通行能力第一章+緒論1

道路通行能力交通工程教研室緒論1、通行能力的定義與用途2、通行能力分析的目的和意義3、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀4、攻關(guān)目標(biāo)和關(guān)鍵技術(shù)5、本課程的內(nèi)容安排和要求6、通行能力以及相關(guān)概念1、道路通行能力1.1定義：交通設(shè)施的通行能力是指在通常的道路、交通和管制條件下，在一定時(shí)間段內(nèi)能合情合理地期望人或車輛通過車道、道路中某一點(diǎn)或均勻斷面的最大小時(shí)流率。車輛通行能力是指在通常的道路、交通和管制條件下，在一定時(shí)間段內(nèi)車輛能夠通過道路某一點(diǎn)的最大數(shù)量。人員通行能力是指在通常條件下，一定時(shí)間段內(nèi)能夠通過道路某一點(diǎn)的最大人員數(shù)。

HCM2000:合情合理地期望是定義通行能力的基礎(chǔ)。也就是說，對(duì)于已知的交通設(shè)施而言，手冊所指的通行能力是指在足以滿足交通需求的高峰期間能反復(fù)達(dá)到的交通流率。手冊給出的通行能力值是指在具有與全北美地區(qū)類似交通特性的交通設(shè)施所能達(dá)到的值。通行能力不是在該交通設(shè)施中觀測到的絕對(duì)最大的流率。駕駛員特性因地而異，絕對(duì)的最大流率在每一天、每一個(gè)地方都各不相同。1.2用途服務(wù)水平的評(píng)價(jià)：交通設(shè)施中交通流的運(yùn)行狀況道路的規(guī)劃設(shè)計(jì)和改建：道路的建設(shè)規(guī)模和標(biāo)準(zhǔn)2、通行能力分析的目的確定某道路設(shè)施在通常條件下能容納的最大交通量；確定在保持與規(guī)定運(yùn)行特性相適應(yīng)的條件下，某道路設(shè)施所能容納的最大交通量；設(shè)計(jì)與通行能力相適應(yīng)的道路交通設(shè)施，通過對(duì)實(shí)際道路通行能力觀測值的比較，評(píng)價(jià)道路系統(tǒng)，找出影響通行能力的因素，提出改善車流運(yùn)行狀況的建議和措施，以期望達(dá)到所要求的最大交通量。2、道路通行能力的意義道路通行能力是道路交通特征的一個(gè)重要方面，也是一項(xiàng)重要指標(biāo)。確定道路通行能力是道路交通規(guī)劃、設(shè)計(jì)、管理與養(yǎng)護(hù)的需要，也是道路交通工程技術(shù)管理人員的一項(xiàng)任務(wù)。與交通量適應(yīng)性分析，不僅可以確定道路建設(shè)的合理規(guī)模及合理建設(shè)模式，還可以為道路網(wǎng)規(guī)劃、道路工程可行性研究、道路設(shè)計(jì)、道路建設(shè)后評(píng)價(jià)等方面提供更為科學(xué)的理論依據(jù)。3、道路通行能力研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢道路通行能力研究始于美國,從20世紀(jì)40年代尤其是二次世界大戰(zhàn)結(jié)束以后,美國加速建成了公路網(wǎng),并對(duì)公路的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、修建養(yǎng)護(hù)及營運(yùn)中出現(xiàn)的問題,開始道路通行能力研究。1950年美國交通研究委員會(huì)(TRB)出版了《道路通行能力手冊(HighwayCapacityManual,簡稱HCM)第一版隨后于1965年修訂出版了第二版HCM。1985年第三版HCM問世。與前兩版相比,第三版除詳細(xì)論述了公路與城市道路的通行能力外,又增加了分析高速公路、自行車道、人行道和無信號(hào)交叉口等交通設(shè)施通行能力的內(nèi)容。隨著時(shí)間的推移,車輛擁有量、交通條例和交通行為均發(fā)生了變化,美國的道路通行能力手冊仍在繼續(xù)修訂中。1994和1997年又先后對(duì)第三版進(jìn)行了修訂。2001年又再次修訂出版了新的HCM(命名為HCM2000),并以車流密度作為評(píng)定道路服務(wù)水平等級(jí)的主要影響因素。事實(shí)上,隨著交通運(yùn)輸業(yè)的飛速發(fā)展,道路通行能力的標(biāo)準(zhǔn)一直在不斷地進(jìn)行調(diào)整,通行能力的指標(biāo)也在不斷提高。如早期版本的HCM將高速公路通行能力標(biāo)準(zhǔn)定為1400veh/h/ln,1985年版才定為2000veh/h/ln[1]。而國外有關(guān)專家通過對(duì)最新的觀測結(jié)果分析后建議,高速公路的通行能力應(yīng)較原建議值2000veh/h/ln高200~300veh/h,并認(rèn)為隨著車輛性能的不斷提高,道路設(shè)施的逐步完善,高速公路的通行能力標(biāo)準(zhǔn)宜作相應(yīng)的調(diào)整。加拿大、法國等西方國家已采納這一建議,美國1994年版HCM也已將新的標(biāo)準(zhǔn)提高到2200~2300pcu/h/ln[2]。德國、瑞典、加拿大、澳大利亞、日本等國,均根據(jù)本國實(shí)情組織專門研究隊(duì)伍開展了這方面的實(shí)地調(diào)研,編制出版各自的HCM手冊。如1977年,瑞典出版了《瑞典通行能力手冊》;1984年,加拿大出版了《加拿大信號(hào)交叉口通行能力規(guī)程》;1986年,日本出版了《道路通行能力》;1994年,德國出版了《道路通行能力手冊》(HBS)。20世紀(jì)80~90年代初,一些發(fā)展中國家如印度、巴西、印度尼西亞、韓國、馬來西亞等國也在各國政府的支持下,對(duì)道路通行能力進(jìn)行研究,編制出適合各自國情的通行能力手冊。一直以來,由于中國對(duì)道路通行能力的研究尚未形成統(tǒng)一系統(tǒng)的方法,缺少適合中國國情的參數(shù)、模式和通行能力分析體系,中國通行能力的研究一直是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)?！豆饭こ碳夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中所采用的通行能力,基本上沿用了國外的一些研究成果,不能反映中國道路交通的實(shí)際運(yùn)行特性。中國目前的交通組成、管理方式等方面與國外有著明顯的差別,國外的研究成果并不能適合中國的國情,不能一味照搬。因此,制定一套適合中國國情的道路通行能力指標(biāo)體系已刻不容緩?！冻鞘械缆吩O(shè)計(jì)規(guī)范》《城市道路規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范》王煒《公路通行能力手冊》4、攻關(guān)目標(biāo)和關(guān)鍵技術(shù)1、目標(biāo)：提出我國交通流運(yùn)行特性、速度與流量關(guān)系模型以及在不同公路交通條件下各車型的當(dāng)量換算方法。提出高速公路和混合交通二、三級(jí)公路的通行能力、服務(wù)水平建議值以及相應(yīng)的分析方法、數(shù)學(xué)模型和計(jì)算機(jī)分析軟件提出各種常見類型公路交叉口、匝道、收費(fèi)站的通行能力建議值以及相應(yīng)的分析方法、數(shù)學(xué)模型和計(jì)算機(jī)分析軟件編制適合中國國情，同時(shí)又能與國際接軌的《公路通行能力分析指南》2、關(guān)鍵技術(shù)公路交通流參數(shù)采集、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化及處理技術(shù)交通流運(yùn)行特性模擬技術(shù)及模擬模型車型當(dāng)量換算方法及其分析模型交通流三參數(shù)關(guān)系模型及其建模技術(shù)高速公路通行能力分析模型及其關(guān)鍵技術(shù)雙車道公路通行能力分析及其建模技術(shù)交叉口交通流運(yùn)行特性分析及其模擬模型5、本課程的內(nèi)容安排1、緒論與通行能力的基本概念（2學(xué)時(shí)）2、車輛換算系數(shù)（4學(xué)時(shí)）3、高速公路通行能力（16學(xué)時(shí)）4、多車道公路通行能力（4學(xué)時(shí)）5、雙車公路通行能力（4學(xué)時(shí)）6、道路交叉口通行能力（6學(xué)時(shí)）7、城市道路通行能力（6學(xué)時(shí)）8、復(fù)習(xí)答疑4學(xué)時(shí)，機(jī)動(dòng)2學(xué)時(shí)要求教材：《HCM2000》1、考核形式：開卷（1.5小時(shí)）2、題型:選擇題30、判斷題10、多項(xiàng)選擇題(問答題、填空題、小計(jì)算題）20、計(jì)算題403、成績組成：平時(shí)20%+卷面80%4、平時(shí)成績=出勤+態(tài)度+作業(yè)5、出勤考核按學(xué)校規(guī)定進(jìn)行6、注意課堂聽講，選擇題和判斷題不會(huì)非常容易在一個(gè)地方找到，或在明顯位置找到；考試題已出完，考試的重點(diǎn)內(nèi)容在課堂上講，不在復(fù)習(xí)課上或答疑課上。6、通行能力及其相關(guān)概念6.1、交通設(shè)施類型6.2、通行能力分類以及影響因素6.3、服務(wù)水平6.1、交通設(shè)施6.1.1交通設(shè)施：連續(xù)流和間斷流6.1.2連續(xù)交通流交通設(shè)施（以下簡稱連續(xù)流），沒有如交通信號(hào)等固定因素從外部來導(dǎo)致交通流的中斷，交通流狀況是交通流內(nèi)部各車輛之間相互作用和影響以及道路幾何構(gòu)造、環(huán)境條件等對(duì)車輛作用和影響的結(jié)果。在這些道路設(shè)施上，交通流狀態(tài)是車輛相互之間，以及車輛與道路線形、道路環(huán)境之間相互影響的結(jié)果，而沒有停車或讓路一類的交通標(biāo)志，也不會(huì)由于信號(hào)燈控制平面交叉而中斷車流。6.1.3間斷交通流交通設(shè)施（以下簡稱間斷流），這類交通流設(shè)施是指由于外部條件而導(dǎo)致交通流周期性中斷的交通設(shè)施，導(dǎo)致間斷流的主要設(shè)施裝置包括交通信號(hào)、停車標(biāo)志和其他類型的管制設(shè)備。不管車流量多大，這些設(shè)施會(huì)導(dǎo)致交通流產(chǎn)生周期性的停止或車速明顯的減慢。6.1.4連續(xù)流和間斷流描述的是交通設(shè)施的類型，而與交通設(shè)施內(nèi)部交通流性質(zhì)無關(guān)。連續(xù)流和間斷流描述的是交通設(shè)施的類型，而不是交通流在特定時(shí)間的特性。比如，已經(jīng)非常擁擠的高速公路仍然是連續(xù)流交通設(shè)施，因?yàn)閷?dǎo)致交通擁堵的原因來自交通流內(nèi)部。

表1-1

交通設(shè)施型式表

連續(xù)流交通設(shè)施間斷流交通設(shè)施高速公路—

基本路段—

交織區(qū)—

匝道（包括匝道-主線連接處）多車道公路（一級(jí)公路）雙車道公路路段信號(hào)控制平面交叉口“?！薄白尅睒?biāo)志控制的無信號(hào)交叉—

十字交叉口—T型交叉口—

環(huán)形交叉口收費(fèi)站城市干道其他交通方式：公共交通、行人、自行車6.2、通行能力交通設(shè)施的通行能力是指在通常的道路、交通和管制條件下，在一定時(shí)間段內(nèi)能合情合理地期望人或車輛通過車道、道路中某一點(diǎn)或均勻斷面的最大小時(shí)流率。

通行能力是在通常的道路、交通和管制條件下確定的。對(duì)于任何交通設(shè)施的分析路段，這些條件都應(yīng)該相當(dāng)?shù)囊恢?。任何通常條件的改變都將導(dǎo)致交通設(shè)施通行能力的變化。通行能力分析是針對(duì)統(tǒng)一的道路、交通和管制條件下交通設(shè)施的路段或點(diǎn)（如信號(hào)交叉口）。這些道路、交通和管制條件決定其通行能力。因此，不同條件的路段，具有不同的通行能力。由于交通設(shè)施類型和分析目的不同，計(jì)量通行能力的單位有人/h、輛小客車/h和輛/h。當(dāng)對(duì)大出行量交通走廊中的交通方式進(jìn)行戰(zhàn)略決策，確定公共交通和高載客率車輛（HOV）優(yōu)先措施的地位時(shí)，客流量的概念非常重要。人員通行能力和客流量是用交通流中每類車輛運(yùn)載的乘客數(shù)來度量。6.2、通行能力以下幾個(gè)問題需要明確：1）通行能力是指特定時(shí)段內(nèi)討論的2）通行能力實(shí)質(zhì)上是一個(gè)統(tǒng)計(jì)值，是指在交通需求充足的高峰期間交通設(shè)施能反復(fù)達(dá)到的某個(gè)交通流率。3）通行能力分析必須與運(yùn)行質(zhì)量相聯(lián)系。6.2.1通行能力分類根據(jù)道路設(shè)施和交通體的不同，通行能力可分為機(jī)動(dòng)車道通行能力、非機(jī)動(dòng)車道、人行道通行能力根據(jù)車輛運(yùn)行狀態(tài)的特征不同，可分為路段、交叉口、匝道與匝道連接處、交織區(qū)通行能力根據(jù)通行能力的性質(zhì)和使用要求的不同，通行能力可以分為：基本通行能力、可能通行能力、設(shè)計(jì)通行能力6.2.1.1理想通行能力在理想的道路、交通、控制和環(huán)境條件下，一條車道的均勻路段或典型橫斷面上，道路在特定時(shí)段內(nèi)（通常為15min.）所能通過的最大標(biāo)準(zhǔn)車輛小時(shí)流率，也稱基本通行能力。6.2.1.2實(shí)際通行能力已知的公路設(shè)施在實(shí)際或預(yù)計(jì)的道路、交通及控制條件下，該組成部分的某車道或條件基本一致的橫斷面上，道路在特定時(shí)段內(nèi)（通常為15min.）所能通過的最大車輛小時(shí)流率。在混合交通的公路上，通行能力以實(shí)際車輛數(shù)，輛/h作為計(jì)量單位。6.2.1.3設(shè)計(jì)通行能力在預(yù)計(jì)的道路、交通和管制條件下，有代表性的一條車道均勻路段或典型橫斷面上，在所選用的設(shè)計(jì)服務(wù)水平下，設(shè)計(jì)道路在特定時(shí)段內(nèi)（通常為15min）所能通過的最大車輛小時(shí)流率。在混合交通的公路上，通行能力以標(biāo)準(zhǔn)車折算數(shù)，即小客車/h作為計(jì)量單位。6.2.2影響因素道路條件：幾何特性（車道數(shù)、路肩寬度等）交通條件：交通分布（組成、空間、方向）管制條件：交通法規(guī)、控制方式、管理措施環(huán)境條件：天氣以及道路干擾（占道、?？空尽M向干擾）規(guī)定運(yùn)行條件：計(jì)算通行能力的限制條件，如限速、安全性等其他：駕駛員特點(diǎn)、車輛狀況等6.2.3理想條件理想條件是指天氣良好、路面狀況良好、用路者熟悉交通設(shè)施以及對(duì)交通流沒有障礙。另外，其他一些特定的理想條件在以后的相關(guān)章節(jié)中進(jìn)行說明。下面以連續(xù)流交通設(shè)施和交叉口引道的理想條件為例對(duì)理想條件進(jìn)行說明。在大多數(shù)通行能力分析中，通常條件都不同于理想條件，計(jì)算通行能力、服務(wù)流率和服務(wù)水平時(shí)，必須進(jìn)行修正。一般地，通常條件分為道路、交通和管制條件。 連續(xù)流交通設(shè)施的理想條件：車道寬3.6米；車行道邊線與最近的障礙物，或與路邊、中央分隔帶中物體之間的凈寬為1.8米；多車道公路的自由流速度為100km/h；交通流中只有小客車，沒有重型車；平原地形；雙車道公路中沒有禁止超車區(qū)；沒有交通控制或轉(zhuǎn)彎車輛對(duì)直行車造成的阻礙。交叉口引道的理想條件包括：車道寬3.6米；坡度為零；交叉口引道上沒有路邊停車；交通流中只有小客車；沒有（市內(nèi)）公交車停在行車道上；交叉口位于非中心商務(wù)區(qū)；沒有行人。6.3、服務(wù)水平6.3.1服務(wù)水平定義服務(wù)水平是衡量交通設(shè)施提供的運(yùn)行質(zhì)量好壞的定性指標(biāo)。服務(wù)水平定義為衡量交通流內(nèi)的運(yùn)行條件及其為駕駛員和乘客提供服務(wù)質(zhì)量的一種衡量指標(biāo)，通常與行車速度、行駛時(shí)間、駕駛自由度、交通阻塞程度以及舒適和方便程度等因素有關(guān)。需要指出的是，因交通安全程度與許多因素有關(guān)，故服務(wù)水平并沒有考慮安全因素。

6.3.2服務(wù)流率是指在通常道路條件、交通條件和管制條件下，并保持規(guī)定的服務(wù)水平時(shí)，合理地期望道路的某一斷面或均勻路段在單位時(shí)間內(nèi)所能通過的最大小時(shí)交通量。服務(wù)水平高，服務(wù)流率小服務(wù)流率（服務(wù)量）不是一系列連續(xù)值，而是不同的服務(wù)水平條件允許通過的最大值。服務(wù)交通量規(guī)定了不同服務(wù)水平之間的流量界限。6.3.3服務(wù)水平的分級(jí)我國將服務(wù)水平分為四級(jí)，四級(jí)服務(wù)水平的定性規(guī)定如下：一級(jí)服務(wù)水平，交通流處于自由流狀態(tài)。交通量小，速度高，行車密度小，駕駛員能自由或較自由地按照自己的意愿選擇所需速度，行駛車輛不受或基本不受交通流中其他車輛的影響。超車需求遠(yuǎn)小于超車能力，被動(dòng)延誤少。在交通流內(nèi)駕駛的自由度很大，為駕駛員、乘客或行人提供的舒適度和方便性非常優(yōu)越。表現(xiàn)了一級(jí)服務(wù)水平下的交通流狀況。二級(jí)服務(wù)水平，交通流狀態(tài)處于穩(wěn)定流的中間范圍，駕駛員基本上按照自己的意愿選擇行駛速度，但是開始要注意到交通流內(nèi)有其他使用者，并可能影響到行駛速度的選擇。相對(duì)于一級(jí)服務(wù)水平而言，交通流中駕駛的自由度較略有下降。因?yàn)榻煌髦衅渌褂谜叩拇嬖冢_始影響部分操作，交通設(shè)施所提供的舒適和方便程度已經(jīng)下降。表現(xiàn)了二級(jí)服務(wù)水平下的交通流狀況。三級(jí)服務(wù)水平，交通流處于穩(wěn)定流范圍下限，但是車輛運(yùn)行明顯地受到交通流內(nèi)其它車輛的相互影響，速度和駕駛的自由度受到明顯限制。在交通流中駕駛，要求部分駕駛員切實(shí)提高警惕?？偟氖孢m度和方便性明顯下降。表現(xiàn)了三級(jí)服務(wù)水平下的交通流狀況。四級(jí)服務(wù)水平，分為上下兩半部分。其中上半部分的運(yùn)行條件等于或接近通行能力值。所有車輛的速度都降到很低，但運(yùn)行速度相對(duì)一致的水平，交通流中駕駛的自由度極少，為了適應(yīng)這種駕駛，一般需要強(qiáng)迫行人或車輛讓路。舒適和方便程度極差，駕駛員和行人受到的阻礙一般都很大。在這個(gè)水平上運(yùn)行通常不穩(wěn)定，因?yàn)榻煌髦辛髁可杂性龃蠡蛭⑿〔▌?dòng)，都會(huì)引起交通阻塞。下半部分是通常意義上的強(qiáng)制流或阻塞流。這一服務(wù)水平下，交通設(shè)施的交通需求超過其允許的通過量，車流排隊(duì)行駛，隊(duì)列中的車輛出現(xiàn)停停走走現(xiàn)象，運(yùn)行狀態(tài)極不穩(wěn)定，可能在不同交通流狀態(tài)間發(fā)生突變。美國的六級(jí)標(biāo)準(zhǔn)A級(jí)，自由流：每位使用者實(shí)際上不受交通流中其他使用者得影響，在交通流內(nèi)選擇所需速度和駕駛自由度很大，對(duì)駕駛員、乘客或行人提供舒適度和方便性是優(yōu)越的。B級(jí)：穩(wěn)定流，但開始注意交通流內(nèi)有其他使用者。選擇所使用的自由度相對(duì)來說不受影響。但交通流中駕駛的自由度較A級(jí)服務(wù)水平略有下降。因?yàn)榻煌髦衅渌褂谜叩拇嬖冢_始影響個(gè)別操作。所提供的舒適和方便程度也比A級(jí)差些。C級(jí)：穩(wěn)定流，但標(biāo)志著在這里各個(gè)使用者的運(yùn)行顯著受到交通流內(nèi)其他使用者的相互影響這樣一種流量范圍的開始。其他使用者的存在影響速度的選擇，在交通流中駕駛，要求對(duì)部分駕駛員切實(shí)提高警惕?？偟氖娣群头奖阈燥@著下降。D級(jí)：表示高密度但仍穩(wěn)定的交通流。速度和駕駛的自由度受到嚴(yán)格限制，駕駛者或行人一般感覺到缺少舒適度和方便性。在這個(gè)水平，要是交通量稍有增長，一般都會(huì)引起運(yùn)行問題。E級(jí)：表示運(yùn)行條件等于或接近通行能力值。所有車輛的速度都降到很低，但相對(duì)一致的水平，交通流中駕駛的自由度極少。為了適應(yīng)這種駕駛，一般強(qiáng)迫行人或車輛讓行，舒適和方便程度極差，