08.教材第五章 交织区通行能力分析

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道路交织区及其特征

当合流区后面紧跟着分流区，或 当一条驶入匝道紧接着一条驶出 匝道，并在二者之间有辅助车道 连接时，就构成了交织区。 由于驾驶员必须进入通向他们出 口的车道，在交织区需要紧张的 变换车道行驶，因而交织区内的 交通流形成严重的紊乱，超过了 高速公路基本路段上正常出现的 紊乱。

⑤
利用非约束情况下的Sw及Snw求算交织车辆为达到非约束 运行所需之车道数Nw。
利用构造型式A式，计算得到
0 0 Nw 1.21N VR0.571 L0.234 / Sw.438 1.21 4 0.191 .571 3000.234 / 69.40.438 1.12
②
根据已知条件，fw=1.00，fp=1.0，EHV=1.7，得： fHV=1/[1+PHV(EHV-1 )]=1/[1+3×(1.7-1)] =0.83 换算后， Vw1=480/[fw·HV·p]=480/[1.00×0.83×1.0]=578pcu/h f f Vw2=250/[1.00×0.83×1.0]=301pcu/h
交织区的交通特征
交织车辆换车道特性


受交织区长度的限制，交织车辆必须在交织区内行驶过程中 找到变换车道的可能性并实现其操作，否则，就只好在交织 区内被迫减速等候这种可能性的出现，从而造成交织区拥堵。 一定条件下，驾驶员还有可能牺牲一定的安全水平而冒险进 行车道变换。 交织区内的非交织车辆与基本路段上的车辆相比较，不可避 免的要受交织车辆的干扰，因此进行换车道行为的频率也很 高。这是基于驾驶员对交织车道运行条件的恶化做出的必然
⑥ ⑦
实例分析
对已有的一匝道一交织段作运行质量分析。 已知：交织段及其交通量示于下图，车道宽3.75m，平原地形， 两侧在1.75m内无侧障碍物，主线及匝道交通量中均有30%的 大型车。问这交织在什么服务水平下运行?
解： 道路及交通条件如上述及图所示，这是构造型式A的简单交 织段。
①
将交通量换算成理想条件下的小客车交通量。仍用基本路段 一节中所述之fw、fHV及fp的计算法及EHV值。
S w或Snw 24.1 80.47 d 1 a(0.3048)(1 VR ) b (V/N)c /Ld
非约束情况下型式A的常数值如下：
a Sw Snw 0.226 0.020 b 2.2 4.0 c 1.0 1.3 d 0.9 1.0
计算得到：Sw=69.4km/h， Snw=81.9km/h
计算交织速度和非交织速度，必须对约束进行检查。一般是先计算非 约束的交织速度和非交织速度，计算Nw后，通过约束判定条件对 约束进行检查。如果为约束，则选择约束型的a、b、c、d常数， 再计算约束运行下的交织速度和非交织速度。
交织区段服务水平
交织区衡量服务水平及划分水平级别的关键性参数是交织车 辆的平均行驶速度和非交织车辆的行驶速度，如表。 通常设计时采用二级服务水平。当需要采取改进措施而有困 难不得已时可降低一级采用三级服务水平。当交织流和非交织 流中一个或两者均低于设计采用的服务水平等级时，就需采取 改进措施，改进措施之一是改变交织构造型式。
Vw= Vw1+ Vw2=578+301=879puc/h
Vnw=(3000+100)/[1.00×0.83×1.0]=3735pcu/h V=Vw+Vnw=879+3735=4614pcu/h
③
④
作交织图及列出计算所需之参数。 交织图见上图。参数如下： VR=Vw/V=879/4614=0.191 R=Vw2/Vw=301/879=0.342 L=300m 计算非约束情况下的交织车速Sw及非交织车速Snw。
参数 L N NW NnW
两交织流中较小的交织交通量(pcu/h) 交织区段中的总非交织交通量(pcu/h) 交通量比VW/V 交织比VW2/VW
VW
V VW1
交织区段中的总交织交通量(pcu/h)
交织区段中的总交通量(pcu/h) 两交织流中较大交织交通量(pcu/h)
SW
Snw
交通区段中交织车辆的平均行驶速度(km/h)


交织区交通特征的影响因素


交织区长度； 交织流量比与交织比； 交织区车道数； 交织区车速； 交织区内车型比例； 交织区的构造类型。
利用交织区内车 流速度反映交通 流运行质量（服 务水平）的分析 方法。HCM85
交织区交通特征的影响因素

影响交织区交织运行的参数表
定 交织区段长度(m) 交织区段车道总数(整数) 交织车辆所用的车道数(不一定是整数) 非交织车辆所用的车道数(不一定是整数) 义 参数 VW2 VnW VR R 定 义
3.5倍车道宽

C型交织区 3倍车道宽

非约束运行 Nw Nw max
交织运行的判定标准
交织区的交通特征

由于驾驶员必须进入通向他们出口的车道，在交织区 需要紧张的变换车道行驶，因而交织区内的交通流形 成严重的紊乱 。 由于交织构型决定车道变换特性，因此交织构型严重 影响交织性能。 交织构型还可以影响到交织车辆和非交织车辆使用车 道的比例。交织车辆为有效完成交织操作，必须占用 某些特定的车道。交织构型能限制交织车辆使用外侧 车道的能力。
选择。
交织区的交通特征

在通常条件下，交织与非交织车辆都在争夺可以利用的空间。 横过所有车道的运行最终趋于平衡，所有驾驶员处于相似的交 通条件。在交织区内，非交织车流的非交织车辆试图保持在外 侧车道上行驶，而交织车辆总是尽可能地使用交织车道。因此， 交织与非交织车辆在一定程度上可以区分开来，交织和非交织 车辆占用的车道有严格的区分。 在通常条件下，交织与非交织车辆最终达到平衡运行。在这种 情况下，交织车辆占用交织区的车道数为NW，非交织车辆使用 其余的车道。 交织区车流速度、密度可以反映交通流运行质量。
频率
50 40 30 20 10 0 间隙 0.0 1.5 1.7 1.9 2.1 2.3 2.5 2.7 2.9 3.1 3.3 3.5 3.7 3.9 4.1 4.3 其他
累积频率
交织区的交通特征
交织区车辆跟驰特性 交织区内交织车辆必须在交织区长度限制内 完成车道变换，所以，交织车辆运行时往往 不是追求最大的直行速度而保持和前导车之 间的最小车头时距，而是在行进过程中寻找 相邻车道车流中合适的可插入间隙。 交织车辆的这种特性导致了当与前导车间的 车头时距增大时，也不急于加速紧跟，甚至 在一定程度上反而会因等候相邻车道中的可 插入间隙而减速。
车辆交织行为

在交织区进口断面之前已经有95%以上的交织车辆 靠近交织车道行驶，为交织做准备，而非交织车辆 则向非交织侧靠近以避免交织的较大影响。在交织 区长度1/2处， 90%的车辆可以完成变换车道行为 过程，而进行换车道前的车辆速度一般较换车道后 的车辆速度低。
交织区的交通特征
交织车辆的可接受间隙
交织区段的通行能力
交织区通行能力分析计算方法如下：
1．给出交织构造型式及N、L和交通量各值。 2．根据所采用的服务水平级别，从具体表中查出最小平均 交织行驶速度Sw及最小平均非交织行驶速度Snw。 3．从具体表中查出非约束运行所需之常数a、b、c、d各值， 分别计算出对应于Sw及Snw的V值，取两个V值中之小者。 4．从具体表中取相应于已给定构造型式的Nw计算式进行计 算，得到Nw后与表中已给出的该种型式的Nwmax相比，以决定 运行是约束的还是非约束的。如果是非约束运行，则第3步所 得之V值即为交织区的通行能力，分析计算就此结束。
交通区段中非交织车辆的平均行驶速度(km/h)
交织区车辆运行速度计算

交织区车辆运行速度计算

交织车辆运行速度(Sw) 非交织车辆运行速度(Snw) a、b、c、d均为常数
80.47 24.1 d 1 a(0.3048)(1 VR ) b (V/N)c /Ld
S w或Snw
交织区车辆运行速度计算
计算结果与交织区运行参数的限制值进行比较，如果能够接受，分析计 算就此结束。
交织区段运行参数的限制值
确定交织区服务水平步骤
①
确定道路条件和交通条件。
②
③ ④ ⑤
将所有交通量换算为在理想条件下的高峰流率。
绘制交织示意图。 计算非约束的交织速度和非交织速度。 对约束进行检查，如果为约束，再计算约束运行下的交织 速度和非交织速度。 对交织区各项限制进行检查。 确定服务水平。
第五章 交织区通行能力分析

道路交织区及其构成 道路交织区的交通特性 道路交织区通行能力分析方法
任何类型的道路上，都 会有交织区：高速公路， 多车道公路，双车道公 路，立体交叉区，城市 道路或集散道路。
高速公路的交织区
高速公路由基本路段（Bisic Freeway Segment）、交织区（Freeway Weaving）、匝道（Ramps）、匝道交叉口（Ramp Junctions）组成。
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交织区的构型划分

A类交织区

两个方向的所有交织车辆必须进行一次车道变换；

B类交织区

一组交织运行无须进行任何车道变换就可完成； 其它方向的交织车辆至多变换一次车道才能完成交织运行。
有一种交织可无须进行车道交换就可完成； 其它的交织运程需要进行两次或多次的车道交换。

C类交织区

交织区段的构成
临界车头时距的大小依赖于车速的大小：车速较小的 车辆可接受的车头时距相对较小，车速大的车辆可接受的 临界车头时距则相对较大。
交织车辆接受间隙统计分布
90 80 70 60 100.00% 90.00% 80.00% 70.00% 50.00% 40.00% 30.00% 20.00% 10.00% .00% 60.00%
交织宽度

B型交织区
交织宽度由交织区段 的车道数来量度。
3.5倍车道宽
C型交织区 3倍车道宽
来自百度文库
交织运行的形式
A型交织区

交织形式

1.4倍车道宽
交织运行分约束及非 约束运行两种形式。 约束运行
Nw Nw max
B型交织区
3.5倍车道宽


非约束运行 Nw Nw max
C型交织区 3倍车道宽
道数（不一定是整数）。 Nw max --对于指定构型交织区，交织车辆可采用的最大车道数（不 一定是整数）。
N w --交织车辆为了取得均衡运行或非约束运行所必须采用的车
A型交织区
交织形式判定

1.4倍车道宽
B型交织区
交织运行分约束及非 约束运行两种形式。 约束运行
Nw Nw max
交织区段的通行能力
如果是约束运行，则取具体表中对应于已给定构造型式的算式，此时取算式 中之Vw等于表中相应的Nwmax,即可算出Sw(型式A)或Snw—Sw(型式B或型式C)。 再进行第5步计算。 5．对于构造型式A，用第4步计算出之Sw代人交织速度计算公式，并用具 体表中相应之非约束运行的a、b、c、d诸常数值反算出V值，并与第3步中 得之V值比较，取其中之小者为通行能力。计算就此结束。 对于构造型式B或型式C，则用第2步之Sw值，并根据第4步算出之(Snw— Sw)值算出Snw值。用此Snw值代人非交织速度计算公式，并用具体表中相应 之非约束运行的a、b、c、d诸常数反算出V值，此V值即为通行能力。

简单的交织区，由一个单独的合流点后接一个单独 的分流点构成。 多重交织区是由一个合流点后接两个分流点，或者 两个合流点后接一个单独的分流点所构成。
A C

B 交织路段的构成
D
交织区的构成

交织长度

从进口三角区宽度0.6m 处到出口三角区宽度 3.7m处的交织区段长度。
A型交织区
1.4倍车道宽

道路交织区及其特征

交织——行驶方向相同的两股或多股 交通流，沿着相当长的路段，不借助 交通控制设施进行的交叉。
如果入口和出口的车行道都叫做 “支路”，则从A支路驶向D支路 的车辆必须穿过从B支路驶往C支 路车辆行驶的路径。所以A—D和 B—C叫做交织流。在这段路上还 有A—C和B—D车流，不与其他车 流交叉，因而就叫它们是“非交 织车流”。


交织区的交通特征
交通量在车道间的分布 交织区由交织侧向非交织侧，车道空间的 占有强度依次递增。交织行为主要在交织 侧车道进行，非交织侧车道车辆所受干扰 较小，车流中除了交织车辆外，都希望尽 量减少或避免交织干扰，因而非交织车辆 向非交织侧车道汇集，以获得平稳的行驶 车速和假设自由度。
交织区的交通特征