建立不同類型小區(qū)開放后的道路通行能力模型

精心整理建立不同類型小區(qū)開放后的道路通行能力模型一、模型準(zhǔn)備：1.無(wú)信號(hào)交叉路口通行能力模型（）·進(jìn)口道設(shè)計(jì)通行能力應(yīng)按下式計(jì)算：式中

（）——設(shè)有專用左轉(zhuǎn)與專用右轉(zhuǎn)車道時(shí)，本面進(jìn)口道的設(shè)計(jì)通行能力；Σ——本面直行車道設(shè)計(jì)通行能力之和(pcu/h)——左轉(zhuǎn)車占本面進(jìn)口道車輛的比例；——右轉(zhuǎn)車占本面進(jìn)口道車輛的比例?！そ徊媛房谟肄D(zhuǎn)通行能力計(jì)算：（）式中Cr—專用右轉(zhuǎn)車道的設(shè)計(jì)通行能力(·交叉路口左轉(zhuǎn)通行能力計(jì)算：（）式中Cl—專用右轉(zhuǎn)車道的設(shè)計(jì)通行能力(二、模型建立：1.單位小時(shí)內(nèi)某類型道路的最大通行能力（）其中，為該道路理想狀態(tài)下每車道通行能力別代表三種不同等級(jí)的城市道路，因?yàn)槌鞘兄行^(qū)基本不會(huì)分布在快速路附近，故本文不考慮快速路。為該道路的車道數(shù)；為車道寬度和側(cè)向凈空修正系數(shù)；為駕駛員特征修正系數(shù)；為重型車修正系數(shù)；為橫向干擾修正系數(shù)；（）查閱資料得知，城市道路等級(jí)分快速路、主干路、次干路、支路四級(jí)，各級(jí)紅線寬度控

精心整理制：快速路不小于米，主干道—米，次干道25—米，支路12—米。(根據(jù)《城市道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范CJJ37-2012路的紅線寬度并沒有作強(qiáng)制性要求對(duì)道路的路幅要求、橫斷面組成及各功能帶最小寬度進(jìn)行了要求⑴快速路城市道路中設(shè)有中央分隔帶有四條以上機(jī)動(dòng)車道全部或部分采用立體交叉與控制出入，供汽車以較高速度行駛的道路。又稱汽車專用道?？焖俾返脑O(shè)計(jì)行車速度為60-80km/h。⑵主干路連接城市各分區(qū)的干路，以交通功能為主。主干路的設(shè)計(jì)行車速度為40-60km/h。⑶次干路承擔(dān)主干路與各分區(qū)間的交通集散作用有服務(wù)功能干路的設(shè)計(jì)行車速度為⑷支路次干路與街坊路（小區(qū)路）的連接線，以服務(wù)功能為主。支路的設(shè)計(jì)行車速度為項(xiàng)目級(jí)別

速(km/h)

單向機(jī)動(dòng)車道數(shù)

道寬度(m)

道路總寬(m)

分隔帶設(shè)置（條)速

6080

>=4

3.75

4070

(必須設(shè))路）干

4060

>=4

3.5

3060

(應(yīng)設(shè))路）干

3040

>=2

3.5

2040

(可設(shè))路）四級(jí)（支路）

30

>=2

3.5

1630

(不設(shè))城市道路中一條車道的理論通行能力

,照我國(guó)《城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范》的建議值：V（設(shè)計(jì)車速，20

30

40

50

60km/h）1380

1550

1640

1690

1730分別?。ǎ┳鳛榭焖俾贰⒅鞲陕?、次干路和支路的設(shè)計(jì)車速，則對(duì)應(yīng)的理論通行能力為

。（）假設(shè)城市主干路和次干路設(shè)有中央分隔帶，且行車道兩邊均有障礙物，車道寬度分別為3.75m和車道數(shù)分別每邊有和每邊有3道，則查閱下表取側(cè)向凈寬平均得知，此處主干路的側(cè)向凈空修正系數(shù)取，次干路的側(cè)向凈空修正系數(shù)取0.91.路中央不設(shè)分隔帶，車道只有一邊有障礙物，則取其側(cè)向凈空修正系數(shù)為。車道寬度和側(cè)向凈空修正系數(shù)側(cè)向凈寬/m

車道兩邊有障礙車道一邊有障礙物物車道寬度/m3.753.53.753.5有中央分隔帶的2車道公路（每邊2道）>=1.7510.9710.971.60.990.960.990.961.20.990.960.980.950.90.980.950.960.930.60.970.940.940.910.30.930.90.870.8500.90.870.810.79

精心整理有中央分隔帶的6或8車道公路（每邊34車道）>=1.7510.9610.961.60.990.950.990.951.20.990.950.980.940.90.980.940.97930.60.970.930.960.920.30.950.920.930.8900.940.910.910.87注1.一些高級(jí)形式的中央帶護(hù)欄若已為廣大司機(jī)所熟悉且基本上不影響行駛時(shí)，可不作為障物2.兩邊側(cè)向凈寬不足或不等時(shí)，取兩側(cè)向凈寬的平均值（）駕駛?cè)藛T在嚴(yán)格按照交通安全法律法規(guī)行車，無(wú)疲勞駕駛、酒駕等行為時(shí)，取駕駛?cè)藛T特征修正系數(shù)為。（4）根據(jù)大型車修正系數(shù)公式：其中，

為大型車交通量占總交通量的百分比；為大型車換算成小客車的車輛換算系數(shù)。查閱相關(guān)資料(見附件)取大型車交通量比例為，換算系數(shù)取大型載貨車的系數(shù)2.0計(jì)算得=0.7610（）在開放小區(qū)的同時(shí)，車輛從小區(qū)路口匯入?yún)R出量增加，從而影響到原道路上右側(cè)車道的通行能力，本次規(guī)劃中交叉口影響系數(shù)對(duì)主干道、次干道、支路的影響修正系數(shù)

分別?。?.85、0.7、0.5。在開放小區(qū)后，路口匯入?yún)R出車輛增多，對(duì)車道數(shù)較少的支路影響尤為嚴(yán)重，通過在網(wǎng)絡(luò)和書籍查閱大量資料我們規(guī)定開放小區(qū)對(duì)同一條道路增加了兩個(gè)路口后主干路次干路和支路的橫向影響系數(shù)分別降為原來(lái)的80%和；增個(gè)路口后，主干路、干路和支路的橫向影響系數(shù)分別降為原來(lái)的95%、和3.服務(wù)水平變化對(duì)于城市道路來(lái)說(shuō)，衡量交通服務(wù)水平的最主要指標(biāo)為路段的飽和度即路段實(shí)際交通/設(shè)計(jì)通行能力)次是車速(路段車速)或誤于車速延誤與V/C有關(guān)V/C大車速降低，延誤增加;V/C減小，則車速增加，延誤降低，以V/C關(guān)鍵指標(biāo)。為方便研究，可采用V/C為城市道路的服務(wù)水平劃分依據(jù)。國(guó)外一般采用如下表的服務(wù)水平劃分標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)水平A

BCDEFV/C≤0.40.4～0.60.6～0.750.75～0.91.0≥1.0級(jí)別ABCDE

情形暢行車流，基本無(wú)延誤穩(wěn)定車流，有少量延誤穩(wěn)定車流，有一定延誤接近不穩(wěn)定車流，有較大延誤，司機(jī)還能忍受不穩(wěn)定車流，交通擁堵，延誤很大，司機(jī)無(wú)法忍受

精心整理F

強(qiáng)制車流，交通嚴(yán)重堵塞，車輛時(shí)開時(shí)停根據(jù)三種道路類型平均日高峰期和低谷期的每小時(shí)交通量dt，作出服務(wù)水平（dt）隨通ii量的變化曲線。通過網(wǎng)絡(luò)和書籍報(bào)刊查閱資料得知，我們?cè)O(shè)主干路的每小時(shí)交通量在[100,5000]內(nèi)變化；設(shè)次干路的每小時(shí)交通量在[變化；設(shè)支路的每小時(shí)交通量在[10,1000]范圍內(nèi)變化。由上表可知，服務(wù)水平值越小，服務(wù)等級(jí)越高，根據(jù)模型求出各種類型小區(qū)開放后的通行能力后，分別用matlab出服務(wù)水平變化圖。3.對(duì)小區(qū)進(jìn)行分類為方便討論和計(jì)算，首先默認(rèn)：①小區(qū)內(nèi)車道均為雙向單行道，即每邊各有車道；②小區(qū)內(nèi)道路通暢，行人較少設(shè)計(jì)車速與原道路相同，即每車道通行能力與原道路相同；③小區(qū)內(nèi)不設(shè)紅路燈和環(huán)島；我們按照開放小區(qū)內(nèi)道路類型對(duì)小區(qū)進(jìn)行分類：類型一：只有一條雙向單行道與城市道路聯(lián)通的小區(qū)在一方向有兩個(gè)路口開放小區(qū)后增加一條平行于原道路的車道，通過路口匯入?yún)R出跟原道路相連，如圖一所示：圖一此時(shí)，

，N為對(duì)應(yīng)道路類型的單邊車道數(shù)，

為對(duì)應(yīng)道路類型的側(cè)向凈空修正系數(shù)，

=1.0，

，

為對(duì)應(yīng)道路類型的橫向匯入?yún)R出修正系數(shù)，將對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)代入模型（得如下：求得類型一小區(qū)開放后的周圍道路通行能力。則對(duì)應(yīng)小區(qū)開放前后的通行能力變化率為。類型二只有一條雙向單行道與城市道路聯(lián)通的小區(qū)在相鄰方向有兩個(gè)路口通過該車道聯(lián)通了兩條方向不同（垂直城市道路通過橫向道路路口匯入從與其垂直的另一條道路路口匯出，開放小區(qū)后相當(dāng)于給原道路增加一條右轉(zhuǎn)車道，如圖二所示：圖二普通城市道路的叉路口左轉(zhuǎn)率和右轉(zhuǎn)率一般都介于之間，在考慮平叉路口包括左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)和直行等多種行車選擇的情況下，該路口的右轉(zhuǎn)通行能力能通過右轉(zhuǎn)率算出；其中本面直行車道總通行能力可以由模型（2.2.1）算出，依照我國(guó)《市道路設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，3車道以上的道路類型（主干路和次干路）直行車道數(shù)N=N-2，且直行道位于中間，故其側(cè)向凈寬修正系數(shù)，位于中間的車道橫向干擾影響可參照車道折減系數(shù)表（如下這里分別取0.95,0.85，原因不贅述。第一車道第二車道第三車道第四車道折減系數(shù)10.850.750.65其他系數(shù)依假設(shè)與前文相同。兩車道道路類型（支路）的直行車道數(shù)N應(yīng)的本面直行車道設(shè)計(jì)通行能力總和Σ=為方便討論和對(duì)比里不妨設(shè)左轉(zhuǎn)率為一個(gè)定值取0.2.將右轉(zhuǎn)率看作一個(gè)變量，通過以下模型作出開放小區(qū)后道路通行能力與右轉(zhuǎn)率的關(guān)系圖，并取其中的右轉(zhuǎn)率平均值

精心整理0.3算出對(duì)應(yīng)的道路通行能力及其開放前后變化率對(duì)比中

開放了該類型的小區(qū)后，兩條垂直的城市道路各增加了一個(gè)路口，故三種類型的道路橫向修正系數(shù)原來(lái)的、85%和70%

分別取類型三：只有一條雙向單行道與城市道路聯(lián)通的小區(qū)在反方向有兩個(gè)路口該車道聯(lián)通兩條相互平行的城市道路通過第一條道路向小區(qū)路口匯入?yún)R出到第二條平行道路相當(dāng)于增加了一條垂直方向的雙向單行道，如圖三所示：此時(shí)，

，N為對(duì)應(yīng)道路類型的單邊車道數(shù)，

為對(duì)應(yīng)道路類型的側(cè)向凈空修正系數(shù)，，

，開放了該類型的小區(qū)后，兩條互相平行的城市道路各增加了一個(gè)路口，故對(duì)于另一條垂直道路來(lái)說(shuō)，橫向修正系數(shù)不變；對(duì)于兩條互相平行的城市道路，其三種類型的道路橫向修正系數(shù)代入模型（）得如下：

分別取原來(lái)的95%、和70%將對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)類型四：有三個(gè)不同方向的小區(qū)道路路口與城市道路相連的小區(qū)在相鄰三個(gè)方向有路口通過其中一個(gè)路口進(jìn)入小區(qū)道路另外兩個(gè)路口中的任意一個(gè)匯出道城市道路其中一條與匯入道路平行另一條與匯入道路垂直相當(dāng)于增加了一個(gè)對(duì)三個(gè)相鄰方向通行交叉路口，如圖四所示：因?yàn)殚_放小區(qū)后增加的交叉路口不設(shè)置紅綠燈，需要考慮到交叉路口左轉(zhuǎn)車輛對(duì)所有車道通行能力的影響修正系數(shù)，此處借鑒前人對(duì)無(wú)信號(hào)平交路口左轉(zhuǎn)影響系數(shù)的研究成果，經(jīng)調(diào)整后給出在雙向單行道中的取值范圍如下表所示：數(shù)fl

此時(shí)，

，N為對(duì)應(yīng)道路類型的單邊車道數(shù)，

為對(duì)應(yīng)道路類型的側(cè)向凈空修正系數(shù)，，

，開放了該類型的小區(qū)后，小區(qū)周圍的三條城市道路各增加了一個(gè)路口，其三種類型的道路橫向修正系數(shù)

分別取原來(lái)的95%、85%和70%；考慮到這種類型的交叉路口中左轉(zhuǎn)車道只有1條，故取左轉(zhuǎn)車比例為5%的情況。此時(shí)

精心整理;增加的右轉(zhuǎn)專用車道有，模型同類型二小區(qū)，得到右轉(zhuǎn)通行能力把上述數(shù)據(jù)代入模型(后得到：類型五有四個(gè)不同方向的小區(qū)道路路口與城市道路相連的小區(qū)在相鄰四個(gè)方向有路口通過其中一個(gè)路口進(jìn)入小區(qū)道路從另外三個(gè)路口中的任意一個(gè)匯出道城市道路中一條與匯入道路平行另兩條與匯入道路垂直當(dāng)于增加了一個(gè)無(wú)信號(hào)十字交叉路口，垂直方向和平行方向的雙向單行道各一條，條右轉(zhuǎn)車道，條左轉(zhuǎn)車道，如圖四所示：理同類型四，因?yàn)殚_放小區(qū)后增加的交叉路口不設(shè)置紅綠燈，需要考慮到交叉路口左轉(zhuǎn)車輛對(duì)所有車道通行能力的影響修正系數(shù)考慮到這種類型的交叉路口中左轉(zhuǎn)車有4條，故取左轉(zhuǎn)車比例的情況。此時(shí)

此時(shí)，N對(duì)應(yīng)道路類型的單邊車道數(shù)，

為對(duì)應(yīng)道路類型的側(cè)向凈空修正系數(shù)，，

，開放了該類型的小區(qū)后小區(qū)周圍的四條城市道路各增加了一個(gè)路口三種類型的道路橫向修正系數(shù)轉(zhuǎn)率

分別取原來(lái)的95%、85%和；假設(shè)該小區(qū)周圍交叉路口中左轉(zhuǎn)率，根據(jù)模型

右分別算出左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)通行能力，將數(shù)據(jù)代入模型2.2.1)得：3.模型求解結(jié)果類型一：對(duì)類型一的小區(qū)開放前后通行能力，用MATLAB求解得下表：通行能力道路類型

類型一小區(qū)主干路次干路支路原道路通行能力（pcu/h）4297.223851097開放小區(qū)后的通行能力(pcu/h)4834.325441069.6開放后通行能力增長(zhǎng)率0.12500.0667-0.0250對(duì)類型一的小區(qū)開放前后服務(wù)水平，用MATLAB作變化圖如下：類型二：對(duì)類型二的小區(qū)，用MATLAB求解得下表：通行能力道路類型

精心整理（）力

注：表格結(jié)果為左轉(zhuǎn)率取右轉(zhuǎn)率取0.3況下的通行能力變化下圖模擬出左轉(zhuǎn)率為，右轉(zhuǎn)率從0.2~0.5變化時(shí)開放小區(qū)后通行能力變化曲線如下圖：對(duì)類型二的小區(qū)開放前后服務(wù)水平變化，用MATLAB作變化圖如下：類型三：對(duì)類型三的小區(qū)開放前后通行能力變化