交通工程学道路通行能力

第五章道路通行能力第1页2023/10/10交通需求与交通供应（道路通行能力）之间矛盾为何会发生交通拥挤、交通阻塞？第2页为何会发生交通阻塞？

通行能力＞

交通需求 无交通拥挤通行能力＜

交通需求 交通拥挤发生

都市中早晚交通拥挤 交通需求究竟在多大程度上超出了通行能力？

10％？、20％？30％………倍以上？交通需求超出通行能力5～

10％

程度

交通拥挤发生

严重交通拥堵交通需求与交通供应（通行能力）失衡带来问题：－交通拥堵问题－交通事故问题－环境污染问题－能源消耗问题第3页交通阻塞发生示意图时刻合计交通量需要容量増加阻塞消除容量阻塞发生阻塞消除

通行能力是道路系统规划、设计、建设、管理指南针通过交通需求与通行能力比较，能够评价道路交通服务水平交通需求与通行能力之间关系，是交通环境评价根据

为何要研究通行能力？第4页第五章道路通行能力第一节道路通行能力与服务水平第二节道路路段通行能力第三节平面交叉口通行能力第四节高速马路通行能力第五节非机动车道通行能力本章大纲：

推荐参照书：《道路通行能力理论》张亚平编著.人民交通出版社《道路通行能力分析》陈宽民，严宝杰主编.人民交通出版社.2023《道路交通运行分析基础》过秀成，东南大学出版社.2023.12掌握掌握掌握理解理解第5页第一节道路通行能力与服务水平发展沿革研究内容概念定义、影响原因、分类分级换算系数和换算交通量通行能力服务水平通行能力和服务水平应用第6页（一）通行能力沿革1950年HCM第一版1965年HCM第二版1985年HCM第三版2023年，HCM2000《道路通行能力手册》一、道路通行能力1．国外发展情况美国TRB（TransportationResearchBoard）HCM（HighwayCapacityManual）发达国家如瑞典、加拿大、澳大利亚、德国等也都对本国交通情况进行了研究,编制了对应道路通行能力手册目前国际上有许多道路通行能力模拟软件，如美国HCS(HighwayCapacitySoftware)，瑞典马路局CAPCAL第7页（一）通行能力沿革不能生搬硬套,借鉴研究办法和思绪我国道路通行能研究：1998年10月，交通部马路科学研究所和东南大学合办

“马路通行能力国际研讨会”。2023年11月，交通部马路科学研究所编制《马路通行能力手册》对路口研究主要集中在信号交叉口和环形交叉口。交通部马路科学研究所在1984-1989年，采取实地观测与数理统计分析相结合宏观研究办法，组织全国8省市在平原微丘地域对43个不一样路面宽度混合交通双车道马路路段通行能力进行了研究，取得4项研究成果：

•确定了车辆折算系数确实定办法。

•确定了划分服务水平等级标准。

•确定了双车道马路基本通行能力和设计通行能力。

•研究了影响通行能力主要影响原因、修正系数。“九五”科技攻关课题“马路通行能力研究装备和技术”第8页1.混合交通双车道马路路段；

2.不控制进入汽车多车道马路路段；

3.不控制进入汽车双车道马路路段；

4.高速马路(控制进入)基本路段；

5.匝道，匝道——主线连接部分；

6.交错区；

7.信号控制平面交叉；

8.非信号控制平面交叉；

9.市区及近郊干线道路。（二）道路通行能力研究内容不一样道路设施，其运行特性不一样，需分别进行通行能力和服务水平分析。第9页又称为道路容量，指在一定道路、交通、控制、环境条件下，道路断面单位时间内能够通过最大交通实体(车辆或行人)数。时间单位：用辆/h、辆/昼夜、辆/秒表达，车辆多指小汽车，当有其他车辆混入时，均采取当量小客车为单位pcu/h。（三）通行能力定义、影响原因、分类1、定义通行能力和交通量区分？二者都是单位时间内通过道路某断面交通体数量。通行能力反应了道路容量,是道路容纳性能一种量度；交通量反应了道路实际负荷交通数量大小，是交通体根据实际情况在道路上运行详细体现。第10页1)道路条件，街道或马路几何条件，包括车道数、车道宽度、路肩、中央带等宽度，侧向净宽，设计速度及平、纵线形和视距等2)交通条件，指交通流特性，包括设计速度、交通组成、车道分布，方向分布等。3)管制条件，道路管制设施和交通规则，包括交通信号位置、种类、配时，尚有停车和让路标志、车道使用限制，转弯禁限等措施。4)环境条件，街道化程度、横向干扰以及交通秩序、公交车站和停车位置等5)其他条件和ITS技术（有气候、温度、地形、风力、驾驶员心理等）。2、影响原因第11页直接影响通行能力数值主要原因:车行道宽度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

2、影响原因抱负条件：标准上是指对条件更深入提升也不能提升基本通行能力条件。详细内容包括道路条件、交通条件、控制条件和交通环境。例如：指天气良好、路面情况良好、驾驶员熟悉交通设施以及对交通流没有障碍。第12页3、分类基本通行能力要求条件参照基础运行质量实际通行能力设计通行能力由于道路、交通、管制条件及服务水平不一样，按照通行能力性质和使用要求分为基本（理论）通行能力，也许（实际）通行能力，设计（规划）通行能力。（理论通行能力）（也许通行能力）道路规划、设计根据（实用通行能力）第13页在抱负道路、交通、控制和环境条件下，道路组成部分某条车道或某均匀段上或某一横断面上，无论服务水平如何（E级或四级上半段），1h所能通过标准车辆最大车辆数。（1）基本通行能力（理论通行能力）C基CB道路方面抱负条件车道宽、侧向净宽、平纵线形和视距良好。交通方面只有小客车行驶，没有其他车型混入且不限制车速。basiccapacity→一般以高速马路上观测到最大交通量为基准(抱负、理论通行能力)

第14页道路组成部分在实际或估计道路、交通、控制及环境条件下，某条车道或某均匀段上或某一横断面上，无论服务水平如何（E级或四级上半段），1h所能通过车辆(在混合交通马路上为标准车)最大数目，以C实、Cp表达。→是现实条件道路上最大交通量（实际通行能力）

（2）实际（也许）通行能力道路组成部分在规划估计道路、交通、控制及环境条件下，某条车道或某均匀段上或某一横断面上，在所选用设计服务水平下，1h所能通过车辆记作C设、Cd。→是道路规划、设计根据（实用通行能力）

（3）设计通行能力possiblecapacitydesigncapacity第15页类别条件服务水平基本通行能力在抱负道路、交通、管制条件下无论服务水平如何也许通行能力在实际或预测道路、交通、制条件下无论服务水平如何设计行能力在预测道路、交通、制条件下在所选用设计服务水平下三者关系？基本通行能力也许通行能力设计通行能力多种修正系数指定服务水平下V/C比第16页4、换算系数和换算交通量（当量交通量）PassengerCarUnitPCU小客车当量数PassengerCarEquivalentPCE小客车当量换算交通量:换算系数:定义：在通行能力方面某类车辆一辆折合成标准车辆辆数。式中：Ve——当量交通量；

V——未经换算总交通量

Pi——第i类车交通量占总交通量百分比

Ei——第i类车车辆换算系数第17页

服务水平是指交通流中车辆运行及驾驶员和乘客所感受质量程度。亦即在道路某种交通条件下所提供服务质量水平。二、服务水平定义：（一）基本概念（LOS，LevelofService）交通设施种类效率量度高速马路基本路段交通密度（小客车辆/km/车道）高速马路交错区平均行程速度（km/h）高速马路匝道连接点交通流率（小客车辆/h）多车道马路交通密度（小客车辆/km/车道）双车道马路时间延误（%）平均行程速度（km/h）信号交叉口平均单车停车延误（s/车）无信号交叉口储藏通行能力（小客车辆/h）市区干道平均行程速度（km/h）确定服务水平效率度量表美国道路通行能力手册第18页是指交通流中车辆运行及驾驶员和乘客所感受质量程度。亦即在道路某种交通条件下所提供服务质量水平。交通设施服务水日常用等级来表达，在实际确定服务等级时，往往考虑其中一种或几个指标，详细计算随道路交通设施而异。二、服务水平服务水平：（一）基本概念（LOS，LevelofService）反应在某一特定服务水平下，道路所能提供疏导交通能力极限。最大服务交通量：除四级下半段，一、二、三级及四级上半段服务水平都有相称于该级服务水平最差服务交通量，也是该级服务水平中最大，故称为最大服务交通量（MaximunServiceFlow，MSF)。第19页A级F级E级D级C级B级第20页美国定为6个等级（二）道路服务水平分级第21页流量速度自由流稳定流强制流0ABC不稳定流DEF美国道路服务水平分级和对应交通流状态第22页我国和美国道路服务水平分级对应表我国道路服务水平分级基本通行能力第23页一级服务水平下交通流情况（连续流）第24页二级服务水平下交通流情况（连续流）第25页三级服务水平下交通流情况（连续流）第26页四级服务水平上半部分交通流情况（连续流）第27页四级服务水平下半部分交通流情况（阻塞流）第28页Source:<马路工程技术标准>JTGB01-2023条文说明LOS分级第29页Source:<马路工程技术标准>JTGB01-2023条文说明LOS分级第30页Source:<马路工程技术标准>JTGB01-2023条文说明LOS分级第31页马路设计采取服务水平等级Source:<马路工程技术标准>JTGB01-2023高速马路基本路段、匝道－主线连接处、交错区均采取二级服务水平。不控制进入汽车多车道马路路段在平原微丘地域采取二级服务水平，在重丘山岭地形及在近郊采取三级服务水平。不控制进入汽车双车道马路路段采取三级服务水平。混合交通双车道马路段采取三级服务水平。第32页马路服务水平分级Source:<马路工程技术标准>JTGB01-2023条文说明二级马路作为干线马路时，设计速度宜采取80km/h二级马路作为集散马路时，混合交通量较大、平面交叉间距较小路段，设计速度宜采取60km/h二级马路位于地形、地质等自然条件复杂山区，经论证该路段设计速度可采取40km/h第33页通行能力Source:<马路工程技术标准>JTGB01-2023服务水平分级标准以延误率为主要指标。设计通行能力按三级服务水平设计；考虑不准超车区段百分比，以及行车道宽度影响。第34页道路交通规划、设计、管理与养护需要基础和根据:1)道路通行能力能够作为都市街道网规划、马路网设计和方案比选根据;2)确定新建道路等级、性质、主要技术指标和线形几何要素;3)能够作为交通管理、运行、行车组织及控制等方案选择和改善根据。4)能够作为铁路、马路、水运、空运等多种方式方案比选与采取根据;三、通行能力和服务水平应用5)可作为交通枢纽规划、设计改建及交通设施配备根据,如交叉口类型选择和信号设施设计装备等;通行能力主要反应道路服务数量多少或能力大小服务水平主要反应道路服务质量或服务满意程度第35页第二节道路路段通行能力实际通行能力设计通行能力高速马路基本路段通行能力基本通行能力双车道、多车道马路路段通行能力道路路段——道路不受匝道立交及其附近合流、分流、交错、交叉影响路段部分。

都市道路路段道路路段第36页一、基本通行能力抱负条件，无论服务水平如何（四级上半段）（1）抱负条件车道宽度>3.65m(马路车道宽度>3.75m)侧向净宽>1.75m车辆组成为单一标准车（小客车）以最小车头时距和相同速度连续不停行驶道路视野、线形、路面良好，坡度平缓。（2）基本通行能力推求实测最大交通量（饱和流量）；实测饱和车流车头时距、车头间距；交通仿真模型、理论模型；第37页一、基本通行能力抱负条件，无论服务水平如何（四级上半段）（3）基本公式（理论模型）——最小车头时距、最小车头间距第38页二、实际通行能力

实际或规划估计道路、交通、控制及环境条件下，无论服务水平如何（四级上半段）

fw——车道宽度修正系数fcw——侧向净空受限修正系数fHV——特定纵坡上车型修正系数fS1——视距不足修正系数fS2——沿途条件（横向干扰）修正系数fp——驾驶员条件修正系数一般，各国根据自己交通情况，对不一样等级道路选用不一样修正项目。第39页

平面交叉处纵断面：凸竖曲线

凹竖曲线：

(下穿式立体交叉)

3.行车视距分类：

(1)停车视距

(2)会车视距

(3)超车视距平面上视距问题纵断面上视距问题行车视距

1.定义：行车视距是指汽车在行驶中，当发觉障碍物后，能及时采取措施，避免发生交通事故所需要必须最小距离。

2.存在视距问题情况：夜间行车:设计不考虑平面上：平曲线（暗弯）第40页

1．停车视距反应距离

S1制动距离

SZ停车视距ST安全距离S0

定义：停车视距是指驾驶人员发觉前方有障碍物后，采取制定措施使汽车在障碍物前停下来所需要最短距离。停车视距组成：第41页2.会车视距

定义：会车视距是在同一车道上两对向汽车相遇，从互相发觉时起，至同步采取制动措施使两车安全停顿，所需最短距离。

会车视距组成：（1）反应距离：双向驾驶员及车辆（2）制动距离：双向车辆（3）安全距离：双向车辆保持间距会车视距SH约等于2倍停车视距。第42页3.超车视距

加速S1超车（逆向行驶）S2安全距离S3对向行驶S4最小必要超车视距全超车视距S’4S’4（1）定义：超车视距是指汽车安全超越前车所需最小通视距离。（2）超车视距组成：超车视距全程可分为四个阶段第43页①加速行驶距离S1：3.超车视距

（1）定义：

超车视距是指汽车安全超越前车所需最小通视距离。（2）超车视距组成：超车视距全程可分为四个阶段②超车汽车在对向车道上行驶距离S2：③超车完了时，超车汽车与对向汽车之间安全距离S3:S3=15～60m④超车汽车从开始加速到超车完了时对向汽车行驶距离S4:

全超车视距为：

S超=S1+S2+S3+S4t2=9.3~10.4st1=2.9~4.5s第44页

交叉口视距三角形为了确保交叉口上行车安全，驾驶员在进入交叉口前一段距离内，应能看到相交道路上行车情况，方便能及时采取措施顺利驶过或安全停车。这段必要距离应当大于或等于停车视距ST。视距三角形：由相交道路上停车视距所组成三角形称为视距三角形。在其范围内不能有任何阻挡驾驶员视线障碍物。第45页三、设计通行能力

在规划预测道路、交通、控制及环境条件下

在指定设计服务水平下

基本通行能力也许通行能力设计通行能力多种修正系数指定服务水平下V/C比第46页

四、高速马路基本路段通行能力高速马路基本路段服务水平高速马路基本路段通行能力计算主要影响原因修正办法高速马路组成及基本路段定义基本路段通行能力及服务水平分析实例第47页1、高速马路组成及基本路段定义主线第48页1、高速马路组成及基本路段定义高速马路一般由下列3部分组成：（1） 高速马路基本路段

不受主线上不受匝道附近车辆汇合、分离以及交错运行影响路段。（2） 交错区

行驶方向相同两股或多股交通流穿过彼此行车路线路段。（分流紧跟着合流）（3） 匝道及匝道与主线连接处第49页高速马路基本路段示意图a.基本路段（D-M）divergingmergingb.基本路段（D-D）divergingdiverging第50页mergingmergingc.基本路段（M-M）mergingdivergingd.基本路段（M-D）高速马路基本路段示意图第51页mergingdiverginge.基本路段（W）高速马路基本路段示意图第52页2、高速马路基本路段服务水平

3.75m<=车道宽度<=4.5m测向净空>=1.75m

交通组成所有为小客车驾驶员熟悉高速马路几何现行，且驾驶技术纯熟、遵守交通法规。

抱负条件

最大交通密度（pcu/km/ln）各级服务水平平均行程速度

v/C

最大服务交通量

服务水平评价指标第53页（马路工程技术标准JTGB012023）a．车速指平均行程速度；b．V／C是在抱负条件下，最大服务交通量与基本通行能力之比，基本通行能力是四级服务水平上半部最大服务交通量。d．在第四级服务水平下半部，交通处于强制流情况下，V／C及交通量变化很大并且频繁，但最大不会超出四级服务水平上半部V／C及最大服务交通量。第54页3、高速马路基本路段通行能力计算（1）最大服务交通量（pcu/h/ln）（2）单向车道也许通行能力（pcu/h）——设计速度为j高速马路路段基本通行能力。——第i级服务水平下最大服务交通量与基本通行能力比值。

——在详细条件下，采取i级服务水平时所能通行最大交通量(pcu/h)。——分别是车道宽度和侧向净宽、大型车、驾驶员条件对通行能力修正系数。（3）单向车道设计通行能力（pcu/h）第55页4、主要影响原因修正办法（1）车道宽度及侧向净宽修正系数例题a．当常见中央分隔带护栏已为广大驾驶员熟悉，且基本不影响车辆行驶，可不作为障碍物；b．两边侧向净宽不足且相等时，取两侧净宽平均值。第56页（2）大型车修正系数例题第57页（3）驾驶员条件修正系数

根据驾驶员技术纯熟程度、遵守交通法规程度，在高速马路上尤其是在所指高速马路或其相同路段上行驶经验以及驾驶员健康情况，在0.90—1.00范围内取值。第58页5、通行能力及服务水平计算分析实例例5-1：某一双向四车道高速马路，实地观测交通资料：单向高峰小时交通量为2023veh/h；在交通流组成中大型车占5％，假定驾驶员对周围路况熟悉，平原微丘地形，车道宽度为3.75ｍ，无侧向净宽，仅路边有障碍物，设计车速为100km/h。求：（1）基本路段及交通运行情况评价？

（2）基本路段设计通行能力为多少？（3）达成也许通行能力之前，单向还能增加多少交通量？

？第59页例题5-1

解:(1)

重坡修正系数为：驾驶员修正系数为：

车道修正系数为：换算交通量：（2）设计条件下：

（3）到也许通行能力之前，单向还能增加多少交通量:

3590-2100=1490pcu/h案答第60页五、马路路段通行能力多车道马路路段通行能力计算双车道马路路段车流特性路段服务水平分级路段