道路通行能力第4章

*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,根据实际情况，确定各修正系数,确定单向实际交通量（或指定的交通量）,V,，或定向设计小时交通量,DDHV,计算,V/C,或,V/C,DDHV/(,C,B,f,HV,f,SW,f,CW,）,确定对应的服务水平,LOS,分析说明（其他影响因素）,实际通行能力分析步骤：,设计阶段的服务水平分析时应用,DDHV,所需资料：,选定设计标准（各修正系数）,远景设计年限的,AADT,交通组成,确定设计采用的,LOS,以及,（,V/C,）,i,计算分析,确定各修正参数值,DDHV,AADTHTFD,车道数,N,DDHV/(,C,B,(V/C),i,f,HV,f,SW,f,CW,）,分析、取整,分析说明（其他影响因素）,设计通行能力分析步骤：,双车道公路不考虑,方向,和,车道数,：,C,D,C,B,(V/C),i,f,HV,f,DIR,f,CW,f,FRIC,公路设计采用的水平等级,高速公路各部分均采用,二级服务水平,；但在不得已的情况下，,匝道主线连接处,及,交织区,可降低要求采用,三级,服务水平；,多车道公路路段在平原微丘地形采用,二级,服务水平，在重丘山岭地形采用,三级,服务水平；,汽车双车道公路路段采用,三级,服务水平；,混合交通的双车道公路采用,三级,服务水平。,第,4,章 高速公路路段通行能力分析,一、概述,二、实际运行状况通行能力分析,三、规划和设计阶段通行能力分析,四、计算示例,第一节 概 述,一、基本概念,高速公路,是在设计年限内能适应年平均昼夜交通量,2500055000,pcu/d,的高等级公路。,定义：,高速公路,是专供汽车分方向、分车道行驶并全部控制出入、全部立交的干线公路。,高速公路是唯一一种能提供,完全不间断交通流,的公路设施类型。,通行能力分析的作用：,确定新建或扩建交通设施的,车道宽和车道数,，,评价交通设施改建后的,运行特性和服务水平,，,确定需要改造的交通设施和道路。,二、高速公路基本路段,高速公路分为,基本路段、交织区和匝道,（包括匝道连接点）三个部分，其中高速公路,基本路段是指不受匝道附近的合流、分流以及交织流影响的高速公路路段,，是高速公路系统的重要组成部分。,1.,基本路段的标准条件,设计速度,120km/h,地形 平原微丘,路面宽度,27.5m,左侧路缘带宽度,0.75m,右侧路肩宽度,2.75,行政等级 干线公路,平整度 对速度无影响,交通秩序和交通管理 好,2.,标准化交通条件（理想条件）,通常以,车头时距,作为基础来计算流量的：,(4-1),式中,F,流率（,veh/h/ln,或,veh/h,）,Hav,平均车头时距（,s/veh,）,在实测交通流中可以观测到,4,种车头时距，即：,P,P,：小客车跟随小客车；,P,T:,小客车跟随大客车；,T,P:,大客车跟随小客车；,T,T:,大客车跟随大客车。,标准化交通流,的计算，可,利用,小客车的速度作为车流速度,，用车辆折算系数计算某时间间隔内的标准车数量：,F,p,PCE,i,N,i,车流密度：,D,p,=F,p,/S,p,F,p,标准车流率（,pcu/h/ln,或,pcu/h,）,S,p,小客车平均速度（,km/h,）,D,p,车流密度（,pcu/km/ln,）,第二节 实际运行状况通行能力分析,一、分析步骤,1.,弄清路段基本数据,（,1,）划分高速公路路段,将高速公路沿其长度方向划分为,具有相似特征的若干路段,，然后分别对每个路段进行通行能力分析。,每个分析路段的交通运行状况都不能受立交出入的影响，且整个分析路段的交通特征和车行道特征都必须是,一致,的。,（,2,）记录和整理道路的几何特征参数,总的地形类别,平原地形，,丘陵地形，,山岭地形，,根据,表,4-1,平曲线半径和纵坡坡度（）,来确定路段所属的地形类别。,（,3,）确定设计小时交通量和车辆折算系数,DDHV=AADTHTFD,DDHV,单向设计小时交通量（,pcu/h,）,Directional design-hour volume,The traffic volume for the design hour in,the peak direction,of flow,in vehicles per hour.,AADT,分析年份的平均日交通量（,pcu/h,）,Annual average daily traffic,The total volume of traffic passing a point or segment of a highway facility,in both directions,for one year divided by the number of days in the year.,HTF,小时交通系数，即设计小时交通量与年平均日交通量之比值（默认为,0.09,）,Design-hour factor(K-factor),The proportion of the 24-h volume that occurs during the design hour.,（,HCM,）,D,方向分布系数,Directional split,The directional distribution of hourly volume on a highway,expressed in percentages.,表,4-2,高速公路车辆折算系数,2.,查出（计算）各修正系数，计算实际通行能力,C,C,B,f,HV,f,SW,f,CW,f,HV,f,SW,f,CW,3.,确定区间速度、运行时间和服务水平等级,LOS,4.,分析当地不同于理想的条件因素，调整和分析说明。,二、基础数据调查与分析（课堂阅读）,1.,调查地点选择,高速公路基本路段的数据采集点可分为三类：,（,1,）,理想条件的路段,。选择的主要标准是高速公路的,横断面形式和交通组成,。,（,2,）,通行能力修正路段,。主要考虑的影响因素包括行车道宽度、自由流速度和交通组成。,（,3,）,修正方法的验证路段,注意事项：,为了,进行观测路段平均速度，所选观测路段不宜短于,2km,。,观测点,的位置应避免选在有车辆进出的地方，以保证,交通流数据,的正常。,由于,观测仪器对驾驶员的正常驾驶也会造成影响，所以,仪器的,安放问题在观测点选择时应该一并,考虑。,总而言之，,所选观测点的交通流是正常流，其性质不应被外界所干扰（或少干扰）,。,观测地点应在平坡直线路段，远离匝道和交叉口，并不受交叉口停车、车辆加减速、换车道的影响，所选的观测点应在,图,4-2,标示的区间外。,图,4-2,高速公路匝道及交织区示意图,2.,观测方法,单面观测法,区段观测法。,3.,数据样本要求,需要观测的车速样本量由式（,4-7,）估算：,计算观测车速样本数量标准差，两车道,8.5,km/h,，四车道取,6.8,km/h,六车道取,5.2,km/h;,（双方向）,E,计算车速允许误差，取决于平均车速的精度要求，一般为,1.52km/h,。,c,满足期望置信水平对应的常数，表,4-3,4.,资料和整理和分析,（,1,）断面观测数据处理方法,单车信息,：包括车辆通过的车道号、通过时间、车头时距、地点速度、车型、轴数和各轴间的轴距。,统计速度信息,：地点速度，自由流车辆和全部车辆的速度分布，自由流车辆是指车头时距大于,8,s,的车辆。,Vi,时间平均速度（,km/h,）,V,S,区间平均速（,km/h,）,统计流量信息：,统计各时间段内各车型的数量、平均速度、平均密度，用于计算宏观车辆系数和建立交通流统计分析模型。,统计车头时距：,从,0200km/h,将车辆速度按,5km/h,的步长划分为,40,个区间段，统计各速度区间内各车型的车头时距均值，用于,车辆折算系数,。,（,2,）区间观测数据处理方法,验证修正系数的正确性。,统计各车型的区间速度,。,三、实际条件下通行能力的计算,1.,基本通行能力,又称理论通行能力，是指在一定时间段（取,15min,或,1h,）和理想的道路、交通及管制条件下，一条车道,的一个断面所容许通过的最大持续交通流。,(4-11),高速公路的基本通行能力,C,B,和设计速度高低有关系：,设计速度,120km/h,100km/h,80km/h,60km/h,基本路段的,C,B,2200pcu/h/ln,2200pcu/h/ln,2000pcu/h/ln,1800pcu/h/ln,。,2.,实际条件下的通行能力,C,=,C,B,f,CW,f,SW,f,HV,式中：,C,-,实际条件下的通行能力（,pcu/h,）,;,C,B,-,基本通行能力（,pcu/h,）,;,f,CW,-,行车道宽度,修正,系数；,f,SW,-,侧向净空,修正系数。,f,HV,-,交通组成,修正系数。,3.,影响高速公路,C,B,的因素及其修正系数,（,1,）行车道宽度对通行能力的修正系数,当车道宽度达到某一数值时其通过量能达到理论上的最大值，当车道宽度小于该值时，则通行能力降低。,P51,表,4-4,高速公路行车道宽度 修正系数,（,2,）,侧向净空,影响包括左侧,路缘带宽度和右侧路肩宽度,的影响，当两者宽度小于某一数值时会使驾驶员感到不安全，从而降速、偏离车道线、使旁侧车道利用率降低,P51,表,4-5,侧向净空的 修正系数,（,3,）交通组成对通行能力的修正系数,大型车和中型车,P51,公式（,4-13,）,原理同前,注意：,公式的,P,TC,标记注释有些问题，,应为占总交通量的百分比。,四、路段交通运行状况分析,主要是评价已有高速公路在特定的道路、交通,条件下的通行能力和交通运行状况。,1.,交通流饱和度的确定,不同方向 单车道,的流量,Q,与通行能力,C,比值：,Q/C,2.,实际运行速度的确定,选择曲线,交通流量,Q,实际运行速度,3.,路段服务水平,衡量高速公路服务水平的主要指标,:,车流密度、平均运行速度、交通流状态（,V/C,比）和最大服务流,MSV,.,120 km/h,100 km/h,80 km/h,60 km/h,第三节 规划和设计阶段通行能力分析,目的是确定公路设施的几何线形，在设计、规划阶段，计算在特定的运行状况条件下，承担给定交通量所需要的,公路设施几何参数，如车道数、行车道宽度等,，并预测其它一些设计要素（如,预留中央分隔带、调整路肩宽度、设置爬坡车道,）对通行能力和运行特性的影响。,资料仅有规划年的年平均日交通量（,AADT,）。,一、分析步骤,1.,路段基本资料,（,1,）选定,设计标准,；,（,2,）预测远景设计年限的年平均日交流量,AADT,；,（,3,）定出交通特征，包括,交通组成,及,驾驶员条件,；,（,4,）确定采用的,服务水平,及,V/C,的比值；,（,5,）定出所有,修正系数,和,车辆换算系数,。,2.,分析步骤,（,1,）计算单向设计小时交通量,DDHV,DDHV=AADTHTFD (4-14),（,2,）计算高速公路每一方向所需车道数,N,交通工程手册：,N,DDHV/(C,B,(V/C),i,f,CW,f,SW,f,HV,),教材：,N,DDHV/(SFLPHF),说明,：考虑特定上坡路段的设计小时交通量超过其路段设计通行能力时，需考虑,设置爬坡车道,。还要进行运行分析一边对服务水平作出比较。,（,3,）预测特定条件下路段的通行能力,C,=,C,B,f,CW,f,SW,f,HV,主要是确定特定条件下的,修正系数,（,4,）评价交通运行状况,二、确定路段基本通行能力的分析方法,(,课堂阅读,),1.,基于流量,车道占用率模型的通行能力分,析方法,以,Greenshieds,速度,密度,线性模型为基础：,(4-18),(4-19,),再对观测数据进行模型拟合（回归分析）,进行极大值求解，得到通行能力,C,