第十章-城市道路通行能力分析-通行能力分析教學課件

第一節(jié)城市干道通行能力一、城市干道交通流特征

城市道路分為快速路主干路次干路支路快速路與主干路屬交通性道路；次干路兼有交通性和生活型兩重功能并以交通功能為主；支路一般為生活性道路。

四類道路的交通功能關(guān)系如表10-1所示城市道路交通功能關(guān)系表表10-1（P188）二、基本通行能力的確定

1.一條車道的基本通行能力

基本通行能力，是指道路和交通都處于理想條件下，技術(shù)性能相同的一種標準車，以最小的車頭時距連續(xù)行駛的理想交通流路段上一條車道的通行能力，可按車頭間距和車頭時距兩種方法計算。其計算公式為：Co=3600/ht 或Co=1000v/L（10-1）式中：Co——一條車道的基本通行能力（veh/h）

ht——飽和連續(xù)車流的平均車頭時距（S）

v——行駛速度（km/h）

L——連續(xù)車流的車頭間距（m）

連續(xù)車流條件下的車頭間距L，可采用下式計算：式中：

Lo——停車時的車輛安全車間距（m）

L1——車輛的本身長度（m）

V——行駛車速（km/h）

l——與車重、路面阻力系數(shù)、粘著系數(shù)及坡度有關(guān)的系數(shù)；U——駕駛員在反應(yīng)時間內(nèi)車輛行駛的距離（m）

在通常的城市道路設(shè)計范圍內(nèi)（坡度≦|4%|）、其I值近似為0.054，取Lo=2m，L1=5m，則一條車道的理論通行能力（pcu/h）如表10-3（P189）所示。城市道路設(shè)計規(guī)范》建議的一條車道理論通行能力（pcu/h）如表10-4（P189）所示。認為對于一條車道理論通行能力，取1500

pcu/h是比較合理的。

2.多車道的基本通行能力多車道的基本通行能力可按下式計算：

C=n·Co

三、可能通行能力的確定

1.多車道對路段通行能力的影響其影響用折減系數(shù)a條來表示據(jù)觀測，自路中心線起：第一條車道的折減系數(shù)a條假設(shè)為1.00，第二條車道為0.80~0.89；第三條車道為0.65~0.78；第四條車道為0.50~0.65；第五條車道為0.40~0.52；

2.交叉口對路段通行能力的影響交叉口對通行能力的影響，用交叉口通行能力折減系數(shù)a交來表示：

a交的值可按交叉口的以下兩種不同交通管制的情況進行計算：（1）當路段上的行駛車輛受到交叉口信號燈的紅燈聽候影響時交叉口折減系數(shù)a交值：l——交叉口之間的距離（m）v——路段上的行車速度（m/s）a——啟動時的平均加速度（m/s2），觀測資料b——制動時的平均減速度（m/s2），b=1.5m/s2Δ－－車輛在交叉口的停候時間，可取紅燈時間的一半，一般Δ=15～20

s#########（2）當路段上的行駛車輛不受信號燈的紅燈影響時，或交叉口上不設(shè)紅路燈時，交叉口折減系數(shù)a交通用計算公式：l——交叉口之間的距離（m）v——路段上的行車速度（m/s）a——啟動時的平均加速度（m/s2），其值見前b——制動時的平均減速度（m/s2），其值見前β1，β2——系數(shù)，其值取決于的比值（表10-7），其中：

β1及β2值表10-7（P193）3.行人過街等因素對路段通行能力的影響

4.車道寬度對路段通行能力的影響考慮上述影響的折減系數(shù)，則路段上一條車道的通行能力為：四、服務(wù)水平分級對于城市道路來講，衡量交通服務(wù)質(zhì)量的主要指標為路段、交叉口的擁擠程度（即V/C）。平均車速，延誤（交叉口）美國HCM干道服務(wù)水平分類表10-9（P195）五、分析程序1.確定所考慮的干道的位置和長度；2.按照干道分類，結(jié)合自由流速度的測定，確定干道等級；3.為了評價，將感到分成區(qū)段，每個區(qū)段由一個或幾個干道路段組成；4.計算每個路段的干道運行時間，并以區(qū)段匯總；5.將每個交叉口上需要的資料列表，并計算所考慮的每個交叉口的入口的延誤；6.按區(qū)段計算整個設(shè)施的平均行程速度。7.參考表10-9干道服務(wù)水平分類表，評定服務(wù)水平。

首先考慮的是干道的功能類別：即它是主要干道，還是次要干道。

“主要干道”為都市區(qū)重要活動中心之間和進出該地區(qū)的主要部分的交通服務(wù)。

“次要干道”是連接和延長主要干道體系的設(shè)施。典型的郊區(qū)設(shè)計是指具有部分和幾乎全部入口控制、有分隔的左轉(zhuǎn)車道和不準停車的干道。中間設(shè)計指的是具有部分入口控制的干道。典型的失去設(shè)計指的是對入口支路控制或不控制的干道，是沒有分隔帶的雙車道或多車道的單向或雙向道路。美國HCM干道分類輔助表表10-11（P196）步驟五：交叉口數(shù)據(jù)列表并計算延誤時間。交叉口入口延誤可用下式計算：

D=1.3d（10-6）式中：D——交叉口入口延誤（s/veh）;d——交叉口停車延誤（s/veh）交叉口的隨機停車延誤方程式為：式中：d——指該車道組每輛車的平均停車延誤（s/veh）Tc——信號周期長（S）

——該車道的綠信比，即有效綠燈時間與周期長度之比；X——該車道組的Q/C的值（Q交通量、C為車道組的通行能力步驟六：計算平均行程速度第二節(jié)公共交通線路的通行能力一、公共交通公共交通體系包括定是定線行駛的公共汽車、無軌電車、有軌電車、輕軌、地鐵以及定線和不定線行駛的小公共汽車、出租車和客運輪渡等交通工具及其配套設(shè)施。二、公共汽車停靠站與交通線路的通行能力公共汽車交通線路的通行能力受沿線各?？空就ㄐ心芰Φ闹萍s，其中通行能力最小的?？空荆强刂凭€路通行能力的站點。停靠站的通行能力取決于車輛占用?？空镜臅r間長短。因此，公共汽車?？空镜耐ㄐ心芰椋?/p>

C站=3600/t（10-8）式中：C站——公共汽車?？空镜耐ㄐ心芰Γ╲eh/h）

t——車輛占用?？空镜目倳r間（S）

公共汽車在站?？繒r間與車輛性能、車輛結(jié)構(gòu)、上下車乘客的多少，車站秩序等因素有關(guān)。一般可按下式估算：

t=t1+t2+t3+t4(10-9)公共汽車交通線路的通行能力C線：

C線=min[C站]（10-11）

三、提高公共交通線路通行能力的措施四、輕軌、地鐵交通的客運能力根據(jù)遠期（規(guī)劃年）預(yù)測客流量選擇相應(yīng)客運能力的公共交通系統(tǒng)，或讓客運能力略大于預(yù)測客流量的公共交通系統(tǒng)式最經(jīng)濟合理的。輕軌的客運能力在大多數(shù)情況下是由通行能力控制的。一般而言，客運能力取決于車廂尺寸、列車長度、服務(wù)水平?jīng)Q定的站立乘客和列車間的時間間隔（發(fā)生頻率）最小最小間隔時距是在站停車時間、列車長度、加速率、減速率和控制系統(tǒng)的函數(shù)。

最小列車間隔時距可用列車行車時距圖估算，也可用理論公式近似計算。然而最常用的方法是根據(jù)實際經(jīng)驗、車輛停車時間和信號控制系統(tǒng)估算列車最小列車間隔時距。根據(jù)最小列車間隔時距，可以計算每小時通過的列車數(shù)、車廂數(shù)。車廂數(shù)乘以每節(jié)車廂載客人數(shù)，即得客運通行能力值。當網(wǎng)線遠期單向斷面預(yù)測客流量低于8000人/h，選用常規(guī)的公共電、汽車系統(tǒng)比較穩(wěn)妥可行。并不必考慮選擇其他快速軌道交通方式；當網(wǎng)線遠期單向最大斷面預(yù)測客流量超過40000人次/h時選用快速、大容量的地鐵交通比較合理；

當網(wǎng)線近期單向最大斷面預(yù)測客流量超過8000人次/h，而遠期單向最大斷面預(yù)測客流量不超過40000人次/h時，且有條件設(shè)較多的地上線時，一般學則輕軌交通系統(tǒng)比較適宜；當遠期網(wǎng)線單向最大斷面預(yù)測客流量不超過2萬人/h。而近期客流量大于5000人/h,可以考慮選用單軌交通系統(tǒng)。縮小列車行車間隔增加行車密度是提高城市交通客運能力最經(jīng)濟合理的辦法。第一節(jié)匝道通行能力分析第二節(jié)匝道連接點通行能力分析第三節(jié)概述第四節(jié)概述第一節(jié)概述一、收費站的分類1.按設(shè)立的位置分類依收費站所處的位置可分為主收費站和匝道收費站。2.按收費公路的收費制式分類（1）均一式（2）開放式（3）封閉式（4）混合式（主線/匝道欄柵式）3.按收費方式分類收費方式可分為停車人工收費、停車半自動收費、停車自動收費和不停車自動收費。二、車型分類及車輛折算系數(shù)車輛分類的主要目標就是要保證車類間收費的公平性，以體現(xiàn)出費用責任意義上的公平性和所得效益上的公平。

車輛分類的標準主要是依據(jù)不同車輛行駛對收費道路路面的破壞程度、對道路建設(shè)投資的影響、對收費公路通行能力的影響程度以及車輛行駛收費道路所獲得的效益情況。收費站車輛換算系數(shù)表7-2（P109）三、收費站車輛排隊理論在收費站通行能力研究中，主要采用排隊理論相繼到達并按一定規(guī)則排隊等候服務(wù)的車輛。正在收費車道接受服務(wù)的車輛和收費設(shè)施一起組成一個“車輛收費排隊系統(tǒng)”1.基本概念（1）排隊與排隊系統(tǒng)（2）排隊系統(tǒng)的三個組成輸入過程如經(jīng)過收費站的車輛總體可以使無限的如在收費站，車輛到達收費站的時刻是隨機的。

a.泊松輸入

b.定長輸入

c.愛爾朗輸入排隊規(guī)則服務(wù)方式（3）排隊系統(tǒng)的實際表達模式用肯道爾符號來表示排隊模型，其表達式為：到達過程/服務(wù)過程/服務(wù)臺數(shù)/系統(tǒng)容量/顧客源容量/排隊規(guī)則如M/M/1/K/∞/FCFS表示到達時間間隔為負指數(shù)分布，服務(wù)時間為負指數(shù)分布，服務(wù)臺數(shù)為1，系統(tǒng)容量為k，顧客總體為無限，排隊規(guī)則為先到先服務(wù)的服務(wù)系統(tǒng)2.排隊系統(tǒng)的主要運行指標及其相互關(guān)系

排隊長度：系統(tǒng)中排隊車輛個數(shù)期望值，單位（輛），以Lq表示隊長：收費系統(tǒng)中車輛個數(shù)期望值，單位（輛），以L表示

L=Lq+正在被服務(wù)的車輛數(shù)排隊時間：車輛在排隊系統(tǒng)中派對上幾件期望值，單位（S），以Wq表示

停留時間：車輛在收費系統(tǒng)的平均停留時間，單位（S），以W表示

W=Wq+服務(wù)時間

令λ表示單位時間內(nèi)平均到達的車輛數(shù)，μ表示單位時間內(nèi)服務(wù)完畢離去的平均車輛數(shù)。

L=λW（7-8）

Lq=λWq（7-9）

W=Wq+1/u（7-10）

L=Lq+λ/u

（7-11）M/G/1模型的特征量：平均隊長：

(7-14)平均停留時間：

W=E[V]+Lq（7-15）平均排隊長：（7-16）平均排隊等候時間：（7-17）式中：ρ–收費車道利用率

λ–車輛平均到達率（veh/s）

V–服務(wù)時間

E[V]–服務(wù)時間的數(shù)學期望值（S）

D[V]–服務(wù)時間的方差（S2）有以上公式可以看出，只要知道λ、E[V]和D[V]，不論服務(wù)時間V呈何種分布都可以求出M/G/1系統(tǒng)的運行指標。四、服務(wù)水平分級

1.服務(wù)水平在公路收費站通行能力研究中，服務(wù)水平采用車輛通過收費站的延誤和服務(wù)通行能力來衡量。

2.分級標準收費站服務(wù)水平與延誤表7-4（P116）第二節(jié)實際運行狀況通行能力分析一、分析方法3.車輛延誤分析車輛的延誤為：

二