第5章-道路通行能力课件.ppt

1、第五章第五章 道路通行能力道路通行能力信号控制交叉口通行能力信号控制交叉口通行能力 高速公路通行能力高速公路通行能力 概概 述述 一般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无信号控制交叉口通行能力为什么会发生交通阻塞为什么会发生交通阻塞？n 通行能力通行能力 交通需求交通需求无交通拥挤无交通拥挤n 通行能力通行能力 交通需求交通需求交通拥挤发生交通拥挤发生n 都市中早晚交通拥挤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？交通需求究竟在多大程度上超过了通行能力？1010？、？、2020？3030倍以上？倍以上？n 交通需求超过通行能力的交通需求超过通行能力的 5 5

2、1010 的程度的程度 交通拥挤发生交通拥挤发生 严重交通拥堵严重交通拥堵交通阻塞发生示意图交通阻塞发生示意图时刻时刻累计交通量需要需要容量増加容量増加阻塞消除容量容量阻塞发生阻塞消除n 通行能力是道路系统规划、设计、建设、管理的指南针通行能力是道路系统规划、设计、建设、管理的指南针n 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为什么要研究通行能力？交通需求与交通供给交通需求与交通供给交通拥堵问题交通拥堵问题交通事故问题交通事故问题环境污染问题环境污染问题能源消耗问题能源消耗问题学习要点：学习要点：1 1、透彻的理解影响通行能力的各

3、种因素及运行质量、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）。（道路条件、交通条件、控制条件、环境条件）。2 2、掌握各种道路设施通行能力特征及其计算方法。、掌握各种道路设施通行能力特征及其计算方法。道路的通行能力道路的通行能力n 什么是通行能力什么是通行能力（traffic capacitytraffic capacity）？在一定的道路条件、交通条件、控制条件、环境条件在一定的道路条件、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下、道路断面在一定的时间内能够通过的最大车辆数n 车辆数量的表现车辆数量的表现 交通量交通

4、量1 1换算系数换算系数2 2交通量交通量2 2换算系数换算系数2 2 换算成小汽车数换算成小汽车数（pcupcu：p passenger assenger c car ar u unitnit）【例】【例】标准辆数标准辆数 2,000 pcu/h 2,000 pcu/h 实际辆数实际辆数 1,800 1,800 辆辆 /h hn 计量通行能力的时间单位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，美国用通量与服务水平的关系。通常用小时为单位，美国用15min15min标准车辆标准车辆

5、通行能力是指所分析的道路、设施没有任何变化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还假定其具有良好的气候条件和路面条件下的通过能力力,如条件有任何变化都会引起通行能力的变化。如条件有任何变化都会引起通行能力的变化。总之总之,道路通行能力不是一个一成不变的定值道路通行能力不是一个一成不变的定值,是随是随其运行质量变化而变动的疏解交通能力的极限。其运行质量变化而变动的疏解交通能力的极限。通行能力分析的主要目的是求得在不同运行质量通行能力分析的主要目的是求得在不同运行质量下下1h1h所能通行的最大交通量，即可求得在指定的交通所能通行的最大交通量，即可

6、求得在指定的交通运行质量条件下所能承担交通的能力。运行质量条件下所能承担交通的能力。如条件有任何变化都会引起通行能力的变化如条件有任何变化都会引起通行能力的变化通行能力是随运行质量变化而变动的疏解交通的能力通行能力是随运行质量变化而变动的疏解交通的能力通行能力分析即求得在指定的运行质量下所能承担交通的能力通行能力分析即求得在指定的运行质量下所能承担交通的能力与交通量、高峰小时交通量的区别和联系与交通量、高峰小时交通量的区别和联系计算通行能力的条件计算通行能力的条件u 运行质量运行质量 道路条件道路条件 是指公路的是指公路的（车道数、车道、路肩、中央（车道数、车道、路肩、中央带等的宽度，侧向净宽

7、，设计速度及平、纵线形和视距等）带等的宽度，侧向净宽，设计速度及平、纵线形和视距等）交通条件交通条件 是指是指（交通流中的交通组成、交通量、不（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）同车道中的交通量分布、上下行方向的交通量分布）控制条件控制条件 是指交通是指交通的形式及特定设计和的形式及特定设计和 环境条件环境条件 指横向干扰程度以及指横向干扰程度以及等。等。u 基本参照通行能力基本参照通行能力 通行能力计算时需要有一种具体公路均能与之对比的基本参照通行能力计算时需要有一种具体公路均能与之对比的基本参照通行能力通行能力道路通行能力的分类n基本通行能力基本通

8、行能力basic capacitybasic capacity公路的某组成部分在公路的某组成部分在的道路、交通、控制和环境条件下，一条车道的一的道路、交通、控制和环境条件下，一条车道的一横断面上，横断面上，1h1h所能通过标准车辆的最大辆数所能通过标准车辆的最大辆数(pcu)(pcu)n可能通行能力可能通行能力possible capacitypossible capacity公路的某组成部分在公路的某组成部分在的道路、交通、控制及环境条件下，一条车道的一的道路、交通、控制及环境条件下，一条车道的一横断面上，横断面上，1h1h所能通过的车辆的最大辆数所能通过的车辆的最大辆数(pcu)(pcu)

9、n设计通行能力设计通行能力design capacitydesign capacity公路的某组成部分在公路的某组成部分在的道路、交通、控制及环境条件下，一条车道的一的道路、交通、控制及环境条件下，一条车道的一横断面上，横断面上，1h1h所能通过的车辆的最大辆数所能通过的车辆的最大辆数(pcu)(pcu)基本通行能力中的理想条件基本通行能力中的理想条件车道幅宽十分大（车道幅宽十分大（3.5m3.5m以上）以上）到路旁障碍物的距离足够大到路旁障碍物的距离足够大(侧向净空在侧向净空在1.75m1.75m以上以上)线性条件良好线性条件良好交通流仅由小客车构成，无车型混合、机非混合交通流仅由小客车构成

10、，无车型混合、机非混合没有任何速度限制没有任何速度限制是指交通控制设施的形式及特定设计和交通规划是指交通控制设施的形式及特定设计和交通规划指横向干扰程度以及交通秩序等指横向干扰程度以及交通秩序等基本通行能力基本通行能力可能通行能力可能通行能力设计通行能力设计通行能力三者间的关系三者间的关系各种修正系数各种修正系数指定服务水平指定服务水平下的下的V/C比比服服 务务 水水 平平n 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。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。n A A B B C C D D E E F F 速度高、密度小速度高、密度小 速度低、密度

11、大速度低、密度大舒适度高舒适度高 舒适度低舒适度低一级一级二级二级三级三级四级四级 A B C D E FA B C D E Fn 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。然。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。服务交通量。A A 级级F F 级级E E 级级D D 级级C C 级级B B 级级流量流量速速度度自由流自由流稳稳 定定 流流强制流强制流0ABC不稳定流不稳定流DEF我国分为四级：一级

12、、二级、三级、四级。LOS ILOS IIILOS IILOS IV服务水平的划分指标服务水平的划分指标n 行车速度和运行时间行车速度和运行时间;n 车辆行驶时的自由程度车辆行驶时的自由程度(通畅性通畅性););n 交通受阻或受干扰的程度交通受阻或受干扰的程度,以及行车延误和每以及行车延误和每 公里停车次数等公里停车次数等;n 行车的安全性行车的安全性(事故率和经济损失等事故率和经济损失等););n 行车的舒适性和乘客满意的程度行车的舒适性和乘客满意的程度;n 最大密度最大密度,每车道每公里范围内车辆的最大密度每车道每公里范围内车辆的最大密度;n 经济性经济性(行驶费用行驶费用)然而然而,由于

13、实际确定服务等级时由于实际确定服务等级时,难以全面考虑和难以全面考虑和综合上述诸因素综合上述诸因素,往往仅以其中的某几项指标作为代往往仅以其中的某几项指标作为代表。如表。如行车速度行车速度及及服务交通量与通行能力之比服务交通量与通行能力之比,作为作为路段评定服务等级的主要影响因素。路段评定服务等级的主要影响因素。同时同时,由于这几项指标比较易于观测由于这几项指标比较易于观测,而且车速而且车速和服务交通量也同其它因素有关和服务交通量也同其它因素有关,所以取此二者作为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。评价服务水平的主要指标是有一定根据的。道路的通行能力和服务水平从不同的角道路的

14、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度反映了道路的性质与功能,通行能力主要反通行能力主要反映道路服务数量的多少或能力的大小映道路服务数量的多少或能力的大小,服务水服务水平主要反映了道路服务质量或服务的满意程度平主要反映了道路服务质量或服务的满意程度。严格地说严格地说,没有无通行能力的服务水平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也没有无服务质量的通行能力,两者是不能分两者是不能分开的。开的。道路通行能力与服务水平道路通行能力与服务水平 确定车道数、服务水平评估、发现瓶颈路段确定车道数、服务水平评估、发现瓶颈路段 根据交通量预测、投资效益评估、环境效益评估，根据交通

15、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确定路网改进办法与实施步骤 根据交通量增长情况，制定各阶段的交通管理措施根据交通量增长情况，制定各阶段的交通管理措施道路通行能力与服务水平道路通行能力与服务水平通行能力通行能力主要反映道路服务主要反映道路服务数量的多少或能力的大小数量的多少或能力的大小服务水平服务水平主要反映道路服务主要反映道路服务质量或服务的满意程度质量或服务的满意程度 是指主线上不受匝道附近车辆汇合、分离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以及交织运行影响的路段部分(1)3.75m(1)3.75m 车道宽度车道宽度 4.50m 4.50

16、m(2)(2)侧向净宽侧向净宽 1.75m 1.75m(3)(3)车流中全部为小客车车流中全部为小客车(4)(4)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5-15-1 高速公路基本路段通行能力高速公路基本路段通行能力高速公路基本路段通行能力高速公路基本路段通行能力 2000 2000 1900 1800 设计速度设计速度(km/hr)120 100 80 60(pcu/hrlane)Mservice i =CB (V/C)i 最大服务交通量最大服务交通量=基本通行能力基本通行能力服务水平服务水平CP=CB N fW fHW fP CD

17、=CB (V/C)i N fW fHW fPMservice i最大服务交通量最大服务交通量N单向车道数单向车道数fW车道宽度和侧向净空影响修正系数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大型车混行影响修正系数fP驾驶员条件影响修正系数驾驶员条件影响修正系数服务水平服务水平运行质量运行质量运行质量运行质量 影响高速公路基本路段通行能力的主要因素及修正方法影响高速公路基本路段通行能力的主要因素及修正方法车道宽度与侧向净空修正系数车道宽度与侧向净空修正系数f fW W 影响高速公路基本路段通行能力的主要因素及修正方法影响高速公路基本路段通行能力的主要因素及修正方法 车的修正系数车

18、的修正系数f fHVHV)1(11HVHVHVEPfP PHVHV大型车交通量占总交通量的百分比；大型车交通量占总交通量的百分比；E EHVHV大型车换算成小客车的车辆换算系数。大型车换算成小客车的车辆换算系数。1.000.90【例例】一四车道高速公路，设计速度为一四车道高速公路，设计速度为100km/h100km/h，单向高峰小时交通量单向高峰小时交通量V VP P1800pcu/h1800pcu/h，大型车占，大型车占40%40%，车道宽车道宽3.50m3.50m，侧向净空，侧向净空1.75m1.75m，紧挨行车道两边均有，紧挨行车道两边均有障碍物，重丘地形。分析其服务水平，问其达到可能障

19、碍物，重丘地形。分析其服务水平，问其达到可能通行能力之前还可增加多少交通量。实地观测平均速通行能力之前还可增加多少交通量。实地观测平均速度为度为56Km/h56Km/h。解解 为求服务水平要计算为求服务水平要计算V/CV/C：(1)(1)查表（查表（9-49-4、9-59-5）得诸）得诸修正系数修正系数 f fW W0.970.97，E EHVHV2.52.5，f fHVHV=1/1+0.40=1/1+0.40(2.5-1)=0.625,(2.5-1)=0.625,f fP P=1.0=1.0(2)(2)计算计算V/CV/C(3)(3)该公路服务水平属三级该公路服务水平属三级(4)(4)求算达

20、到可能通行能力前可增加的交通量求算达到可能通行能力前可增加的交通量行车道的可能通行能力行车道的可能通行能力达到可能通行能力前可增加的交通量达到可能通行能力前可增加的交通量V V2425-18002425-1800625pcu/h625pcu/h(5)(5)求理想条件下之速度及密度求理想条件下之速度及密度 1800veh/h1800veh/h的的V/CV/C在在(2)(2)中已求出为中已求出为0.740.74。查图。查图9-29-2得平均行程速度得平均行程速度为为72km/h72km/h，远大于观测到的速度，远大于观测到的速度56km/h56km/h，这由于有大型车及非平，这由于有大型车及非平原

21、的重丘地形所致。原的重丘地形所致。74.0 0.1625.097.022000/1800/PHVWBPfffNCVCV200020.970.6251.02425/BWHVPCNfffpcuh5-3 信号交叉口的通行能力信号交叉口的通行能力 交叉口通行能力是指各相交道路进口处通行能力交叉口通行能力是指各相交道路进口处通行能力之和。之和。停车线段面法：凡车辆通过停车线断面就认为车停车线段面法：凡车辆通过停车线断面就认为车辆已经进入交叉口。辆已经进入交叉口。2 2相位方案相位方案2 2相位配时图相位配时图多相位信号控制多相位信号控制43l 信号相位信号相位：各进口道不同方向所显示的不同色灯组：各进口

22、道不同方向所显示的不同色灯组合称为一个相位信号。合称为一个相位信号。l 周期长度：各个行车方向完成一组色灯变换所需的周期长度：各个行车方向完成一组色灯变换所需的总时间，等于红灯时间总时间，等于红灯时间+绿灯时间绿灯时间+黄灯时间黄灯时间l 绿信比：一个相位内某一方向有效通行时间与周期绿信比：一个相位内某一方向有效通行时间与周期长度之比。长度之比。基本概念基本概念十字交叉口的设计通行能力十字交叉口的设计通行能力 直行道的设计通行能力直行道的设计通行能力C Cs s一条直行车道的设计通行能力一条直行车道的设计通行能力(pcu(pcuh)h)T T信号灯周期信号灯周期(s)(s)t tg g信号每周

23、期内的绿灯时间信号每周期内的绿灯时间(s)(s)t t0 0绿灯亮后，第一辆车启动、通过停车线的时间绿灯亮后，第一辆车启动、通过停车线的时间(s)(s)，如无本地实例数据，可采用如无本地实例数据，可采用2.3s2.3s；t ti i直行或右行车辆过停车线的平均时间直行或右行车辆过停车线的平均时间(s(spcu)pcu)；折减系数，可用折减系数，可用0.90.9。)1(36000igstttTC)21(/11ssCCssrCC直右车道通行能力直右车道通行能力直左车道设计通行能力直左车道设计通行能力直左右车道设计通行能力直左右车道设计通行能力slslrCC直左车道中左转车所占比例直左车道中左转车所

24、占比例设专用左转专用右转车道时设专用左转专用右转车道时只设专用左转车道时只设专用左转车道时只设专用右转车道时只设专用右转车道时进口道的设计通行能力lsrseCCC11rlselrCC1sC1elrCrelrClelCsCrslserCCC1rerCsCsrCslC在一个信号周期内，对面到达的左转车超过在一个信号周期内，对面到达的左转车超过34pcu34pcu时，左转车时，左转车通过交叉口将影响本面直行车。因此，应折减本面各直行车道通过交叉口将影响本面直行车。因此，应折减本面各直行车道(包括直行、直左、直右、直左右车道包括直行、直左、直右、直左右车道)的设计通行能力。的设计通行能力。C Ce e

25、进口道的设计通行能力进口道的设计通行能力(pcu/h)(pcu/h)；n ns s各种直行车道数；各种直行车道数；C C1e1e进口道左转车的设计通过量进口道左转车的设计通过量(pcu/h)(pcu/h)，等于，等于C Ce el l C C1e1e不折减本面各种直行车道设计通行能力的对不折减本面各种直行车道设计通行能力的对面左转车数面左转车数(pcu/h)(pcu/h)；当交叉口小时为；当交叉口小时为3n3n，大时为，大时为4n4n，n n为每小为每小时信号周期数。时信号周期数。直行车道通行能力折减)(CCnCClelesee思考：思考：T T型交叉口的设计通行能力型交叉口的设计通行能力AB

26、CACB计算图示一计算图示一计算图示二计算图示二ABC计算图示一计算图示一该交叉口的设计通行能力为该交叉口的设计通行能力为A A、B B、C C各进口道设计通行各进口道设计通行能力之和，应验算能力之和，应验算C C进口道左转车对进口道左转车对B B进口道通行能力进口道通行能力的折减。具体计算如下：的折减。具体计算如下：)1(36000igstttTC)21(/11ssCCssrCC)(CCnCCleleseeA A进口道的设计通行能力：进口道的设计通行能力：B B进口道的设计通行能力：进口道的设计通行能力：C C进口道的设计通行能力：进口道的设计通行能力：当当C C进口道每个信号周期的左转车超

27、过进口道每个信号周期的左转车超过3 34PCU4PCU时，折减时，折减B B进口道的通行能力为进口道的通行能力为：A A进口道的设计通行能力：进口道的设计通行能力：B B进口道的设计通行能力为设专用右转进口道的设计通行能力为设专用右转车道而未设专用左转车道，车道而未设专用左转车道，C C进口道的设计通行能力为设专用左转进口道的设计通行能力为设专用左转车道而未设专用右转车道，车道而未设专用右转车道，当当C C进口道每个信号周期的左转车超过进口道每个信号周期的左转车超过3 34PCU4PCU时，折减时，折减B B进口道的通行能力为：进口道的通行能力为：该交叉口的设计通行能力为该交叉口的设计通行能力

28、为A A、B B、C C各进口道设计通行各进口道设计通行能力之和，应验算能力之和，应验算C C进口道左转车对进口道左转车对B B进口道通行能力进口道通行能力的折减。具体计算如下：的折减。具体计算如下：)1(36000igstttTC)(CCnCCleleseerserCC1ACB计算图示二计算图示二lseCC11例：已知某交叉口设计如图所示。东西已知某交叉口设计如图所示。东西干道一个方向有三条车道，南北支干道一个方向有三条车道，南北支路一个方向有一条车道。信号灯管路一个方向有一条车道。信号灯管制交通。信号配时：周期制交通。信号配时：周期T=120sT=120s，绿灯绿灯t tg g=52s=5

29、2s。车种比例大车：小车为。车种比例大车：小车为2 2：8 8，东西方向左转车占该进口交，东西方向左转车占该进口交通量的通量的15%15%，右转车占该进口交通量，右转车占该进口交通量的的10%10%。南北方向左右转车占该进口南北方向左右转车占该进口交通量的交通量的15%15%。求交叉口的设计通行求交叉口的设计通行能力。能力。解 先计算东西方向干道。东进口有三条车道，区分为专用左转、直行和直右三种车道。(1)计算直行车道的设计通行能力取 据车种比例为2:8，查表943，得ti=2.65(2)计算直右车道的设计通行能力)1(36000igstttTC02.3,0.9tshpcuCs/5339.0)

30、165.23.252(1203600hpcuCCssr/533(3)东进口属于设有专用左转车道而未设右转专用车道类型(4)该进口专用左转车道的设计通行能力(5)验算是否需要折减当 时，应当折减。11()/(1)(533533)/(10.15)1254/essrCCCpcu hhpcuCCe/18815.0125411111eeCC不影响对面直行车辆行驶的左转交通量 等于4n，n为1h内周期个数，因为T=120s所以 有进口设计左转交通量C1e=C1=188pcu/h。(6)西进口设计通行能力同东进口1eC301203600nhpcuCe/1203041hpcuCCnCCeesee/111813

31、61254)120188(21254)(11(7)(7)南进口设计通行能力南进口设计通行能力该进口只有直、左、右混行车道，其设计通行能力计算该进口只有直、左、右混行车道，其设计通行能力计算(8)(8)验算南进口的左转车是否影响对面直行车，因为南北进口验算南进口的左转车是否影响对面直行车，因为南北进口车道划分相同，即验算北进口左转是否影响南进口车的直行车道划分相同，即验算北进口左转是否影响南进口车的直行设计左转交通量设计左转交通量C1=493C1=4930.15=74pcu/h0.15=74pcu/h。设计左转交通量设计左转交通量 ，不需要折减。，不需要折减。(9)(9)交叉口的设计通行能力交叉

32、口的设计通行能力交叉口设计通行能力等于四个进口设计通行能力之和。东进口交叉口设计通行能力等于四个进口设计通行能力之和。东进口折减后的设计通行能力为折减后的设计通行能力为1118pcu/h1118pcu/h；西进口折减后的设计通；西进口折减后的设计通行能力为行能力为493pcu/h493pcu/h。故该交叉口的设计通行能力为故该交叉口的设计通行能力为111(1/2)533(10.150.5)493/s rssCCCpcu hhpcuCCe/120111118249323222/Cpcu h本章要点：本章要点：1 1、透彻的理解影响通行能力的各种因素及运行质量、透彻的理解影响通行能力的各种因素及运

33、行质量（道路条件、交通条件、控制条件、环境条件）。（道路条件、交通条件、控制条件、环境条件）。2 2、掌握各种道路设施通行能力特征及其计算方法。、掌握各种道路设施通行能力特征及其计算方法。1 1、道路通行能力的定义是什么？有何作用？它与交通量、道路通行能力的定义是什么？有何作用？它与交通量、高峰小时交通量有何区别？有何内在联系？高峰小时交通量有何区别？有何内在联系？2 2、影响道路通行能力的因素有哪些？各表现在哪些方面？、影响道路通行能力的因素有哪些？各表现在哪些方面？3 3、道路通行能力分为哪三个方面？这三个方面是如何定义、道路通行能力分为哪三个方面？这三个方面是如何定义的？三者间有何联系？试说明之。的？三者间有何联系？试说明之。4 4、什么叫服务水平？评定服务等级的主要指标有哪些？有、什么叫服务水平？评定服务等级的主要指标有哪些？有何用途？何用途？通行能力与服务水平通行能力与服务水平