(最新整理)第五章道路通行能力分析.2021/7/261(最新整理)第五章道路通行能力分析.2021/7/261第五章道路通行能力分析土木建筑學院胡功宏第五章道路通行能力分析土木建筑學院通行能力主要反映了道路服務的數量或負荷能力;服務水平主要反映了道路服務的質量或滿意程度5-1-1道路通行能力(道路容量）基本概念在一定的時間段內和在通常的道路、交通、管制條件下，能合理的期望人和車輛通過道路某一斷面或地點的最大交通體數量。§5-1道路通行能力和服務水平2021/7/26交通工程通行能力主要反映了道路服務的數量或負荷能力;5-1-1道路

通行能力是指所分析的道路、設施沒有任何變化,還假定其具有良好的氣候條件和路面條件下的通過能力,如條件有任何變化都會引起通行能力的變化。

總之,道路通行能力不是一個一成不變的定值,是隨其運行質量變化而變動的疏解交通能力的極限。通行能力分析的主要目的是求得在不同運行質量下1h所能通行的最大交通量，即可求得在指定的交通運行質量條件下所能承擔交通的能力。①如條件有任何變化都會引起通行能力的變化②通行能力是隨運行質量變化而變動的疏解交通的能力③通行能力分析即求得在指定的運行質量下所能承擔交通的能力④與交通量、高峰小時交通量的區別和聯系2021/7/26交通工程通行能力是指所分析的道路、設施沒有任何變化,還假定其通行能力和交通量兩者都是單位時間內通過道路某斷面的交通體數量。通行能力反映了道路的容量,是道路容納性能的一種量度；交通量反映了道路實際負荷交通的數量大小，是交通體根據實際情況在道路上運行的具體體現。道路通行能力分析的主要目的確定某道路設施在通常條件下能容納的最大交通量確定在保持與規定運行特性相適應的條件下，某道路設施所能容納的最大交通量2021/7/26交通工程通行能力和交通量道路通行能力分析的主要目的2021/7/26道路通行能力分析的作用確定新建道路的等級、性質、主要技術指標和線形幾何要素確定現有道路系統或某一路段所存在的問題，針對問題提出改進方案和措施，為道路改建和改善提供依據作為交通樞紐的規劃、設計及交通設施配置的依據為制定交通組織、交通疏導、交通引導、交通量均衡、交通總量控制和綜合治理等交通系統管理方案提供依據為制定交通管理、交通控制方案，以及交通渠化、信號配時優化方案設計及選擇等提供依據2021/7/26交通工程道路通行能力分析的作用2021/7/26交通工程影響因素道路條件:車道寬度、車道數、側向凈空、附加車道、幾何線形、視距、坡度和設計車速交通條件:車流中的車輛組成、車道分布、方向分布管制條件:交通法規、控制方式、管理措施環境條件:街道化程度、商業化程度、橫向干擾、非交通占道氣候條件:風、雨、雪、霧等惡劣天氣規定運行條件:計算通行能力的限制條件2021/7/26交通工程影響因素2021/7/26交通工程通行能力的分類根據道路設施和交通體的不同機動車道通行能力、非機動車道通行能力、人行道通行能力根據車輛運行狀態的特征不同路段通行能力、交叉口通行能力、匝道和匝道連接點通行能力、交織路段通行能力根據通行能力的性質和使用要求的不同基本通行能力、實際通行能力、實用通行能力（設計通行能力）①基本通行能力：其含義是“理想條件”下，公路設施在四級服務水平時所能通行的最大小時交通量，即理論上所能通行的最大小時交通量。→通常以高速公路上觀測到的最大交通量為基準(理想、理論通行能力)

②實際通行能力：其含義是根據該設施具體的公路幾何構造、交通條件以及交通管理水平，對基本通行能力按實際公路條件、交通條件等進行相應修正后的小時交通量。→是現實條件道路上的最大交通量（可能通行能力）③設計通行能力：其含義是設計某一公路設施時，根據對交通運行質量的要求，即在一定服務水平要求下，公路設施所能通行的最大小時交通量。因此，設計通行能力與選取的服務水平級別有關。→是道路規劃、設計的依據（實用通行能力）2021/7/26交通工程通行能力的分類根據道路設施和交通體的不同機動車道通行能力、非基本通行能力可能通行能力設計通行能力三者間的關系各種修正系數指定服務水平下的V/C比2021/7/26交通工程基本通行能力可能通行能力設計通行能力三者間的關系各種修正系數高速公路（控制進入）的基本路段；不控制進入的多車道公路路段；不控制進入的雙車道公路路段；混合交通雙車道公路路段；匝道，包括匝道－主線連接部分；交織區；無信號控制的平面交叉；信號控制的平面交叉；市區及近郊干線道路。需分別進行通行能力和服務水平分析的公路組成部分2021/7/26交通工程高速公路（控制進入）的基本路段；需分別進行通行能力和服務水平5-1-2道路服務水平基本概念道路使用者根據交通狀態，從速度、舒適、方便、經濟和安全等方面得到的服務程度，即在某種交通條件下所提供運行服務的服務質量。服務流率與評價指標服務流率:在通常的道路條件、交通條件和管制條件下，在給定時間周期內保持規定的服務水平，合理地期望人或車輛通過一條車道或道路的一點或均勻斷面，所能達到的最大小時流量。評價指標:

①行車速度和運行時間;②車輛行駛時的自由程度;③交通受阻或干擾的程度,以及行車延誤和每公里停車次數等;④行車安全性;⑤行車的舒適性和乘客滿意的程度;⑥經濟性。2021/7/26交通工程5-1-2道路服務水平基本概念2021/7/26交通工程各類公路設施評價服務水平的主要參數公路設施類型評價服務水平的主要參數高速公路和一級公路的路段互通式立體交叉的匝道及其交織區密度（pcu/(km·ln)）和V/C密度和交通量（pcu/(h·ln)）80km/h、60km/h的二級公路路段延誤率（%）和平均速度（km/h）40km/h的三級公路路段(含40km/h的山區二級公路路段)延誤率（%）平面交叉（無信號控制）延誤（s）收費站延誤（s）和車輛排隊數（輛）pcu——當量小汽車（passengercarunit）ln——車道數2021/7/26交通工程各類公路設施評價服務水平的主要參數公路設施類型評價服務水平的服務水平分級美國分為六級：A級自由流；B級低密穩定流；C級中密穩定流；D級高密穩定流；E級接近飽和狀態；F級過飽和狀態。服務水平雙車道公路（平原地形）市區干線道路信號交叉口時間延誤率(%)平均行駛速度(km/h)平均行駛速度(km/h)每輛車停車延誤(s)A≤30≥93≥56≤5.0B≤45≥88≥455.1~15.0C≤60≥83≥3515.1~25.0D≤75≥80≥2725.1~40.0E>75≥72≥2140.1~60.0F100<72<21>60.0美國道路設施服務水平標準2021/7/26交通工程服務水平分級服務水平雙車道公路（平原地形）市區干線道路信號交A級F級E級D級C級B級2021/7/26交通工程A級F級E級D級C級B級2021/7/26交通工流量速度自由流穩定流強制流0ABC不穩定流DEF2021/7/26交通工程流量速度自由流穩定流強制流0ABC不穩定流D我國分為四級：一級、二級、三級、四級。LOSILOSIIILOSIILOSIV2021/7/26交通工程我國分為四級：一級、二級、三級、四級。LOSILOSII§5-2道路路段通行能力5-2-1基本通行能力基本通行能力：道路與交通處于理想條件下，每一條車道（或道路）在單位時間內能夠通過的最大交通量。理想道路條件：車道寬度不小于3.75米，側向余寬不小于1.75米，縱坡平緩并有足夠的行車視距、良好的平面線形和路面狀況。理想交通條件：車流組成為單一的標準型汽車，在一條車道上，比相同的速度連續行駛，車輛之間均保持與車速相適應的最小安全車頭間隔，且流向分配均衡，無任何方向干擾。2021/7/26交通工程§5-2道路路段通行能力5-2-1基本通行能力基本通行能t0t0l0l0l反l制l安l車計算的最大交通量為:行駛車輛之間的最小安全間距為：l安一般取用2m,t可取1s,附著系數φ與輪胎花紋、路面粗糙度、平整度、表面濕度、行車速度等因素有關(如表5-9)。車輛長度對于小汽車采用6m,對于解放牌汽車采用12m:

2021/7/26交通工程t0t0l0l0l反l制l安l車計算的最大交通量為:行駛車2021/7/26交通工程2021/7/26交通工程2021/7/26交通工程2021/7/26交通工程2021/7/26交通工程2021/7/26交通工程5-2-2實際通行能力實際通行能力是在實際的道路和交通條件下,單位時間內通過道路上某一點的最大可能交通量。式中：CP—可能通行能力

CB—基本通行能力fi—各項修正系數(道路和交通條件的修正系數)道路條件:1)車道數修正系數fN；2)車道寬度修正系數fw；3)側向凈空受限修正系數fcw；4)車道硬路肩寬度修正fsw；5)交通組成修正系數fHV；6)方向分布修正系數fd；7)路側干擾修正系數ff；8)平面交叉修正系數fj；9)駕駛員條件對通行能力的修正系數fp。交通條件:使不同類型的車輛換算為同一車型。2021/7/26交通工程5-2-2實際通行能力實際通行能力是在實際的道路和交通條件1）高速公路：fN：六車道及其以上取0.98一0.99；fp：通常在0.95一1.00之間。2021/7/26交通工程1）高速公路：fN：六車道及其以上取0.98一0.99；f2）一級公路路段：fN：取0.95一0.97；fp：通常在0.95一1.00之間。2021/7/26交通工程2）一級公路路段：fN：取0.95一0.97；fp：通常在3）二級公路、三級公路：2021/7/26交通工程3）二級公路、三級公路：2021/7/26交通工程5-2-3設計（或規劃）通行能力設計通行能力是由不同服務水平規定條件下的通行能力，也就是要求道路所承擔的服務交通量，通常作為道路規劃和設計的依據：在公路設計中，原則上：高速公路和一級公路采用二級服務水平進行設計；二級公路、三級公路和平面交叉采用三級服務水平設計；四級公路為支線公路和地方公路，主要提供短途的可達性運輸服務，因此，四級公路服務水平不作規定，可視其用途、作用、目的等需求而確定。2021/7/26交通工程5-2-3設計（或規劃）通行能力設計通行能力是由不同服務水例5-1某微丘地區四車道高速公路設計車速100km/h,路基寬26m，其中兩側路肩與路綠帶均為0.75m,硬路肩均為3m，中央分隔帶2m，縱坡為1％，設計小時交通量為小汽車2400輛，大中型汽車480輛，特大型汽車70輛.試求該路有無超過其通行能力,如無其服務水平如何?解：先進行交通量換算,按表5-19,經內插計算分別為再求算實際條件下通行能力，由表5-1得知查修正系數:2021/7/26交通工程例5-1某微丘地區四車道高速公路設計車速100km/h,路計算實際通行能力:近似取為:再計算負荷度:查表，得知二級V／C＝0.68,故其服務水平為二級。2021/7/26交通工程計算實際通行能力:近似取為:再計算負荷度:查表，得知二級V／§5-3交織區與匝道的通行能力5-3-1交織區基本概念1.定義：交織路段是指兩股或兩股以上交通流運行總方向基本相同的車流，先實現合流而后分流的整個運行過程所需的路段。交織路段圖示(50m≤交織區長度≤600m)2021/7/26交通工程§5-3交織區與匝道的通行能力5-3-1交織區基本概念12.交織區分類：簡單交織區和多重交織區兩類。簡單交織區：由單一匯合點連著單一分離點形成；多重交織區：由1個匯合點連著2個分離點，或2個匯合點連著1個分離點。通常也可簡單分Ⅰ類和Ⅱ類：Ⅰ類交織區示意圖Ⅱ類交織區示意圖2021/7/26交通工程2.交織區分類：簡單交織區和多重交織區兩類。簡單交織區：由單3.交織運行特性交織區的車流運行關鍵在于車輛運行的交織操作，它影響到行駛車速、車頭時距以及行車安全。交織長度和交織斷面車道數是交織運行效率的2個主要參數。隨交織流量的增加，交織區的運行效率會下降。交織區流量之和為：Q總=Q01+Q02+Qw1+Qw2交織流量比：VR=(Qw1+Qw2)/Q總設：Qw1<Qw2，則交織比：r=Qw1/Qw22021/7/26交通工程3.交織運行特性交織區的車流運行關鍵在于車輛運行的交織操作，5-3-2交織區通行能力和速度計算1.通行能力的計算交織區的通行能力和運行速度同交織區長度、車道數、交織流量比、總交通量及交織區車道構造等因素有關。式中：rs—交織區類型修正系數，其中：Ⅰ類交織區rs=0.95，Ⅱ類交織區rs=1.0。rN

—交織區內車道數修正系數；rL

—交織區長度修正系數。0.128ln(L)+0.181rVR

—交織流量比修正系數2021/7/26交通工程5-3-2交織區通行能力和速度計算1.通行能力的計算2.速度的計算公式表明：交織區運行速度同交織區長度、車道數正相關，與交織流量比、總交通量負相關。式中：SW—交織車輛的平均行駛速度SnW—非交織車輛的平均行駛速度VR—交織流量比V—交織區內斷面總流率N—交織區內車道總數L—交織區段長度2021/7/26交通工程2.速度的計算公式表明：交織區運行速度同交織區長度、3.交織區段服務水平評價交織區運行質量的因素有密度、流速和流率，但最重要的是行車密度和V/C。

交織區服務水平劃分標準表2021/7/26交通工程3.交織區段服務水平評價交織區運行質量的因素有密度、§5-4平面交叉口的通行能力5-4-1概述基本概念兩條不同方向的車流通過平交路口時會產生車流的交叉,平交路口可能通過的最大交通量就是平面交叉口的通行能力.它不僅與交叉口所占面積、形狀、入口引道車道條數、車道寬度、幾何線形及環境條件有關，而且受相交車流通過交叉口的運行方式交通管理措施等方面的影響。分類根據車流的運行方式,平交路口分為不加任何交通管制的交叉口、中央設圓形島的環形交立口和設置色燈信號叉口。2021/7/26交通工程§5-4平面交叉口的通行能力5-4-1概述基本概念分類25.4.2無信號管制的交叉口通行能力（1）通行規則若相交道路不分主次及不考慮優先，則先到達的車輛應先通過。《條例》43條規定：“車輛通過沒有交通信號或交通標志控制的交叉口，必須遵守下列規定依次讓行：支、干路不分的，非機動車讓機動車先行，非公共汽車、電車讓公共汽車、電車通行；同類車讓右邊沒有來車的車先行；相對方向同類車相遇，左轉彎的車讓直行或右轉彎的車先行。”若相交道路有主次之分，則支路車讓干路車先行。《條例》規定：“讓行車輛須停車或減速了望，確認安全后，方準通過。”交叉口進口引道處設停車標志和讓路標志。2021/7/26交通工程5.4.2無信號管制的交叉口通行能力（1）通行規則若相停車讓行減速讓行2021/7/26交通工程停車讓行減速讓行2021/7/26交通工程5-4-2無信號管制的交叉口通行能力無信號交叉口的交通控制方式多運用優先規則控制，因此，可以根據可插間隙理論計算此類交叉口的通行能力。十字形交叉路口通行能力計算方法：式中：Q非—非優先的次干道上可以通過的交通量Q優—主干道優先通行的雙向交通量

λ—主干道車輛到達率

α—可供次干道車輛穿越主干道車流的臨界車頭時距

β—次干道上車輛間的最小車頭時距2021/7/26交通工程5-4-2無信號管制的交叉口通行能力無信號交叉口的交通控制5.5.2無信號交叉口的通行能力（續）（2）通行能力的計算穿越間隙：左轉車穿越直行車；直行車穿越左轉車。計算原理：假設主要道路上的車流量優先通過交叉口，主要道路上的雙向車流視為一股車流，交通量不大、車輛之間的間隙分布符合負指數分布；當主要道路的直行車輛間隙大于臨界間隙α時，次要道路的左轉彎車輛可以才能穿越；次要道路的車流可相繼通過的隨車時距為β，則Q主——主干道優先通行的雙向交通量（輛/h）；Q次——次干道上可以通過的交通量（輛/h）；

q——Q主/3600（輛/s）。2021/7/26交通工程5.5.2無信號交叉口的通行能力（續）（2）通行能力的計算次干道通行能力*（pcu/h）*次干道通行能力超過主干道雙向交通量的一半是很少出現的采用時間間隔(s)主干道雙向交通量(pcu/h)α值β值8001000120014001600停車標志852001401007545752501901401108065316250200160125讓路標志733502501851359563*33525520015053*440360290230美國規定的主干道優先時支路通行能力的經驗值路別主干道為雙車道主干道為四車道主干道400500650100015002500支路25020010010050252021/7/26交通工程次干道通行能力*（pcu/h）*次干道通行能力超過主干道雙向5-4-3環形交叉口通行能力常規環形交叉口中心島為圓形或橢圓形，直徑一般在25米以上，交織段長度和交織角大小有一定要求，入口引道一般不擴大成喇叭形;小型環形交叉口中心島的直徑小于25米，引道入口處適當加寬成喇叭形，便于車輛進入交叉口;微型環形交叉口中心島直徑一般小于4米，不一定作成圓形或高出路面，可以在路面上施劃各種標志和設置交通島，主要起引導與分隔作用。（1）環形交叉口的分類2021/7/26交通工程5-4-3環形交叉口通行能力常規環形交叉口中心島為圓形優點：車輛連續行駛、安全，不需要設置管理設施，避免停車，節省燃料，噪音低，污染小。缺點：占地大，繞行距離長，通行能力受到一定的限制。2021/7/26交通工程優點：車輛連續行駛、安全，不需要設置管理設施，避免停車，節省常規環形交叉口計算圖示常規環形交叉口通行能力計算式中：Qm—交織段最大通行能力，pcu/h

l—交織段長度，mW—交織段寬度，m

P—交織段內參與交織車輛占全部車輛的比例

e—入口引道平均寬度，m，e=(e1+e2)/2沃爾卓普公式：2021/7/26交通工程常規環形交叉口計算圖示常規環形交叉口通行能力計算式中：沃爾卓英國環境部暫行公式：適當折減公式：2021/7/26交通工程英國環境部暫行公式：適當折減公式：2021/7/26交通工程擁堵的環島交叉（巴黎，法國，1965年）2021/7/26交通工程擁堵的環島交叉（巴黎，法國，1965年）2021/7/26交小型環形交叉口通行能力計算用圖(1)英國運輸與道路研究所(TRRL)在所有進口引道交通量均呈飽和狀態情況下，經多次實驗后得出小型環形交叉口總通行能力的簡化計算公式:小型環形交叉口通行能力計算式中：Q—環形交叉口總通行能力ΣW—所有引道基本寬度總和A—引道拓寬所增加的總面積，A=ΣaK1—計算系數2021/7/26交通工程小型環形交叉口通行能力計算用圖(1)英國運輸(2)紐卡塞(NewCastle)根據英國運輸研究所的公式作進一步簡化，將A、W兩參數均歸納為內接圓直徑D，然后根據交叉道路條數選取K2值來進行調整，即式中：Q—交叉口實用總通行能力D—內接圓直徑(m)K2—計算參數Q=K2D2021/7/26交通工程(2)紐卡塞(NewCastle)根據英國5-4-4信號交叉口機動車的通行能力停車線法原理：計算信號控制交叉口通行能力時應以停車線為控制斷面，即認為無論左轉、直行還是右轉，只要在有效綠燈時間內通過停車線，就視為通過了交叉口。2021/7/26交通工程5-4-4信號交叉口機動車的通行能力停車線法原理：計算信號5.4.4信號交叉口的通行能力（1）信號交叉口的相關知識信號交叉口的周期和相位：車道劃分：（2）信號交叉口通行能力的計算原理交叉口的設計通行能力為各進口道設計通行能力之和；進口道設計通行能力為各車道設計通行能力之和。

車道的通行能力→進口道的通行能力→交叉口的通行能力2021/7/26交通工程5.4.4信號交叉口的通行能力（1）信號交叉口的相關知識信5.4.4信號交叉口的通行能力（3）車道的通行能力計算①一條專用直行車道的通行能力②一條專用右轉車道的通行能力③一條專用左轉車道的通行能力起動和損失時間2021/7/26交通工程5.4.4信號交叉口的通行能力（3）車道的通行能力計算①一5.4.4信號交叉口的通行能力（3）車道的通行能力計算④不設專用左轉信號時一條左轉車道的通行能力根據我國交通規則,綠燈時允許車輛直行或右轉,在不妨礙直行車行駛的條件下準許車輛左轉。黃燈亮時就不準許車輛左轉、調頭或右轉,但已越過停車線的車輛可以繼續前進,因此實現左轉有以下三種可能:利用初綠時間通過；利用對向直行車的可插車間間隙通過；利用黃燈時間通過。2021/7/26交通工程5.4.4信號交叉口的通行能力（3）車道的通行能力計算④不5.4.4信號交叉口的通行能力（3）車道的通行能力計算⑤直、左混合行駛時一條車道的通行能力⑥直、右混行一條車道的通行能力⑦直、左、右混行一條車道的通行能力2021/7/26交通工程5.4.4信號交叉口的通行能力（3）車道的通行能力計算⑤直5.4.4信號交叉口的通行能力（4）進口道的通行能力計算①進口道設有專用左轉與專用右轉車道時，設計通行能力應按照本面車輛左、右轉比例計算。先計算本面進口道的設計通行能力，再計算專用左轉及專用右轉車道的設計通行能力。Nelr——設有專用左轉與專用右轉車道時，本面進口道的設計通行能力∑N直——本面直行車道的設計通行能力之和βl——左轉車占本面進口車道車輛的比例

βr——右轉車占本面進口車道車輛的比例Nl——專用左轉車道設計通行能力Nr——專用右轉車道設計通行能力2021/7/26交通工程5.4.4信號交叉口的通行能力（4）進口道的通行能力計算5.4.4信號交叉口的通行能力（4）進口道的通行能力計算

②進口道設有專用左轉車道而未設專用右轉車道時，專用左轉車道的設計通行能力N1應按本面左轉車輛比例β1計算。Nel——設有專用左轉車道時，本面進口道的設計通行能力∑Ner——本面直行車道及直右車道的設計通行能力之和βl——左轉車占本面進口車道車輛的比例Nl——專用左轉車道設計通行能力2021/7/26交通工程5.4.4信號交叉口的通行能力（4）進口道的通行能力計算5.4.4信號交叉口的通行能力（4）進口道的通行能力計算

③進口道設有專用右轉車道而未設專用左轉車道時，專用右轉車道的設計通行能力Nr按本面右轉車輛比例βr計算。Ner——設有專用右轉車道時，本面進口道的設計通行能力∑Nel——本面直行車道及直左車道的設計通行能力之和βr——右轉車占本面進口車道車輛的比例Nr——專用右轉車道設計通行能力2021/7/26交通工程5.4.4信號交叉口的通行能力（4）進口道的通行能力計算5.4.4信號交叉口的通行能力（5）交叉口的通行能力計算交叉口的設計通行能力為各類型的進口道設計通行能力之和。2021/7/26交通工程5.4.4信號交叉口的通行能力（5）交叉口的通行能力計算沖突點法認為計算信號交叉口通行能力應以直行和左轉沖突點為控制斷面，即認為車輛只有通過沖突點之后才視為通過交叉口;沖突點法提出以直行和左轉車輛通過沖突點的通行能力與右轉通行能力之和作為通過交叉口的通行能力.沖突點法2021/7/26交通工程沖突點法認為計算信號交叉口通行能力應以直行和左轉沖突點為控制式中：Ci—通過第i沖突點的（直行+左轉）的周期通行能力C—交叉口設計小時通行能力G—周期內綠燈時間m—該進口道的直行車道數hm—m條直行車道時車輛通過沖突點的車頭時距αm—穿越空當所引起的損失時間g—直行車流中一次綠燈時長內出行可讓左轉車穿越空當的次數沖突點法計算公式:2021/7/26交通工程式中：沖突點法計算公式:2021/7/26交通工程5-4-5信號交叉口的服務水平信號交叉口的服務水平通常是以平均延誤時間作為評價標準的，國際上一般將信號交叉口的服務水平分為3級我國目前沒有統一的評價標準，北京市城市規劃設計院建議采用4級服務水平交叉路口服務水平相當于美國路口服務水平平峰期間服務水平高峰小時服務水平信號周期長度(s)1A~C<30<30<702D~E30~18030~36070~1003F>180>360>100車輛的平均延誤時間(s)2021/7/26交通工程5-4-5信號交叉口的服務水平信號交叉口的服務水平通常是以北京市市政規劃設計院建議的服務水平服務水平ⅠⅡⅢⅣ路口交通負荷系數≤0.60.6~0.90.8~1.0≥1通過路口平均延誤≤3030~4040~50≥50紅燈時平均排隊長度≤50≤100≤150>150乘客與駕駛員感受舒適通暢接近飽和混亂狀態阻塞2021/7/26交通工程北京市市政規劃設計院建議的服務水平服務水平ⅠⅡⅢⅣ路口交通負2021/7/262021/7/26(最新整理)第五章道路通行能力分析.2021/7/2662(最新整理)第五章道路通行能力分析.2021/7/261第五章道路通行能力分析土木建筑學院胡功宏第五章道路通行能力分析土木建筑學院通行能力主要反映了道路服務的數量或負荷能力;服務水平主要反映了道路服務的質量或滿意程度5-1-1道路通行能力(道路容量）基本概念在一定的時間段內和在通常的道路、交通、管制條件下，能合理的期望人和車輛通過道路某一斷面或地點的最大交通體數量。§5-1道路通行能力和服務水平2021/7/26交通工程通行能力主要反映了道路服務的數量或負荷能力;5-1-1道路

通行能力是指所分析的道路、設施沒有任何變化,還假定其具有良好的氣候條件和路面條件下的通過能力,如條件有任何變化都會引起通行能力的變化。

總之,道路通行能力不是一個一成不變的定值,是隨其運行質量變化而變動的疏解交通能力的極限。通行能力分析的主要目的是求得在不同運行質量下1h所能通行的最大交通量，即可求得在指定的交通運行質量條件下所能承擔交通的能力。①如條件有任何變化都會引起通行能力的變化②通行能力是隨運行質量變化而變動的疏解交通的能力③通行能力分析即求得在指定的運行質量下所能承擔交通的能力④與交通量、高峰小時交通量的區別和聯系2021/7/26交通工程通行能力是指所分析的道路、設施沒有任何變化,還假定其通行能力和交通量兩者都是單位時間內通過道路某斷面的交通體數量。通行能力反映了道路的容量,是道路容納性能的一種量度；交通量反映了道路實際負荷交通的數量大小，是交通體根據實際情況在道路上運行的具體體現。道路通行能力分析的主要目的確定某道路設施在通常條件下能容納的最大交通量確定在保持與規定運行特性相適應的條件下，某道路設施所能容納的最大交通量2021/7/26交通工程通行能力和交通量道路通行能力分析的主要目的2021/7/26道路通行能力分析的作用確定新建道路的等級、性質、主要技術指標和線形幾何要素確定現有道路系統或某一路段所存在的問題，針對問題提出改進方案和措施，為道路改建和改善提供依據作為交通樞紐的規劃、設計及交通設施配置的依據為制定交通組織、交通疏導、交通引導、交通量均衡、交通總量控制和綜合治理等交通系統管理方案提供依據為制定交通管理、交通控制方案，以及交通渠化、信號配時優化方案設計及選擇等提供依據2021/7/26交通工程道路通行能力分析的作用2021/7/26交通工程影響因素道路條件:車道寬度、車道數、側向凈空、附加車道、幾何線形、視距、坡度和設計車速交通條件:車流中的車輛組成、車道分布、方向分布管制條件:交通法規、控制方式、管理措施環境條件:街道化程度、商業化程度、橫向干擾、非交通占道氣候條件:風、雨、雪、霧等惡劣天氣規定運行條件:計算通行能力的限制條件2021/7/26交通工程影響因素2021/7/26交通工程通行能力的分類根據道路設施和交通體的不同機動車道通行能力、非機動車道通行能力、人行道通行能力根據車輛運行狀態的特征不同路段通行能力、交叉口通行能力、匝道和匝道連接點通行能力、交織路段通行能力根據通行能力的性質和使用要求的不同基本通行能力、實際通行能力、實用通行能力（設計通行能力）①基本通行能力：其含義是“理想條件”下，公路設施在四級服務水平時所能通行的最大小時交通量，即理論上所能通行的最大小時交通量。→通常以高速公路上觀測到的最大交通量為基準(理想、理論通行能力)

②實際通行能力：其含義是根據該設施具體的公路幾何構造、交通條件以及交通管理水平，對基本通行能力按實際公路條件、交通條件等進行相應修正后的小時交通量。→是現實條件道路上的最大交通量（可能通行能力）③設計通行能力：其含義是設計某一公路設施時，根據對交通運行質量的要求，即在一定服務水平要求下，公路設施所能通行的最大小時交通量。因此，設計通行能力與選取的服務水平級別有關。→是道路規劃、設計的依據（實用通行能力）2021/7/26交通工程通行能力的分類根據道路設施和交通體的不同機動車道通行能力、非基本通行能力可能通行能力設計通行能力三者間的關系各種修正系數指定服務水平下的V/C比2021/7/26交通工程基本通行能力可能通行能力設計通行能力三者間的關系各種修正系數高速公路（控制進入）的基本路段；不控制進入的多車道公路路段；不控制進入的雙車道公路路段；混合交通雙車道公路路段；匝道，包括匝道－主線連接部分；交織區；無信號控制的平面交叉；信號控制的平面交叉；市區及近郊干線道路。需分別進行通行能力和服務水平分析的公路組成部分2021/7/26交通工程高速公路（控制進入）的基本路段；需分別進行通行能力和服務水平5-1-2道路服務水平基本概念道路使用者根據交通狀態，從速度、舒適、方便、經濟和安全等方面得到的服務程度，即在某種交通條件下所提供運行服務的服務質量。服務流率與評價指標服務流率:在通常的道路條件、交通條件和管制條件下，在給定時間周期內保持規定的服務水平，合理地期望人或車輛通過一條車道或道路的一點或均勻斷面，所能達到的最大小時流量。評價指標:

①行車速度和運行時間;②車輛行駛時的自由程度;③交通受阻或干擾的程度,以及行車延誤和每公里停車次數等;④行車安全性;⑤行車的舒適性和乘客滿意的程度;⑥經濟性。2021/7/26交通工程5-1-2道路服務水平基本概念2021/7/26交通工程各類公路設施評價服務水平的主要參數公路設施類型評價服務水平的主要參數高速公路和一級公路的路段互通式立體交叉的匝道及其交織區密度（pcu/(km·ln)）和V/C密度和交通量（pcu/(h·ln)）80km/h、60km/h的二級公路路段延誤率（%）和平均速度（km/h）40km/h的三級公路路段(含40km/h的山區二級公路路段)延誤率（%）平面交叉（無信號控制）延誤（s）收費站延誤（s）和車輛排隊數（輛）pcu——當量小汽車（passengercarunit）ln——車道數2021/7/26交通工程各類公路設施評價服務水平的主要參數公路設施類型評價服務水平的服務水平分級美國分為六級：A級自由流；B級低密穩定流；C級中密穩定流；D級高密穩定流；E級接近飽和狀態；F級過飽和狀態。服務水平雙車道公路（平原地形）市區干線道路信號交叉口時間延誤率(%)平均行駛速度(km/h)平均行駛速度(km/h)每輛車停車延誤(s)A≤30≥93≥56≤5.0B≤45≥88≥455.1~15.0C≤60≥83≥3515.1~25.0D≤75≥80≥2725.1~40.0E>75≥72≥2140.1~60.0F100<72<21>60.0美國道路設施服務水平標準2021/7/26交通工程服務水平分級服務水平雙車道公路（平原地形）市區干線道路信號交A級F級E級D級C級B級2021/7/26交通工程A級F級E級D級C級B級2021/7/26交通工流量速度自由流穩定流強制流0ABC不穩定流DEF2021/7/26交通工程流量速度自由流穩定流強制流0ABC不穩定流D我國分為四級：一級、二級、三級、四級。LOSILOSIIILOSIILOSIV2021/7/26交通工程我國分為四級：一級、二級、三級、四級。LOSILOSII§5-2道路路段通行能力5-2-1基本通行能力基本通行能力：道路與交通處于理想條件下，每一條車道（或道路）在單位時間內能夠通過的最大交通量。理想道路條件：車道寬度不小于3.75米，側向余寬不小于1.75米，縱坡平緩并有足夠的行車視距、良好的平面線形和路面狀況。理想交通條件：車流組成為單一的標準型汽車，在一條車道上，比相同的速度連續行駛，車輛之間均保持與車速相適應的最小安全車頭間隔，且流向分配均衡，無任何方向干擾。2021/7/26交通工程§5-2道路路段通行能力5-2-1基本通行能力基本通行能t0t0l0l0l反l制l安l車計算的最大交通量為:行駛車輛之間的最小安全間距為：l安一般取用2m,t可取1s,附著系數φ與輪胎花紋、路面粗糙度、平整度、表面濕度、行車速度等因素有關(如表5-9)。車輛長度對于小汽車采用6m,對于解放牌汽車采用12m:

2021/7/26交通工程t0t0l0l0l反l制l安l車計算的最大交通量為:行駛車2021/7/26交通工程2021/7/26交通工程2021/7/26交通工程2021/7/26交通工程2021/7/26交通工程2021/7/26交通工程5-2-2實際通行能力實際通行能力是在實際的道路和交通條件下,單位時間內通過道路上某一點的最大可能交通量。式中：CP—可能通行能力

CB—基本通行能力fi—各項修正系數(道路和交通條件的修正系數)道路條件:1)車道數修正系數fN；2)車道寬度修正系數fw；3)側向凈空受限修正系數fcw；4)車道硬路肩寬度修正fsw；5)交通組成修正系數fHV；6)方向分布修正系數fd；7)路側干擾修正系數ff；8)平面交叉修正系數fj；9)駕駛員條件對通行能力的修正系數fp。交通條件:使不同類型的車輛換算為同一車型。2021/7/26交通工程5-2-2實際通行能力實際通行能力是在實際的道路和交通條件1）高速公路：fN：六車道及其以上取0.98一0.99；fp：通常在0.95一1.00之間。2021/7/26交通工程1）高速公路：fN：六車道及其以上取0.98一0.99；f2）一級公路路段：fN：取0.95一0.97；fp：通常在0.95一1.00之間。2021/7/26交通工程2）一級公路路段：fN：取0.95一0.97；fp：通常在3）二級公路、三級公路：2021/7/26交通工程3）二級公路、三級公路：2021/7/26交通工程5-2-3設計（或規劃）通行能力設計通行能力是由不同服務水平規定條件下的通行能力，也就是要求道路所承擔的服務交通量，通常作為道路規劃和設計的依據：在公路設計中，原則上：高速公路和一級公路采用二級服務水平進行設計；二級公路、三級公路和平面交叉采用三級服務水平設計；四級公路為支線公路和地方公路，主要提供短途的可達性運輸服務，因此，四級公路服務水平不作規定，可視其用途、作用、目的等需求而確定。2021/7/26交通工程5-2-3設計（或規劃）通行能力設計通行能力是由不同服務水例5-1某微丘地區四車道高速公路設計車速100km/h,路基寬26m，其中兩側路肩與路綠帶均為0.75m,硬路肩均為3m，中央分隔帶2m，縱坡為1％，設計小時交通量為小汽車2400輛，大中型汽車480輛，特大型汽車70輛.試求該路有無超過其通行能力,如無其服務水平如何?解：先進行交通量換算,按表5-19,經內插計算分別為再求算實際條件下通行能力，由表5-1得知查修正系數:2021/7/26交通工程例5-1某微丘地區四車道高速公路設計車速100km/h,路計算實際通行能力:近似取為:再計算負荷度:查表，得知二級V／C＝0.68,故其服務水平為二級。2021/7/26交通工程計算實際通行能力:近似取為:再計算負荷度:查表，得知二級V／§5-3交織區與匝道的通行能力5-3-1交織區基本概念1.定義：交織路段是指兩股或兩股以上交通流運行總方向基本相同的車流，先實現合流而后分流的整個運行過程所需的路段。交織路段圖示(50m≤交織區長度≤600m)2021/7/26交通工程§5-3交織區與匝道的通行能力5-3-1交織區基本概念12.交織區分類：簡單交織區和多重交織區兩類。簡單交織區：由單一匯合點連著單一分離點形成；多重交織區：由1個匯合點連著2個分離點，或2個匯合點連著1個分離點。通常也可簡單分Ⅰ類和Ⅱ類：Ⅰ類交織區示意圖Ⅱ類交織區示意圖2021/7/26交通工程2.交織區分類：簡單交織區和多重交織區兩類。簡單交織區：由單3.交織運行特性交織區的車流運行關鍵在于車輛運行的交織操作，它影響到行駛車速、車頭時距以及行車安全。交織長度和交織斷面車道數是交織運行效率的2個主要參數。隨交織流量的增加，交織區的運行效率會下降。交織區流量之和為：Q總=Q01+Q02+Qw1+Qw2交織流量比：VR=(Qw1+Qw2)/Q總設：Qw1<Qw2，則交織比：r=Qw1/Qw22021/7/26交通工程3.交織運行特性交織區的車流運行關鍵在于車輛運行的交織操作，5-3-2交織區通行能力和速度計算1.通行能力的計算交織區的通行能力和運行速度同交織區長度、車道數、交織流量比、總交通量及交織區車道構造等因素有關。式中：rs—交織區類型修正系數，其中：Ⅰ類交織區rs=0.95，Ⅱ類交織區rs=1.0。rN

—交織區內車道數修正系數；rL

—交織區長度修正系數。0.128ln(L)+0.181rVR

—交織流量比修正系數2021/7/26交通工程5-3-2交織區通行能力和速度計算1.通行能力的計算2.速度的計算公式表明：交織區運行速度同交織區長度、車道數正相關，與交織流量比、總交通量負相關。式中：SW—交織車輛的平均行駛速度SnW—非交織車輛的平均行駛速度VR—交織流量比V—交織區內斷面總流率N—交織區內車道總數L—交織區段長度2021/7/26交通工程2.速度的計算公式表明：交織區運行速度同交織區長度、3.交織區段服務水平評價交織區運行質量的因素有密度、流速和流率，但最重要的是行車密度和V/C。

交織區服務水平劃分標準表2021/7/26交通工程3.交織區段服務水平評價交織區運行質量的因素有密度、§5-4平面交叉口的通行能力5-4-1概述基本概念兩條不同方向的車流通過平交路口時會產生車流的交叉,平交路口可能通過的最大交通量就是平面交叉口的通行能力.它不僅與交叉口所占面積、形狀、入口引道車道條數、車道寬度、幾何線形及環境條件有關，而且受相交車流通過交叉口的運行方式交通管理措施等方面的影響。分類根據車流的運行方式,平交路口分為不加任何交通管制的交叉口、中央設圓形島的環形交立口和設置色燈信號叉口。2021/7/26交通工程§5-4平面交叉口的通行能力5-4-1概述基本概念分類25.4.2無信號管制的交叉口通行能力（1）通行規則若相交道路不分主次及不考慮優先，則先到達的車輛應先通過。《條例》43條規定：“車輛通過沒有交通信號或交通標志控制的交叉口，必須遵守下列規定依次讓行：支、干路不分的，非機動車讓機動車先行，非公共汽車、電車讓公共汽車、電車通行；同類車讓右邊沒有來車的車先行；相對方向同類車相遇，左轉彎的車讓直行或右轉彎的車先行。”若相交道路有主次之分，則支路車讓干路車先行。《條例》規定：“讓行車輛須停車或減速了望，確認安全后，方準通過。”交叉口進口引道處設停車標志和讓路標志。2021/7/26交通工程5.4.2無信號管制的交叉口通行能力（1）通行規則若相停車讓行減速讓行2021/7/26交通工程停車讓行減速讓行2021/7/26交通工程5-4-2無信號管制的交叉口通行能力無信號交叉口的交通控制方式多運用優先規則控制，因此，可以根據可插間隙理論計算此類交叉口的通行能力。十字形交叉路口通行能力計算方法：式中：Q非—非優先的次干道上可以通過的交通量Q優—主干道優先通行的雙向交通量

λ—主干道車輛到達率

α—可供次干道車輛穿越主干道車流的臨界車頭時距

β—次干道上車輛間的最小車頭時距2021/7/26交通工程5-4-2無信號管制的交叉口通行能力無信號交叉口的交通控制5.5.2無信號交叉口的通行能力（續）（2）通行能力的計算穿越間隙：左轉車穿越直行車；直行車穿越左轉車。計算原理：假設主要道路上的車流量優先通過交叉口，主要道路上的雙向車流視為一股車流，交通量不大、車輛之間的間隙分布符合負指數分布；當主要道路的直行車輛間隙大于臨界間隙α時，次要道路的左轉彎車輛可以才能穿越；次要道路的車流可相繼通過的隨車時距為β，則Q主——主干道優先通行的雙向交通量（輛/h）；Q次——次干道上可以通過的交通量（輛/h）；

q——Q主/3600（輛/s）。2021/7/26交通工程5.5.2無信號交叉口的通行能力（續）（2）通行能力的計算次干道通行能力*（pcu/h）*次干道通行能力超過主干道雙向交通量的一半是很少出現的采用時間間隔(s)主干道雙向交通量(pcu/h)α值β值8001000120014001600停車標志852001401007545752501901401108065316250200160125讓路標志733502501851359563*33525520015053*440360290230美國規定的主干道優先時支路通行能力的經驗值路別主干道為雙車道主干道為四車道主干道400500650100015002500支路25020010010050252021/7/26交通工程次干道通行能力*（pcu/h）*次干道通行能力超過主干道雙向5-4-3環形交叉口通行能力常規環形交叉口中心島為圓形或橢圓形，直徑一般在25米以上，交織段長度和交織角大小有一定要求，入口引道一般不擴大成喇叭形;小型環形交叉口中心島的直徑小于25米，引道入口處適當加寬成喇叭形，便于車輛進入交叉口;微型環形交叉口中心島直徑一般小于4米，不一定作成圓形或高出路面，可以在路面上施劃各種標志和設置交通島，主要起引導與分隔作用。（1）環形交叉口的分類2021/7/26交通工程5-4-3環形交叉口通行能力常規環形交叉口中心島為圓形優點：車輛連續行駛、安全，不需要設置管理設施，避免停車，節省燃料，噪音低，污染小。缺點：占地大，繞行距離長，通行能力受到一定的限制。2021/7/26交通工程優點：車輛連續行駛、安全，不需要設置管理設施，避免停車，節省常規環形交叉口計算圖示常規環形交叉口通行能力計算式中：Qm—交織段最大通行能力，pcu/h

l—交織段長度，mW—交織段寬度，m

P—交織段內參與交織車輛占全部車輛的比例

e—入口引道平均寬度，m，e=(e1+e2)/2沃爾卓普公式：2021/7/26交通工程常規環形交叉口計算圖示常規環形交叉口通行能力計算式中：沃爾卓英國環境部暫行公式：適當折減公式：2021/7/26交通工程英國環境部暫行公式：適當折減公式：2021/7/26交通工程擁堵的環島交叉（巴黎，法國，1965年）2021/7/26交通工程擁堵的環島交叉（巴黎，法國，1965年）2021/7/26交小型環形交叉口通行能力計算用圖(1)英國運輸與道路研究所(TRRL)在所有進口引道交通量均呈飽和狀態情況下，經多次實驗后得出小型環形交叉口總通行能力的簡化計算公式:小型環形交叉口通行能力計算式中：Q—環形交叉口總通行能力ΣW—所有引道基本寬度總和A—引道拓寬所增加的總面積，A=ΣaK1—計算系數2021/7/26交通工程小型環形交叉口通行能力計算用圖(1)英國運輸(2)紐卡塞(NewCastle)根據英國運輸研究所的公式作進一步簡化，將A、W兩參數均歸納為內接圓直徑D，然后根據交叉道路條數選取K2值來進行調整，即式中：Q—交叉口實用總通行能力D—內接圓直徑(m)K2—計算參數Q=K2D2021/7/26交通工程(2)紐卡塞(NewCastle)根據英國5-4-4信號交叉口機動車的通行能力停車線法原理：計算信號控制交叉口通行能力時應以停車線為控制斷面，即認為無論左轉、直行還是右轉，只要在有效綠燈時間內通過停車線，就視為通過了交叉口。2021/7/26交通工程5-4-4信號交叉口機動車的通行能力停車線法原理：計算信號5.4.4信號交叉口的通行能力（1）信號交叉口的相關知識信號交叉口的周期和相位：車道劃分：（2）信號交叉口通行能力的計算原理交叉口的設計通行能力為各進口道設計通行能力之和；進口道設計通行能力為各車道設計通行能力之和。