1、,第五章 道路通行能力,信號控制交叉口通行能力 ,高速公路通行能力 ,概 述,章節(jié)安排,一般公路通行能力,無信號控制交叉口通行能力,為什么會發(fā)生交通阻塞？,通行能力 交通需求無交通擁擠 通行能力 交通需求交通擁擠發(fā)生 都市中早晚交通擁擠 交通需求究竟在多大程度上超過了通行能力？ 10？、20？30倍以上？ 交通需求超過通行能力的 5 10 的程度 交通擁擠發(fā)生 嚴(yán)重交通擁堵,交通阻塞發(fā)生示意圖,容量増加,阻塞消除,阻塞發(fā)生,阻塞消除,通行能力是道路系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、管理的指南針 通過交通需求與通行能力比較，可以評價(jià)道路交通服務(wù)水平,為什么要研究通行能力？,交通需求與交通供給 交通擁堵問題

2、交通事故問題 環(huán)境污染問題 能源消耗問題,學(xué)習(xí)要點(diǎn)：,1、透徹的理解影響通行能力的各種因素及運(yùn)行質(zhì)量（道路條件、交通條件、控制條件、環(huán)境條件）。 2、掌握各種道路設(shè)施通行能力特征及其計(jì)算方法。,道路的通行能力,什么是通行能力（traffic capacity）？ 在一定的道路條件、交通條件、控制條件、環(huán)境條件下、道路斷面在一定的時(shí)間內(nèi)能夠通過的最大車輛數(shù) 車輛數(shù)量的表現(xiàn) 交通量1換算系數(shù)2交通量2換算系數(shù)2 換算成小汽車數(shù)（pcu：passenger car unit） 【例】標(biāo)準(zhǔn)輛數(shù) 2,000 pcu / h 實(shí)際輛數(shù) 1,800 輛 / h 計(jì)量通行能力的時(shí)間單位 時(shí)間單位愈大交通不均勻

3、性也愈大，無法準(zhǔn)確反映交通量與服務(wù)水平的關(guān)系。通常用小時(shí)為單位，美國用15min,通行能力是指所分析的道路、設(shè)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(gè)一成不變的定值,是隨其運(yùn)行質(zhì)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(yùn)行質(zhì)量下1h所能通行的最大交通量，即可求得在指定的交通運(yùn)行質(zhì)量條件下所能承擔(dān)交通的能力。,如條件有任何變化都會引起通行能力的變化 通行能力是隨運(yùn)行質(zhì)量變化而變動的疏解交通的能力 通行能力分析即求得在指定的運(yùn)行質(zhì)量下所能承擔(dān)交通的能力 與交通量、高峰小時(shí)交通

4、量的區(qū)別和聯(lián)系,計(jì)算通行能力的條件,運(yùn)行質(zhì)量 道路條件 是指公路的幾何特征（車道數(shù)、車道、路肩、中央帶等的寬度，側(cè)向凈寬，設(shè)計(jì)速度及平、縱線形和視距等） 交通條件 是指交通特征（交通流中的交通組成、交通量、不同車道中的交通量分布、上下行方向的交通量分布） 控制條件 是指交通控制設(shè)施的形式及特定設(shè)計(jì)和交通規(guī)則 環(huán)境條件 指橫向干擾程度以及交通秩序等。 基本參照通行能力 通行能力計(jì)算時(shí)需要有一種具體公路均能與之對比的基本參照通行能力,道路通行能力的分類,基本通行能力basic capacity 公路的某組成部分在理想的道路、交通、控制和環(huán)境條件下，一條車道的一橫斷面上，不論服務(wù)水平如何，1h所能通

5、過標(biāo)準(zhǔn)車輛的最大輛數(shù)(pcu) 通常以高速公路上觀測到的最大交通量為基準(zhǔn)(理想、理論通行能力) 可能通行能力possible capacity 公路的某組成部分在實(shí)際的道路、交通、控制及環(huán)境條件下，一條車道的一橫斷面上，不論服務(wù)水平如何，1h所能通過的車輛的最大輛數(shù)(pcu) 是現(xiàn)實(shí)條件道路上的最大交通量（實(shí)際通行能力） 設(shè)計(jì)通行能力design capacity 公路的某組成部分在預(yù)測的道路、交通、控制及環(huán)境條件下，一條車道的一橫斷面上，在指定的設(shè)計(jì)服務(wù)水平下，1h所能通過的車輛的最大輛數(shù)(pcu) 是道路規(guī)劃、設(shè)計(jì)的依據(jù)（實(shí)用通行能力）,基本通行能力中的理想條件,道路條件 車道幅寬十分大（

6、3.5m以上） 到路旁障礙物的距離足夠大(側(cè)向凈空在1.75m以上) 線性條件良好 交通條件 交通流僅由小客車構(gòu)成，無車型混合、機(jī)非混合 沒有任何速度限制 控制條件 是指交通控制設(shè)施的形式及特定設(shè)計(jì)和交通規(guī)劃 環(huán)境條件 指橫向干擾程度以及交通秩序等,理想條件：對條件進(jìn)一步提高也不能提高基本通行能力的條件。,基本通行能力,可能通行能力,設(shè)計(jì)通行能力,三者間的關(guān)系,各種修正系數(shù),指定服務(wù)水平下的V/C比,服 務(wù) 水 平,服務(wù)水平(Level of Service)描述交通流內(nèi)的運(yùn)行條件以及影響駕駛員和乘客感受的一種質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。 (美國)六級服務(wù)水平A B C D E F 速度高、密度小 速度低、密度

7、大舒適度高 舒適度低 (中國)四級服務(wù)水平一級二級三級四級 A B C D E F 服務(wù)交通量 不同服務(wù)水平下要求通過的交通量。服務(wù)水平高，服務(wù)交通量小，反之亦然。 最大服務(wù)交通量 每一服務(wù)水平有其服務(wù)質(zhì)量的范圍，服務(wù)水平最差時(shí)對應(yīng)的交通量稱為最大服務(wù)交通量。,A 級,F 級,E 級,D 級,C 級,B 級,流量,速,度,自由流,穩(wěn) 定 流,強(qiáng)制流,0,A,B,C,不穩(wěn)定流,D,E,F,我國分為四級：一級、二級、三級、四級。,LOS I,LOS III,LOS II,LOS IV,服務(wù)水平的劃分指標(biāo) 行車速度和運(yùn)行時(shí)間; 車輛行駛時(shí)的自由程度(通暢性); 交通受阻或受干擾的程度,以及行車延誤和

8、每 公里停車次數(shù)等; 行車的安全性(事故率和經(jīng)濟(jì)損失等); 行車的舒適性和乘客滿意的程度; 最大密度,每車道每公里范圍內(nèi)車輛的最大密度; 經(jīng)濟(jì)性(行駛費(fèi)用),然而,由于實(shí)際確定服務(wù)等級時(shí),難以全面考慮和綜合上述諸因素,往往僅以其中的某幾項(xiàng)指標(biāo)作為代表。如行車速度及服務(wù)交通量與通行能力之比,作為路段評定服務(wù)等級的主要影響因素。 同時(shí),由于這幾項(xiàng)指標(biāo)比較易于觀測,而且車速和服務(wù)交通量也同其它因素有關(guān),所以取此二者作為評價(jià)服務(wù)水平的主要指標(biāo)是有一定根據(jù)的。,道路的通行能力和服務(wù)水平從不同的角度反映了道路的性質(zhì)與功能,通行能力主要反映道路服務(wù)數(shù)量的多少或能力的大小,服務(wù)水平主要反映了道路服務(wù)質(zhì)量或服務(wù)

9、的滿意程度。 嚴(yán)格地說,沒有無通行能力的服務(wù)水平,也沒有無服務(wù)質(zhì)量的通行能力,兩者是不能分開的。,道路通行能力與服務(wù)水平,用于道路設(shè)計(jì) 確定車道數(shù)、服務(wù)水平評估、發(fā)現(xiàn)瓶頸路段 用于道路規(guī)劃 根據(jù)交通量預(yù)測、投資效益評估、環(huán)境效益評估， 確定路網(wǎng)改進(jìn)辦法與實(shí)施步驟 用于道路交通管理 根據(jù)交通量增長情況，制定各階段的交通管理措施,道路通行能力與服務(wù)水平,通行能力主要反映道路服務(wù)數(shù)量的多少或能力的大小 服務(wù)水平主要反映道路服務(wù)質(zhì)量或服務(wù)的滿意程度,高速公路基本路段 是指主線上不受匝道附近車輛匯合、分離以及交織運(yùn)行影響的路段部分 基本路段的理想條件 (1) 3.75m 車道寬度 4.50m (2) 側(cè)

10、向凈寬 1.75m (3) 車流中全部為小客車 (4) 駕駛員均為經(jīng)常行駛高速公路且技術(shù)熟練遵守交通法規(guī)者 基本路段的服務(wù)水平 計(jì)算思路 由于兩個(gè)方向上的交通互不依賴，且兩個(gè)方向在其前進(jìn)方向上的線性不同，因此，兩個(gè)方向車行道的通行能力和服務(wù)水平分別進(jìn)行計(jì)算。,5-1 高速公路基本路段通行能力,高速公路基本路段通行能力,高速公路基本路段的基本通行能力 2000 2000 1900 1800 設(shè)計(jì)速度(km/hr) 120 100 80 60 最大服務(wù)交通量 (pcu / hrlane) Mservice i = CB ( V / C )i 最大服務(wù)交通量 = 基本通行能力服務(wù)水平 單向車道的可能

11、通行能力 CP = CB N fW fHW fP 單向車道的設(shè)計(jì)通行能力 CD = CB ( V / C )i N fW fHW fP Mservice i最大服務(wù)交通量 N單向車道數(shù)fW車道寬度和側(cè)向凈空影響修正系數(shù)fHW大型車混行影響修正系數(shù)fP駕駛員條件影響修正系數(shù),運(yùn)行質(zhì)量,影響高速公路基本路段通行能力的主要因素及修正方法車道寬度與側(cè)向凈空修正系數(shù)fW,影響高速公路基本路段通行能力的主要因素及修正方法 大型車的修正系數(shù)fHV,PHV大型車交通量占總交通量的百分比； EHV大型車換算成小客車的車輛換算系數(shù)。,駕駛員條件的修正系數(shù)fP,fP 1.000.90,【例】 一四車道高速公路，設(shè)計(jì)

12、速度為100km/h，單向高峰小時(shí)交通量VP1800pcu/h，大型車占40%，車道寬3.50m，側(cè)向凈空1.75m，緊挨行車道兩邊均有障礙物，重丘地形。分析其服務(wù)水平，問其達(dá)到可能通行能力之前還可增加多少交通量。實(shí)地觀測平均速度為56Km/h。,解 為求服務(wù)水平要計(jì)算V/C： (1) 查表（9-4、9-5）得諸修正系數(shù) fW0.97，EHV2.5， fHV=1/1+0.40(2.5-1)=0.625, fP=1.0 (2) 計(jì)算V/C (3) 該公路服務(wù)水平屬三級 (4) 求算達(dá)到可能通行能力前可增加的交通量 行車道的可能通行能力 達(dá)到可能通行能力前可增加的交通量V2425-1800625p

13、cu/h (5) 求理想條件下之速度及密度 1800veh/h的V/C在(2)中已求出為0.74。查圖9-2得平均行程速度為72km/h，遠(yuǎn)大于觀測到的速度56km/h，這由于有大型車及非平原的重丘地形所致。,5-3 信號交叉口的通行能力,交叉口通行能力是指各相交道路進(jìn)口處通行能力之和。 停車線段面法：凡車輛通過停車線斷面就認(rèn)為車輛已經(jīng)進(jìn)入交叉口。,2相位方案,2相位配時(shí)圖,多相位信號控制,信號相位：各進(jìn)口道不同方向所顯示的不同色燈組合稱為一個(gè)相位信號。 周期長度：各個(gè)行車方向完成一組色燈變換所需的總時(shí)間，等于紅燈時(shí)間+綠燈時(shí)間+黃燈時(shí)間 綠信比：一個(gè)相位內(nèi)某一方向有效通行時(shí)間與周期長度之比。

14、,基本概念,十字形交叉口設(shè)計(jì)通行能力等于各進(jìn)口道設(shè)計(jì)通行能力之和； 進(jìn)口道設(shè)計(jì)通行能力等于各車道設(shè)計(jì)通行能力之和；,十字交叉口的設(shè)計(jì)通行能力,直行道的設(shè)計(jì)通行能力 Cs一條直行車道的設(shè)計(jì)通行能力(pcuh) T信號燈周期(s) tg信號每周期內(nèi)的綠燈時(shí)間(s) t0綠燈亮后，第一輛車啟動、通過停車線的時(shí)間(s)，如無本地實(shí)例數(shù)據(jù)，可采用2.3s； ti直行或右行車輛過停車線的平均時(shí)間(spcu)； 折減系數(shù)，可用0.9。,直右車道通行能力 直左車道設(shè)計(jì)通行能力 直左右車道設(shè)計(jì)通行能力,直左車道中左轉(zhuǎn)車所占比例,設(shè)專用左轉(zhuǎn)專用右轉(zhuǎn)車道時(shí) 只設(shè)專用左轉(zhuǎn)車道時(shí) 只設(shè)專用右轉(zhuǎn)車道時(shí),進(jìn)口道的設(shè)計(jì)通行能

15、力,在一個(gè)信號周期內(nèi)，對面到達(dá)的左轉(zhuǎn)車超過34pcu時(shí)，左轉(zhuǎn)車通過交叉口將影響本面直行車。因此，應(yīng)折減本面各直行車道(包括直行、直左、直右、直左右車道)的設(shè)計(jì)通行能力。 Ce進(jìn)口道的設(shè)計(jì)通行能力(pcu/h)； ns各種直行車道數(shù)； C1e進(jìn)口道左轉(zhuǎn)車的設(shè)計(jì)通過量(pcu/h)，等于Cel C1e不折減本面各種直行車道設(shè)計(jì)通行能力的對面左轉(zhuǎn)車數(shù)(pcu/h)；當(dāng)交叉口小時(shí)為3n，大時(shí)為4n，n為每小時(shí)信號周期數(shù)。,直行車道通行能力折減,思考：T型交叉口的設(shè)計(jì)通行能力,計(jì)算圖示一,計(jì)算圖示二,計(jì)算圖示一,該交叉口的設(shè)計(jì)通行能力為A、B、C各進(jìn)口道設(shè)計(jì)通行能力之和，應(yīng)驗(yàn)算C進(jìn)口道左轉(zhuǎn)車對B進(jìn)口道通

16、行能力的折減。具體計(jì)算如下：,A進(jìn)口道的設(shè)計(jì)通行能力： B進(jìn)口道的設(shè)計(jì)通行能力： C進(jìn)口道的設(shè)計(jì)通行能力： 當(dāng)C進(jìn)口道每個(gè)信號周期的左轉(zhuǎn)車超過34PCU時(shí)，折減B進(jìn)口道的通行能力為：,A進(jìn)口道的設(shè)計(jì)通行能力： B進(jìn)口道的設(shè)計(jì)通行能力為設(shè)專用右轉(zhuǎn)車道而未設(shè)專用左轉(zhuǎn)車道， C進(jìn)口道的設(shè)計(jì)通行能力為設(shè)專用左轉(zhuǎn)車道而未設(shè)專用右轉(zhuǎn)車道， 當(dāng)C進(jìn)口道每個(gè)信號周期的左轉(zhuǎn)車超過34PCU時(shí)，折減B進(jìn)口道的通行能力為：,該交叉口的設(shè)計(jì)通行能力為A、B、C各進(jìn)口道設(shè)計(jì)通行能力之和，應(yīng)驗(yàn)算C進(jìn)口道左轉(zhuǎn)車對B進(jìn)口道通行能力的折減。具體計(jì)算如下：,計(jì)算圖示二,例：,已知某交叉口設(shè)計(jì)如圖所示。東西干道一個(gè)方向有三條車道，

17、南北支路一個(gè)方向有一條車道。信號燈管制交通。信號配時(shí)：周期T=120s，綠燈tg=52s。車種比例大車：小車為2：8，東西方向左轉(zhuǎn)車占該進(jìn)口交通量的15%，右轉(zhuǎn)車占該進(jìn)口交通量的10%。南北方向左右轉(zhuǎn)車占該進(jìn)口交通量的15%。求交叉口的設(shè)計(jì)通行能力。,解 先計(jì)算東西方向干道。東進(jìn)口有三條車道，區(qū)分為專用左轉(zhuǎn)、直行和直右三種車道。 (1)計(jì)算直行車道的設(shè)計(jì)通行能力 取 據(jù)車種比例為2:8，查表943，得ti=2.65 (2)計(jì)算直右車道的設(shè)計(jì)通行能力,(3)東進(jìn)口屬于設(shè)有專用左轉(zhuǎn)車道而未設(shè)右轉(zhuǎn)專用車道類型 (4)該進(jìn)口專用左轉(zhuǎn)車道的設(shè)計(jì)通行能力 (5)驗(yàn)算是否需要折減 當(dāng) 時(shí)，應(yīng)當(dāng)折減。,不影響對面直行車輛行駛的左轉(zhuǎn)交通量 等于4n，n為1h內(nèi)周期個(gè)數(shù)，因?yàn)?T=120s 所以 有 進(jìn)口設(shè)計(jì)左轉(zhuǎn)交通量C1e=C1=188pcu/h。 (6)西進(jìn)口設(shè)計(jì)通行能力同東進(jìn)口,(7)南進(jìn)口設(shè)計(jì)通行能力 該進(jìn)口只有直、左、右混行車道，其設(shè)計(jì)通行能力計(jì)算 (8)驗(yàn)算南進(jìn)口的左轉(zhuǎn)車是否影響對面直行車，因?yàn)槟媳边M(jìn)口車道劃分相同，即驗(yàn)算北進(jìn)口左轉(zhuǎn)是否影響南進(jìn)口車的直行 設(shè)計(jì)左轉(zhuǎn)交通量C1=4930.15=74pcu/h。 設(shè)計(jì)左轉(zhuǎn)交通量 ，不需要折減。 (9)交叉口的設(shè)計(jì)通行能力 交叉口設(shè)計(jì)通行能力等于四個(gè)進(jìn)口設(shè)計(jì)通行能力之和。東進(jìn)口折減后的設(shè)計(jì)通行能