道路通行能力

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第五章 道路通行能力
主讲:陈红 教授
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§5-1 道路通行能力与服务水平 §5-2 道路路段通行能力 §5-3 交织区与匝道通行能力 §5-4 高速公路与匝道连接处的通行能力 §5-5 平面交叉口的通行能力 §5-6 自行车道的通行能力
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§5-1通行能力与服务水平概述
一、国内外通行能力发展概况与趋势
参数适Fra Baidu bibliotek范围 见表5-28
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服务水平 等级
一级 二级 三级 四级
密度 (辆/车道公里)
<=7 >7-18 >18-25 >25-40
服务交通量/通行能力
(V/C)
0.35 0.75 0.90 1.00
5、交织区段服务水平
评价交织区运行质量的因素有密度、流速和流 率,但最重要的是行车密度和V/C。
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§5-2基本路段的通行能力
所谓基本路段 指道路不受匝道立交及其附近合流、分流、交织、交叉影响的 路段。它是道路的主干和重要组成部分。
一、理论通行能力(基本通行能力)
在理想的条件下,建立的车流计算模式,所得出的最大交通通过量。
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连续运行车流前后车头间隔的示意图
N 最大
=
3600 t0
=
3600 v
n 行车的安全性
辆车的平均延误时间(秒/辆),市区干道
n 行车的舒适性及乘客的满意程度 n 经济性
采用平均行程速度等作为主要服务水平 的依据。HCM2000中高速公路采用最大密 度、最小速度、最大服务交通量和V/C比。
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3.服务水平的分级
n 美国 A B C D E F
n 日本道路公团将服务水平划分为三级,基本上对应着 美国标准的C、D、E级。(美国 6级)
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§5-3交织区与匝道的通行能力
一、交织区通行能力
1.交织运行的定义和分类
交织区车流运行方向不完全相同,车流相互交织,操作复杂,所以 交织区车辆运行速度一般较低,车头时距也较正常路段上稍大,通行能 力降低而成为制约道路系统通行能力的瓶颈。
(1)定义:两个或更多交通流沿公路相当长路段运行的总方向相同且在 没有交通控制设施的情况下,相交而过的运行。当一合流区后面紧跟一 分流区,或当一条驶入匝道紧接着一条驶出匝道,两者之间有辅助车道 相连时,就形成了交织区。
2.服务水平的划分 指标
n 行驶速度和时间
n 然而,由于实际确定服务等级时,难以全 面考虑和综合上述诸因素,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 定服务等级的主要因素。
n 车辆行驶时的自由程度
n
交通受阻或受干扰的程度(如延误)
n
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
P89
7
3.影响因素
n 道路条件 车道数、车道宽度、侧向净空、几何线形、视距、坡度、 中央分隔带等
n 车辆性能 重车 n 交通条件 车辆组成、车道分布、方向分布 n 控制条件 信号灯及配时、周期长、绿信比、进口车道数及车道划分
等;交通法规、控制方式、管理措施等 n 环境条件 街道化程度、商业化程度、横向干扰、非交通占道、公交
+
1+ α (1+VR )β
50
{exp[V
/( N
/
L)]}r
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二、匝道的通行能力
1. 匝道的定义:是联系不同高程上两条交叉线路、供两线路车 辆实现方向转换的连接道路。一般有一个入口和一个出口, 由于线形变化较大且常有纵坡和小半径的转弯,故通行能力 较正常路段要低。
2.匝道的形式、类型 基本形式:右转 左转 特殊形式:定向 对角线 单向单车道 单向双车道
CD = M svi ⋅ N ⋅ fw ⋅ fHV ⋅ f p
影响高速公路基本路段通行能力的 因素及修 正系数
= CB ⋅ (V / C)i ⋅ N ⋅ fw ⋅ fHV ⋅ f p
1.车道宽度及侧向净空修正系数 2.大型车的修正系数 3.驾驶员修正系数
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双车道一般公路路段通行能力
理想条件:
n 设计车速大于等于80km/h; n 车道宽度大于或等于4m,但不大于4.5m; n 侧向净宽大于或等于1.75m; n 在公路上无“不准超车区”; n 交通流中全部为中型载重汽车; n 双向交通量之比为50/50; n 对过境交通没有横向干扰且交通秩序良好; n 处于平原微丘地形。
表5--29
6、例题 P104 例5-3
构造及流率如图所示。交织区长度300m,进出口主路车道数3条, 车道宽度3.75m,交织类型为I型,基本通行能力C=2200pcu/h, 试求其通行能力、行程车速及可达到的服务水平。
Cw = C × rs × rN × rL × rVR
S w或S nw
=
20
24
1.车行道最大服务交通量 2.车行道设计通行能力
M svi = CB ⋅ (V / C)i
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城市道路基本路段通行能力
1 一条车道的理论通行能力
2 路段设计通行能力
可根据一个车道的理论通行能 力进行修正。对其修正包括四个方 面:车道数、车道宽度、自行车影 响、交叉口影响。
26
27
例题
n P101例5-1 5-2
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(2)速度的计算
Sw或Snw
=
20
+
1+α
(1+VR

50
{exp[V
/(N
/
L)]}r
式中:Sw Snw—交织车流、非交织车流的平均运行速度(km/h); V —交织区内的断面总流率(pcu/h); VR N L
公式表明:交织区运行速度同交织区长度、车道数正相关,与交织流量 比、总交通量负相关。
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高速公路基本路段通行能力
高速公路基本路段的理想条件: (1)车道宽度(3.75-4.5m) (2)侧向净空(≥1.75m) (3)车流中全部为小客车 (4)驾驶员全部为经常行驶高速公路且技
术熟练遵守交通法规者。
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1.最大服务交通量
M svi = C B ⋅ (V / C )i
2.单向车行道的设计通行能力
交织流量比:VR =(Qw1+Qw2)/Q总
设:Qw1<Qw2,则:
交织比 :r= Qw1/Qw2
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4、交织区通行能力和速度计算
(1)通行能力的计算
交织区的通行能力 和运行速度同交织区长度、车道数、交织流量比、 总交通量及交织区车道构造等因素有关。
Cw = C × rs ×rN × rL ×rVR
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(2)分类:
简单交织区:由单一汇合点连着单一分离点形成 多重交织区:由1个汇合点连着2个分离点,或2个汇合点连着1个分 离点 总论 P102 分Ⅰ类和Ⅱ类
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Ø 交织区类型( Ⅰ类交织区示意图 )
0.6m
3.6m
交织区长度 50~600m
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n 交织区类型( Ⅱ类交织区示意图 )
0.6m
3.6m
过大过小都不好。其最小值应大于50m,最大值应小于600m。
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3.交织运行特性
n 交织区的车流运行关键在于车辆运行的交织操作,它影响到行驶 车速、车头时距以及行车安全。
n 交织长度和交织断面车道数是交织运行效率的2个主要参数。 n 随交织流量的增加,交织区的运行效率会下降。
交织区流量之和为:Q总=Q01+Q02+Qw1+Qw2
式中:Cw—交织区通行能力(pcu/h); C —单条车道基本通行能力(pcu/h); rs —交织区类型修正系数,其中: Ⅰ类交织区rs =0.95,Ⅱ类交织区rs =1.0。 rN —交织区内车道数修正系数; rL —交织区长度修正系数。0.128ln(L)+0.181 rVR —交织流量比修正系数,见P103表5-26
n
C p = CB × f1 × f2 × f3 × ...
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影响通行能力的修正系数
1 道路条件修正系数
n 车道宽度修正系数fw n 侧向净空修正系数few n 纵坡修正系数fhv n 视距不足修正系数S1 n 沿途条件修正系数S2
2 交通条件修正系数
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三、设计通行能力
n 指道路根据使用要求的不同,按不同服务水平条 件下所有的通行能力,也就是要求道路所承担的 服务交通量,常常作为道路规划和设计的依据。 服务交通量 CD = C p × 通行能力
5.1 道路通行能力与服务水平
5.1.2 道路服务水平
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三级服务水平下交通流状况(连续流)
5.1 道路通行能力与服务水平
5.1.2 道路服务水平
图1-6 四级服务水平上半部分交通流状况(连续流)
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5.1 道路通行能力与服务水平
5.1.2 道路服务水平
四级服务水平下半部分交通流状况(阻塞流)
•确定了车辆折算系数的确定方法。 •确定了划分服务水平等 级的标准。 •确定了双车道公路的 基本通行能力和设计通行能力 。 •研究了影响通行能力的主要影响因素 、修正系数。
(2)对路口的研究主要集中在信号交叉口和环形交叉口。 (3)围绕通行能力问题在交通流理论方面也有研究。
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二、通行能力概述
1.定义:
日本:在一定时间内能够通过都路某截面的最大车辆数。
美国:一定时段和通常的道路、交通与 管制条件下 ,能合情合理的 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。通常以辆/h表 示。
定义: 在一定的道路、交通状态和环境条件下,道路上某一点、某一条 车道或某一断面处,单位时间内(在天气良好的情况下)能够通过的最 大交通实体(车辆数或行人)数。
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4.匝道的运行特征及通行能力计算的主要参数 n 运行特征:有出入口车辆的运行及其在匝道上的运行,包
括分流、合流、交织运行,亦有加速、减速运行,上坡、 下坡,小曲线甚至反向曲线的运行。单向单车道匝道不允 许超车。 n 主要参数:P106 自由流速度 按匝道转弯半径计算的行车速度 大型车混入率修正系数
l0 / 3.6
=
1000 v(辆 /h) l0
式中:l0 = l车 + l安 + l制 + l反 =
v
v2
3.6 t + 254φ+ l安 + l车
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二、可能通行能力
n 在实际的道路和交通条件下,单位时间内通过道路某一点 的最大可能交通量。
n 计算以理论通行能力为基础,考虑到实际的地形、道路和 交通状况,确定其修正系数,用理论通行能力x修正系数 即得。对一般公路、城市道路、高速公路采用的指标不完 全相同。美国2000版通行能力手册,确定的修正系数为车 道宽度与侧向净空、重车混入率、驾驶员素质。
车站、停车位置等 n 规定运行条件 主要指计算通行能力的限制条件。其运行标准是针对不
同的交通设施用服务水平来划分的。 n 气候条件和驾驶员条件
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三、服务水平概述
1.定义:
n 服务水平:指道路使用者从道路状况、交通与管制条件、道 路环境等方面可能得到的服务程度或服务质量。是用来衡量 道路为驾驶员、乘客所提供的服务质量的等级。亦称服务等 级。
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通行能力与交通量的区别与 联系。???
6
2.分类
(1)按照通行能力的性质和使用要求
基本通行能力 - 理想条件 不论服务水平如何 可能通行能力- 实际条件 不论服务水平如何 设计通行能力(实用通行能力)-在给定的服务水平下
(2)按照车辆的运行状态和道路的不同组成部分
路段通行能力 交叉口的通行能力 匝道及匝道连接处的通行能力 交织段的通行能力
交织区长度 50~600m
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2.交织区长度
根据国外研究,认为从入口段三角端部宽0.6m处至出 口三角端宽度3.6处之间的一段距离。
交织区长度对驾驶员完成所需的全部车道变换所需的时 间和空间起制约作用。对能否顺利的完成车道变换和车 辆交织具有重要意义。
交织区段短,实施车道变换的密度和骚乱程度则增加。
n 中国 一
二三

4.通行能力和服务水平的作用 n 用于道路设计 n 用于道路规划 n 用于交通管理
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5.1 道路通行能力与服务水平
5.1.2 道路服务水平
一级服务水平下交通流状况(连续流) 12
5.1 道路通行能力与服务水平
5.1.2 道路服务水平
二级服务水平下交通流状况(连续流)
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1.国外发展情况
TRB(Transportation Research Board) HCM(Highway Capacity Manual )
n 1950年HCM第一版。 n 1965年HCM第二版。 n 1985年HCM第三版。 n 2000年,HCM2000。
3
2.国内发展情况
(1)交通部公路科学研究所在 1984-1989年,采用实地观测与数理统 计分析相结合的宏观研究方法,组织全国 8省市在平原微丘地区对 43个 不同路面宽度的混合交通双车道公路路段通行能力进行了研究,取得 4 项研究成果:
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ü 自由流速度
实际条件下,自由流速度FV的可按下式计算:
FV = (FV0 + FFVW + FFVV + FFVSL + FFVUD ) × FFVS
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