交通工程学课件

§3-5通行能力调查第1页1、通行能力概念【道路通行能力】是指在一定道路、交通、环境条件下，道路上某一断面在单位时间内能通过最大车辆数，其单位一般为：辆／h。

一、概述第2页道路通行能力又是道路一项主要指标，是道路规划设计必需基础数据，同步也是交通管理详细指标，其大小主要取决于道路条件、交通条件及度量标准。

第3页道路条件道路条件是指道路几何线形组成，如车道宽度、侧向净空、附加车道、道路线形、视距、路面性质和情况、坡度以及沿线街道化程度等。

第4页交通条件交通条件是指交通流中车辆组成、车道分布、交通量变化、交通管理及交通控制等。

第5页按交通流情况，通行能力分四类：1．路段通行能力(连续车流)；

2．信号交叉口通行能力(间断车流)；

3．匝道通行能力(分流、合流)；4．交错路段通行能力。

第6页2、调查必要性

1．要理解目前发生拥挤和阻塞道路、交叉口，研究发生阻塞原因并分析多种不一样条件对阻塞所产生影响时；2．对特定道路或交叉口拟进行交通设施或交通运行管理改造、以及对所做工作进行前后效果对比时；3．对现有道路网交通情况进行综合评价时；4．为拟建交通设施和确定交通管理办法提供基础资料，检查新建和改建道路及交通设施与目前交通需求是否适应时。第7页3、调查注意事项

1．调查地点一般应选在交通量大、易于发生拥挤阻塞地方。例如道路上瓶颈、爬坡路段。都市道路主要交叉口，道路合流区间等；2．调查时间应选在也许发生拥挤阻塞日期和时刻。一般调查在晴天时进行，观测时间一般要连续lh；第8页3．当交通条件发生变化时，还应延长观测时间。例如对那些阻塞连续时间较长、处于饱和状态车流，在阻塞连续时间内要连续观测。同步还要根据交通变化条件分别给予分析才能达成观测目标。假如阻塞连续时间较短，能够任意选择调查日期，但合计调查时间应大于，还要注意每次调查发生阻塞时交通条件应基本相同；4．为理解阻塞动态情况或分析阻塞前后交通流多种特性，需要把观测时间分为若干时段加以处理。第9页二、调查内容

连续通行路段平面交叉路口合流区间分下列三种典型区域进行通行能力调查：第10页1、连续通行路段调查

调查项目：(1)交通量；(2)车速；(3)车流密度；(4)车头时距；(5)车头间距；(6)车道利用率；(7)超车次数。第11页（1）车头时距观测

调查地点应选在平直路段并且不受交叉口停车、加减速、车辆换道及行人过街等影响。调查车流应是连续行驶车队。当车队中混有多种车型时，应分别调查多种车型车头时距。

观测办法：P69第12页(1)计算多种车型平均车头时距(2)计算车辆换算系数第13页（2）车头间距观测

在高处进行照相观测时，要预先在路面上按一定距离间隔设置标识(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、护栏柱或电杆间距等)。观测时摄象机位置越高越好，最佳高于三层楼房，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；对于高速马路要取8画面／s。第14页（3）车道利用率观测

车道利用率是指一种车道交通量与所有车道交通量比率。观测者只需分别测出每一车道交通量即可算出。第15页（4）超车次数观测

分别在调查区间前后断面统计每辆车通过时间与车牌号，对照两断面统计，再根据车辆通过次序即可求得超车次数。还可从高处直接观测一定路段内超车次数。第16页（5）公共汽车停靠站通行能力调查

公共汽车停靠站运行能力对于公交车辆专用车道及单向一车道道路影响很大。有些道路尽管在正常路段通行能力较大，但由于受停靠站限制，仍然也许出现交通阻塞现象。因此有必要确定它对道路通行能力影响。第17页2、平面交叉口调查

平面交叉口分三种：无信号交叉口、环行交叉口和信号交叉口。信号交叉口通行能力是对每一进口道要求，在交叉口几何构造、交通条件和信号设计条件下，某一指定进口道所能通过最大流率。调查项目主要有：饱和流率等。第18页无信号交叉口通行规则：主道优先、次道让行第19页无信号交叉口通行能力：主要道路通行能力+次要道路上车辆在可穿越空挡能通过车辆数主要道路通行能力，按路段计算次要道路通行能力，由主要道路车辆车头间隔分布、次要道路车辆穿越主要道路所需时间、次要道路车头时距等原因决定。调查项目主要有：可穿越空挡等。第20页（1）冲突点法调查

冲突点法基本思想是以车辆通过“冲突点”作为通过路口。所谓冲突点是指本向直行车(右转车)相对向左转车在同一绿灯时间内交错通过，此两向车流轨线交会点。此时调查内容还要着重观测在冲突点车辆穿插流动规律。第21页可穿越空挡时长确定平均值法临界值法参照教材p70-72第22页（2）停车线法调查

停车线法基本思绪是以车辆通过停车线作为通过路口，将饱和通行能力经修正后得到设计通行能力。因此调查主要集中在对通过某一信号交叉口进口道饱和车流进行观测和分析上。所谓饱和流率是指在一次绿灯时间内，进口道上车队能连续通过停车线最大流率。第23页停车线法观测地点：选择有两条或两条以上入口车道、交通流量大、右转、直行、左转有明确分工交叉口进口道。第24页

观测内容与办法：

（1）调查交叉口几何组成，各进口引车道数、停车线位置及各车道6功能划分情况；（2）观测信号灯周期时长及各相位时长；（3）将(l)、(2)项内容填入交叉口情况调查统计表；（4）观测交叉口高峰小时交通流量流向分布，并将成果填入交叉口情况调查统计表；（5）饱和流量测定。第25页3、合流区间调查

合流区间通行能力调查一般是通过对阻塞时交通情况进行多方面观测、分析来探讨阻塞发生原因和推算题行能力，而对于复杂合流现象也常有用模拟演示来研究，此时交通调查主要工作是获取建立模拟模型基本资料，为分析和计算提供数据。第26页三、资料整顿与分析通行能力调查主要是：1．试图取得在不一样调查地点不一样交通情况下各类车型车头时距以直接推算通行能力。2．在交通流较稳定期，交通量与其他交通参数关系比较密切，能够反应某些主要规律。第27页1、连续通行路段

主要介绍交通量与其他交通参数之间有关分析，有平均车速、平均密度、车头时距和超车次数等，从它们有关关系能够定量地求得它们之间变化关系。

第28页（1）车头时距与速度差关系

根据不一样车型测得某断面前后两车速度差即可绘制速度差-车头时距关系曲线。由图能够把车流分为自由流与约束流两类，还可确定受前车影响车头时距临界值。在求得临界值以内车头时距占所有车头时距百分比后，就能够评价交通流受约束程度并以此作为推算通行能力资料。第29页第30页（2）空间平均车速与交通量、交通密度关系连续通行路段某一断面上单位时间内交通量与空间平均车速关系：当交通量较小时呈直线关系；当交通量增大体使所有车辆呈未遂行驶状态，这时交通流开始紊乱，车速急剧下降。对应于这种状态下交通流可视为通行能力。第31页（3）车头时距分布与交通量关系车头时距分布随交通量不一样有显著差异，因而根据不一样交通量时车头时距分布便可推算通行能力。当交通量较小时，多种车辆形成能够自由行驶交通流，因而车头时距是随机，并接近负指数分布曲线。伴随交通量增加，车辆之间互相干扰，车头时距分散程度逐渐变小；第32页（3）车头时距分布与交通量关系当交通量深入增加，车头时距变得几乎相等，所有车辆形成尾随行驶状态，由此特性，也可推算通行能力。第33页（4）交通量与超车次数关系

在双车道道路上，伴随交通量增加超车会愈来愈困难，最后交通量达成某一数值时就完全无法超车，因此超车次数也能够用来作为衡量车辆行驶自由性尺度，亦可作为推算通行能力一种资料。第34页（5）根据交通流稳定性分析交通密度与车速关系当交通量增加，平均车速便呈直线下降，越接近通行能力下降越厉害，此时交通流呈不稳定状态。这种现象能够用密度与平均车速时间系列关系图表达。第35页（5）根据交通流稳定性分析交通密度与车速关系图中，密度为横坐标，平均车速为纵坐标。按时间次序把每隔1min密度与对应平均车速形成点连接起来，从中能够看到密度大于某一数值时，车速就失去稳定性，车速变化变得十分剧烈，以此密度为界限能够清楚地域分稳定流和不稳定流，它对应交通量即为通行能力。第36页2、平面交又口

（1）人工观测饱和流分流车辆数情况在信号显示周期内分流车辆始终饱和时，可根据各周期观测资料按下式计算入口车道每绿灯小时通行能力N：

第37页（2）饱和流率

饱和时间系指绿灯启亮后，饱和车流通过停车线总时间。若它等于绿灯时间，则称为全饱和周期；饱和时间不大于绿灯时间为非全饱和周期。当饱和时间少于10s时，在计算饱和流量时应予排除。第38页（3）观测饱和流中车头时距情况

绿灯信号时，饱和流开始分流，各车道最前面第一辆车开始顺次通过停车线，测记各车头时距，并计算各周期各类型车平均值。须注意在整顿中以每七天期第四辆车后来计算各饱和车流中车辆间车头时距及车头时距平均值，用3600s除以平均车头时距即得饱和流量。第39页3、合流区间

（1）合流区前后各车道利用率

车道利用率是指合流前(匝道口)与合流后(车道宽度渐变路段终点)两个断面上各车道单位时间内通行车辆数与干道交通量之比。借助于车道利用率能够判断干线行驶车辆受合流车影响程度，能够摸索究竟在合流区间哪个位置上交通流受到约束。第40页（2）合流前及合流处合流车与干线车车速分布这一分析类似于绘制多种(干线内侧、外侧车道、交通岛端部合流车、合流区间合流车等)车流车速合计分布图。由此进行比较，分析合流车与干线行驶车互相影响。当干线上各车道车速与来自匝道上合流车车速相近时，能够以为此时交通情况与通行能力相一致，亦能够此推算通行能力。第41页（3）干线上行驶车辆车道变更分布干线外侧车道上行驶车辆有在合流区间附近变更车道情况。因此能够以合流处交通岛端部为基准，纵坐标为变更百分率，横坐标为至端部距离，绘出车道变更起点和终点柱状图.图中显示出车道变更后分布情况。由此分析，同样能够摸索在合流区间哪个位置上干线交通受到约束。第42页（4）合流点处合流车前后车头时距与合流位置关系

有时也需要研究合流车与其前后干线上行驶车辆车头时距与合流位置关系。这时除分别绘制合流前与合流后车头时距与合流位置分布图，还要绘制合流位置合计分布图，并找出第85％、50％、15％位合流位置，由此可求得不一样合流位置处不一样临界车头时距特性值．以此推算合流处通行能力。第43页（5）合流点处合流车与其前后干线上行驶车辆速度差与车头时距关系

当合流车在干线行驶车辆间隔(空档)中汇流时，对应于前、后车和合流车车头时距合流车速以及合流车车头时距与其前后车速度差关系，也可作为模拟合流条件以求合流处通行能力。第44页（5）合流点处合流车与其前后干线上行驶车辆速度差与车头时距关系

在分析时，可分别绘制速度差-车头时距分布图以及车头时距分类曲线和合计曲线图，并找出其出现最大百分数车头时距和第85％、50％及15％位车头时距。绘制和分析时应将合流车与其前、后干线车分布图分别绘出。第45页（6）车头间隔利用图

干线车辆车头时距长短不一，足够长者可被合流车所利用，并汇入车队随同行驶；短者则不能被利用。能否被利用时距分布情况，可借助于干线车头间隔利用图鉴别。由图中可找到最易改合流车利用时距以及最不易被利用时距以及能或不能被利用临界车头时距。第46页（7）一种车头时距内合流车辆数与该车头时距大小关系

一种车头时距内允许连续插入也许车辆数，随车头时距增大而增大。为详细分析应绘制干线上车辆车头时距(在合流处)与连续插