【道路通行能力手册HCM2000 中文版】第15章-城市街道

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精益求精，善益求善。【道路通行能力手册HCM2000中文版】第15章-城市街道1515PAGEPAGEPAGE54PAGE5415PAGE第15章城市街道15.1引言15.1.1方法的适用范围本章介绍一种分析城市街道的方法。同时也可用该法分析信号交叉口间距小于或等于3.0km的郊区街道。用这种方法可以分析单向行驶的街道和双向行驶的街道，但是，对双向行驶街道的每一个行驶方向需单独分析。用本章介绍的方法可以评价城市街道的畅通性。街道所提供的畅通程度用直行交通流的行程速度来评定。不用这种方法评定街道的出入口，但是当需要评价其运行性能时，特别是街道上打算开设出入口时，街道开设的出入口的程度还是应该考虑。有利于畅通性的因素通常反映了出入口少，反之亦然。本章介绍的方法着重于畅通性；论述城市街道的畅通性，其长度至少3km（在市中心区，为1.5km）。对较短的街道也可以进行分析，但是短路段的主要功能很类似出入口。通过对路上单个交叉口的分析，可以在某种程度上评价出入口。15.1.2方法的限制条件这种研究城市街道的方法没有直接说明以下发生在两个交叉口之间的情况：是否存在路边停车；出入口的密度或出入口控制；交叉口进口的车道增加或交叉口出口的车道减少；交叉口之间坡度的影响；交叉口之间任何通行能力的限制（如一座窄桥）；路段的中央分割带和双向行驶的左转车道；转向车辆超过街道总交通量的20%；交叉口处的排队增长到上游交叉口并妨碍其正常运行；横向交叉街道拥挤阻碍直行车流。由于以上任何一种情况都会对直行交通流的速度造成很大影响，所以分析人员应最大限度地结合这些影响因素，对方法进行修正。15.2方法本方法为评价城市街道提供了体系框架。如果可以获得行程时间的现场实测数据，那么就可以用这个体系框架确定街道的服务水平（LOS）。另外，通过直接测量城市街道上车辆的行程速度，可以精确评价服务水平，而不需要采用本章的计算方法。城市街道交通流模拟可以作为实测数据的替代来源，根据本手册的分析步骤，确定提供输入的参数，如行驶时间和饱和流率；根据本手册中的定义和公式计算或估计延误和输出延误，或用现场实测数据验证。图表15-1给出了确定城市街道服务水平的分析方法。图表15-1城市街道的分析方法分析人员应该可以调查到信号间距、街道等级和交通流量对道路服务水平的影响。该方法利用第16章介绍的分析信号交叉口直行车道组的方法。通过对车道功能的重新定义（例如设或不设左转车道，车道数），分析人员可改变直行车道组中的交通流量和车道组的通行能力。这一重新定义，通过改变交叉口评价或许还有街道分级，而改变了街道的服务水平。15.2.1服务水平城市街道的服务水平是根据被考虑的路段或整条街道直行车辆的平均行程速度确定。行程速度是城市街道的基本有效性度量。用通过城市街道上的行驶时间和通过信号交叉口的控制延误计算平均行程速度。控制延误是车辆接近和进入交通信号运行的信号交叉口所造成的总延误的一部分。控制延误包括初始减速延误、在队列中行进时间延误、停车延误和重新加速延误。城市街道的服务水平同时受到每千米信号灯的数量和交叉口的控制延误两方面的影响。不恰当的信号配时、不良的信号联动和不断增加的交通流量会大幅度地降低道路的服务水平。信号灯中高密度的路段（每千米多于一个信号灯）对这些因素更为敏感，甚至在出现严重问题以前，会察觉底等级的服务水平。另一方面，包含有较重负荷交叉口的较长的城市街道路段可以提供相当好的服务水平，尽管某个独立信号交叉口可能在一个较低级的服务水平下运行。直行车辆是指所有的机动车直接通过道路路段，不转向。图表15-2是根据平均行程车速和城市街道等级列出了城市街道的服务水平标准。需要注明的是：如果交通需求超过整个道路任一地点的通行能力，那么用平均行程车速来衡量道路的服务水平就不是一个好方法。图表15-2中涉及的街道等级的概念会在下面阐述。图表15-2城市街道服务水平分级15.2.2确定城市街道等级分析的第一步是确定城市街道的等级。这可以根据直接现场观测的自由流速度或通过评价目标街道的功能和设计类型来确定。测定自由流速度的步骤详见附录B。如果不能观测到自由流速度，就必须通过街道的功能和设计类型来鉴别道路等级。首先考虑功能类型，然后是设计类型。这种鉴别方法见第10章和图表10-4。确定了道路的功能和设计类型之后，就可以用图表10-3确定城市街道的等级。15.2.3确定行驶时间车辆在城市街道路段上行驶所消耗的总时间由两部分组成：行驶时间和在信号交叉口的控制延误。为了计算路段上的行驶时间，分析人员必须知道街道等级、路段长度和自由流速度。路段上的行驶时间可以从图表15-3中查取。在每一个城市道路等级内，对实际行驶时间都会有一些影响因素。图表15-3列出了街道长度的影响。此外，停车、路侧干扰、当地的发展情况和街道使用也会影响行驶时间。在本章中，同样认为这些因素会影响自由流速度。因此，对自由流速度的直接观测包括这些因素造成的影响，即寓意这些因素对行驶速度的影响。如果观测不到实际的或类似路段上的自由流速度，使用图表15-3备注中给出的默认值。15.2.4确定延误为了计算城市街道或区间的速度，需要知道交叉口的控制延误。由于城市街道的功能是服务于直行交通流，因此应用直行交通流占用的车道组来反映城市街道的特征。图表15-3每千米路段的行驶时间注：最好有一个估算的自由流速度。如果没有，则使用上面的表格，假设下列默认值：街道等级自由流速度Ⅰ80Ⅱ65Ⅲ55Ⅳ45 b．如果Ⅰ级或Ⅱ级城市街道的路段长度小于400米，则需作如下工作：（a）重新评价其等级，（b）如仍作为个别路段，使用400米数值。c.对于Ⅰ级或Ⅱ级城市街道上的长路段（大于等于1600米），可用自由流速度来计算每千米的行驶时间。这些时间在1600米长的路段进口端表示。d.同样，路段长度大于400米的Ⅲ级或Ⅳ级城市街道，首先应重新评价（即其等级是认可的）。如果必要，400米以上的数值可以用外推。尽管本表没有给出，但路段的行驶时间取决于交通流率；然而，交叉口的延误对交通流率的依赖性更强，因此在行程速度的计算中占主导地位。直行交通流的控制延误是城市街道评价中用的适当的延误。一般来讲，分析人员应该获取这一信息，因为交叉口应该作为整个分析的一部分被独立地评价。用式15-1计算控制延误。用式15-2、15-3分别计算均匀延误和增量延误。 (15-1) (15-2) (15-3)式中：d——控制延误（s/veh）；d1——均匀延误（s/veh）；d2——增量延误（s/veh）；d3——初始排队延误，见第16章（s/veh）；PF——信号联动修正系数（见表15-5）；X——车道组的v/c比（也作饱和度）；C——信号周期长度（s）；c——车道组的通行能力（s/veh）；g——车道组的有效绿灯时间（s）；T——分析持续的时间（h）；K——感应控制的增量延误修正；I——按上游信号灯车辆换车道和调节的增量延误修正。15.2.4.1均匀延误用式15-2计算的控制延误，其假设是车辆均匀到达，稳定流。是“韦伯斯特”延误公式的第一部分，描述均匀到达的理想情况十分准确，并且已得到认可。在计算d1时，X的取值不能大于1。15.2.4.2增量延误式15-3计算出来的增量延误起因于非均匀到达、个别车辆事故（随机延误）以及饱和的持续阶段（饱和延误）。这个方程式把车道组的饱和程度（X）、分析持续时间（T）、车道组的通行能力（C）以及信号控制（K）内在地联系起来。这个公式假设所有的流量需求已在先前的分析阶段得到满足，也就是没有初始排队。如果有初始排队，根据初始排队的影响，16章附录F给出了分析步骤。任何程度的饱和度都会产生增量延误。15.2.4.3初始排队延误在开始分析时，若存在上个周期遗留的排队，那么，新到达的车辆就要经历初始排队延误。引起此延误的原因是需要一段额外的清理初始排队的时间。这段时间的长短取决于初始排队的长度、分析时段的长度以及这段时间内的V/C比。在16章附录F中也介绍有确定初始排队延误的步骤。15.2.4.4到达类型和队列比在分析城市街道或信号交叉口时，信号联动质量是一个需要量化的重要特征。每一车道组的到达类型AT是描述该特征的参数。该参数按定义的主要车流到达的六种类型来估计信号联动质量。到达类型1：界定为红灯密集队列。即有超过80%的车道组交通量在红灯相位开始前到达。该到达类型代表各种情况下路网连线的信号联动率很低，包括协调不够的情况。到达类型2：界定为红灯适度密集的队列。即车辆在红灯相位的中间到达，或在一个红灯相位内分散车道组到达交通量的40-80%的车队。这种到达类型代表了城市街道的一种不良的信号联动。到达类型3：由车辆的随机到达构成。其主队列中包含了少于40%的车道组交通量。这种到达类型代表了无干扰状态下的运行情况，队列分散程度很高的信号交叉口。到达类型4：由绿灯适度密集的队列构成。即车辆在绿灯相位中间到达，或在一个绿灯相位内分散车道组到达交通量40-80%的车队。这种到达类型代表了城市街道的一种良好的信号联动。到达类型5：界定为绿灯密集到适度密集队列。即有超过80%的车道组交通量在绿灯相位开始前到达。这种到达类型代表了一种很好的信号联动，这种情况可能发生在路侧入口为低中数量的路线，并且在信号配时中有很大的优先权。到达类型6：线路特征近似理想，信号联动非常好，它代表路侧入口极少或可以忽略，几个交叉口的间距很近，密集排队信号联动。到达类型最好是通过现场观测，也可以通过时间-空间曲线图模拟出来。到达类型应尽可能精确地加以确定，因为它对计算延误和确定服务水平有重要影响。尽管没有确切的参数来量化到达类型，但公式15-4所定义的队列比可以使用。 （15-4）式中：RP——队列比；P——绿灯时间内到达车辆数占总车数的百分比；C——周期长度（s）；g——有效绿灯时间（s）。可以通过实地观测或估计P值，c与g的值由信号灯周期设计得到。P值不超过1。与到达类型相关的Rp的大致范围列于图表15-4中。此表还同时给出了随后计算要用到的默认值。图表15-4到达类型与队列比（RP）的关系15.2.4.5信号联动修正系数理想的信号联动可以使在绿灯时间内到达的车辆比例大；不理想的信号联动导致在绿灯时间到达的车辆比例小。信号联动修正系数，PF，适用于所有协调的车道组，无论是定周期控制或半感应系统中的非感应控制。信号联动主要影响均匀延误；由于这个原因，只用于校正d1。PF的值用式15-5计算。 （15-5）式中：PF——信号联动修正系数，P——所有在绿灯时间内到达的车辆的比例，g/C——有效绿灯时间比率，fPA——绿灯时间内队列到达的追加修正系数。可以通过现场观测或通过时-空曲线图计算P值。PF的值也可以用fPA的默认值度量的P值计算。式15-5可以用来确定PF值，PF是与每种到达类型相关联的P和fPA默认值的到达类型函数。如果用式15-5计算PF值，则对于g/c值极低的到达类型4，其值不大于1。事实上，到达类型4的PF应被赋最大值1.0。图表15-5计算均匀延误的信号联动修正系数注：PF=(1-P)fPA/(1-g/C)。表格基于fp和Rp的默认值。P=Rp*g/C(不大于1)。到达类型3到6的PF值不大于1。信号联动修正系数，PF，需要了解相位差、行程速度和交叉口信号。当估计将来协调延误时，尤其是分析比选方案时，对于协调车道组，假设到达类型4是协调车道组的一种理想条件（左转除外），假设到达类型3是未协调车道组的条件。对于专用相位专用左转车道上的交通流，其信号联动修正系数通常为1.0（即到达类型3）。但如果信号协调提供了一个左转流向联动，应当由估计直行流向到达类型计算信号联动修正系数。当协调的左转是保护-许可型相位的一部分，只用保护型相位的有效绿灯时间确定信号联动修正系数，因为保护型相位通常与队列调整相关联。当使用时-空图，且车道组交通流有不同程度的调整时，用P的流量-加权平均值计算PF。15.2.4.6感应控制的增量延误修正在式15-3中，k体现了控制器对延误的影响。对于定周期信号，k值取0.50。这是根据等于车道组通行能力的随机到达排队和均匀服务得到的。然而，感应控制器可以设定绿灯时间适应当前需求，减少全部的增量延误。延误的减少部分地取决于控制器的单位延长和饱和度。研究表明，单位延长越低（即快速交叉口运行），k值和d2值越小。但是，当饱和度接近1.0时，感应控制器的作用就相当于定周期控制器，在饱和度大于或等于1.0时，得到的k值是0.50。图表15-6给出了感应控制器在不同单位延长和饱和度下推荐的k值。对于图表15-6中没有列出的单位延长值，k值可以用内插的方法得到。如果用图表15-6中的公式，kmin（即X=0.5时的k值）必须首先根据其单位延长利用内插法算出，然后用该公式计算。根据图表15-6，可以利用外插法得到单位延长超过5.0秒的值，但是外插得到的k值不应超过0.50。图表15-6控制器类型的k值注：对于一个单位延长，X=0.5时对应的kmin值：k=(1-2kmin)(X-0.5)+kmin，其中k≥kmin，k≤0.5。当单位延长大于5.0时，外插得到k，且保证k≤0.5。15.2.4.7上游过滤或调节修正系数，I式15-4中的增量延误修正值I考虑到来自上游信号过滤后到达的车辆的影响。对于独立交叉口（即距临近的上游信号交叉口的距离大于等于1.6千米的交叉口），I值取1.0。这个值基于一个周期内随机到达车辆数，因此车辆到达的方差等于平均数。I值小于1.0用于非独立交叉口，它反映了上游信号灯使指定（即下游）交叉口每周期到达车辆数的方差减小的方法。从而由于随机到达，使延误减少。图表15-7列出了非独立交叉口的I值。表中的I值是基于Xu得到的。Xu是上游所有流向分配到指定交叉口车道组流量的加权v/c比。用加权平均计算该项比率，每股分配的上游流向的v/c比权重是其交通量。城市街道运行性能的分析，充分接近作为上游直行流向v/c比的Xu。图表15-7上游信号车道组I值的推荐值注：I=1.0-0.91Xu2.68且Xu≤1.0。15.2.5确定行程速度公式15-6用于计算每一路段和整个区间的行程速度。 （15-6）式中：SA——路段上直行车辆的平均行程速度（km/h）； L——路段长度（km）；TR——给定区间内所有路段上总的行驶时间（s）；d——信号交叉口直行流向的控制延误（s）。特殊情况下，可能会产生因在人行横道处由停车造成的路段延误，或公交车停靠或出入口干扰造成的其它延误。这些延误加到式15-6的分母中。15.2.6确定服务水平对于每级城市街道，都明确的设定城市街道服务水平标准。这些标准是根据驾驶员对不同种类的城市街道不同的期望制定的。城市街道等级的自由流速度和交叉口服务水平的确定要一并考虑。图表15-2给出了各级城市街道的服务水平标准。不同等级的标准不同：越次要的城市街道（即分类号越高的城市街道），驾驶员对道路设施的期望越低，与服务水平相匹配的速度也越低。因此，三级城市街道B级服务水平的速度要低于一级城市街道同级服务水平的速度。分析人员应当知道说明升级城市街道的前后对比评估。如果通过改建将街道设施从二级升级到一级，尽管平均速度有提高，也会带来其他一些改善，但很可能服务水平并没有改变（或者可能变得更低），因为期望更高。只有当城市街道的所有路段处于同一等级时，城市街道服务水平这个整体概念才有意义。15.2.7计算结果对输入变量的敏感度下面的速度-流量曲线表明了行程速度对以下因素的敏感度：自由流速度，V/C比，信号密度，城市街道等级。图表15-8~15-11用V/C比划分了城市街道关键交叉口高峰方向的直行交通流。所谓关键交叉口是指直行交通流V/C比最高的交叉口。城市街道交叉口直行交通流通行能力的计算公式如式15-7： （15-7）式中：c——直行车道的通行能力（veh/h）；N——交叉口直行车道数；s——每条直行车道的修正饱和流（veh/h）；g/C——交叉口直行交通流每周期的有效绿灯时间。城市街道的通行能力把一个行驶方向上的通行能力最低值（通常在信号交叉口）作为直行交通流的通行能力。通行能力的大小取决于车道数，每条车道的饱和流率（受几何设计和需求因素的影响），以及交叉口直行交通流每周期的绿灯时间。周期长度也能影响城市街道的通行能力。较长的周期长度通常会提供更长的直行交通流通过的绿灯时间，但同时要提供行人清尾时间，相位转换间隔，和车辆清尾时间。信号协调（即信号联动质量）通常可以改善城市街道的速度和服务水平。然而这种改进的协调，就其本身而言，一般不能增加城市街道的通行能力，除非主干道的绿信比也作相应的改善。图表15-8一级城市街道速度流量曲线（参见脚注假设值）注：假设：路段自由流速度80km/h，长度10km，信号周期长120s，绿信比0.45，到达类型3，独立交叉口，修正饱和流率1700veh/h，2个直行车道，分析时段长0.25h，定周期信号运行。图表15-9二级城市街道速度流量曲线（参见脚注假设值）注：假设：路段自由流速度65km/h，长度10km，信号周期长120s，绿信比0.45，到达类型3，独立交叉口，修正饱和流率1700veh/h，2个直行车道，分析时段长0.25h，定周期信号运行。信号密度增大，通常会降低城市街道的速度和服务水平，但是不会影响通行能力，除非对于直行交通流，增加的信号的绿信比降低或饱和流率降低。图表15-10三级城市街道速度流量曲线（参见脚注假设值）注：假设：路段自由流速度55km/h，长度10km，信号周期长120s，绿信比0.45，到达类型3，独立交叉口，修正饱和流率1700veh/h，2个直行车道，分析时段长0.25h，定周期信号运行。图表15-11四级城市街道速度流量曲线（参见脚注假设值）注：路段自由流速度50km/h，长度10km，信号周期长120s，绿信比0.45，到达类型4，独立交叉口，修正饱和流率1700veh/h，2个直行车道，分析时段长0.25h，定周期信号运行。图表15-8，15-9，15-10和15-11说明了城市街道直行交通流的信号密度和交叉口v/c比是怎样影响不同等级道路的平均行程速度的。脚注中所列的是用于计算这些特性曲线的信号配时和道路设计假设值。为了便于计算，假设每条街道上的所有信号灯的需求、信号配时和几何特性相同。不同的假设值产生不同的曲线。图表15-12说明了不同到达类型的估计速度的敏感度。图表15-12不同到达类型的平均速度的变化（参见脚注假设值）注：假设：三级城市街道，路段自由流速度56km/h，长度10km，信号周期长120s，绿信比0.45，到达类型3，独立交叉口，定周期信号，高峰小时系数0.925，专用左转车道，左转车辆比例为12%。15.3应用方法的应有必须明确两个基本问题。第一，首要明确输出是什么？通常情况下，输出是服务水平和可达到的流率（vp）。与控制延误和行程速度相关的运行性能的度量同样可以得到，但这是次要输出。第二，用于分析的默认值或估计值有多大？一般而论，输入数据有3个来源：1．手册中可查到的默认值，2．人员自定的估计值和从当地的默认值，3．实测值。对于每一个输入变量，必须赋值，用于计算输出，包括主要输出和次要输出。这种方法的一个普遍应用是计算近期或远期的一个现用或改变的设施的服务水平。这种应用形式通常称运行分析；它的首要输出是服务水平，次要输出是延误和速度。另一种应用是求解服务流率vp，作为首要输出，确定什么时候需要改善。这种分析必须输入一个目标服务水平和一定数量的车道。通常，在给定了服务水平的情况下，计算可接受的最大流率。再一种应用——规划分析，用估计值、HCM默认值、当地默认值作为输入。作为输出，规划应用可以决定服务水平或流率，次要输出是延误和速度。规划分析和运行或设计分析的区别在于其大多数或全部规划输入值都来自于估计或默认值，但是运行分析则倾向于用实测或已知值作为大多数或全部的输入。对于每一种分析，自由流速度，无论实测的还是估计的，都要作为输入。15.3.1划分城市街道路段开始分析时，必须确定所分析的城市街道的位置和长度。确定所有相关的实体、信号和交通数据。还要考虑的是确定城市街道的范围，一般市区至少1.5km，其它地区3.0km，和是否含有附加路段。路段是分析的基本单位，它是两个信号交叉口之间一个方向的距离。图表15-13表明了单向行驶道路和双向行驶道路的路段的概念。图表15-13城市街道路段类型15.3.2计算步骤图表15-14是计算作业单。一个完整的作业单分析道路一个行驶方向。为了了解一条城市道路设施的运行状况，用同样的方法分析两次——每次一个方向，分别评价服务水平。运行分析（服务水平）的第一步是确定城市街道的位置和长度。接下来，利用图表10-3确定街道等级。自由流速度也要确定。下一步是将街道划分为路段。计算每个路段的行驶时间和每个交叉口直行交通流的控制延误。按路段和整条道路设施计算平均行程速度。据平均行程速度，由图表15-2，确定服务水平。对流率vp的设计分析的目标是用城市街道的修正饱和流率、信号配时数据和几何数据来估算车辆的小时流率。在分析的开始，确定一个期望服务水平，用于获得最低可接受的平均行程速度，如图表15-2所示。各交叉口的延误由城市街道行程速度方程式来确定。通过回过头来求解延误方程式，计算出v/c比、X。通过X，便可确定期望服务水平下的最大服务流率VP。图表15-14城市街道作业单15.3.3规划分析在规划层面上城市街道服务水平分析的目标是估计设施的运行状况。这类分析的一个重要应用是增长管理。规划服务水平分析的精确度取决于输入数据。规划分析最适用于在缺乏实测数据、规划范围较大的条件下，估计期望的服务水平。信号交叉口的规划分析与城市街道的规划分析的主要区别在于对转向车辆的处理。因为城市街道的分析强调直行交通流，简化地假设在主要交叉口左转港湾提供全部车辆左转，并且由适当的时间独立相位控制。结果使得许多输入和复杂的交叉口分析通过使用默认值而得到简化。在前面的章节中，这两种规划分析（规划LOS和规划vp）分别与运行（LOS）和设计（vp）分析的程序直接相符合。最早的将规划应用分类的标准是计算输入用估计值，HCM默认值，或当地默认值输入。另一个定义规划分析的系数是利用年平均日交通量（AADT）来计算方向设计小时交通量（DDHV）。DDHV是用已知或预测的K值（发生在高峰小时的AADT的比例）和D值（在高峰方向双向行驶交通流的比例）计算，详见第8章。选择K值和D值的详细方法请查看第8章。规划分析的计算步骤见附录A。进行规划分析，需要测定的输入值，如果有，通常也是很少。第10章有更多关于应用默认值的信息。本章有关方法的规划应用是基于左转车辆有独立车道和独立相位的假设，因此它对直行车辆的影响达到最小。对规划目的，自由流速度应根据对实际街道的研究或对相似街道的研究而定，且应与城市街道的分级一致。如果自由流速度的实测数值不易观测，可以采用实际或可能存在的限速值来代替。15.3.4分析工具图表15-14和附录C提供的作业单适用于任何分析。15.4算例问题序号问题描述分析12345求长3.5km有隔离带的多车道城市街道的服务水平在一定流率范围内，求长4.0km的城市街道的服务水平求有实测数据的有隔离带的城市街道的服务水平求计划设隔离带的城市街道的服务水平求期望服务水平下的最大服务流率和年平均日交通量运行（服务水平）运行（服务水平）,设计（Vp）运行（服务水平）规划（服务水平）规划（Vp）15.4.1算例1城市街道有隔离带的多车道城市街道总长3.5km，共7个信号交叉口，间距0.5km。求解确定路段和整条街道直行车道组交通流的一个方向的服务水平。已知条件实测FFS=63km/h城市街道等级二级信号周期长=70s（所有信号灯）绿信比g/C=0.60（所有直行车道组）车道组通行能力=1800veh/h路段1到达类型为3型v/c比见作业单中所示其他所有路段的到达类型为5型分析时段=1.0h定周期信号解题思路所有输入参数已知，不用默认值。计算信号交叉口延误。然后计算城市街道速度以及各路段和整条街道的服务。因为没有信号联动，第一个信号灯处也没有上游交通过滤或调节，假设PF=1.0，I=1.0。接下来的步骤是计算第一个路段和整条街道一个方向的流量。步骤1．找到系数PF、k、I，计算控制延误（用图表15-5、15-6、15-7）*PF=1.0,k=0.50,由图表15-7查到，I值。2．求d1(用式15-2)3．求d2(用式15-3)4．求d(用式15-1)5．求行驶时间（用图表15-3）因为FFS=63km/h，则每千米行驶时间为65.8s/km,TR=65.8*0.5=32.9s（对于所有路段而言）6．求行程时间ST=TR+d+其它d=32.9+10.0+0.0=42.97．求SA(用式15-6)8．确定服务水平(用图表15-2)服务水平C9．求整条街道的SA(用式15-6)ΣST=42.9+3(34.0)+3(34.1)=247.2sΣL=7(0.5)=3.5km城市街道10．确定城市街道服务水平（用图表15-2）服务水平B级*译注：原文PF=0.0——疑误结果城市街道服务水平=B。城市街道作业单一般信息站点信息分析员JMYE单位CEI作业日期99,5,7作业时段早高峰城市街道类型城市多车道行驶方向向南行驶管辖范围分析年份1999□运行（LOS）□设计（VP）□规划（LOS）□规划（VP）作业时段T=1.00h输入参数路段12345678周期长,C(s)70707070707070有效绿灯时间与周期之比,g/C0.600.600.600.600.600.600.60车道组的v/c比，X0.5830.6110.6110.6110.5970.5930.593车道组的通行能力，c(veh/h)1800180018001800180018001800到达类型，AT3555555路段长度，L(km)0.50.50.50.50.50.50.5初始排队,Qb(veh)城市街道类型，见图表（10-3)ⅡⅡⅡⅡⅡⅡⅡ自由流速度，FFS(km/h)图表(15-2)63636363636363行驶时间，TR(s)图表(15-3)32.932.932.932.932.932.932.9延误计算均匀延误d1(s)8.68.88.88.88.78.78.7信号控制修正系数，k图表（15-6)0.500.500.500.500.500.500.50上游过滤/调节修正系数，I图表（15-7)1.00.7860.7570.7570.7570.7720.776增量延误d2(s)1.41.21.21.21.11.11.1初始排队延误,d3(s)（16章附录F）0.00.00.00.00.00.00.0信号联动修正系数，PF图表（15-5)1.00.00.00.00.00.00.0控制延误d(s)*10.01.21.21.21.11.11.1确定路段服务水平路段行程时间，ST(s)42.934.134.134.134.034.034.0路段行程速度，SA(km/h)42.052.852.852.852.952.952.9路段服务水平图表（15-2）CBBBBBB确定城市街道服务水平总行程时间=∑ST247.2s总长=∑L3.5km总行程速度51.0km/h城市街道总的服务水平图表（15-2）B级译注：原文表中该行数据为：10.0、1.2、1.2、1.2、1.1、1.1、1.1——疑误15.4.2算例2城市街道如作业单中所给，一条有五个不同间隔交叉口的双车道城市街道。左转流量大，有许可型相位和专用转向车道。求解确定路段和整个街道设施的服务水平。已知条件：实测FFS=50km/h城市街道等级四级信号周期长=90s绿信比g/C见作业单车道组通行能力=1650veh/h第4个交叉口的初始排队=22veh到达类型3型定周期信号分析时段=0.25hv/c比见作业单解题思路所有输入参数已知，不用默认值。信号灯5处的交通量受上游饱和的信号灯4处的流量调节的影响。因为过饱和，信号灯5处不需要交通量修正。计算信号交叉口的延误，包括分析时段开始时信号灯4处初始排队的影响。计算城市街道速度，确定服务水平。下面的步骤描述了信号4的计算过程。步骤1．查系数PF、k、I（利用表15-5、15-6、15-7）PF=1.0,k=0.50,I=0.145。2．求d1(用式15-2)3．求d2(用式15-3)4．求d3(见第16章附录F，案例V)5．求d(用式15-1)6．求长500米的路段4的行驶时间（用图表15-3）因为FFS=50km/h,则每千米行驶时间为81.0s/km,TR=81.0*0.5=40.5s7．求路段4的SA(用式15-6)8．确定路段的服务水平(图表15-2)服务水平为F(路段4)级9．确定城市街道服务水平（用图表15-2）服务水平为D级结果路段4的服务水平为F级城市街道服务水平为B级。城市街道作业单一般信息站点信息分析员JMYE单位CEI作业日期99,5,7作业时段晚高峰城市街道类型停车场Ave行驶方向向西行管辖范围分析年份1999□运行（LOS）□设计（VP）□规划（LOS）□规划（VP）作业时段T=1.00h输入参数路段12345678信号周期长,C(s)9090909090有效绿灯时间与周期之比,g/C0.2890.5660.4670.5660.600车道组的v/c比，X0.8220.9510.9771.1050.456车道组的通行能力，c(veh/h)16501650165016501650到达类型，AT33333路段长度，L(km)0.40.40.40.50.3初始排队,Qb(veh)城市街道类型，见图表（10-3)ⅣⅣⅣⅣⅣ自由流速度，FFS(km/h)图表(15-2)5050505050行驶时间，TR(s)图表(15-3)32.432.432.440.527.0延误计算均匀延误d1(s)29.818.423.519.59.9信号灯控制修正系数，k图表（15-6)0.500.500.500.500.50上游筛选过滤/调节修正系数，I(表15-7)1.00.4620.2050.1450.090增量延误d2(s)4.87.36.048.90.1初始排队延误,d3(s)（16章附录F）0.00.00.048.00.0信号联动修正系数，PF表（15-5)1.01.01.01.01.0控制延误d(s)34.625.729.5116.410.0确定路段服务水平路段行程时间，ST(s)67.058.161.9157.337.0路段行程速度，SA(km/h)21.524.823.311.429.2路段服务水平图表（15-2）DCCFC确定城市街道服务水平总行程时间=∑ST381.8s总长=∑L2.0km总行程速度18.9km/h城市街道总的服务水平图表（15-2）D15.4.3算例3城市街道双向行驶有隔离带的多车道城市街道，有左转车道和8个信号交叉口。求解确定路段和整个道路设施的服务水平。已知条件实测FFS=70km/h，入口控制良好，分析时段=1.0h，据附录A介绍的方法采集路段长度和行程时间。多车道有隔离带的道路设施，每千米大约有3个信号灯。解题思路因为路段长度和行程时间可以通过实测获得，城市街道速度和服务水平可以直接确定，以下是计算步骤。步骤查找出城市街道等级（用表10-3、10-4，和实测FFS值）郊区街道——城市街道等级二级2．求SA(用式15-6)。作业单中已给出ST和L值路段1路段2SA=46.9km/h路段3SA=41.3km/h路段4SA=36.7km/h路段5SA=29.0km/h路段6SA=35.5km/h路段7SA=40.9km/h路段8SA=38.4km/h3．求整条城市街道的SA(用式15-6)ΣST=252.3sΣL=2.6km4．确定城市街道服务水平和路段服务水平（用图表15-2）结果路段1服务水平为C级路段5服务水平为D级路段2服务水平为B级路段6服务水平为C级路段3服务水平为C级路段7服务水平为C级路段4服务水平为C级路段8服务水平为C级城市街道服务水平为C级。城市街道作业单一般信息站点信息分析员JMYE单位CEI作业日期99,5,11作业时段晚高峰城市街道类型行驶方向向东行管辖范围分析年份1999□运行（LOS）□设计（VP）□规划（LOS）□规划（VP）作业时段T=1.00h输入参数路段12345678信号周期长,C(s)有效绿灯时间与周期之比,g/C车道组的v/c比，X车道组的通行能力，c(veh/h)到达类型，AT路段长度，L(km)0.300.250.250.300.400.400.400.30初始排队,Qb(veh)城市街道类型，见图表（10-3)ⅡⅡⅡⅡⅡⅡⅡⅡ自由流速度，FFS(km/h)图表(15-2)7070707070707070行驶时间，TR(s)图表(15-3)延误计算均匀延误d1(s)信号灯控制修正系数，k图表（15-6)上游过滤/调节修正系数，I图表（15-7)增量延误d2(s)初始排队延误,d3(s)（16章附录F）信号联动修正系数，PF图表（15-5)控制延误d(s)确定路段服务水平路段行程时间，ST(s)28.319.221.829.449.740.635.228.1路段行程速度，SA(km/h)38.246.941.336.729.035.540.938.4路段服务水平图表（15-2）CBCCDCCC确定城市街道服务水平总行程时间=∑ST252.3s总长=∑L2.6km总行程速度37.1km/h城市街道总的服务水平图表（15-2）为C级15.4.4算例4城市街道一条长度为3.2km的有隔离带的4车道城市街道，有4个信号交叉口，间隔0.8千米。所有的交叉口都有左转车道。求解确定服务水平，控制延误，直行交通量高峰15分钟流率。已知条件FFS=70km/h城市街道等级二级AADT=30000到达类型为3型K=0.091,D=0.568感应信号PHF=0.925信号周期长=120sS=1850pc/h/ln平均绿信比g/C=0.42PLT=0.12分析时段=0.25h解题思路规划分析的所有输入参数已知。计算直行交通量高峰15分钟流率，城市街道速度和服务水平。步骤1．求V2．求15分钟直行流率3．求c和X4．查找到系数PF、k、I（用表15-5、15-6、15-7）PF=1.0,k=0.5,设I=1.0（交叉口1处），其它地段I=0.207。5．求d1(用式15-2)6．求d2(用式15-3)7．求d(用式15-1)8．求800米路段长的行驶时间（用图表15-3）每千米行驶时间=56s/km,TR=56*0.8=44.8s9．求路段的SA(用式15-6)，服务水平为D级10．求整条城市街道的SA(用式15-6)SA=34.0km/h11．确定城市街道服务水平（用表15-2）服务水平为C级结果15分钟高峰流率=1476veh/h交叉口控制延误=47.3+37.5*3=159.5s服务水平为C级。城市街道作业单一般信息站点信息分析员JMYE单位CEI作业日期99,5,20作业时段高峰城市街道类型行驶方向高峰方向管辖范围分析年份1999□运行（LOS）□设计（VP）□规划（LOS）□规划（VP）作业时段T=1.00h输入参数路段12345678信号周期长,C(s)120120120120有效绿灯时间与周期之比,g/C0.420.420.420.42车道组的v/c比，X0.9500.9500.9500.950车道组的通行能力，c(veh/h)1554155415541554到达类型，AT3333路段长度，L(km)0.80.80.80.8初始排队,Qb(veh)城市街道类型，见图表（10-3)ⅡⅡⅡⅡ自由流速度，FFS(km/h)图表(15-2)70707070行驶时间，TR(s)图表(15-3)44.844.844.844.8延误计算均匀延误d1(s)33.633.633.633.6信号灯控制修正系数，k图表（15-6)0.500.500.500.50上游过滤/调节修正系数，I图表（15-7)1.00.2070.2070.207增量延误d2(s)13.73.93.93.9初始排队延误,d3(s)（16章附录F）0.00.00.00.0信号联动修正系数，PF图表（15-5)1.01.01.01.0控制延误d(s)47.337.537.537.5确定路段服务水平路段行程时间，ST(s)92.182.382.382.3路段行程速度，SA(km/h)31.335.035.035.0路段服务水平图表（15-2）DCCC确定城市街道服务水平总行程时间=∑ST339.0s总长=∑L3.2km总行程速度34.0km/h城市街道总的服务水平图表（15-2）C15.4.5算例5城市街道一条新建的长度为3.6km的六车道交通设施，共6个信号交叉口，间隔0.6km。求解确定最低的可接受的行程速度、定向小时交通流量和服务水平达到D级时的年平均日交通量。已知条件FFS=65km/h城市街道等级二级K=0.095,D=0.55到达类型为5型PHF=0.95半感应信号灯S=1750pc/h/ln信号周期长=120sPLT=0.12绿信比g/C=0.42分析时段=0.25h解题思路所有输入参数已知。求服务水平达到D的最低可接受的行程速度。然后，回过头来求解流率、交通量和年平均日交通量。步骤1．求二级城市街道和服务水平达到D的最低可接受的行程速度（用图表15-2）SA=26.1km/h2．求长600米路段的行程时间（利用表15-3）每千米行驶时间=61s/km,TR=61*0.6=36.6s城市街道行程时间=6*36.6=219.6s3.求整个城市街道的d值（用式15-6）4．查找系数PF、k、I，（利用表15-5、15-6、15-7）PF=0.511,k=0.5,设I=1.0（交叉口1处），路段2到路段6，I=0.090。5．求c（用式15-7）6．求X（用式15-1，15-2和15-3）路口1的d2值路段2-6的d2值通过试算X=1.057．求Vh和AADT结果Vh=2499veh/h,AADT=47828veh/日，SA=26.1km/h.附录A规划分析计算确定城市街道服务水平的计算过程由下列步骤组成，结构图如图A15-1所示。通过一个适当的系数K将日交通量转换成规划分析小时交通量。日交通量乘上方向分布系数D、乘上K，从而得到小时方向交通量。根据PHF和专用车道转向修正小时方向交通量，估计出15分钟服务流率的直行交通量。根据城市街道等级、交叉口间隔以及自由流速度计算行驶时间。利用式15-1，根据每个交叉口的修正饱和流率、车道数N、到达类型、信号类型、周期长c和绿信比g/c，计算交叉口控制延误。用行驶时间和交叉口控制延误，计算平均行程速度。根据平均行程速度得到城市街道的服务水平。本章算例4示范了规划分析的计算步骤。但是，在规划分析中，往往已知服务水平，求交通量——包括小时方向交通量、小时（不记方向）交通量或日交通量，对于这种分析，计算步骤如下：根据城市街道类型和自由流速度选择服务水平和相应的行程速度（一个范围或最小值），见图表15-2。由城市街道类型、交叉口数量、自由流速度、区间长度计算区间总的行驶时间。用式15-6和步骤1、2，计算所有交叉口的控制延误d。将平均控制延误、车道数的修正饱和流率、到达类型、周期长和加权绿信比g/c代入式15-1~式15-3，计算v值。用由专用转向车道的来车百分比、15分钟直行基本交通量和PHF值，确定设计小时的小时方向交通量。利用小时方向交通量和方向分布系数，计算设计小时的双向行驶的小时方向交通量。利用双向行驶的小时方向交通量及适当的系数K确定AADT。图表A15-1城市街道服务水平计算规划分析的结果可以从对服务水平的粗略估计到精确的运行分析，主要取决于输入的默认值的准确程度。例如，对适当的交通、道路和信号特征用洲范围的默认值，得到的是对服务水平的粗略估计。用地区或道路特有数据，将所用信号特征统一处理（例如用加权g/C），对服务水平的估计应该较为精确。然而，对道路的每个路段和交通信号用其特有的交通、道路和信号数据，可以得到更加精确的估计。要得到进一步精确的结果，就要细致到对转向行为和信号配时加以处理，这样就接近了运行分析。但是使用的是规划交通量而不是实际交通量。附录B确定服务水平的行程时间调查下列步骤应用试验车方法来确定城市街道行程时间和服务水平。确认并摘录每个路段的几何线形、入口控制、路段长度、信号配时、选择时段（例如早高峰、晚高峰和典型的非高峰时段）一个方向的15分钟流率。确定街道区段合适的自由流速度。可以用一辆装有校准速度表的试验车在低流量时段下运行测定。观察员读每个路段上、车辆不受其他车辆阻挡行驶时的速度表并记录读数。这些结果可以用典型路段低流量时地点速度观测做补充。其他数据，如设计类型、出入口位置、路侧开发和限速也应考虑在内。用图表10-3、10-4以及一些实体信息和自由流速度确定城市街道等级。让试验车在所调查的道路区间上、所选时段内行驶从而得到行程时间。用合适的仪器获得表B15-1中所列信息，这些仪器可以接计算机处理或简单地用一对秒表计时。每个信号交叉口中心之间的行程时间需要记录，此外还要记录每次停车的位置、原因及持续时间。试验车应该选择在信号周期的不同时间起动，以避免所有行程都是在队列里首先开始。一些路段上的速度表读数也应被记录，以便验证未受阻状态下行程车速以及与自由流速度之间的关系。汇总每个路段和每个时间段所得数据：平均行程时间、信号灯处平均停车时间、其它停车和事件（四路停车、停车干扰等）。试验车运行次数取决于数据的方差，对于每一种交通流状况，一般运行6-12次就足够了。如果可能的话，尽量使用配备仪器的实验车，既可以减少需要的人力同时也能简化记录和分析。配有电脑数据记录和分析的简化试验车现在已很普及。根据行程时间和路段长度，可以计算每个路段在各时段的平均行程速度。也可计算城市街道整个区间的平均行程速度。从图表15-2中获得城市各街道路段和城市整条街道在各时段、各交通流方向的服务水平值。这是通过对比从步骤5得到的平均行程速度和图表15-2中适当道路等级速度值得到的。变更试验车数据，可以评价不同的信号配时方案。如图表15-5所示，用计算延误的修正系数评价对平均行程速度和服务水平影响的变化。表B15-1行程时间实测作业单附录C作业单城市街道作业单行程时间实测作业单城市街道作业单一般信息站点信息分析员单位作业日期作业时段城市街道类型行驶方向管辖范围分析年份□运行（LOS）□设计（VP）□规划（LOS）□规划（VP）作业时段T=h输入参数路段12345678信号周期长,C(s)有效绿灯时间与周期之比,g/C车道组的v/c比，X车道组的通行能力，c(veh/h)到达类型，AT路段长度，L(km)初始排队,Qb(veh)城市街道类型，见图表（10-3)自由流速度，FFS(km/h)图表(15-2)行驶时间，TR(s)图表(15-3)延误计算均匀延误d1(s)信号灯控制修正系数，k图表（15-6)上游过滤/调节修正系数，I图表（15-7)增量延误d2(s)初始排队延误,d3(s)（16章附录F）信号联动修正系数，PF图表（15-5)控制延误d(s)确定路段服务水平路段行程时间，ST(s)路段行程速度，SA(km/h)路段服务水平图表（15-2）确定城市街道服务水平总行程时间=∑STs总长=∑Lkm总行程速度km/h城市街道总的服务水平图表（15-2）行程时间实测作业单一般信息站点信息分析员单位作业日期作业时段城市街道类型行驶方向管辖范围分析年份实测数据信号位置距离(km)运行编号＿＿时间＿＿延误时间（s）运行编号＿＿时间＿＿延误时间（s）运行编号＿＿时间＿＿延误时间（s）累计行程时间（s）累计行程时间（s）累计行程时间（s）输入输入—确定路段和区间—路段长度—交叉口数量自由流速度(FFS)—确定城市街道等级—确定自由流速度行程时间—计算行驶时间—计算交叉口控制延误行程时间—记录交叉口停车时间—记录路段间的行程时间计算平均行程速度—按路段计算—对整个街道设施确定服务水平计算实测图表15-1城市街道的分析方法图表15-2城市街道服务水平分级城市街道等级ⅠⅡⅢⅣ自由流速度范围km/h90~7070~5555~5050~40典型自由流速度km/h80655545服务水平平均行程速度（km/h）ABCDEF>72>56-72>40-56>32-40>26-32≦26>59>46-59>33-46>26-33>21-26≦21>50>39-50>28-39>22-28>17-22≦17>41>32-41>23-32>18-23>14-18≦14图表15-3每千米路段的行驶时间城市街道等级ⅠⅡⅢⅣ自由流速度（km/h）9080707065555550555040路段平均长度（m）每千米行驶时间（s/