道路通行能力第4章

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1、*,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,*,根據(jù)實際情況，確定各修正系數(shù),確定單向?qū)嶋H交通量（或指定的交通量）,V,，或定向設(shè)計小時交通量,DDHV,計算,V/C,或,V/C,DDHV/(,C,B,f,HV,f,SW,f,CW,）,確定對應(yīng)的服務(wù)水平,LOS,分析說明（其他影響因素）,實際通行能力分析步驟：,設(shè)計階段的服務(wù)水平分析時應(yīng)用,DDHV,所需資料：,選定設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（各修正系數(shù)）,遠(yuǎn)景設(shè)計年限的,AADT,交通組成,確定設(shè)計采用的,LOS,以及,（,

2、V/C,）,i,計算分析,確定各修正參數(shù)值,DDHV,AADTHTFD,車道數(shù),N,DDHV/(,C,B,(V/C),i,f,HV,f,SW,f,CW,）,分析、取整,分析說明（其他影響因素）,設(shè)計通行能力分析步驟：,雙車道公路不考慮,方向,和,車道數(shù),：,C,D,C,B,(V/C),i,f,HV,f,DIR,f,CW,f,FRIC,公路設(shè)計采用的水平等級,高速公路各部分均采用,二級服務(wù)水平,；但在不得已的情況下，,匝道主線連接處,及,交織區(qū),可降低要求采用,三級,服務(wù)水平；,多車道公路路段在平原微丘地形采用,二級,服務(wù)水平，在重丘山嶺地形采用,三級,服務(wù)水平；,汽車雙車道公路路段采用,三級,

3、服務(wù)水平；,混合交通的雙車道公路采用,三級,服務(wù)水平。,第,4,章 高速公路路段通行能力分析,一、概述,二、實際運(yùn)行狀況通行能力分析,三、規(guī)劃和設(shè)計階段通行能力分析,四、計算示例,第一節(jié) 概 述,一、基本概念,高速公路,是在設(shè)計年限內(nèi)能適應(yīng)年平均晝夜交通量,2500055000,pcu/d,的高等級公路。,定義：,高速公路,是專供汽車分方向、分車道行駛并全部控制出入、全部立交的干線公路。,高速公路是唯一一種能提供,完全不間斷交通流,的公路設(shè)施類型。,通行能力分析的作用：,確定新建或擴(kuò)建交通設(shè)施的,車道寬和車道數(shù),，,評價交通設(shè)施改建后的,運(yùn)行特性和服務(wù)水平,，,確定需要改造的交通設(shè)施和道路。,

4、二、高速公路基本路段,高速公路分為,基本路段、交織區(qū)和匝道,（包括匝道連接點）三個部分，其中高速公路,基本路段是指不受匝道附近的合流、分流以及交織流影響的高速公路路段,，是高速公路系統(tǒng)的重要組成部分。,1.,基本路段的標(biāo)準(zhǔn)條件,設(shè)計速度,120km/h,地形 平原微丘,路面寬度,27.5m,左側(cè)路緣帶寬度,0.75m,右側(cè)路肩寬度,2.75,行政等級 干線公路,平整度 對速度無影響,交通秩序和交通管理 好,2.,標(biāo)準(zhǔn)化交通條件（理想條件）,通常以,車頭時距,作為基礎(chǔ)來計算流量的：,(4-1),式中,F,流率（,veh/h/ln,或,veh/h,）,Hav,平均車頭時距（,s/veh,）,在實測

5、交通流中可以觀測到,4,種車頭時距，即：,P,P,：小客車跟隨小客車；,P,T:,小客車跟隨大客車；,T,P:,大客車跟隨小客車；,T,T:,大客車跟隨大客車。,標(biāo)準(zhǔn)化交通流,的計算，可,利用,小客車的速度作為車流速度,，用車輛折算系數(shù)計算某時間間隔內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)車數(shù)量：,F,p,PCE,i,N,i,車流密度：,D,p,=F,p,/S,p,F,p,標(biāo)準(zhǔn)車流率（,pcu/h/ln,或,pcu/h,）,S,p,小客車平均速度（,km/h,）,D,p,車流密度（,pcu/km/ln,）,第二節(jié) 實際運(yùn)行狀況通行能力分析,一、分析步驟,1.,弄清路段基本數(shù)據(jù),（,1,）劃分高速公路路段,將高速公路沿其長度方

6、向劃分為,具有相似特征的若干路段,，然后分別對每個路段進(jìn)行通行能力分析。,每個分析路段的交通運(yùn)行狀況都不能受立交出入的影響，且整個分析路段的交通特征和車行道特征都必須是,一致,的。,（,2,）記錄和整理道路的幾何特征參數(shù),總的地形類別,平原地形，,丘陵地形，,山嶺地形，,根據(jù),表,4-1,平曲線半徑和縱坡坡度（）,來確定路段所屬的地形類別。,（,3,）確定設(shè)計小時交通量和車輛折算系數(shù),DDHV=AADTHTFD,DDHV,單向設(shè)計小時交通量（,pcu/h,）,Directional design-hour volume,The traffic volume for the design hou

7、r 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,小時交通系數(shù)，即設(shè)計小時交通量與年平均日交通量之比值（默認(rèn)為,0.09

8、,）,Design-hour factor(K-factor),The proportion of the 24-h volume that occurs during the design hour.,（,HCM,）,D,方向分布系數(shù),Directional split,The directional distribution of hourly volume on a highway,expressed in percentages.,表,4-2,高速公路車輛折算系數(shù),2.,查出（計算）各修正系數(shù)，計算實際通行能力,C,C,B,f,HV,f,SW,f,CW,f,HV,f,SW,f,CW,3

9、.,確定區(qū)間速度、運(yùn)行時間和服務(wù)水平等級,LOS,4.,分析當(dāng)?shù)夭煌诶硐氲臈l件因素，調(diào)整和分析說明。,二、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查與分析（課堂閱讀）,1.,調(diào)查地點選擇,高速公路基本路段的數(shù)據(jù)采集點可分為三類：,（,1,）,理想條件的路段,。選擇的主要標(biāo)準(zhǔn)是高速公路的,橫斷面形式和交通組成,。,（,2,）,通行能力修正路段,。主要考慮的影響因素包括行車道寬度、自由流速度和交通組成。,（,3,）,修正方法的驗證路段,注意事項：,為了,進(jìn)行觀測路段平均速度，所選觀測路段不宜短于,2km,。,觀測點,的位置應(yīng)避免選在有車輛進(jìn)出的地方，以保證,交通流數(shù)據(jù),的正常。,由于,觀測儀器對駕駛員的正常駕駛也會造成影響，

10、所以,儀器的,安放問題在觀測點選擇時應(yīng)該一并,考慮。,總而言之，,所選觀測點的交通流是正常流，其性質(zhì)不應(yīng)被外界所干擾（或少干擾）,。,觀測地點應(yīng)在平坡直線路段，遠(yuǎn)離匝道和交叉口，并不受交叉口停車、車輛加減速、換車道的影響，所選的觀測點應(yīng)在,圖,4-2,標(biāo)示的區(qū)間外。,圖,4-2,高速公路匝道及交織區(qū)示意圖,2.,觀測方法,單面觀測法,區(qū)段觀測法。,3.,數(shù)據(jù)樣本要求,需要觀測的車速樣本量由式（,4-7,）估算：,計算觀測車速樣本數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)差，兩車道,8.5,km/h,，四車道取,6.8,km/h,六車道取,5.2,km/h;,（雙方向）,E,計算車速允許誤差，取決于平均車速的精度要求，一般為,1

11、.52km/h,。,c,滿足期望置信水平對應(yīng)的常數(shù)，表,4-3,4.,資料和整理和分析,（,1,）斷面觀測數(shù)據(jù)處理方法,單車信息,：包括車輛通過的車道號、通過時間、車頭時距、地點速度、車型、軸數(shù)和各軸間的軸距。,統(tǒng)計速度信息,：地點速度，自由流車輛和全部車輛的速度分布，自由流車輛是指車頭時距大于,8,s,的車輛。,Vi,時間平均速度（,km/h,）,V,S,區(qū)間平均速（,km/h,）,統(tǒng)計流量信息：,統(tǒng)計各時間段內(nèi)各車型的數(shù)量、平均速度、平均密度，用于計算宏觀車輛系數(shù)和建立交通流統(tǒng)計分析模型。,統(tǒng)計車頭時距：,從,0200km/h,將車輛速度按,5km/h,的步長劃分為,40,個區(qū)間段，統(tǒng)計各

12、速度區(qū)間內(nèi)各車型的車頭時距均值，用于,車輛折算系數(shù),。,（,2,）區(qū)間觀測數(shù)據(jù)處理方法,驗證修正系數(shù)的正確性。,統(tǒng)計各車型的區(qū)間速度,。,三、實際條件下通行能力的計算,1.,基本通行能力,又稱理論通行能力，是指在一定時間段（取,15min,或,1h,）和理想的道路、交通及管制條件下，一條車道,的一個斷面所容許通過的最大持續(xù)交通流。,(4-11),高速公路的基本通行能力,C,B,和設(shè)計速度高低有關(guān)系：,設(shè)計速度,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,。

13、,2.,實際條件下的通行能力,C,=,C,B,f,CW,f,SW,f,HV,式中：,C,-,實際條件下的通行能力（,pcu/h,）,;,C,B,-,基本通行能力（,pcu/h,）,;,f,CW,-,行車道寬度,修正,系數(shù)；,f,SW,-,側(cè)向凈空,修正系數(shù)。,f,HV,-,交通組成,修正系數(shù)。,3.,影響高速公路,C,B,的因素及其修正系數(shù),（,1,）行車道寬度對通行能力的修正系數(shù),當(dāng)車道寬度達(dá)到某一數(shù)值時其通過量能達(dá)到理論上的最大值，當(dāng)車道寬度小于該值時，則通行能力降低。,P51,表,4-4,高速公路行車道寬度 修正系數(shù),（,2,）,側(cè)向凈空,影響包括左側(cè),路緣帶寬度和右側(cè)路肩寬度,的影響，

14、當(dāng)兩者寬度小于某一數(shù)值時會使駕駛員感到不安全，從而降速、偏離車道線、使旁側(cè)車道利用率降低,P51,表,4-5,側(cè)向凈空的 修正系數(shù),（,3,）交通組成對通行能力的修正系數(shù),大型車和中型車,P51,公式（,4-13,）,原理同前,注意：,公式的,P,TC,標(biāo)記注釋有些問題，,應(yīng)為占總交通量的百分比。,四、路段交通運(yùn)行狀況分析,主要是評價已有高速公路在特定的道路、交通,條件下的通行能力和交通運(yùn)行狀況。,1.,交通流飽和度的確定,不同方向 單車道,的流量,Q,與通行能力,C,比值：,Q/C,2.,實際運(yùn)行速度的確定,選擇曲線,交通流量,Q,實際運(yùn)行速度,3.,路段服務(wù)水平,衡量高速公路服務(wù)水平的主要

15、指標(biāo),:,車流密度、平均運(yùn)行速度、交通流狀態(tài)（,V/C,比）和最大服務(wù)流,MSV,.,120 km/h,100 km/h,80 km/h,60 km/h,第三節(jié) 規(guī)劃和設(shè)計階段通行能力分析,目的是確定公路設(shè)施的幾何線形，在設(shè)計、規(guī)劃階段，計算在特定的運(yùn)行狀況條件下，承擔(dān)給定交通量所需要的,公路設(shè)施幾何參數(shù)，如車道數(shù)、行車道寬度等,，并預(yù)測其它一些設(shè)計要素（如,預(yù)留中央分隔帶、調(diào)整路肩寬度、設(shè)置爬坡車道,）對通行能力和運(yùn)行特性的影響。,資料僅有規(guī)劃年的年平均日交通量（,AADT,）。,一、分析步驟,1.,路段基本資料,（,1,）選定,設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),；,（,2,）預(yù)測遠(yuǎn)景設(shè)計年限的年平均日交流量,AA

16、DT,；,（,3,）定出交通特征，包括,交通組成,及,駕駛員條件,；,（,4,）確定采用的,服務(wù)水平,及,V/C,的比值；,（,5,）定出所有,修正系數(shù),和,車輛換算系數(shù),。,2.,分析步驟,（,1,）計算單向設(shè)計小時交通量,DDHV,DDHV=AADTHTFD (4-14),（,2,）計算高速公路每一方向所需車道數(shù),N,交通工程手冊：,N,DDHV/(C,B,(V/C),i,f,CW,f,SW,f,HV,),教材：,N,DDHV/(SFLPHF),說明,：考慮特定上坡路段的設(shè)計小時交通量超過其路段設(shè)計通行能力時，需考慮,設(shè)置爬坡車道,。還要進(jìn)行運(yùn)行分析一邊對服務(wù)水平作出比較。,（,3,）預(yù)測特定條件下路段的通行能力,C,=,C,B,f,CW,f,SW,f,HV,主要是確定特定條件下的,修正系數(shù),（,4,）評價交通運(yùn)行狀況,二、確定路段基本通行能力的分析方法,(,課堂閱讀,),1.,基于流量,車道占用率模型的通行能力分,析方法,以,Greenshieds,速度,密度,線性模型為基礎(chǔ)：,(4-18),(4-19,),再對觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行模型擬合（回歸分析）,進(jìn)行極大值求解，得到通行能力,C,