分_合流区通行能力分析方法改进研究_陈春安
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分、合流区交通流运行特性研究已有成熟研究 结论［6-9］． 对于分流区，分流车辆在距分流点一定距 离时开始 变 换 到 最 右 侧 车 道，以 便 安 全 驶 出 主 线． 距分流点越近，分流车辆在主线最右侧车道行驶车 流所占比重越大； 对于合流区，合流车辆由入口匝道 驶入主线后，首先进入主线最右侧车道，然后寻求合 适间隙变换到左侧车道，以获取舒适驾驶空间． 距 合流点越近，合流车辆在主线最右侧车道行驶车流 所占比重越大． 研究从交通流量车道分布的角度开 展分析，以分（ 合） 流车辆在主线最右侧车道行驶车 流所占比重为考察指标，开展分（ 合） 流影响区对上 （ 下） 游车道分布影响分析，重新界定我国分、合流 区通行能力分析范围． 1. 2 横向分析区域选择问题
1 问题提出及分析
1. 1 纵向分析范围划分问题 现行《公路通行能力分析手册》中将分、合流区
影响范围 定 义 为 合 流 点 下 游 450 m、分 流 点 上 游 450 m区域［1］（ 如图 1 所示） ． 然而，在我国最新《公 路路线设计规范》［2］JTG D20—2006 中规定，当高速 公路主线设计速度大于 100 km / h 时，双车道入口车 道变速车道长度至少为 510 m，已超出 450 m 的分析 范围．
关键词： 分流区影响范围； 合流区影响范围； 服务水平； 通行能力
中图分类号： U 491
文献标志码： A
文章编号： 1008-2522（ 2015） 06-01-05
Study on Procedures for Analyzing the Capacity of Merging and Diverging Segments
对于合流区，以合流点（ 匝道末端） 为始点，向 合流区 下 游 每 隔 150 m 设 置 一 个 监 测 点，同 样 在 1 200 m 范围内共设置 9 个监测点，用摄像机记录主 线最右侧车道通行车辆，然后人工识别通行车辆牌 照，以 15 min 为间隔统计每个监测点通行车辆．
图 3 独立测算服务水平
美国 HCM 分、合流区手册通行能力分析方法 也是逐步完善的． 1965 版 HCM 分、合流区通行能 力服务水平评价只考虑交通流量和车道数，依据经 验数据进行分析； 1985 版 HCM 分、合流区通行能力 分析加入设施构型要素； 1994 版 HCM 分、合流区通 行能力分析以运行速度作为服务水平评价指标，并 首次确定主 线 右 侧 两 车 道 为 分、合 流 影 响 区，确 定 3 个关键断面交通运行状态校核的分析方法，横向 分析范围仍是整个断面； 1997 版 HCM 用密度作为 分、合流区服务水平评价指标，分析方法及横向范围 没有改变； 2000 版、2010 版 HCM 分、合流区通行能 力分析方法均未改动． 我国《公路通行能力手册》借 鉴 1997 版 HCM 分、合流通行能力分析方法．
第 15 卷 第 6 期 2015 年 12 月
DOI： 10． 13986 / j． cnki． jote． 2015． 06． 001
道路交通与安全
分、合流区通行能力分析方法改进研究
Vol． 15 No． 6 Dec． 2015
陈春安，荣 建，周晨静，常 鑫
（ 北京工业大学 交通工程研究中心，北京 100124）
图 1 分、合流区影响范围示意图
2006 版《公路路线设计规范》指出： “我国变速 车道长度不足，在已建成的交通量较大的高速公路 上已有明显的暴露． 由于减速车道的长度较短，它
所邻接的匝道的平面线形指标又较低，驾驶者见此 情景后往往在进入减速车道之前就开始降速，影响 后随直行车辆的正常行驶，潜在事故隐患． 加速车 道由于长度不足而使汇流欠有序”． 鉴于此，新版手 册修订增长了变速车道，并作了在某些情况下增长 变速车道的规定． 美国 1965 年版《道路通行能力手 册》（ Highway Capacity Manual，简称 HCM） 将分、合 流区通行能力纳入分析范围［3］，1985 版 HCM 基于大 量匝道及立交桥区影响范围研究，将分流区通行能力 分析范围界定为分流匝道上游 2 500 ft（ 约 750 m） 至下 游 500 ft（ 约 150 m） 之间、将合流区通行能力分析范 围界定为合 流 匝 道 上 游 500 ft （ 约 150 m） 至 下 游 2 500 ft（ 约 750 m） 之间［4］； 美国相应设计规范中规 定连续匝道适宜间距为 1 300 ft，长距离大范围内往 往包含多个分（ 合） 流区，对通行能力分析结果造成 负面影响． 1994 版 HCM 将分、合流区通行能力分 析范围界定为分流匝道上游、合流匝道下游 1 500 ft （ 约 450 米 ） ［5］； 1997 版、2000 版 及 最 新 2010 版 HCM 均采用该分析范围界定方法． 我国《公路通行 能力手册》同 样 沿 用 该 分 析 范 围 界 定 方 法，服 务 于 97 版《公路工程技术标准》和 94 版《公路路线设计 规范》，却难以适用于新版《公路路线设计规范》．
收稿日期： 2014-12-01． 作者简介： 陈春安（ 1990—） ，男，硕士研究生，研究方向为交通流理论、道路通行能力及微观交通仿真． Email： chenchunan86@
163． com．
2
道路交通与安全
2015 年
0 引言
分、合流区通行能力分析是公路规划、设计、运 营和管理，以及公路工程项目可行性研究、公路建设 项目后评估等工作的关键内容之一． 20 世纪 50 年 代以来，以美国为主的机动化程度较高的国家对分、 合流区通行能力进行了深入持久的研究，取得了一 系列研究成果． 我国也在“九五”、“十五”科技攻关 课题中开展高速公路及快速路分、合流区通行能力 研究，对国外研究成果消化吸收，制定出符合我国实 际道路运行 状 况 的 通 行 能 力 分 析 方 法，成 为《公 路 工程技术标准》（ JTJ001—97） 和《公路路线设计规 范》（ JTJ011—94） 的配套分析方法． 随着我国公路 建设事业发展，《公路工程技术标准》及《公路线路 设计规范》先后于 2003 年及 2006 年完成修订工作， 相应通行能力分析方法也逐渐暴露出一定的不适应 性，需进行更新与完善． 研究面向分、合流区通行能 力分析内容，总结其在公路建设实践应用过程中存 在的问题，开展针对性研究，提出改善建议．
摘 要： 随着我国公路工程建设标准的改进与更新，分、合流区通行能力分析方法在实践过程中出现纵向分析范围 难以满足新型设计规范和横向分析区域难以表征整体服务水平两方面的问题． 研究首先通过实地调研，考察分、合 流车辆在主线右侧车道车流所占比重指标随距分、合流点距离的变化情况，发现分流点上游距离 1 050 m 以外，指 标稳定于 11% ～ 15% 之间； 合流点下游距离 750 m 以外，指标稳定于 11% ～ 12% 之间． 由此推断分流区通行能力 分析范围可确定在分流点至上游 1 050 m 之间，合流区通行能力分析范围可确定在合流点至下游 750 m 之间． 然 后，采用算例分析法，对分、合流区影响区与非影响区独立测算，结果表明分、合流区内影响区与非影响区交通流状 态会有较大差别，单独用影响区服务水平难以表征整个分（ 合） 流区交通流运行状态，建议增加分、合流区非影响区 服务水平分析内容．
第6 期
陈春安，等： 分、直接考虑非影响区 内车道数量设置，工程技术人员建议独立测算，增加 分、合流区非影响区服务水平分析内容，如图 3．
图 2 现行方法服务水平分析
对于分流区，以分流点（ 匝道始端） 为始点，向 分流区上游每隔 150 m 设置一个监测点，在 1 200 m 范围内共设置 9 个监测点，用摄像机记录主线最右 侧车道通行 车 辆，然 后 人 工 识 别 通 行 车 辆 牌 照，以 15 min 为间隔统计每个监测点通行车辆．
CHEN Chun-an，ＲONG Jian，ZHOU Chen-jing，CHANG Xin
（ Beijing Key Laboratory of Traffic Engineering，Beijing University of Technology，Beijing 100124，China）
Abstract： With the improvement and update of highway engineering construction standards， the methodology for analyzing merging and diverging segment capacity appears to be inadequate： the longitudinal analysis area cannot meet the new designing standard and the lateral analysis cannot characterize the service of the entire facility． The change of the index that the proportion of the merging or diverging vehicles on the right side of the main road was researched with the change of distance from merging point and diverging point． The results show that the merging influence area extends to 750 m downstream from the merging point and the index stays at 11% － 12% ； the diverging influence area extends to 1 050 m upstream from the diverging point and the index stays at 11% － 15% ． An empirical analysis was conducted for the second issue and the results show that influence area and no-influence area of merging and diverging segments are different in traffic operation characterizes，and recommendations were put forward that it is necessary to analyze the level of service of influence areas and no-influence areas separately． Key words： diverging influence area； merging influence area； level of service； capacity
整体断面分析具有直观、简洁的特点，可以便捷 判定道路系统拥堵节点，并给出量化评价指标． 但 是由于出行 分 布 及 驾 驶 行 为 影 响，分、合 流 区 匝 道 出、入口处往往产生局部拥堵，整体断面分析方法弱 化局部拥堵区域评价，影响区与非影响区独立测算 可以满足精细化管理需求． 研究采用案例分析方 法，分别采用两种分析思路对 2000 版 HCM 计算算 例进行测算，对比分析两者具体差异．
分、合流区通行能力分析方法核心内容是对匝 道、分（ 合） 流点、影响区关键断面三部分进行交通 运行状态的核查． 而通行能力分析主要目的是考察 影响区内部车流运行状态，设施所提供的服务水平， 以此确定设施建设或改造方案． 现行分析方法中以 分、合流影 响 区 密 度 表 征 分、合 流 区 整 体 服 务 水 平 （ 如图 2） ． 在实际工程设计中，非影响区车道交通 流在一定程度上受影响区内车流分合流行为的影
1 问题提出及分析
1. 1 纵向分析范围划分问题 现行《公路通行能力分析手册》中将分、合流区
影响范围 定 义 为 合 流 点 下 游 450 m、分 流 点 上 游 450 m区域［1］（ 如图 1 所示） ． 然而，在我国最新《公 路路线设计规范》［2］JTG D20—2006 中规定，当高速 公路主线设计速度大于 100 km / h 时，双车道入口车 道变速车道长度至少为 510 m，已超出 450 m 的分析 范围．
关键词： 分流区影响范围； 合流区影响范围； 服务水平； 通行能力
中图分类号： U 491
文献标志码： A
文章编号： 1008-2522（ 2015） 06-01-05
Study on Procedures for Analyzing the Capacity of Merging and Diverging Segments
对于合流区，以合流点（ 匝道末端） 为始点，向 合流区 下 游 每 隔 150 m 设 置 一 个 监 测 点，同 样 在 1 200 m 范围内共设置 9 个监测点，用摄像机记录主 线最右侧车道通行车辆，然后人工识别通行车辆牌 照，以 15 min 为间隔统计每个监测点通行车辆．
图 3 独立测算服务水平
美国 HCM 分、合流区手册通行能力分析方法 也是逐步完善的． 1965 版 HCM 分、合流区通行能 力服务水平评价只考虑交通流量和车道数，依据经 验数据进行分析； 1985 版 HCM 分、合流区通行能力 分析加入设施构型要素； 1994 版 HCM 分、合流区通 行能力分析以运行速度作为服务水平评价指标，并 首次确定主 线 右 侧 两 车 道 为 分、合 流 影 响 区，确 定 3 个关键断面交通运行状态校核的分析方法，横向 分析范围仍是整个断面； 1997 版 HCM 用密度作为 分、合流区服务水平评价指标，分析方法及横向范围 没有改变； 2000 版、2010 版 HCM 分、合流区通行能 力分析方法均未改动． 我国《公路通行能力手册》借 鉴 1997 版 HCM 分、合流通行能力分析方法．
第 15 卷 第 6 期 2015 年 12 月
DOI： 10． 13986 / j． cnki． jote． 2015． 06． 001
道路交通与安全
分、合流区通行能力分析方法改进研究
Vol． 15 No． 6 Dec． 2015
陈春安，荣 建，周晨静，常 鑫
（ 北京工业大学 交通工程研究中心，北京 100124）
图 1 分、合流区影响范围示意图
2006 版《公路路线设计规范》指出： “我国变速 车道长度不足，在已建成的交通量较大的高速公路 上已有明显的暴露． 由于减速车道的长度较短，它
所邻接的匝道的平面线形指标又较低，驾驶者见此 情景后往往在进入减速车道之前就开始降速，影响 后随直行车辆的正常行驶，潜在事故隐患． 加速车 道由于长度不足而使汇流欠有序”． 鉴于此，新版手 册修订增长了变速车道，并作了在某些情况下增长 变速车道的规定． 美国 1965 年版《道路通行能力手 册》（ Highway Capacity Manual，简称 HCM） 将分、合 流区通行能力纳入分析范围［3］，1985 版 HCM 基于大 量匝道及立交桥区影响范围研究，将分流区通行能力 分析范围界定为分流匝道上游 2 500 ft（ 约 750 m） 至下 游 500 ft（ 约 150 m） 之间、将合流区通行能力分析范 围界定为合 流 匝 道 上 游 500 ft （ 约 150 m） 至 下 游 2 500 ft（ 约 750 m） 之间［4］； 美国相应设计规范中规 定连续匝道适宜间距为 1 300 ft，长距离大范围内往 往包含多个分（ 合） 流区，对通行能力分析结果造成 负面影响． 1994 版 HCM 将分、合流区通行能力分 析范围界定为分流匝道上游、合流匝道下游 1 500 ft （ 约 450 米 ） ［5］； 1997 版、2000 版 及 最 新 2010 版 HCM 均采用该分析范围界定方法． 我国《公路通行 能力手册》同 样 沿 用 该 分 析 范 围 界 定 方 法，服 务 于 97 版《公路工程技术标准》和 94 版《公路路线设计 规范》，却难以适用于新版《公路路线设计规范》．
收稿日期： 2014-12-01． 作者简介： 陈春安（ 1990—） ，男，硕士研究生，研究方向为交通流理论、道路通行能力及微观交通仿真． Email： chenchunan86@
163． com．
2
道路交通与安全
2015 年
0 引言
分、合流区通行能力分析是公路规划、设计、运 营和管理，以及公路工程项目可行性研究、公路建设 项目后评估等工作的关键内容之一． 20 世纪 50 年 代以来，以美国为主的机动化程度较高的国家对分、 合流区通行能力进行了深入持久的研究，取得了一 系列研究成果． 我国也在“九五”、“十五”科技攻关 课题中开展高速公路及快速路分、合流区通行能力 研究，对国外研究成果消化吸收，制定出符合我国实 际道路运行 状 况 的 通 行 能 力 分 析 方 法，成 为《公 路 工程技术标准》（ JTJ001—97） 和《公路路线设计规 范》（ JTJ011—94） 的配套分析方法． 随着我国公路 建设事业发展，《公路工程技术标准》及《公路线路 设计规范》先后于 2003 年及 2006 年完成修订工作， 相应通行能力分析方法也逐渐暴露出一定的不适应 性，需进行更新与完善． 研究面向分、合流区通行能 力分析内容，总结其在公路建设实践应用过程中存 在的问题，开展针对性研究，提出改善建议．
摘 要： 随着我国公路工程建设标准的改进与更新，分、合流区通行能力分析方法在实践过程中出现纵向分析范围 难以满足新型设计规范和横向分析区域难以表征整体服务水平两方面的问题． 研究首先通过实地调研，考察分、合 流车辆在主线右侧车道车流所占比重指标随距分、合流点距离的变化情况，发现分流点上游距离 1 050 m 以外，指 标稳定于 11% ～ 15% 之间； 合流点下游距离 750 m 以外，指标稳定于 11% ～ 12% 之间． 由此推断分流区通行能力 分析范围可确定在分流点至上游 1 050 m 之间，合流区通行能力分析范围可确定在合流点至下游 750 m 之间． 然 后，采用算例分析法，对分、合流区影响区与非影响区独立测算，结果表明分、合流区内影响区与非影响区交通流状 态会有较大差别，单独用影响区服务水平难以表征整个分（ 合） 流区交通流运行状态，建议增加分、合流区非影响区 服务水平分析内容．
第6 期
陈春安，等： 分、直接考虑非影响区 内车道数量设置，工程技术人员建议独立测算，增加 分、合流区非影响区服务水平分析内容，如图 3．
图 2 现行方法服务水平分析
对于分流区，以分流点（ 匝道始端） 为始点，向 分流区上游每隔 150 m 设置一个监测点，在 1 200 m 范围内共设置 9 个监测点，用摄像机记录主线最右 侧车道通行 车 辆，然 后 人 工 识 别 通 行 车 辆 牌 照，以 15 min 为间隔统计每个监测点通行车辆．
CHEN Chun-an，ＲONG Jian，ZHOU Chen-jing，CHANG Xin
（ Beijing Key Laboratory of Traffic Engineering，Beijing University of Technology，Beijing 100124，China）
Abstract： With the improvement and update of highway engineering construction standards， the methodology for analyzing merging and diverging segment capacity appears to be inadequate： the longitudinal analysis area cannot meet the new designing standard and the lateral analysis cannot characterize the service of the entire facility． The change of the index that the proportion of the merging or diverging vehicles on the right side of the main road was researched with the change of distance from merging point and diverging point． The results show that the merging influence area extends to 750 m downstream from the merging point and the index stays at 11% － 12% ； the diverging influence area extends to 1 050 m upstream from the diverging point and the index stays at 11% － 15% ． An empirical analysis was conducted for the second issue and the results show that influence area and no-influence area of merging and diverging segments are different in traffic operation characterizes，and recommendations were put forward that it is necessary to analyze the level of service of influence areas and no-influence areas separately． Key words： diverging influence area； merging influence area； level of service； capacity
整体断面分析具有直观、简洁的特点，可以便捷 判定道路系统拥堵节点，并给出量化评价指标． 但 是由于出行 分 布 及 驾 驶 行 为 影 响，分、合 流 区 匝 道 出、入口处往往产生局部拥堵，整体断面分析方法弱 化局部拥堵区域评价，影响区与非影响区独立测算 可以满足精细化管理需求． 研究采用案例分析方 法，分别采用两种分析思路对 2000 版 HCM 计算算 例进行测算，对比分析两者具体差异．
分、合流区通行能力分析方法核心内容是对匝 道、分（ 合） 流点、影响区关键断面三部分进行交通 运行状态的核查． 而通行能力分析主要目的是考察 影响区内部车流运行状态，设施所提供的服务水平， 以此确定设施建设或改造方案． 现行分析方法中以 分、合流影 响 区 密 度 表 征 分、合 流 区 整 体 服 务 水 平 （ 如图 2） ． 在实际工程设计中，非影响区车道交通 流在一定程度上受影响区内车流分合流行为的影