通行能力及服务水平整理版.docx
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通行能力及服务水平整理版
通行能力分析
一、道路通行能力的概述
1、基本通行能力：
指在一定的时段，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，合情合理地期望通过人或车辆的最大小时流率。
（基本通行能力是在理想条件下道路具有的通行能力，也称为理想通行能力。
）
2、实际通行能力（可能通行能力）：
指在一定时段，在实际的道路、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，合情合理地期望通过人或车辆的最大小时流率。
（可能通行能力则是在具体条件的约束下，道路具有的通行能力，其值通常小于基本通行能力。
）
3、设计通行能力：
指在一定时段，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。
（指在设计道路时，为保持交通流处于良好的运行状况所采用的特定设计服务水平对应的通行能力，该通行能力不是道路所能提供服务的极限。
）
二、多车道路段通行能力
1、一条车道的理论通行能力
理论通行能力是指在理想的道路与交通条件下，车辆以连续车流形式通过时的通行能力。
在通行能力的理论分析过程中，通常以时间度量的车头时距和空间距离度量的车头间距为基础，推导通行能力的理论分析模型。
其计算公式为：
或
式中：
——一条车道的理论通行能力（辆/h）；
——饱和连续车流的平均车头时距（s）；
——行驶车速（km/h）
——连续车流的车头间距（m）。
我国对一条车道的通行能力进行了专门研究，在《城市道路工程设计规范CJJ37-2012》中建议的一条车道的基本通行能力和设计通行能力的规定如下表所示。
表4.2.2快速路基本路段一条车道的通行能力
设计速度（km/h）
100
80
60
基本通行能力（pcu/h）
2200
2100
1800
设计通行能力（pcu/h）
2000
1750
1400
备注：
快速路应根据交通流行驶特征分为基本路段、分合流区和交织区。
表4.3.2其他等级道路路段一条车道的通行能力
设计速度（km/h）
60
50
40
30
20
基本通行能力（pcu/h）
1800
1700
1650
1600
1400
设计通行能力（pcu/h）
1400
1350
1300
1300
1100
2、一条车道的设计通行能力
城市道路路段设计通行能力（或实用通行能力）可根据一个车道的理论通行能力进行修正而得。
对理论通行能力的修正包括车道数、车道宽度、自行车影响及交叉口影响四个方面。
即：
式中：
——单向路线设计通行能力（pcu/h）；
——自行车影响修正系数；
——车道宽影响修正系数；
——车道数影响修正系数；
——交叉口影响修正系数。
修正系数的计算方法如下：
（1）自行车影响折减系数的确定
自行车修正系数γ
道路断面情况
设有机非分隔带（墩）
无分隔带（墩），但自行车道负荷不饱和
无分隔带（墩）且自行车道超饱和负荷
自行车修正系数γ
1
0.8
备注：
——自行车交通量（辆/h）；
——每米宽自行车道的实用通行能力（辆/h）；
——单向机动车道宽度（m）；
——单向非机动车道宽度（m）。
对于自行车道通行能力，在连续条件下（有分隔带），每米宽自行车道的理论通行能力为：
=2200辆/h。
无分隔带时，自行车的通行能力小于有分隔带的自行车道通行能力，《城市道路设计规范CJJ37-90》建议的有无分隔带的自行车道通行能力比为0.82，即无分隔带时，每米宽自行车道理论通行能力为：
=2200*0.82=1800辆/h。
由于平面交叉口的影响，路段上一般只有50%的时间能有效通行，故每米宽自行车道的实用通行能力为：
=1800*0.5=900辆/h，该值与《城市道路设计规范CJJ37-90》建议值800-1000辆/h是一致的。
（2）车道宽度影响修正系数
当车的宽度为标准宽度3.5m时，=100%,车道宽度与影响系数之间的变化关系如下表所示。
车道宽度修正系数η与的关系表
/m
2.5
3
3.5
4
4.5
5
5.5
6
η/%
50
75
100
111
120
126
129
130
（3）车道数修正系数
前苏联采用的车道数修正系数如下表所示。
表5-26前苏联采用的车道数修正系数
单向车道数
1
2
3
4
1
1.9
2.9
3.5
我国通常采用的车道利用系数如下表所示。
表5-27我国常用的车道利用系数
车道
第一车道
第二车道
第三车道
第四车道
车道利用系数
1
0.8-0.89
0.65-0.70（0.65-0.78）
0.50-0.65
根据我国采用的车道利用系数，对于通行能力而言，车道数修正系数如下表5-28所示。
表5-28车道数修正系数
车道数
1
2
3
4
车道数修正系数
1
1.8-1.89
2.5-2.63
3.07-3.22
平均值
1
1.85
2.57
3.15
根据国内外研究结果，在具体规划时，可采用表5-29所示的车道修正系数，即相当于各车道的利用系数为1,0.87,0.73,0.6。
表5-29车道数修正系数采用值
车道数
1
2
3
4
车道数修正系数
1
1.87
2.60
3.20
（4）交叉口影响修正系数
交叉口影响修正系数，主要取决于交叉口控制方式及交叉口间距。
当交叉口间距较小时，交叉口的停车延误在车里行驶时间所占的比例较小，不利于道路空间的利用、路段通行能力的发挥及路段车速的提高。
交叉口间距的增大，有利于提高路段通行能力及路段车速，有利于充分利用道路空间，经研究表明，交叉口间距从200米增大到800米时，其通行能力可提高80%左右。
表5-25为通行能力与交叉口间距的关系值。
表2-25交叉口间距与路段通行能力的关系
间距/m
车道数
200
300
400
500
600
700
800
2
1258
1555
1762
1912
2060
2157
2240
3
1780
2208
2505
2720
2930
3060
3180
4
2310
2850
3250
3520
3800
3865
4130
备注：
路段交叉口为信号控制，周期为80s。
由上表可见，路段通行能力提高值与交叉口间距基本上呈线性关系。
因此，交叉口影响修正系数可采用下表计算：
式中，——交叉口间距（m）；
——交叉口有效通行时间比，视路段起点交叉口控制方式定，信号交叉口即为绿信比。
如果由上式计算的大于1，则取。
上式也可用于道路空间利用（密度）的修正。
备注：
以上内容参考《交通工程学》王炜，过秀成。
例题：
某路段单向机动车道宽为2.8米，交叉口间距离为300米，两端交叉口采用信号控制，绿信比为0.48，机动车道与非机动车道设有隔离带。
试计算路段的设计通行能力。
解：
一个车道的理论通行能力为：
路段设计通行能力为
由于机动车道与非机动车道之间设有隔离带，故
机动车道总宽为8米，不足3车道，只能按2车道处理，每个车道宽=4米，则：
=-54+188*4/3-16*42/3=11.3%.
其他参考因素：
（5）道路分类修正系数
道路分类修正系数α
道路分类
快速路
主干路
次干路
支路
α
0.75
0.8
0.85
0.90
（6）街道化修正系数
道路两侧建筑物常产生行人和非机动车流对汽车的干扰，从而迫使汽车降速和通行能力降低。
街道化修正系数a
街道化程度
未街道化区段
少许街道化区段
街道化区段
街道化修正系数a
1
0.9-0.8
0.8-0.7
三、道路平面交叉口的通行能力
1、无信号交叉口-暂时停车方式
（1）行车规则
两向停车方式：
通常用于主要道路与次要道路相交路口，主要道路上的车辆优先通行，通过路口不用停车；次要道路中的车辆，必须首先让主要道路上的车辆通行，寻找机会，穿越主要道路上车流的空档，通过路口。
（目前惯例）
同向停车方式：
用于相交道路同等重要程度，相交道路的车辆通过交叉口具有同等的优先权，都必须在路口处停车，然后根据“先到先行”的原则，选择恰当时机通过。
（2）通行能力计算方法
下面主要介绍两向停车方式下，次要道路的通行能力的计算方法。
主要道路上能够通过的车辆多少，按路段计算。
次要道路上能够通过多少车辆，受下列因素影响：
主要道路上车流的车头间隔分布、次要道路上车辆穿越主要道路车流所需时间、次要道路上车辆跟驰的车头时距大小、主要道路上车流的流向分布。
因此，这种路口的通行能力，等于主要道路上的交通量加上次要道路上车辆穿越空档能通过的车辆数。
若主要道路上的车流已经饱和，则次要道路上的车辆一辆也通不过。
可见，无信号交叉口的通行能力最大等于主要道路路段的通行能力。
事实上，在无信号交叉口，主要道路上的交通量不大，车辆呈随机到达，有一定空档供次要道路的车辆穿越，相交车流能正常运行；如果主要道路的交通量多大，无法保证提供可穿插间隙，则必须加设信号灯，分配行驶时间，否则交叉口的交通将无法正常运行。
假设：
主要道路上的车辆优先通过路口；主要道路上的双向车流视为一股车流；交通量不大，车辆之间的间隙分布符合指数分布；当间隙大于临界间隙t0时，次要道路上车辆可以穿越主要道路。
并且，当次要道路中车辆跟驰的车头间距小于t秒时，次要道路中的跟驰车辆可以连续通过。
根据以上假设，利用概率论，按可穿越间隙理论，可以推算出次要道路上的车辆每小时能穿越主要道路车流的数量为：
式中：
Q主——主要道路上的交通量，pcu/h；
Q次——次要道路可能通过的车辆数，pcu/h；
q——Q主/3600，pcu/h；
t0——临界间隙时间，与次要道路的交通管理方式有关。
若采用停车标志，t0为6-8s；若采用让路标志，则t0为5-7s；
t——次要道路上车辆连续穿越主要道路的跟驰车头时距，t=3-5s。
例题：
一无信号灯控制的交叉口，主要道路的双向交通量为1200pcu/h，车辆到达符合泊松分布。
次要道路上车辆可穿越的临界车头时距t0=6s。
车辆跟驰行驶的车头时距t=3s。
求次要道路上的车辆可穿越主要道路车流的数量。
解答：
同样计算，得到下表所示的各个数值。
次要道路通行能力
次要道路行驶方式
车头时距/s
主要道路双向交通量/（pcu/h）
t0
t
800
1000
1200
1400
1600
停车等空档
9
5
160
110
70
50
30
8
5
200
140
100
70
50
7
5
250
190
140
10
80
低速等空档
8
3
275
190
130
90
60
7
3
345
250
185
135
95
6
3
335
255
195
150
注：
次要道路通行能力很少超过主要道路交通量的二分之一。
美国各州道路运输工作者协会认为，无信号交叉口，在不影响主要道路车辆通行的情况下，次要道路可通过的交通量不超过下表中数值。
无信号交叉口的通行能力
主要道路为二车道
主要道路交通量
400
500
600
次要道路交通量
250
200
100
主要道路为四车道
主要道路交通量
1000
1500
2000
次要道
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