率计算通行能力的时间单位交通量和交通流率由于时间单位愈大，交通不均匀性也愈大，愈不能很好地反映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。美国考虑到稳定交通流存在的最短时间为15min，因此主张观测分析15min的交通流量和运行质量的关系。但设计交通量仍以1小时为单位，故以交通流率而不是以小时交通量来反映通行能力。我国现阶段则仍用小时交通量而不用交通流率。交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院4.车辆换算系数和换算交通量车辆换算系数和换算交

6、通量 （1）车辆换算系数 在分析计算通行能力和服务水平时，要将实际或预测的交通组成中各类车辆的交通量换算成标准汽车交通量，此时需要用到车辆换算系数。 该系数的定义是：在通行能力方面某类车辆一辆折合成标准车辆的辆数。 交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院 （2）换算交通量 也称为当量交通量。是将总交通量中各类车辆交通量换算成标准车型交通量之和。 Ve当量交通量； V未经换算的总交通量； Pi第i类车交通量占总交通量的百分比； Ei第i类车的车辆换算系数。 eiiVVPE交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院5.影响通行能力的主要因素及其对通行能力的修正系数 （1）路面 （2）气

7、候 通行能力和服务水平的各种关系及参数值均是在路面质量良好及气候正常情况下得出的。交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院6.需分别进行通行能力和服务水平分析的公路（1）高速公路（控制进入）的基本路段；）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，包括匝道主线连接部分；（6）交织区；）交织区；（7）信号控制的平面交叉口；）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；（10）路网通行能力 ；（11）非机动车道通行能力；（12）行人通行能力交通工程学交通

8、工程学聊城大学汽车与交通工程学院二、服务水平二、服务水平 通行能力的分析计算离不开交通运行质量。因此通行能力的分析计算必须与服务水平的分析计算一并进行。 服务水平（level of service）：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。 交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院1. 服务水平的分级及各级服务水平的运行质量描述n 在达到基本通行能力（或可能通行能力）之前，交通量（越大）交通密度（越大）车速（越低）运行质量（越差）服务水平（越低）。n 达到基本通行能力（或可能通行能力）之后， 交通量（

9、达到最大）运行质量（最低）交通密度（最大）车速（最低）交通量（最低）。交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院理想条件下交通量车速关系图交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院理想条件下交通量交通密度关系图交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院美国将服务水平分为美国将服务水平分为A至至F六级：六级：服务水平A：交通量很小，交通为自由流。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。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。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。服务水平E：不稳定流范围。车速低且均匀，舒适和便利程度也非

10、常低。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。交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院我国公路服务水平现分为四级：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；二级相当于美国的C级；三级相当于美国的D级；四级相当于美国的E、F两级。每级服务水平有其服务质量的范围。一、二、三级及四级上半段的服务水平都有对应于该级服务水平最差时的服务交通量，该服务交通量在该级服务水平中是最大的，故称为最大服务交通量。交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院3.道路设计采用的服务水平等级道路设计采用的服务水

11、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二级服务水平。必要时，匝道主线连接处及交织区可降低要求采用三级服务水平。 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二级服务水平，在重丘山岭地形及近郊采用三级服务水平三级服务水平。 不控制进入的汽车双车道公路路段采用三级服三级服务水平。务水平。 混合交通双车道公路路段采用三级服务水平。三级服务水平。交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院三道路通行能力和服务水平的作用三道路通行能力和服务水平的作用 1用于道路设计用于道路设计 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

12、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。交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院2用于道路规划用于道路规划 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，提出改善和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。交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院第二节第二节 城市道路通行能力城市道路

13、通行能力 城市道路通行能力主要受交叉口通行能力的制约。 两条或两条以上的道路在同一平面相交称为平面相交，两条不同方向的车流通过平交路口时会产生车流的交叉。 平交路口可能通过的相交车流的最大交通量就是平面交叉口的通行能力。交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院平面交叉口的通行能力一般可分为三大类：（1）不加任何交通管制的交叉口的通行能力；（2）中央设圆形岛的环行交叉口的通行能力；（3）设置交通信号的交叉口的通行能力。 交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院（一）信号交叉口的通行能力（一）信号交叉口的通行能力 交叉口的通行能力是对每一进口道规定的。它是在现行的交通状况、车行道和信号

14、设计条件下，某一指定进口道所能通过交叉口的最大流率。观测流率的间隔时间一般为15min。通行能力以辆/小时表示。 信号交叉口的通行能力是以饱和流率的概念为基础的。饱和流率是指在现行的道路和交通条件下，指定的进口道或车道组能通过交叉口的最大流率。饱和流率的符号为S，其单位用有效绿灯小时通过的车辆数表示(辆绿灯小时)。iiicgSC)/(交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院我国使用的分析方法（停车断面法）周期长、绿灯时间、启动延误、平均车头时距周期长、绿灯时间、启动延误、平均车头时距直行车道通行能力直行车道通行能力确定混行车道、左转车道、右转车道的影响确定混行车道、左转车道、右转车道的影

15、响左转车是否影响对向直行车左转车是否影响对向直行车计算进口计算进口i的通行能力的通行能力计算整个交叉口的通行能力计算整个交叉口的通行能力折减对向直行车的通行能力折减对向直行车的通行能力YN交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院T信号灯周期（s）；tg每个周期内的绿灯时间；t0绿灯亮后第一辆车起动、通过停车线的时间；平均取t0=2.3s；折减系数，=0.9；ht直行车通过停车线的车头时距（s）。03600(1)gTtttCTh1.一条直行车道的通行能力交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院混合车队平均车头时距ht大车：小车0：102：83：74：65：56：47：38：2车头时距

16、ht2.02.652.963.123.263.303.343.42交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院2.混合行驶车道的通行能力混合行驶车道：（1）直行、左转、右转车辆混合行驶；（2）直行、左转车辆混合行驶；注：对于直行与右转混合行驶的车道，由于此两向车流只在通过停车线后进行分流，所以按照一条直行车道计算。mixTLCC KKL左转车影响系数，KL=1-pL，其中pL为左转车的比例。交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院3.左转专用车道的通行能力影响对向直行车道通行能力的折减值：0max()ALLCN CN大车：小车0：102：83：74：65：57：38：2NLmax（辆）

17、142134120114109106104交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院4.右转专用车道的通行能力 相当于直行车道的通行能力5.交叉口的通行能力（左转、右转、直行分道行驶）1TiLRCCppLiLCC pRiRCC pCLCTCR交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院1TTRiLCCCp1TRiLCCp注：注：CLCTCTRCLCTR交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院例：已知某交叉口的设计如图所示，东西干道一个方向右3条车道，南北支路一个方向有一条车道。T120s，tg52s，t02.3s，0.9。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1

18、5，右转车占10，南北方向左、右转车分别占该进口交通量的15。求交叉口的设计通行能力。交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院解：（1）东进口的通行能力东进口直行车道的通行能力：03600(1)533/hgTtttCTh（辆 ）由于直右混合车道相当于直行车道，所以： CTRCT533（辆/h）则，东进口的通行能力：TREC533 5331254/h11 0.15TLCCp（辆 ）交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院所以，东进口的左转车的流量为：E1254 0.15 188/hLLCC p （辆 ）当大型车占20时，NLmax134辆/h，小于CL，所以左转车影响对向直行车，所以

19、要对对向直行车道的通行能力进行折减：0max()2(188 134)108/hALLCN CN（辆 ）因为东进口与西进口相同，所以东西进口的通行能力为：CEW（1254-108）22292（辆/h）交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院（2）南进口的通行能力：SL5331 0.5p493/hmixTLCC K（）（辆 ）该方向左转车的流量为：4930.1572（辆/h）小于NLmax，所以不影响对向直行车。则，南北进口的通行能力为： CSN4932986（辆/h）（3）交叉口的通行能力：CCEWCSN22929863278（辆/h）交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院第三节第

20、三节 公共交通线路的通行能力公共交通线路的通行能力 公共交通的车辆与小汽车相比，占用道路空间小，客运能力大。 一般而言，一条公共交通线路的客运能力为： 公共汽车 6000 8000人小时； 无轨电车 800010000人小时； 轻轨 1000030000人小时； 地铁 4000060000人小时 。交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院一.公共汽车线路的通行能力 公共汽车线路的通行能力受沿线各站通行能力的制约，其中通行能力最小的停靠站，是控制线路通行能力的站点。停车站的通行能力取决于车辆占用停车站的时间长短。因此，公共汽车线路的通行能力为：TCC/3600min站线T车辆占用停车站的总

21、时间。交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院公共汽车在站停靠时间与车辆性能、车辆结构、上下车乘客的多少、车站秩序等因素有关。1234Ttttt12ltb03dKttn42lta其中：t1车辆进站停车所用的时间。l为车辆长度（m），b为进站时的刹车减速度，一般取b=1.5m/s2。t2车辆开门和关门的时间，一般为34s。t3乘客上下车所用的时间。为公共汽车的容量，K为上下车乘客占总容量的比例，一般取K=0.250.35，t0为1个乘客上车或下车所用的时间，平均约为2s，nd为乘客上下车的车门数。t4车辆启动和离开车站所用的时间。a为出站时的加速度，一般取b=1.0m/s2。交通工程学交通

22、工程学聊城大学汽车与交通工程学院0360036002.574dCKtTln线 0.8CC线公交线路的设计通行能力：交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院例：（本题（本题12分）分）一条公共汽车线路配备17m长的3门铰接公共汽车，额定容量195人。如果该类车进站时，车辆之间的最小间隔等于车辆长度，刹车减速度为b1.5m/s2，车辆开门和关门时间共为4s，乘客最多的一个车站上下车的乘客占车容量的比例为40%，一个乘客上车或下车所用的平均时间为2s，车辆离开车站时的加速度为a=1.0m /s2，计算该公共汽车交通线路的通行能力（即每小时能通过该站多少辆这种公共汽车）。（华南理工2005年研究

23、生入学考试试题） 交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院二、提高公共汽车线路通行能力的措施二、提高公共汽车线路通行能力的措施客流分布、运营管理、车辆特性是影响公共汽车线路通行能力的主要因素。1.客流沿线各站点分布均匀，则通行能力大，反之较小。2.维持好站点乘车秩序，缩短乘客上下车时间。3.增加车门个数，加大车门宽度，降低车辆底盘高度，减少踏步阶数，缩短乘客上下车的时间。交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院4.改善车辆的动力性能，提高驾驶员的驾驶技术，缩短车辆进、出站的时间。5.在一条较长的车道上，若同时开设几条公共汽车线路，应在同一站点给各路公交车分别开设停靠站位，以提高通行

24、能力。交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院第四节第四节 高速公路的通行能力高速公路的通行能力高速公路一般由以下三部分组成：（1）高速公路基本路段(basic freeway sections)； （2）交织区(weaving areas)；（3）匝道(ramp junctions)，其中包括匝道主线连接处及匝道横交公路连接处。 交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院一、高速公路的基本路段的通行能力 高速公路基本路段是指主线上不受匝道附近车辆汇合、分离以及交织运行影响的路段。具体讲，是指驶入匝道主线连接处上游150rn至下游760m以外、驶出匝道主线连接处上游760m至下游15

25、0m以外以及表示交织区开始的汇合点上游150m至表示交织区终端的分离点下游150m以外的主线路段。 高速公路两个方向车行道的通行能力和服务水平的分析计算是分别进行的。高速公路基本路段服务水平分级的关键性参数是最大交通密度（pcukm/车道）。交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院1最大服务交通量iBSVCVCMi)/( 其中：MSVi第i级服务水平的最大服务交通量（pcu/(hln)）；CB基本通行能力，即理想条件下一车道所能通行的最大交通量(pcu/(hln)；(V/C)i第i级服务水平最大服务交通量与基本通行能力的比值。 交通工程学交通

26、工程学聊城大学汽车与交通工程学院2. 单向车行道的设计通行能力PHVWSVDfffNMCi.式中：CD单向车行道设计通行能力，即在具体条件下，采用i级服务水平时所能通行的最大交通量(veh/h)；N单向车行道的车道数；fW车道宽度和侧向净宽对通行能力的修正系数；fHV大型车对通行能力的修正系数；fP驾驶员条件对通行能力的修正系数。交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院pHVWiBDfffNCVCC)/(3.影响高速公路基本路段通行能力的主要因素影响高速公路基本路段通行能力的主要因素及修正方法及修正方法（查表）（查表） 1）车道宽度及侧向净宽的修正系数 2）大型车的修正系数 3）驾驶员条

27、件的修正系数交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院二、高速公路交织区的通行能力二、高速公路交织区的通行能力1.交织运行的定义 两个或更多交通流沿公路相当长路段运行的总方向相同且在没有交通控制设施的情况的情况下，相交而过的运行称交织运行。 交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院2. 交织区长度 从汇合三角区车道1的右边缘至入口（汇合）车道左边缘的距离为0.6m的那一点起，至分离三角区车道1右边缘至出口车道左边缘距离为3.7m的那一点之间的距离。3.7m0.6m车道2车道1交织区长度交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院3.简单交织区构造型式 A为了完成交织，每个交织方向的所有车辆必须进行一次车道变换。132交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院1324B为了完成交织，一个方向上的交织车辆可能不需要变换车道，而另一个方向的交织车辆必须换一次车道才能完成。交通工程学交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院1324C为了完成交织，一个方向上的交织车辆可能不需要变换车道，而其