(整理)山区双车道公路通行能力研究

山区双车道公路通行能力研究

报告简本

0引言

随着国家西部大开发政策的深入执行，西部地区的公路建设进入蓬勃发展时期，与此同时，决定公路建设规模和建设标准的公路通行能力研究就显得异常迫切和关键。为此，国家专门设立了西部交通建设科技项目“山区双车道公路通行能力研究”，来深入持久地研究西部山区公路道路和交通特性。该项目由交通部公路科学研究院承担，并联合北京工业大学、云南省公路规划勘查设计院、贵州省交通规划勘察设计研究院、山西省公路局等单位共同公关。在各级领导的支持下，在项目承担与参加单位的共同努力下，经过近两年的研究圆满完成了合同规定的各项研究任务，达到了预期的研究目标。

1 项目背景

截至2003年底，西部地区公路通车里程将近74万公里，其中，双车道公路占总里程的70%以上。巨大的建设规模和巨大的资金投入，要求各级决策和设计部门在建设项目的决策和设计过程中，要依据国民经济和交通量的发展需求和公路的通行能力适应状况等多方面因素来确定。山区公路超规模建设的严重后果，不仅造成设施闲置浪费，投资无法按期收回，而且也不利于山区生态和植被保护，不符合国家可持续发展的战略决策。

多年来，针对山区公路的通行能力研究一直是我国标准规范体系中的一项空白。交通部于2003年颁布的“公路工程技术标准（JTG B01-2003）”和即将颁布的“公路路线设计规范（JTG B20-xx）”由于缺少专项的研究支持，规范中引入的有关设计标准，大部分引用了美国、日本等发达国家的设计参数。因此该项目的研究也是完善标准规范相关内容的需要。

2 主要研究内容

在分析国内外关于双车道公路通行能力研究的基础上，结合我国山区双车道公路的实际情况，研究内容主要包括以下内容：

➢山区双车道公路交通运行特性研究

➢山区双车道公路服务水平研究

➢各种车型的当量换算方法研究

➢山区双车道公路微观仿真模型研究

➢山区双车道公路通行能力及影响因素研究

➢编制双车道公路通行能力分析指南

3 研究思路、关键技术与技术路线

本课题研究的思路：利用先进的数据采集设备，采集大量的实测数据，分析山区双车道公路路段通行能力及其影响因素；针对我国山区双车道公路的道路、交通特性，开发微观双车道公路交通仿真模型。结合计算机模拟试验和实际采集的数据，运用数理统计方法，确定山区双车道公路服务水平指标体系；以理论分

析为指导，建立通行能力理论分析模型，揭示通行能力状态下交通流的内在机理。

题采用的技术路线如图3-1所示。

图3-1 山区双车道公路通行能力研究技术路线图

图1 研究思路和技术路线

下面是野外试验观测的部分现场图片。

线形检测车和数据采集软件界面

断面法检测区间自由流速度

标定仿真模型参数P值的实验调查图和弯道视距测量

交通流数据采集仪设备（NC-97和Metro count）的铺设

4 关键技术和技术创新

本项目的关键技术和技术创新点如下：

（1）自主开发了适合我国国情的双车道公路交通仿真软件，为全面、系统地开展山区双车道公路通行能力

研究搭建了可靠的分析平台，还为将来研究双车道

公路交通问题创造了条件。

（2）选取加速度干扰和超车率指标作为服务水平的分级指标，根据交通流内在的变化规律提出了服务水平

的量化分级方法，突破了传统主观经验分级方法的

局限，提高了双车道公路服务水平分级的客观性和

科学性。

（3）针对山区双车道公路道路、交通特点，在考虑其安全水平和服务水平的条件下，量化了爬坡车道和超

车道的设置条件，提供了爬坡车道和超车道的运行

分析方法，填补了该领域国内研究的空白。

（4）在分析双车道公路交通流特性的基础上，运用车辆跟驰理论，提出了基于可变减速时间的通行能力计

算方法和基于车辆行驶占用动态空间的车辆折算系

数分析方法，为确定双车道公路通行能力和分析其

影响因素提供了科学依据。

（5）项目组对山区双车道公路通行能力及影响因素进行了全面的分析，量化了平、纵线形指标对通行能力

的影响，提出了操作性较强的分析方法，补充完善

了相关标准、规范。

5 主要研究成果

在历时两年的研究中，山区双车道公路通行能力研究不仅注重通行能力的理论研究，而且非常重视最新研究成果与工程实践的衔接，在将研究成果转化成指导工程实践的可操作程序的环节中做了大量深入、细致的工作。整个项目研究取得如下主要成果：

（1）明确了双车道公路的地形分类及道路、交通特点根据道路平纵线形的不同，提出了“梯度”和“曲率”的地形分类参数，将双车道公路的地形分为三类，如表1所示。

表1 推荐的地形分类标准

（2）构建了基于双车道公路交通流特征的车辆折算系数模型

本研究综合考虑了车辆纵向的运行特性——车头时距的关系和车辆横向的运行特性——车辆行驶过程中所占用道路宽度，提出了适用于交通仿真试验分析的山区双车道公路车辆折算系数算法。

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⎫ ⎝⎛--+-+⋅=11)1(p i p p i p i W W P W W P PW H H PCE 式中， Hi —i 型车的车头时距

Hp —小客车的车头时距

P —交通组成中i 型车的比例

Wi —i 型车行驶所占的道路宽度

Wp —小客车行驶中所占的道路宽度

通过对不同的交通条件和道路条件下，实测数据和仿真数据的分析结果，得到了各典型地区双车道公路各车型的车辆折算系数，见表2。

表2 各地形条形下车辆折算系数推荐值

（3） 提出基于速度和外廓尺寸双因素聚类分析的车型分类标

准

课题研究中采用了车辆运行特性和车辆外廓尺寸作为双车道公路车辆分类标准，提出了基于车辆自由流速度和车辆外