《通行能力分析》PPT课件.ppt

1、第九章 道路通行能力（Capacity）,教学内容： 1、概述 2、双、多车道公路路段通行能力 3、道路平面交叉口的通行能力 4、高速公路通行能力 5、公共交通通行能力（自学） 6、自行车道的通行能力（自学） 7、人行道的通行能力（自学）,2,第九章 道路通行能力（Capacity）,教学要求： 掌握通行能力的基本概念；熟悉高速公路通行能力，双车道公路路段通行能力，多车道路段通行能力，以及道路平面交叉口的通行能力的分析计算；了解公共交通通行能力，自行车道的通行能力，人行道的通行能力的分析计算。,9-1 通行能力概述,一、 概念,日本道路通行能力定义为：在一定时间内能通过道路某截面的最大车辆数。

2、 美国定义为：一定时段和通常的道路、交通与管制条件下，能合情合理地希望人或车辆通过道路或车行道的一点或均匀路段的最大流率，通常以人h或辆h表示。 我国道路通行能力定义：也称道路容量，是指道路的某一断面在单位时间内所能通过的最大车辆数。当道路上的交通量接近道路的通行能力时，就会出现交通拥挤现象。当道路上的交通量小于道路通行能力时，驾驶员驱车前进就有一定的自由度，有变换车速和超车的机会。,4,9-1 通行能力概述,通行能力（C),交通量(V),交通设施的通行能力、交通量,交通负荷、饱和度（V/C),5,9-1 通行能力概述,研究道路通行能力，有助于科学地解决如下5个问题： 根据交通需求预测以及设计

3、交通量的分析，可以正确地规划道路等级、性质和设计道路的横断面形式，选择正确的交通设施。 通过分析现有道路的交通量，可评价该道路在交通高峰期间，能够提供什么样的服务水平，还能进一步疏导多少交通量；进而发现道路系统的缺陷，并针对问题提出改建措施。 根据道路通行能力和运营状况的分析，可提出各种改进交通管理的措施，更加充分地利用道路的时空资源。 根据居民出行特征和公共交通通行能力分析，确定在交通高峰期间需要多少公交车辆来满足交通需求，以及公交车站能否满足运营要求，并确定这些运营过程中可能出现的瓶颈地带。 根据交通需求和行人、自行车通行能力分析，确定拥挤的街道中人行道、自行车道的布局、宽度等主要技术指标

4、。,6,基本通行能力：是指交通设施在理想的道路、交通、控制和环境条件下，该组成部分一条车道或一车行道的均匀段上或一横断面上，不论服务水平如何，1h所能通过标准车辆的最大辆数（最大小时流率）。 可能通行能力：指一已知交通设施的一组成部分在实际或预测的道路、交通、控制及环境条件下，该组成部分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面上，不论服务水平如何，1h所能通过的车辆（在混合交通公路上为标准汽车）的最大辆数。 设计通行能力：指一设计中的交通设施的一组成部分在预测的道路、交通、控制及环境条件下，该组成部分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面上，在所选用的设计

5、服务水平下，1h所能通过的车辆（在混合交通公路上为标准汽车）的最大辆数。,9-1 通行能力概述,二、通行能力分类,7,9-1 通行能力概述,三者关系？,8,9-1 通行能力概述,基本通行能力是在理想条件下道路具有的通行能力， 也称为理想通行能力；而可能通行能力则是在具体条 件的约束下，道路具有的通行能力，其值通常小于基 本通行能力。设计通行能力则是指在设计道路时，为 保持交通流处于良好的运行状况所采用的特定设计服 务水平对应的通行能力，该通行能力不是道路所能提 供服务的极限。,一般而言：基本通行能力可能通行能力设计通行能力,9,9-1 通行能力概述,通行能力的时间计算单位、交通量和交通流率 对

6、交通量而言，时间计算单位越大，交通量不均匀性越不明显，越不能很好地反映出交通量与运行质量之间的关系。通常，以“小时”为单位来计算通行能力和设计交通量。而对于通行能力研究则通常采用“15min”的分析时段，这样能更清楚出研究交通高峰对道路运行状况的影响。 交通量是在一定时段内实际统计到的通过观测点的车辆数。 交通流率是交通量（观测周期小于流率的计时周期）扩大为某一计时单位的数值。,10,9-1 通行能力概述,理想条件 所谓理想条件，原则上是指对条件更进一步提高也不能提高基本通行能力的条件。具体内容包括道路条件、交通条件、控制条件和交通环境。 道路条件是指公路的几何特征。包括车道数，车道、路肩和中

7、央带等的宽度，侧向净宽，设计速度及平、纵线形和视距等。 交通条件是指交通特征。它包括交通流中的交通组成、交通量以及在不同车道中的交通量分布和上、下行方向的交通量分布。 控制条件是指交通控制设施的形式及特定设计和交通规则。其中交通信号的设置地点、形式和配时对通行能力的影响最大。其他重要的交通控制包括“停车”和“让路”标志、车道使用限制及转弯限制等。 交通环境主要是指横向干扰程度以及交通秩序等。,11,道路状况（线形、路面、车道及宽度等) 车辆性能（加减速性能、制动性能等） 交通条件（交通流组成、行驶行为等） 交通管理（交通行为管制等） 人员素质（驾驶员、行人等交通参与者身理、心理) 环境干扰（横

8、向干扰情况等） 气候条件（气候、温度、风力等）,三、道路通行能力的影响因素,9-1 通行能力概述,12,1辆拖拉机？辆3吨货车 1辆摩托车？辆轿车,？,9-1 通行能力概述,四、车辆换算系数和换算交通量,13,（一）、概念 在通行能力方面，某类车辆的一辆车等于标准车辆的车辆数。 1 定义车型度量混合交通流的折中方法 一般公路；高速公路；交叉口；城市道路 2车辆折算系数PCEsPassenger Car Equivalents （二）、确定PCE的方法 直接计算 间接计算 模拟计算,9-1 通行能力概述,14,9-1 通行能力概述,城市道路和公路中的高速公路、一级公路采用小客车为基本单位，其它车

9、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。 通行能力是一般指所分析的道路、设施没有任何变化，还假定其具有良好的气候条件和路面条件下的通过能力，如条件有任何变化都会引起通行能力的变化。 总之，道路通行能力不是一个一成不变的定值，是随其影响因素变化而变动的疏解交通的能力。,15,9-1 通行能力概述,Source:JTG B01-2003,16,9-1 通行能力概述,车辆换算系数表,（三）、换算交通量 换算交通量也称为当量交通量，就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。 VeVPiEi 其中：Ve当量交通量； V 总的自然交通量

10、，辆； 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。,17,9-1 通行能力概述,五、实际（可能）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（或某一断面）的最大可能交通量。 影响通行能力的因素很多，只能择其影响大的主要因素修正。各国根据本国国情和交通实况，对不同等级的道路选用不同的修正项目。如：一般公路通行能力的修正，主要考虑行车道宽度、方向分布、横向干扰、交通组成等；高速公路只考虑行车道宽度、左侧路肩宽度与交通组成。美国2000年版手册修正因素为车道宽度，侧向净空，重车混入率，驾驶员素质等。 实际通行能力CCo宽度修正重车修正纵坡

11、修正。,18,9-1 通行能力概述,1道路条件的修正系数 道路条件影响通行能力的因素很多，不能一一修正，只能选择其影响大的主要方面予以修正。 1)车道宽度修正系数 我国规定为3.75m，美国规定该宽度为3.65m，小于此宽度应修正。 2)侧向净空受限的修正系数 侧向净空是指车道外边缘至路侧障碍物(护墙、桥栏、挡墙、灯柱、临时停放的车辆等)的横向距离，根据实际调查表明，当侧向净空小于某一数值时会使驾驶员感到不安全，从而降速、偏离车道线，使旁侧车道利用率降低。当侧向净空不足时，应予以修正。 3)纵坡度修正系数 坡度大小和坡道长短对车速和通行能力均有影响，故两者应同时考虑。采用当量法，将一辆载货汽车

12、换算成多少辆小汽车，然后用小汽车的当量值来计算。修正系数可按下式计算：,PT-货车比例 ET-特定坡度、坡长货车的小客车换算系数 PR-旅游车比例 ER-特定坡度、坡长旅游车的小客车换算系数,19,9-1 通行能力概述,20,9-1 通行能力概述,21,9-1 通行能力概述,4)视距不足修正系数 公路路线设计规范(JTJ1194)的要求，由于客观原因视距不足，往往不能满足行车要求，特别是超车的要求。如平曲线或竖曲线路段，可按其占道路全长的百分数进行修正。视距不足的路段越长，则其影响越大。视距不足的修正，只适用于双车道道路，其修正值见表520。对于匝道视距修正可参阅表521。,22,9-1 通行

13、能力概述,23,9-1 通行能力概述,5)沿途条件修正系数 沿途条件是指道路两旁街道化程度，和横向干扰，由于道路两侧有建筑物，常产生行人和非机动车流对汽车的干扰，从而迫使汽车降速和通行能力降低。攻关组将街道化程度列于对速度的影响，而将横向干扰列入对计算的通行能力的影响予以修正(表522),24,9-1 通行能力概述,2交通条件修正系数 交通条件的修正主要是指车辆的组成，为了使不同类型的车辆换算为同一车型，一般根据所占道路面积和行车速度的比值进行换算，亦有用平均车头时距的比值进行换算。我国公路工程技术标准(JTJ00197)进行了明确规定。,25,9-1 通行能力概述,【例1】某一道路上坡坡度为

14、4，坡道长度为341mile，载货汽车占交通量的20，求坡度修正系数。 解：当坡长341mile，坡度为4，货车占20，查表得ET=4.5 已知PT20，代入公式则得：,26,服务水平：道路使用者从道路状况、交通条件、道路环境等方面可能得到的服务程度或服务质量。如可以提供的行车速度、舒适、方便、驾驶员的视野，以及经济安全等方面所能得到的实际效果与服务程度。 服务交通量：不同服务水平要求通过的交通量。 通行能力应该与服务水平相联系。 服务水平高，服务交通量小；反之，服务交通量大，则服务水平低。,9-1 通行能力概述,六、服务水平（ LOS，Level of Service ）,27,9-1 通行

15、能力概述,目前服务水平大体按下列指标划分： 1) 行车速度和运行时间； 2) 车辆行驶时的自由程度(通畅性)； 3) 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； 4) 行车的安全性(事故率和经济损失等)； 5) 行车的舒适性和乘客满意的程度； 6) 最大密度，每车道每公里范围内车辆的最大密度； 7) 经济性(行驶费用)。,28,9-1 通行能力概述,由于实际确定服务等级时，难以全面考虑和综合上述请因素，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

16、，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。 同时，也因评价设施的性质和车辆运行情况的不同而异，如评价信号交叉口采用每辆车的平均延误时间(秒辆)，无信号交叉口采用储备通行能力，市区干道采用平均行程速度等作为主要服务水平评价的依据。又如2000年版美国HCM2000中高速公路采用最大密度，最小速度，最大服务流率和VC比，作为服务水平的指标。,29,LOS分级-HCM2000,A级：交通量很小，交通为自由流，使用者不受或基本不受交通流中其他车辆的影响，有非常高的自由度来选择所期望的速度和进行驾驶，为驾驶员和乘客提供的舒适便利程度极高。 B级：交通量较前增加，交通在稳定流范围内的较好部分

17、。在交通流中，开始易受其他车辆的影响，选择速度的自由度相对来说还不受影响，但驾驶自由度比服务水平A稍有下降。由于其他车辆开始对少数驾驶员的驾驶行为产生影响，因此所提供的舒适和便利程度较服务水平A低一些。 C级：交通量大于服务水平B，交通处在稳定流范围的中间部分，但车辆间的相互影响变得大起来，选择速度受到其他车辆的影响，驾驶时需相当留心部分其他车辆，舒适和便利程度有明显下降。,服务水平：美国分六级，中国分四级，日本分为三个等级，前苏联亦分为四个等级。,30,LOS分级,D级：交通量又增大，交通处在稳定交通流范围的较差部分。速度和驾驶自由度受到严格约束，舒适和便利程度低下。当接近这一服务水平下限时

18、，交通量有少量增加就会在运行方面出现问题。 E级：此服务水平的交通常处于不稳定流范围，接近或达到水平最大交通量时，交通量有小的增加，或交通流内部有小的扰动就将产生大的运行问题，甚至发生交通中断。此水平内所有车速降到一个低的但相对均匀的值，驾驶自由度极低，舒适和便利程度也非常低，驾驶员受到的挫折通常是大的。此服务水平下限时的最大交通量即为基本通行能力（理想条件下）或可能通行能力（具体公路）。 F级：交通处于强制状态，车辆经常排成队，跟着前面的车辆停停走走，极不稳定。在此服务水平中，交通量与速度同时由大变小，直到零为止，而交通密度则随交通量的减少而增大。,31,LOS分级,美国LOS分级,以上六级服务水平描述针对非中断性交通流的公路设施。,32,LOS分级,33,LOS分级-日本,34,我国在“国家九五攻关项目道路通行能力研究”中划分为4个等级，一级相当于美国的A/B两级，二、三级分别相当于美国的C级及D级，四级相当于美国的E/F两级。,LOS分级-中国,35,Source:JTG B01-2003 条文说明,LOS分级,36,Source:JTG B01-2003 条文说明,LOS分级,37,Source:JTG B01-2003 条文说明,LOS分级,38,公路设计采用的服务水平等级