2014数学建模竞赛 道路通行能力研究解析

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
车道幅宽十分大（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
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）
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。
交通阻塞发生示意图
需求
累 计 交 通 量
容量 容量増加

阻 阻 阻 时刻 塞 塞 塞 通行能力是道路系统规划、设计、建设、管理的指南针 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 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
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
交通工程
交通工程
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。
交通工程
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；
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)
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。
(6) 交织区； (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。
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
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；
第五章 道路通行能力
交通工程
章节安排
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
交通工程
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
Hale Waihona Puke Baidu
•
•
•
交通工程
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
车辆数量的表现
标准车辆
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
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）
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。
交通工程
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