第二章 道路通行能力与服务水平
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通行能力主要反映道路服务数量的多少或能力的大小 服务水平主要反映道路服务质量或服务的满意程度
用于道路设计 确定车道数、服务水平评估、发现瓶颈路段 用于道路规划 根据交通量预测、投资效益评估、环境效益评估， 确定路网改进办法与实施步骤 用于道路交通管理 根据交通量增长情况，制定各阶段的交通管理措施
最大服务交通量 = 基本通行能力×服务水平
单向车道的可能通行能力 运行质量 CD = CB ·N ·fW ·fHW ·fP 单向车道的设计通行能力 CD = CB · ( V / C )i ·N ·fW ·fHW ·fP
服务水平 Mservice i最大服务交通量 N 单向车道数 fW 车道宽度和侧向净空影响修正系数 fHW大型车混行影响修正系数 fP 驾驶员条件影响修正系数 运行质量
道路通行能力分析的主要目的？
确定某道路设施在通常条件下能容纳的最大交通量。 确定在保持与规定运行特性相适应的条件下，某道 路设施所能容纳的最大交通量。
计算通行能力的条件
道路条件 是指公路的几何特征（车道数、车道、路肩、中央 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（交通流中的交通组成、交通量、不 同车道中的交通量分布、上下行方向的交通量分布）
学习要点：
1、透彻的理解影响通行能力的各种因素及运行质量 （道路条件、交通条件、控制条件、环境条件）。
2、掌握各种道路设施通行能力特征及其计算方法。
学习要点
分析对象：
(1)高速公路（控制进入）的基本路段； (2)双车道公路路段； (3)一般城市道路路段； (4)无信号控制的平面交叉； (5)信号控制的平面交叉；
A
B
C
D
E
自由流
稳
定
流
不稳定流
F
强制流
0
流量
服务水平的划分指标
行车速度和运行时间; 车辆行驶时的自由程度(通畅性);
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;
行车的安全性(事故率和经济损失等);
行车的舒适性和乘客满意的程度;
最大密度,每车道每公里范围内车辆的最大密度;
l安 l车
行驶车辆之间的最小安全间距为：
V V2 l0 l反 l制 l安 l车 t l安 l车 （辆 / h) 3.6 254
l安一般取用2m,t可取1s, 附着系数φ与轮胎花纹、路面粗糙 度、平整度、表面湿度、行车速度等因素有关(如表5-9)。车辆 长度对于小汽车采用6m,对于解放牌汽车采用12m:
可能通行能力
possible capacity
公路的某组成部分在实际的道路、交通、控制及环境条件下，一条车道的一 横断面上，不论服务水平如何，1h所能通过的车辆的最大辆数(pcu) → 是现实条件道路上的最大交通量（实际通行能力）
设计通行能力
design capacity
公路的某组成部分在预测的道路、交通、控制及环境条件下，一条车道的一 横断面上，在指定的设计服务水平下，1h所能通过的车辆的最大辆数(pcu) → 是道路规划、设计的依据（实用通行能力）
三者间的关系
设计通行能力
指定服务水平 下的V/C比
可能通行能力
各种修正系数
基本通行能力
基本通行能力中的理想条件
理想条件：对条件进一步提高也不能提高基本通行能力的 条件。
道路条件
车道幅宽较大（3.5m以上） 道路旁障碍物的距离足够大(侧向净空在1.75m以上) 线性条件良好
交通条件
交通流仅由小客车构成，无车型混合、机非混合 没有任何速度限制
计量通行能力的时间单位
时间单位愈大交通不均匀性也愈大，无法准确反映交 通量与服务水平的关系。通常用小时为单位，美国用15min
通行能力是指所分析的道路、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 其运行质量变化而变动的疏解交通能力的极限。
1000V 1000 N解 2 1 V 14 V V t 2 12 3.6 254 V 3.6 254 (辆 / h)
高速公路基本路段通行能力
高速公路基本路段的基本通行能力 2200 2100 2000
设计速度(km/hr) ↑ 120 ↑ ↑ 100 80
最大服务交通量 (pcu / hr· lane) Mservice i = CB · ( V / C )i
Q当量
ET大 2.149, ET特 2.490 2400 480 2.149 70 2.49 3594, 取3600 pcu / h
Q右 3600 / 2 60% 1080 pcu / h
再求算实际条件下通行能力，由表5-15得知 CB 2200 pcu / h 查修正系数:
fP ＝1.00~0.90
例1 某微丘地区四个道高速公路设计车速 100km/h,路基宽26m， 其中两侧路肩与路绿带均为 0.75m, 硬路肩均为 3m 中央分隔带 2m，纵坡为1％，设计小时交通量为小汽车2400辆，大中型汽 车480辆，特大型汽车70辆.试求该路有无超过其通行能力,如无 其服务水平如何? 解：先进行交通员换算,按表5-18,经内插计算分别为
§5-2 高速公路基本路段通行能力
高速公路基本路段 是指主线上不受匝道附近车辆汇合、分离 以及交织运行影响的路段部分 基本路段的理想条件
(1) (2) (3) (4) 3.75m≤ 车道宽度≤ 4.50m 侧向净宽≥ 1.75m 车流中全部为小客车 驾驶员均为经常行驶高速公路且技术熟练遵守交通法规者
交通阻塞发生示意图
需求
累 计 交 通 量
容量 容量増加
阻时刻 阻 阻 通行能力是道路系统规划、设计、建设、管理的指南针 塞 塞 塞 消 消 发 通过交通需求与通行能力比较，可以评价道路交通服务水平 除 生 交通需求与通行能力之间的关系，是交通环境评价的依据 除
为什么要研究通行能力？
交通需求≠交通供给 －交通拥堵问题 －交通事故问题 －环境污染问题 －能源消耗问题
近似取为:
CP 1600pcu / h>Q右 1080pcu / h
再计算负荷度:
Q / C 1080 /1600 0.67
查表，得知二级V／C＝0.68,故其服务水平为二级。
f w 1, fsw 1
f HV
1 0.724 1 PT ( ET 1)
P P T大 480 2.149 / 3600 28.6%, T特 70 2.49 / 3600 4.6%
计算实际通行能力:
CP CB f w fsw f HV 2200 11 0.724 1593pcu / h
(中国)四级服务水平
服务交通量
一级——二级——三级——四级 A B C D E F
不同服务水平下要求通过的交通量。服务水平高，服务交通量小，反之亦 然。
最大服务交通量
每一服务水平有其服务质量的范围，服务水平最差时对应的交通量称为 最大服务交通量。
A 级
B 级
C 级
D 级
E 级
F 级
速 度
各种设施的交通运行特征、通行能力的主要影响因素， 计算思路以及计算方法。
国内外道路通行能力研究的概况
美国最早进行通行能力的研究工作，其 成果集中地反映在《Highway Capacity Manual》（简称 HCM ）中，最新版本为 HCM 2000 许多发达国家如瑞典、加拿大、澳大利 亚、德国等也都对本国的交通情况进行 了研究, 编制了相应的道路通行能力手 册 目前国际上有许多道路通行能力模拟软 件 ， 如 美 国 的 HCS (Highway Capacity Software)，瑞典公路局的CAPCAL 上世纪八十年代后期，东南大学、同济 大学、北京工业大学等高校以及交通部 所属部分科研所对适合我国国情的道路 通行能力进行了研究工作
控制条件
是指交通控制设施的形式及特定设计和交通规划 环境条件 指横向干扰程度以及交通秩序等 驾驶员自身素质
需分别进行通行能力和服务水平分析的公路组成部分 (1) 高速公路（控制进入）的基本路段；
(2) 不控制进入的多车道公路路段；
(3) 不控制进入的双车道公路路段； (4) 混合交通双车道公路路段； (5) 匝道，包括匝道－主线连接部分； (6) 交织区；
第二章
道路通行能力与服务水平
主要内容
概述 高速公路通行能力
一般公路通行能力
无信号控制交叉口通行能力
信号控制交叉口通行能力
为什么会发生交通阻塞？
通行能力 ＞ 交通需求 通行能力 ＜ 交通需求 无交通拥挤 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过了通行能力？ 10％？、20％？30％………倍以上？ 交通需求超过通行能力的 5～ 10％ 的程度 交通拥挤发生 严重交通拥堵
道路的通行能力
什么是通行能力（traffic capacity）？
在一定的道路条件、交通条件、控制条件、环境条件 下、道路断面在一定的时间内能够通过的最大车辆数
标准车辆
车辆数量的表现
交通量1×换算系数2＋交通量2×换算系数2＋ ……→ → 换算成小汽车数（pcu：passenger car unit） 【例】标准辆数 2,000 pcu / h ← 实际辆数 1,800 辆 / h
通行能力分析的主要目的是求得在不同运行质量 下1h所能通行的最大交通量，即可求得在指定的交通 运行质量条件下所能承担交通的能力。
通行能力和交通量的关系什么？
两者都是单位时间内通过道路某断面的交通体数量。 通行能力反映了道路的容量，是道路容纳性能的一种量 度。 交通量反映了道路实际负荷交通的数量大小，是交通体 根据实际情况在道路上运行的具体体现。
(7)无信号控制的平面交叉；
(8) 信号控制的平面交叉； （9）市区及近郊干线道路。
服 务 水 平
服务水平(Level of Service)
美国HCM中规定为：描述交通流内的运行条件以及影响驾驶员和乘客感受的一 种质量标准。
(美国)六级服务水平
A — B — C — D — E — F 速度高、密度小 ⇔ 速度低、密度大 舒适度高 ⇔ 舒适度低
控制条件 环境条件 是指交通控制设施的形式及特定设计和交通规则 指横向干扰程度以及交通秩序
道路通行能力的分类
基本通行能力 basic capacity
公路的某组成部分在理想的道路、交通、控制和环境条件下，一条车道的一 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(pcu) → 通常以高速公路上观测到的最大交通量为基准(理想、理论通行能力)
道路通行能力与服务水平
道路的通行能力和服务水平从不同的角度 反映了道路的性质与功能,通行能力主要反映 道路服务数量的多少或能力的大小；,服务水 平主要反映了道路服务质量或服务的满意程度。 严格地说,没有无通行能力的服务水平,也 没有无服务质量的通行能力,两者是不能分开 的。
道路通行能力与服务水平
基本路段的服务水平
计算思路 由于两个方向上的交通互不依赖，且两个方向在其前进方向 上的线性不同，因此，两个方向车行道的通行能力和服务水 平分别进行计算。
t0 l反 l0 计算的最大交通量为:
N最大 3600 3600 1000V V ht l0 l0 / 3.6
t0 l制 l0
(辆 / h)
经济性(行驶费用)
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,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。
影响高速公路基本路段通行能力的主要因素及修正方法
①车道宽度与侧向净空修正系数fW
影响高速公路基本路段通行能力的主要因素及修正方法
②大型车的修正系数fHV
f HV
PHV EHV
1 1 PHV ( EHV 1)
大型车交通量占总交通量的百分比； 大型车换算成小客车的车辆换算系数。
③驾驶员条件的修正系数fP
用于道路设计 确定车道数、服务水平评估、发现瓶颈路段 用于道路规划 根据交通量预测、投资效益评估、环境效益评估， 确定路网改进办法与实施步骤 用于道路交通管理 根据交通量增长情况，制定各阶段的交通管理措施
最大服务交通量 = 基本通行能力×服务水平
单向车道的可能通行能力 运行质量 CD = CB ·N ·fW ·fHW ·fP 单向车道的设计通行能力 CD = CB · ( V / C )i ·N ·fW ·fHW ·fP
服务水平 Mservice i最大服务交通量 N 单向车道数 fW 车道宽度和侧向净空影响修正系数 fHW大型车混行影响修正系数 fP 驾驶员条件影响修正系数 运行质量
道路通行能力分析的主要目的？
确定某道路设施在通常条件下能容纳的最大交通量。 确定在保持与规定运行特性相适应的条件下，某道 路设施所能容纳的最大交通量。
计算通行能力的条件
道路条件 是指公路的几何特征（车道数、车道、路肩、中央 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（交通流中的交通组成、交通量、不 同车道中的交通量分布、上下行方向的交通量分布）
学习要点：
1、透彻的理解影响通行能力的各种因素及运行质量 （道路条件、交通条件、控制条件、环境条件）。
2、掌握各种道路设施通行能力特征及其计算方法。
学习要点
分析对象：
(1)高速公路（控制进入）的基本路段； (2)双车道公路路段； (3)一般城市道路路段； (4)无信号控制的平面交叉； (5)信号控制的平面交叉；
A
B
C
D
E
自由流
稳
定
流
不稳定流
F
强制流
0
流量
服务水平的划分指标
行车速度和运行时间; 车辆行驶时的自由程度(通畅性);
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;
行车的安全性(事故率和经济损失等);
行车的舒适性和乘客满意的程度;
最大密度,每车道每公里范围内车辆的最大密度;
l安 l车
行驶车辆之间的最小安全间距为：
V V2 l0 l反 l制 l安 l车 t l安 l车 （辆 / h) 3.6 254
l安一般取用2m,t可取1s, 附着系数φ与轮胎花纹、路面粗糙 度、平整度、表面湿度、行车速度等因素有关(如表5-9)。车辆 长度对于小汽车采用6m,对于解放牌汽车采用12m:
可能通行能力
possible capacity
公路的某组成部分在实际的道路、交通、控制及环境条件下，一条车道的一 横断面上，不论服务水平如何，1h所能通过的车辆的最大辆数(pcu) → 是现实条件道路上的最大交通量（实际通行能力）
设计通行能力
design capacity
公路的某组成部分在预测的道路、交通、控制及环境条件下，一条车道的一 横断面上，在指定的设计服务水平下，1h所能通过的车辆的最大辆数(pcu) → 是道路规划、设计的依据（实用通行能力）
三者间的关系
设计通行能力
指定服务水平 下的V/C比
可能通行能力
各种修正系数
基本通行能力
基本通行能力中的理想条件
理想条件：对条件进一步提高也不能提高基本通行能力的 条件。
道路条件
车道幅宽较大（3.5m以上） 道路旁障碍物的距离足够大(侧向净空在1.75m以上) 线性条件良好
交通条件
交通流仅由小客车构成，无车型混合、机非混合 没有任何速度限制
计量通行能力的时间单位
时间单位愈大交通不均匀性也愈大，无法准确反映交 通量与服务水平的关系。通常用小时为单位，美国用15min
通行能力是指所分析的道路、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 其运行质量变化而变动的疏解交通能力的极限。
1000V 1000 N解 2 1 V 14 V V t 2 12 3.6 254 V 3.6 254 (辆 / h)
高速公路基本路段通行能力
高速公路基本路段的基本通行能力 2200 2100 2000
设计速度(km/hr) ↑ 120 ↑ ↑ 100 80
最大服务交通量 (pcu / hr· lane) Mservice i = CB · ( V / C )i
Q当量
ET大 2.149, ET特 2.490 2400 480 2.149 70 2.49 3594, 取3600 pcu / h
Q右 3600 / 2 60% 1080 pcu / h
再求算实际条件下通行能力，由表5-15得知 CB 2200 pcu / h 查修正系数:
fP ＝1.00~0.90
例1 某微丘地区四个道高速公路设计车速 100km/h,路基宽26m， 其中两侧路肩与路绿带均为 0.75m, 硬路肩均为 3m 中央分隔带 2m，纵坡为1％，设计小时交通量为小汽车2400辆，大中型汽 车480辆，特大型汽车70辆.试求该路有无超过其通行能力,如无 其服务水平如何? 解：先进行交通员换算,按表5-18,经内插计算分别为
§5-2 高速公路基本路段通行能力
高速公路基本路段 是指主线上不受匝道附近车辆汇合、分离 以及交织运行影响的路段部分 基本路段的理想条件
(1) (2) (3) (4) 3.75m≤ 车道宽度≤ 4.50m 侧向净宽≥ 1.75m 车流中全部为小客车 驾驶员均为经常行驶高速公路且技术熟练遵守交通法规者
交通阻塞发生示意图
需求
累 计 交 通 量
容量 容量増加
阻时刻 阻 阻 通行能力是道路系统规划、设计、建设、管理的指南针 塞 塞 塞 消 消 发 通过交通需求与通行能力比较，可以评价道路交通服务水平 除 生 交通需求与通行能力之间的关系，是交通环境评价的依据 除
为什么要研究通行能力？
交通需求≠交通供给 －交通拥堵问题 －交通事故问题 －环境污染问题 －能源消耗问题
近似取为:
CP 1600pcu / h>Q右 1080pcu / h
再计算负荷度:
Q / C 1080 /1600 0.67
查表，得知二级V／C＝0.68,故其服务水平为二级。
f w 1, fsw 1
f HV
1 0.724 1 PT ( ET 1)
P P T大 480 2.149 / 3600 28.6%, T特 70 2.49 / 3600 4.6%
计算实际通行能力:
CP CB f w fsw f HV 2200 11 0.724 1593pcu / h
(中国)四级服务水平
服务交通量
一级——二级——三级——四级 A B C D E F
不同服务水平下要求通过的交通量。服务水平高，服务交通量小，反之亦 然。
最大服务交通量
每一服务水平有其服务质量的范围，服务水平最差时对应的交通量称为 最大服务交通量。
A 级
B 级
C 级
D 级
E 级
F 级
速 度
各种设施的交通运行特征、通行能力的主要影响因素， 计算思路以及计算方法。
国内外道路通行能力研究的概况
美国最早进行通行能力的研究工作，其 成果集中地反映在《Highway Capacity Manual》（简称 HCM ）中，最新版本为 HCM 2000 许多发达国家如瑞典、加拿大、澳大利 亚、德国等也都对本国的交通情况进行 了研究, 编制了相应的道路通行能力手 册 目前国际上有许多道路通行能力模拟软 件 ， 如 美 国 的 HCS (Highway Capacity Software)，瑞典公路局的CAPCAL 上世纪八十年代后期，东南大学、同济 大学、北京工业大学等高校以及交通部 所属部分科研所对适合我国国情的道路 通行能力进行了研究工作
控制条件
是指交通控制设施的形式及特定设计和交通规划 环境条件 指横向干扰程度以及交通秩序等 驾驶员自身素质
需分别进行通行能力和服务水平分析的公路组成部分 (1) 高速公路（控制进入）的基本路段；
(2) 不控制进入的多车道公路路段；
(3) 不控制进入的双车道公路路段； (4) 混合交通双车道公路路段； (5) 匝道，包括匝道－主线连接部分； (6) 交织区；
第二章
道路通行能力与服务水平
主要内容
概述 高速公路通行能力
一般公路通行能力
无信号控制交叉口通行能力
信号控制交叉口通行能力
为什么会发生交通阻塞？
通行能力 ＞ 交通需求 通行能力 ＜ 交通需求 无交通拥挤 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过了通行能力？ 10％？、20％？30％………倍以上？ 交通需求超过通行能力的 5～ 10％ 的程度 交通拥挤发生 严重交通拥堵
道路的通行能力
什么是通行能力（traffic capacity）？
在一定的道路条件、交通条件、控制条件、环境条件 下、道路断面在一定的时间内能够通过的最大车辆数
标准车辆
车辆数量的表现
交通量1×换算系数2＋交通量2×换算系数2＋ ……→ → 换算成小汽车数（pcu：passenger car unit） 【例】标准辆数 2,000 pcu / h ← 实际辆数 1,800 辆 / h
通行能力分析的主要目的是求得在不同运行质量 下1h所能通行的最大交通量，即可求得在指定的交通 运行质量条件下所能承担交通的能力。
通行能力和交通量的关系什么？
两者都是单位时间内通过道路某断面的交通体数量。 通行能力反映了道路的容量，是道路容纳性能的一种量 度。 交通量反映了道路实际负荷交通的数量大小，是交通体 根据实际情况在道路上运行的具体体现。
(7)无信号控制的平面交叉；
(8) 信号控制的平面交叉； （9）市区及近郊干线道路。
服 务 水 平
服务水平(Level of Service)
美国HCM中规定为：描述交通流内的运行条件以及影响驾驶员和乘客感受的一 种质量标准。
(美国)六级服务水平
A — B — C — D — E — F 速度高、密度小 ⇔ 速度低、密度大 舒适度高 ⇔ 舒适度低
控制条件 环境条件 是指交通控制设施的形式及特定设计和交通规则 指横向干扰程度以及交通秩序
道路通行能力的分类
基本通行能力 basic capacity
公路的某组成部分在理想的道路、交通、控制和环境条件下，一条车道的一 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(pcu) → 通常以高速公路上观测到的最大交通量为基准(理想、理论通行能力)
道路通行能力与服务水平
道路的通行能力和服务水平从不同的角度 反映了道路的性质与功能,通行能力主要反映 道路服务数量的多少或能力的大小；,服务水 平主要反映了道路服务质量或服务的满意程度。 严格地说,没有无通行能力的服务水平,也 没有无服务质量的通行能力,两者是不能分开 的。
道路通行能力与服务水平
基本路段的服务水平
计算思路 由于两个方向上的交通互不依赖，且两个方向在其前进方向 上的线性不同，因此，两个方向车行道的通行能力和服务水 平分别进行计算。
t0 l反 l0 计算的最大交通量为:
N最大 3600 3600 1000V V ht l0 l0 / 3.6
t0 l制 l0
(辆 / h)
经济性(行驶费用)
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,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。
影响高速公路基本路段通行能力的主要因素及修正方法
①车道宽度与侧向净空修正系数fW
影响高速公路基本路段通行能力的主要因素及修正方法
②大型车的修正系数fHV
f HV
PHV EHV
1 1 PHV ( EHV 1)
大型车交通量占总交通量的百分比； 大型车换算成小客车的车辆换算系数。
③驾驶员条件的修正系数fP