交通工程学电子课件第9章通行能力.ppt
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1、第九章 通行能力,交通工程学,第九章 通行能力交通工程学,道路通行能力,理想通行能力,在一定的时段,理想的道路、交通、控制和环境条件下,道路的一条车道或一均匀段上或一交叉点,合情合理地期望能通过人或车辆的最大小时流率,实际通行能力,在一定时段,在具体的道路、交通、控制及环境条件下,一条车道或一均匀段上或一交叉点,合情合理地期望能通过人或车辆的最大小时流率,设计通行能力,在一定时段,在具体的道路、交通、控制及环境条件下,一条车道或一均匀段上或一交叉点,对应服务水平的通行能力,9.1 概述,道路通行能力 理想通在一定的时段,理想的道路、交通、控制和环,交通量,在一定时段内实际统计到的通过观测点的车
2、辆数,交通流率,交通量扩大为某一计时单位的数值。15分钟,理想条件,原则上是指对条件进一步提高也不能提高理想通行能力的条件(道路条件、交通条件、控制条件和交通环境),车辆换算系数,在通行能力方面,某类车辆的一辆车等于标准车辆的车辆数,9.1 概述,交通量在一定时段内实际统计到的通过观测点的车辆数交通流率交通,当量交通量,简称pcu;总的自然交通量,辆;第i类车交通量占总交通量的百分比,%;第i类车的车辆换算系数。,换算交通量:将总交通量中各类车辆交通量换算成标准 车型交通量之和。,9.1 概述,当量交通量,简称pcu;换算交通量:将总交通量中各类车辆,人为的度量标准,交通环境,道路条件,交通条
3、件,控制条件,通行能力的影响因素,路面使用质量、气候,9.1 概述,人为的度量标准 交通环境 道路条件 交通条件 控制条件 通行,服务水平,是衡量交通流运行条件以及驾驶员和乘客所感受的服务质量的一项指标,通常根据交通量、速度、行驶时间、延误、驾驶自由度、交通间断、舒适和方便性等指标确定。,服务水平反映道路在某种交通条件下所提供运行服务的质量水平。,9.1 概述,服务水平 是衡量交通流运行条件以及驾驶员和乘,理想条件下高速公路速度流量关系图(HCM2000),AF六级,9.1 概述,理想条件下高速公路速度流量关系图(HCM2000) A,理想条件下高速公路速度流量关系图(中国高速公路),9.1
4、概述,理想条件下高速公路速度流量关系图(中国高速公路) 9.1,一级,三级,二级,四级,我国公路四级服务水平的典型情况,9.1 概述,一级 三级 二级 四级 我国公路四级服务水平的典型情况 9.,除四级下半段(相当于美国的F级)外,一、二、三级及四级上半段服务水平都有相应于该级服务水平最差时的服务交通量,该服务交通量在该级服务水平中是最大的,故称最大服务交通量(Maximum Service Flow)。,最大服务交通量,9.1 概述,除四级下半段(相当于美国的F级)外,一、二、三级及四,高速公路基本路段、匝道主线连接处、交织区(特殊情况可采用三级)不控制进入的汽车多车道公路路段在平原微丘区采
5、用二级服务水平,不控制进入的汽车多车道公路路段在山岭重丘区及近郊采用三级服务水平不控制进入的汽车双车道公路路段采用三级服务水平混合交通双车道公路段采用三级服务水平,三级,二级,中国现行的设计服务水平等级规定,9.1 概述,高速公路基本路段、匝道主线连接处、交织区(特殊情况可采用三,道路规划,通过通行能力分析和服务水平分析,可评估现有道路网承受交通的适应程度;通过交通量预测及投资效益和环境影响的评估,提出改善和提高道路网的规模和建设项目及其实施步骤。,道路设计,根据设计通行能力与设计小时交通量的对比,可计算所设计道路的技术等级及多车道道路的车道数。另外,通过通行能力和服务水平分析,发现潜在的瓶颈
6、路段,以改进设计,消除隐患。,交通管理,根据预测交通量的增长情况,以及不同交通量对交通运行条件的需求,确定各阶段合理的交通管理措施。,通行能力和服务水平的作用,9.1 概述,道路规划通过通行能力分析和服务水平分析,可评估现有道路网承受,通行能力和服务水平是一个事物的两个方面,它们同时反映道路所提供的服务。通行能力是反映道路服务的数量或服务的能力;服务水平反映的是道路服务的质量或服务的满意程度。,通行能力和服务水平的关系,服务水平是通行能力前提下的细致分析,9.1 概述,通行能力和服务水平是一个事物的两个方面,它们同时反映道路所提,道路设施型式汇总表,9.1 概述,道路设施型式汇总表连续流交通设
7、施间断流交通设施,高速公路是指中央有分隔带,上下行每个方向至少为两车道,所有交叉口都建立交,完全控制车辆出入,专供汽车行驶的公路。,交织区,基本路段,匝道,9.2 高速公路通行能力,高速公路是指中央有分隔带,上下行每个方向至少为两车道,理想条件下的速度流量关系,理想条件,车道宽度大于等于3.75米,交通组成全部为小客车,侧向净空大于等于1.75米,驾驶人员熟悉高速公路几何线形、驾驶技术熟练、遵守交通法规,高速公路基本路段通行能力,9.2 高速公路通行能力,理想条件下的速度流量关系 理想条件车道宽度大于等于3.75,高速公路基本路段服务水平,高速公路基本路段服务水平分级表,9.2 高速公路通行能
8、力,高速公路基本路段服务水平 高速公路基本路段服务水平分级表 9,最大服务交通量,通行能力和服务水平分析基本公式,9.2 高速公路通行能力,其中, MSVi第i级服务水平的最大服务交通量,pcu/(hln),即小客车数/(hln); C 理想通行能力,即理想条件下一车道所能通行的最大交通量,pcu/(hln) 。设计速度为120、100和80km/h的高速公路基本路段,其值分别为2200、2100和2000pcu/(hln) ; (V/C)i 第i级服务水平下,最大服务交通量与理想通行能力的比值。,最大服务交通量通行能力和服务水平分析基本公式 9.2 高速公,单向车行道的可能通行能力,通行能力
9、和服务水平分析基本公式,9.2 高速公路通行能力,式中:Cp单向车行道实际通行能力,即在具体条件下所能通行的最大交通量,辆/(hln),即自然车辆数/(hln) ;单向车行道的车道数;fw车道宽度和侧向净宽对通行能力的修正系数;fHV大型车对通行能力的修正系数;fp驾驶员条件对通行能力的修正系数。,单向车行道的可能通行能力通行能力和服务水平分析基本公式 9.,单向车行道设计通行能力,即在具体条件下, 采用i级服务水平时所能通行的最大交通量, 辆/(h车道),自然车辆数/(h车道),车道宽度及侧向宽度的修正系数,大型车的修正系数,驾驶员条件的修正系数,通行能力影响因素及其修正系数,单向车行道的设
10、计通行能力,通行能力和服务水平分析基本公式,9.2 高速公路通行能力,单向车行道设计通行能力,即在具体条件下,车道宽度及侧向宽,算例,解:,单向高峰小时交通量,(1)求服务水平,四车道高速公路,设计速度为100km/h,理想通行能力C= 2100pcu/(h车道),车道宽3.50m,侧向净空1.70m ,,=0.97,大型车占40%,重丘地形,,=2.5,一四车道高速公路,设计速度为100km/h,单向高峰小时交通量Vp1800辆/h,大型车占40,车道宽3.50m,侧向净空1.70m,紧挨行车道两边均有障碍物,重丘地形。分析其服务水平,问其达到可能通行能力之前还可增加多少交通量。,算例 解:
11、单向高峰小时交通量 (1)求服务水平四车道高速公路,根据V/C = 0.71,并查表,该公路属三级服务水平,(2)求算达到实际通行能力前可增加的交通量,达到实际通行能力前可增加的交通量,= 2546-1800 = 746辆/h,根据V/C = 0.71,并查表 该公路属三级服务水平 (2,9.2 高速公路通行能力,交织的定义 两股或多股交通流在没有交通控制设施的情况下,沿相同的方向在相当长的道路路段中运行,其中相交而过的交通流称为交织。2、交织区的分类 简单交织区:由一个独立的汇合点接着一个独立的分离点形成; 多重交织区则由一个汇合点接着两个分离点、或由两个汇合点接着一个分离点形成。,高速公路
12、交织区的通行能力,9.2 高速公路通行能力交织的定义高速公路交织区的通行能,3、交织区长度 交织区长度是从汇合三角区上一点,即从车道1右边缘至入口(汇合)车道左边缘的距离为0.6m的那一点,至分离三角区车道1右边缘至出口(分离)车道左边缘距离3.7m那一点的距离。,交织区长度量测示意图,9.2 高速公路通行能力,3、交织区长度交织区长度量测示意图9.2 高速公路通行能力,交织区服务水平,HCM2000中交织区服务水平标准,9.2 高速公路通行能力,交织区服务水平HCM2000中交织区服务水平标准服务水平车流,交织区服务水平,中国高速公路交织区服务水平标准,注:四级服务水平下半段是强制流状态,车
13、速很不稳定,变化于056km/h之间; 56km/h是计算时使用的数值,与实地测速相比有一些差别。,9.2 高速公路通行能力,交织区服务水平中国高速公路交织区服务水平标准服务水平最小平均,交织区服务水平,交织区服务水平分析流程图,9.2 高速公路通行能力,交织区服务水平交织区服务水平分析流程图9.2 高速公路通行能,实际通行能力值,pcu/h; 理想条件下的通行能力值, pcu/h ; 大型车修正系数,根据高速公路基本路段或者多车道公路方法计算; 驾驶员修正系数,根据高速公路基本路段或者多车道公路方法计算。,交织区通行能力影响因素有许多,包括交织区构造形式、车道数、自由流速度、交织段长度以及流
14、量比等。道路通行能力手册(HCM2000)根据影响因素的不同,分别给出了各种典型条件下的交织区理想通行能力值。,交织区通行能力,实际通行能力,9.2 高速公路通行能力,实际通行能力值,pcu/h;交织区通行能力影响因,高速公路匝道通行能力,1、高速公路匝道组成部分(1)匝道与高速公路连接处(或称匝道主线连接处);(2)匝道车行道;(3)匝道与相连道路的连接处。2、匝道运行状态的影响因素(1)汇合交通量(2)分离交通量(3)主线交通量,9.2 高速公路通行能力,高速公路匝道通行能力1、高速公路匝道组成部分9.2 高速公路,3、匝道服务水平及其标准 匝道服务水平主要取决于驶入或驶出匝道与主线连接处
15、的服务水平。,匝道与主线连接处检查点服务水平标准,9.2 高速公路通行能力,3、匝道服务水平及其标准匝道与主线连接处检查点服务水平标准服,4、匝道与主线连接处匝道设计通行能力(1)单车道匝道的设计通行能力匝道设计速度50km/h时,为1200pcu/h;匝道设计速度60km/h时,为1500pcu/h(2)双车道匝道的设计通行能力双车道匝道只有在驶入或驶出匝道端部的车辆能以两列驶入或驶出主线的情况下,才可采用单车道匝道设计通行能力的两倍。,9.2 高速公路通行能力,4、匝道与主线连接处匝道设计通行能力9.2 高速公路通行能力,(3)大型车对匝道通行能力修正系数fHV,(4)设置双车道匝道的注意
16、事项,匝道设计通行能力一般受匝道与主线连接处的设计通行能力限制。单车道匝道通行能力满足交通需求时,具有下列条件之一者,通常也设置双车道匝道:在匝道长度大于300m;需在匝道上储存车辆;匝道线形较差。,9.2 高速公路通行能力,(3)大型车对匝道通行能力修正系数fHV大型车交通量占102,9.3 双车道公路路段通行能力,双车道超车过程,双车道公路路段车流运行特性,可见车辆行驶同时还受到反向车流的影响,故双车道公路通行能力和服务水平分析需采用双向同时分析。,9.3 双车道公路路段通行能力双车道超车过程双车道公路路段车,双车道公路路段服务水平,双车道公路路段服务水平表,将小客车作为标准车型进行通行能
17、力分析。,9.3 双车道公路路段通行能力,双车道公路路段服务水平 服务水平等级延误率(%)设计速度(k,双车道公路路段通行能力,车行道最大服务交通量,MSVi理想条件下第i级服务水平的车行道双向最大服务交通量,pcu/h;,C理想通行能力,理想条件下9m宽双车道车的最大交通量,通常C取2500pcu/h;,(V/C)i第i级服务交通量与理想通行能力之比。,9.3 双车道公路路段通行能力,双车道公路路段通行能力 车行道最大服务交通量MSVi理想,实际道路车行道的设计通行能力,CD行车道设计通行能力,是具体的交通和道路等条件下,采用i级服务水平时,最大服务交通量,pcu/h;,fs设计速度小于80
18、km/h时对通行能力的修正系数;,fd交通量方向分布对通行能力的修正系数;,fw路面宽度及(或)侧向净宽不同于理想条件时对通行能力的修正系数;,fHV交通流中有非小客车时,交通组成对通行能力的修正系数;,fL横向干扰及交通秩序处于非理想条件时对通行能力的修正系数;,9.3 双车道公路路段通行能力,实际道路车行道的设计通行能力CD行车道设计通行能力,是具,(1)设计速度修正系数,通行能力的修正系数,(1)设计速度修正系数fs,(2)交通量方向分布修正系数fd,9.3 双车道公路路段通行能力,(1)设计速度修正系数设计速度(km/h)807060504,(3)路面宽度及侧向净宽修正系数fw,(4)
19、交通组成修正系数fHV,i车型i的交通量占总交通量的百分比;,Ei车型i的车辆折算系数;一般公路中车型Ei包括小客车、中型车、大型车和拖挂车等,具体的车辆折算系数参见表9-1。,9.3 双车道公路路段通行能力,(3)路面宽度及侧向净宽修正系数fw路面宽度7m8m9m10,(5)横向干扰修正系数fL及横向干扰的等级划分见下表:,9.3 双车道公路路段通行能力,(5)横向干扰修正系数fL及横向干扰的等级划分见下表:横向干,9.4 城市道路路段通行能力,以道路在城市道路网中的地位和交通功能为基础,考虑对沿线的服务功能,将城市道路分为:快速路、主干路、次干路和支路。快速路路段通行能力分析可以参照高速公
20、路基本路段通行能力分析方法。本节主要针对城市一般道路路段通行能力进行讨论。,9.4 城市道路路段通行能力以道路在城市道路网中的地位和交通,一条车道的理想通行能力,城市道路设计规范建议的一条车道的理想通行能力,9.4 城市道路路段通行能力,一条车道的理想通行能力速度v(km/h)2030405060,城市道路某路段的设计通行能力,可根据一个车道的理想通行能力修正得到。修正应包括:车道数、车道宽度、自行车影响及交叉口影响四个方面。,路段设计通行能力,CD设计通行能力,pcu/h;C 理想通行能力,pcu/h; 自行车影响修正系数; 车道影响修正系数; 交叉口影响修正系数;n 车道修正系数。,通行能
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