数学建模竞赛道路通行能力研究市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx

交通工程交通工程交通工程交通工程第五章第五章 道路通行能力道路通行能力第1页交通工程交通工程交通工程交通工程信号控制交叉口通行能力信号控制交叉口通行能力高速公路通行能力高速公路通行能力概述概述章节安排 普通公路通行能力普通公路通行能力无信号控制交叉口通行能力无信号控制交叉口通行能力第2页 通行能力通行能力 交通需求交通需求无交通拥挤无交通拥挤 通行能力通行能力 交通需求交通需求交通拥挤发生交通拥挤发生 城市城市中早晚交通拥挤中早晚交通拥挤 交通需求终究在多大程度上超出了通行能力交通需求终究在多大程度上超出了通行能力？1010？、？、2020？3030倍以上倍以上？交通需求超出通行能力交通需求超出通行能力 5 5 1010 程度程度 交通拥挤发生交通拥挤发生 严重交通拥堵严重交通拥堵为何会发生交通阻塞为何会发生交通阻塞？第3页交通阻塞发生示意图交通阻塞发生示意图时刻时刻累计交通量需需求求容量増加容量増加阻阻塞塞消消除除容量容量阻阻塞塞发发生生阻阻塞塞消消除除n 通行能力是道路系统规划、设计、建设、管理指南针通行能力是道路系统规划、设计、建设、管理指南针n 经过交通需求与通行能力比较，能够评价道路交通服务水平经过交通需求与通行能力比较，能够评价道路交通服务水平n 交通需求与通行能力之间关系，是交通环境评价依据交通需求与通行能力之间关系，是交通环境评价依据第4页交通工程交通工程交通工程交通工程为何要研究通行能力？交通需求交通需求交通供给交通供给交通拥堵问题交通拥堵问题交通事故问题交通事故问题环境污染问题环境污染问题能源消耗问题能源消耗问题第5页交通工程交通工程交通工程交通工程第6页交通工程交通工程交通工程交通工程学习关键点：1 1、透彻了解影响通行能力各种原因及运行质量（道、透彻了解影响通行能力各种原因及运行质量（道路条件、交通条件、控制条件、环境条件）。路条件、交通条件、控制条件、环境条件）。2 2、掌握各种道路设施通行能力特征及其计算方法。、掌握各种道路设施通行能力特征及其计算方法。第7页交通工程交通工程交通工程交通工程学习关键点 分析对象：分析对象：分析对象：分析对象：(1)(1)(1)(1)高速公路（控制进入）基本路段；高速公路（控制进入）基本路段；高速公路（控制进入）基本路段；高速公路（控制进入）基本路段；(2)(2)(2)(2)双车道公路路段；双车道公路路段；双车道公路路段；双车道公路路段；(3)(3)(3)(3)普通城市道路路段；普通城市道路路段；普通城市道路路段；普通城市道路路段；(4)(4)(4)(4)无信号控制平面交叉；无信号控制平面交叉；无信号控制平面交叉；无信号控制平面交叉；(5)(5)(5)(5)信号控制平面交叉；信号控制平面交叉；信号控制平面交叉；信号控制平面交叉；各种设施各种设施交通运行特征交通运行特征、通行能力、通行能力主要影响原因主要影响原因，计算计算思绪以及计算方法思绪以及计算方法。第8页交通工程交通工程交通工程交通工程国内外道路通行能力研究概况国内外道路通行能力研究概况 美美美美国国国国最最最最早早早早进进进进行行行行通通通通行行行行能能能能力力力力研研研研究究究究工工工工作作作作，其其其其结结结结果果果果集集集集中中中中地地地地反反反反应应应应在在在在Highway Highway Capacity Capacity ManualManual（简简简简称称称称HCMHCM）中中中中，最最最最新新新新版版版版本本本本为为为为HCM HCM 许许许许多多多多发发发发达达达达国国国国家家家家如如如如瑞瑞瑞瑞典典典典、加加加加拿拿拿拿大大大大、澳澳澳澳大大大大利利利利亚亚亚亚、德德德德国国国国等等等等也也也也都都都都对对对对本本本本国国国国交交交交通通通通情情情情况况况况进进进进行行行行了了了了研究研究研究研究,编制了对应道路通行能力手册编制了对应道路通行能力手册编制了对应道路通行能力手册编制了对应道路通行能力手册 当当当当前前前前国国国国际际际际上上上上有有有有许许许许多多多多道道道道路路路路通通通通行行行行能能能能力力力力模模模模拟拟拟拟软软软软件件件件，如如如如 美美美美 国国国国 HCS HCS(Highway(Highway Capacity Capacity Software)Software)，瑞典公路局，瑞典公路局，瑞典公路局，瑞典公路局CAPCALCAPCAL 上上上上世世世世纪纪纪纪八八八八十十十十年年年年代代代代后后后后期期期期，东东东东南南南南大大大大学学学学、同同同同济济济济大大大大学学学学、北北北北京京京京工工工工业业业业大大大大学学学学等等等等高高高高校校校校以以以以及及及及交交交交通通通通部部部部所所所所属属属属部部部部分分分分科科科科研研研研所所所所对对对对适适适适合合合合我我我我国国国国国国国国情情情情道道道道路路路路通通通通行能力进行了研究工作行能力进行了研究工作行能力进行了研究工作行能力进行了研究工作第9页道路通行能力道路通行能力n 什么是通行能力（什么是通行能力（traffic capacitytraffic capacity）？）？在一定道路条件在一定道路条件、交通条件、控制条件、环境条件下交通条件、控制条件、环境条件下、道路断面在一定时间内能够经过最大车辆数道路断面在一定时间内能够经过最大车辆数n 车辆数量表现车辆数量表现 交通量交通量11换算系数换算系数2 2交通量交通量22换算系数换算系数2 2 换算成小汽车数换算成小汽车数（pcupcu：passenger car unitpassenger car unit）【例】标准辆数【例】标准辆数 2,000 pcu/h2,000 pcu/h 实际辆数实际辆数 1,8001,800 辆辆 /h hn 计量通行能力时间单位计量通行能力时间单位时间单位愈大交通不均匀性也愈大，无法准确反应交时间单位愈大交通不均匀性也愈大，无法准确反应交通量与服务水平关系。通惯用小时为单位，美国用通量与服务水平关系。通惯用小时为单位，美国用15min15min标准车辆标准车辆第10页 通行能力是指所分析道路、设施没有任何改变通行能力是指所分析道路、设施没有任何改变,还还假定其含有良好气候条件和路面条件下经过能力假定其含有良好气候条件和路面条件下经过能力,如条如条件有任何改变都会引发通行能力改变。件有任何改变都会引发通行能力改变。总之总之,道路通行能力不是一个一成不变定值道路通行能力不是一个一成不变定值,是随其是随其运行质量改变而变动疏解交通能力极限。运行质量改变而变动疏解交通能力极限。通行能力分析主要目标是求得在不一样运行质量通行能力分析主要目标是求得在不一样运行质量下下1h1h所能通行最大交通量，即可求得在指定交通运行所能通行最大交通量，即可求得在指定交通运行质量条件下所能负担交通能力。质量条件下所能负担交通能力。第11页二者都是单位时间内经过道路某断面交通体数量。二者都是单位时间内经过道路某断面交通体数量。通行能力反应了道路容量，是道路容纳性能一个量度。通行能力反应了道路容量，是道路容纳性能一个量度。交通量反应了道路实际负荷交通数量大小，是交通体依据交通量反应了道路实际负荷交通数量大小，是交通体依据实际情况在道路上运行详细表达。实际情况在道路上运行详细表达。道路通行能力分析主要目标？道路通行能力分析主要目标？确定某道路设施在通常条件下能容纳最大交通量。确定某道路设施在通常条件下能容纳最大交通量。确定在保持与要求运行特征相适应条件下，某道路设施确定在保持与要求运行特征相适应条件下，某道路设施所能容纳最大交通量。所能容纳最大交通量。通行能力和交通量关系什么？通行能力和交通量关系什么？第12页计算通行能力条件计算通行能力条件l道路条件道路条件 是指公路是指公路几何特征几何特征几何特征几何特征（车道数、车道、路肩、中央带（车道数、车道、路肩、中央带等宽度，侧向净宽，设计速度及平、纵线形和视距等）等宽度，侧向净宽，设计速度及平、纵线形和视距等）l交通条件交通条件 是指是指交通特征交通特征交通特征交通特征（交通流中交通组成、交通量、不一（交通流中交通组成、交通量、不一样车道中交通量分布、上下行方向交通量分布）样车道中交通量分布、上下行方向交通量分布）l控制条件控制条件 是指交通是指交通控制设施控制设施控制设施控制设施形式及特定设计和形式及特定设计和交通规则交通规则交通规则交通规则l环境条件环境条件 指横向干扰程度以及指横向干扰程度以及交通秩序交通秩序交通秩序交通秩序 第13页道路通行能力分类道路通行能力分类n基本通行能力基本通行能力basic capacitybasic capacity公路某组成部分在公路某组成部分在理想理想理想理想道路、交通、控制和环境条件下，一条车道一横断面道路、交通、控制和环境条件下，一条车道一横断面上，上，不论服务水平怎样不论服务水平怎样不论服务水平怎样不论服务水平怎样，1h1h所能经过标准车辆最大辆数所能经过标准车辆最大辆数(pcu)(pcu)通常以高速公路上观察到最大交通量为基准通常以高速公路上观察到最大交通量为基准通常以高速公路上观察到最大交通量为基准通常以高速公路上观察到最大交通量为基准(理想、理论通行能力理想、理论通行能力理想、理论通行能力理想、理论通行能力)n可能通行能力可能通行能力possible capacitypossible capacity公路某组成部分在公路某组成部分在实际实际实际实际道路、交通、控制及环境条件下，一条车道一横断面道路、交通、控制及环境条件下，一条车道一横断面上，上，不论服务水平怎样不论服务水平怎样不论服务水平怎样不论服务水平怎样，1h1h所能经过车辆最大辆数所能经过车辆最大辆数(pcu)(pcu)是现实条件道路上最大交通量（实际通行能力）是现实条件道路上最大交通量（实际通行能力）是现实条件道路上最大交通量（实际通行能力）是现实条件道路上最大交通量（实际通行能力）n设计通行能力设计通行能力design capacitydesign capacity公路某组成部分在公路某组成部分在预测预测预测预测道路、交通、控制及环境条件下，一条车道一横断面道路、交通、控制及环境条件下，一条车道一横断面上，上，在指定设计服务水平下在指定设计服务水平下在指定设计服务水平下在指定设计服务水平下，1h1h所能经过车辆最大辆数所能经过车辆最大辆数(pcu)(pcu)是道路规划、设计依据（实用通行能力）是道路规划、设计依据（实用通行能力）是道路规划、设计依据（实用通行能力）是道路规划、设计依据（实用通行能力）第14页三者间关系三者间关系各种修正系数各种修正系数指定服务水平指定服务水平下下V/C比比第15页基本基本通行能力中理想条件通行能力中理想条件道路条件道路条件道路条件道路条件 车道幅宽十分大（车道幅宽十分大（3.5m3.5m以上）以上）道路旁障碍物距离足够大道路旁障碍物距离足够大(侧向净空在侧向净空在1.75m1.75m以上以上)线性条件良好线性条件良好交通条件交通条件交通条件交通条件 交通流仅由小客车组成，无车型混合、机非混合交通流仅由小客车组成，无车型混合、机非混合 没有任何速度限制没有任何速度限制控制条件控制条件控制条件控制条件 是指交通控制设施形式及特定设计和交通规划是指交通控制设施形式及特定设计和交通规划环境条件环境条件环境条件环境条件 指横向干扰程度以及交通秩序等指横向干扰程度以及交通秩序等理想条件：对条件深入提升也不能提升基本通行能力条件。理想条件：对条件深入提升也不能提升基本通行能力条件。理想条件：对条件深入提升也不能提升基本通行能力条件。理想条件：对条件深入提升也不能提升基本通行能力条件。第16页需分别进行通行能力和服务水平分析公路组成部分需分别进行通行能力和服务水平分析公路组成部分 (1)(1)高速公路（控制进入）基本路段；高速公路（控制进入）基本路段；(2)(2)不控制进入多车道公路路段；不控制进入多车道公路路段；(3)(3)不控制进入双车道公路路段；不控制进入双车道公路路段；(4)(4)混合交通双车道公路路段；混合交通双车道公路路段；(5)(5)匝道，包含匝道根本连接部分；匝道，包含匝道根本连接部分；(6)(6)交织区；交织区；(7)(7)无信号控制平面交叉；无信号控制平面交叉；(8)(8)信号控制平面交叉；信号控制平面交叉；（9 9）市区及近郊干线道路）市区及近郊干线道路。第17页服服 务务 水水 平平n 服务水平服务水平服务水平服务水平(Level of Service)(Level of Service)(Level of Service)(Level of Service)美国美国HCMHCM中要求为：描述交通流内运行条件以及影响驾驶员和乘客感受一个质中要求为：描述交通流内运行条件以及影响驾驶员和乘客感受一个质量标准。量标准。n (美国美国美国美国)六级服务水平六级服务水平六级服务水平六级服务水平A A B B C C D D E E F F 速度速度高高、密度小、密度小 速度速度低、密度大低、密度大舒适度高舒适度高 舒适度低舒适度低n n (中国中国中国中国)四级服务水平四级服务水平四级服务水平四级服务水平一级一级二级二级三级三级四级四级 A B A B C D C D E F E Fn 服务交通量服务交通量服务交通量服务交通量 不一样服务水平下要求经过交通量。服务水平高，服务交通量小，反之亦不一样服务水平下要求经过交通量。服务水平高，服务交通量小，反之亦然。然。n n最大服务交通量最大服务交通量最大服务交通量最大服务交通量 每一服务水平有其服务质量范围，服务水平最差时对应交通量称为最大每一服务水平有其服务质量范围，服务水平最差时对应交通量称为最大服务交通量。服务交通量。第18页A A 级级F F 级级E E 级级D D 级级C C 级级B B 级级第19页流量流量速速度度自由流自由流稳稳 定定 流流强制流强制流0ABC不稳定流不稳定流DEF第20页服务水平划分指标服务水平划分指标n行车速度和运行时间行车速度和运行时间;n车辆行驶时自由程度车辆行驶时自由程度(通畅性通畅性););n交通受阻或受干扰程度交通受阻或受干扰程度,以及行车延误和每以及行车延误和每 公里停车次数等公里停车次数等;n行车安全性行车安全性(事故率和经济损失等事故率和经济损失等););n行车舒适性和乘客满意程度行车舒适性和乘客满意程度;n最大密度最大密度,每车道每公里范围内车辆最大密度每车道每公里范围内车辆最大密度;n经济性经济性(行驶费用行驶费用)第21页 然而然而,因为实际确定服务等级时因为实际确定服务等级时,难以全方面考虑难以全方面考虑和综合上述诸原因和综合上述诸原因,往往仅以其中某几项指标作为代往往仅以其中某几项指标作为代表。表。如行车速度及服务交通量与通行能力之比如行车速度及服务交通量与通行能力之比,作为作为路段评定服务等级主要影响原因。路段评定服务等级主要影响原因。同时同时,因为这几项指标比较易于观察因为这几项指标比较易于观察,而且车速而且车速和服务交通量也同其它原因相关和服务交通量也同其它原因相关,所以取此二者作为所以取此二者作为评价服务水平主要指标是有一定依据。评价服务水平主要指标是有一定依据。第22页 道路通行能力和服务水平从不一样角度反道路通行能力和服务水平从不一样角度反应了道路性质与功效应了道路性质与功效,通行能力主要反应道路通行能力主要反应道路服务数量多少或能力大小；服务数量多少或能力大小；,服务水平主要反服务水平主要反应了道路服务质量或服务满意程度。应了道路服务质量或服务满意程度。严格地说严格地说,没有没有通行能力服务水平没有没有通行能力服务水平,也也没有没有服务质量通行能力没有没有服务质量通行能力,二者是不能分开。二者是不能分开。道路通行能力与服务水平道路通行能力与服务水平第23页n n 用于道路设计用于道路设计用于道路设计用于道路设计 确定车道数、服务水平评定、发觉瓶颈路段确定车道数、服务水平评定、发觉瓶颈路段n n 用于道路规划用于道路规划用于道路规划用于道路规划 依据交通量预测、投资效益评定、环境效益评定，依据交通量预测、投资效益评定、环境效益评定，确定路网改进方法与实施步骤确定路网改进方法与实施步骤n n 用于道路交通管理用于道路交通管理用于道路交通管理用于道路交通管理 依据交通量增加情况，制订各阶段交通管理方法依据交通量增加情况，制订各阶段交通管理方法道路通行能力与服务水平道路通行能力与服务水平通行能力通行能力主要反应道路服务主要反应道路服务数量多少或能力大小数量多少或能力大小服务水平服务水平主要反应道路服务质量或服务满意程度主要反应道路服务质量或服务满意程度第24页高速公路基本路段高速公路基本路段高速公路基本路段高速公路基本路段 是指根本上不受匝道附近车辆汇合、分离是指根本上不受匝道附近车辆汇合、分离以及交织运行影响路段部分以及交织运行影响路段部分基本路段理想条件基本路段理想条件基本路段理想条件基本路段理想条件(1)3.75m(1)3.75m 车道宽度车道宽度 4.50m 4.50m(2)(2)侧向净宽侧向净宽 1.75m 1.75m(3)(3)车流中全部为小客车车流中全部为小客车(4)(4)驾驶员均为经常行驶高速公路且技术熟练恪守交通法规者驾驶员均为经常行驶高速公路且技术熟练恪守交通法规者基本路段服务水平基本路段服务水平基本路段服务水平基本路段服务水平计算思绪计算思绪计算思绪计算思绪因为两个方向上交通互不依赖，且两个方向在其前进方向上线因为两个方向上交通互不依赖，且两个方向在其前进方向上线因为两个方向上交通互不依赖，且两个方向在其前进方向上线因为两个方向上交通互不依赖，且两个方向在其前进方向上线性不一样，所以，两个方向车行道通行能力和服务水平分别进性不一样，所以，两个方向车行道通行能力和服务水平分别进性不一样，所以，两个方向车行道通行能力和服务水平分别进性不一样，所以，两个方向车行道通行能力和服务水平分别进行计算。行计算。行计算。行计算。5-2 5-2 高速公路基本路段通行能力高速公路基本路段通行能力第25页t0t0l0l0l反反l制制l安安l车车计算最大交通量为计算最大交通量为:行驶车辆之间最小安全间距为：行驶车辆之间最小安全间距为：l安安普普通通取取用用2m,t可可取取1s,附附着着系系数数与与轮轮胎胎花花纹纹、路路面面粗粗糙糙度度、平平整整度度、表表面面湿湿度度、行行车车速速度度等等原原因因相相关关(如如表表5-9)。车车辆辆长度对于小汽车采取长度对于小汽车采取6m,对于解放牌汽车采取对于解放牌汽车采取12m:第26页高速公路基本路段通行能力高速公路基本路段通行能力n n高速公路基本路段基本通行能力高速公路基本路段基本通行能力高速公路基本路段基本通行能力高速公路基本路段基本通行能力 1900 1800 设计速度设计速度(km/hr)120 100 80 60n n最大服务交通量最大服务交通量最大服务交通量最大服务交通量(pcu/hrlane)Mservice i =CB (V/C)i 最大服务交通量最大服务交通量=基本通行能力基本通行能力服务水平服务水平n n单向车道可能通行能力单向车道可能通行能力单向车道可能通行能力单向车道可能通行能力CD=CB N fW fHW fPn n 单向车道设计通行能力单向车道设计通行能力单向车道设计通行能力单向车道设计通行能力 CD=CB (V/C)i N fW fHW fP Mservice i最大服务交通量最大服务交通量N单向车道数单向车道数fW车道宽度和侧向净空影响修正系数车道宽度和侧向净空影响修正系数fHW大型车混行影响修正系数大型车混行影响修正系数fP驾驶员条件影响修正系数驾驶员条件影响修正系数服务水平服务水平运行质量运行质量运行质量运行质量第27页 影响高速公路基本路段通行能力主要原因及修正方法影响高速公路基本路段通行能力主要原因及修正方法车道宽度与侧向净空修正系数车道宽度与侧向净空修正系数f fW W第28页 影响高速公路基本路段通行能力主要原因及修正方法影响高速公路基本路段通行能力主要原因及修正方法 大型大型大型大型车修正系数车修正系数f fHVHVP PHVHV大型车交通量占总交通量百分比；大型车交通量占总交通量百分比；E EHVHV大型车换算成小客车车辆换算系数。大型车换算成小客车车辆换算系数。驾驶员条件修正系数驾驶员条件修正系数驾驶员条件修正系数驾驶员条件修正系数f f f fP P P Pf fP P 1.000.90第29页例例1 某某微微丘丘地地域域四四个个道道高高速速公公路路设设计计车车速速100km/h,路路基基宽宽26m，其其中中两两侧侧路路肩肩与与路路绿绿带带均均为为0.75m,硬硬路路肩肩均均为为3m中中央央分分隔隔带带2m，纵纵坡坡为为1，设设计计小小时时交交通通量量为为小小汽汽车车2400辆辆，大大中中型型汽汽车车480辆辆，特特大大型型汽汽车车70辆辆.试试求求该该路路有有没没有有超超出出其其通通行行能能力力,如无其服务水平怎样如无其服务水平怎样?解：先进行交通员换算解：先进行交通员换算,按表按表5-18,5-18,经内插计算分别为经内插计算分别为再求算实际条件下通行能力，由表再求算实际条件下通行能力，由表5-155-15得知得知查修正系数查修正系数:第30页计算实际通行能力计算实际通行能力:近似取为近似取为:再计算负荷度再计算负荷度:查表，得知二级查表，得知二级V VC C0.68,0.68,故其服务水平为二级。故其服务水平为二级。第31页例例2：一一四四车车道道高高速速公公路路，设设计计速速度度为为100km/h，单单向向高高峰峰小小时时交交通通量量=1800veh/h，大大型型车车占占40%，车车道道宽宽 3.50m，侧侧向向净净空空为为1.75m，紧紧挨挨行行车车道道两两边边都都有有障障碍碍物物，重重丘丘地地形形。分分析析其其服服务务水水平平，问问其其到到达达可可能能通通行行能能力力之之前前还还可可增增加加多多少少交交通通量量。实地观察平均速度为实地观察平均速度为56km/h。解：为求服务水平要计算解：为求服务水平要计算VC：（l）查表）查表5-1422，得诸修正系数，得诸修正系数（2）计算）计算VC（3）该公路服务水平属三级）该公路服务水平属三级第32页4 4）求求算算到到达达可可能能通通行行能能力力前前可可增增加加交交通通量量行行车车道道可可能能通通行行能力能力:到达可能通行能力前可增加交通量到达可能通行能力前可增加交通量V V：第33页5-2交织区与匝道通行能力交织区与匝道通行能力交织区基本概念交织区基本概念1.定义：交织路段是指两股或两股以上交通流运行方向基本相同车流，先实现合流而后分流整个运行过程所需路段。交织路段图示交织路段图示(50m(50m交织区长度交织区长度600m)600m)第34页2.2.交织区分类：交织区分类：简单交织区和多重交织区两类。简单交织区和多重交织区两类。u简简单单交交织织区区：由由单单一一汇汇合合点点连连着着单单一一分分离离点点形形成；成；u多多重重交交织织区区：由由1 1个个汇汇合合点点连连着着2 2个个分分离离点点，或或2 2个汇合点连着个汇合点连着1 1个分离点。个分离点。通常也可简单分通常也可简单分类和类和类：类：类交织区示意图类交织区示意图类交织区示意图类交织区示意图第35页3.3.交织运行特征交织运行特征交交织织区区车车流流运运行行关关键键在在于于车车辆辆运运行行交交织织操操作作，它它影影响响到到行行驶车速、车头时距以及行车安全。驶车速、车头时距以及行车安全。交织长度交织长度和和交织断面车道数交织断面车道数是交织运行效率是交织运行效率2 2个主要参数。个主要参数。随交织流量增加，交织区运行效率会下降。随交织流量增加，交织区运行效率会下降。交织区交织区流量之和为流量之和为：Q总总=Q01+Q02+Qw1+Qw2交织流量比：交织流量比：VR=(Qw1+Qw2)/Q总总设：设：Qw1Qw2，则，则交织比：交织比：r=Qw1/Qw2第36页交织区通行能力和速度计算交织区通行能力和速度计算1.1.通行能力计算通行能力计算 交交织织区区通通行行能能力力和和运运行行速速度度同同交交织织区区长长度度、车车道道数数、交交织织流流量量比比、总总交交通通量量及及交交织织区区车车道道结结构构等等原因相关。原因相关。式中：式中：rs 交交织织区区类类型型修修正正系系数数，其其中中：类类交交织织区区rs=0.95，类交织区类交织区rs=1.0。rN 交织区内车道数修正系数；交织区内车道数修正系数；rL 交织区长度修正系数。交织区长度修正系数。0.128ln(L)+0.181rVR 交织流量比修正系数交织流量比修正系数第37页2.2.速度计算速度计算 公公式式表表明明：交交织织区区运运行行速速度度同同交交织织区区长长度度、车车道数正相关，与交织流量比、总交通量负相关。道数正相关，与交织流量比、总交通量负相关。式中：SW 交织车辆平均行驶速度 SnW 非交织车辆平均行驶速度 VR 交通量比值，V 交织区内总流量 N 交织区内车道总数 L 交织区段长度 第38页3.3.交织区段服务水平交织区段服务水平 评价交织区运行质量原因有密度、流速和流率，但最主要是行车密度和V/C。第39页5-3 平面交叉口通行能力平面交叉口通行能力一、定义一、定义 两条或两条以上道路在同一平面相交称为两条或两条以上道路在同一平面相交称为平面交叉平面交叉,两条不一样方向车流经过平交路口时两条不一样方向车流经过平交路口时产生车流转向产生车流转向,交汇与交叉交汇与交叉,平交路口可能经过此平交路口可能经过此相交车流最大交通量就是平面交叉口通行能力。相交车流最大交通量就是平面交叉口通行能力。第40页二、分类二、分类1、不加任何交通管制交叉口；、不加任何交通管制交叉口；2、中央设圆形岛环形交叉口；、中央设圆形岛环形交叉口；3、设置色灯信号交叉口、设置色灯信号交叉口第41页三、无信号机交叉口通行能力三、无信号机交叉口通行能力 不设信号管制交叉口大致可分为两大类：不设信号管制交叉口大致可分为两大类：1 1、暂时停车方式；、暂时停车方式；2 2、环形方式。、环形方式。而暂时停车方式交叉口又可分为：而暂时停车方式交叉口又可分为：1 1、两面停车；、两面停车；2 2、四面停车。、四面停车。四面停车是用于同等主要道路相交路口四面停车是用于同等主要道路相交路口,不分优先不分优先与非优先与非优先(即主干道与次干道即主干道与次干道),),全部车辆至交叉口均需全部车辆至交叉口均需停车而后经过。两路停车通惯用于主干道停车而后经过。两路停车通惯用于主干道(优先方向优先方向)与与次干道相交次干道相交(非优先方向非优先方向),),主干道可优先经过主干道可优先经过,次干道上次干道上车辆一律停车待行车辆一律停车待行,等候优先通行方向交通流间隙经过等候优先通行方向交通流间隙经过或合流。或合流。第42页四、环形交叉口通行能力四、环形交叉口通行能力1、概述、概述 环形交叉口是在几条道路相交交叉口中央，环形交叉口是在几条道路相交交叉口中央，设置圆岛或带圆弧形状岛，使进入交叉口全部车设置圆岛或带圆弧形状岛，使进入交叉口全部车辆均以同一方向绕岛行驶，其运行过程普通为先辆均以同一方向绕岛行驶，其运行过程普通为先在不一样方向汇合（合流），接着于同一车道先在不一样方向汇合（合流），接着于同一车道先后经过（交织），最终分向驶出（分流），可防后经过（交织），最终分向驶出（分流），可防止直接交叉、冲突和大角度碰撞，其实质为自行止直接交叉、冲突和大角度碰撞，其实质为自行调整渠化交通形式。调整渠化交通形式。优点：优点：车辆能够连续行驶，安全，无需管理设施，车辆能够连续行驶，安全，无需管理设施，平均延误时间短，极少刹车、停车，节约用油，平均延误时间短，极少刹车、停车，节约用油，随之噪声低、污染少。随之噪声低、污染少。缺点：缺点：占地大，绕行距离长，当非机动车和行人占地大，绕行距离长，当非机动车和行人过多及有直向行驶电车时不宜采取。过多及有直向行驶电车时不宜采取。第43页2、分类、分类 常规环形交叉口常规环形交叉口 其中心岛为圆形或椭圆形，直径普通在其中心岛为圆形或椭圆形，直径普通在25m以上，交织段长度和交织角大小有一定要求，以上，交织段长度和交织角大小有一定要求，入口引道普通不扩大成喇叭形，在我国各城入口引道普通不扩大成喇叭形，在我国各城市主要环交均属这类。市主要环交均属这类。小型环形交叉口小型环形交叉口 其中心岛直径小于其中心岛直径小于25m，引道入口适当加宽，引道入口适当加宽建成喇叭形，使车辆便于进入交叉口。其优建成喇叭形，使车辆便于进入交叉口。其优点能够提升环交通行能力，少占用地。我国点能够提升环交通行能力，少占用地。我国有些城市也有这类小型环交，如福州南门兜有些城市也有这类小型环交，如福州南门兜小环。小环。第44页小型环交特点：小型环交特点：(1)在停车线上增加车道数；在停车线上增加车道数；(2)中心岛直径中心岛直径d约为约为D/3,并小于并小于8m;(3)x大于大于25m(为停车线至右为停车线至右 侧冲突点距离侧冲突点距离);(4)环道宽环道宽a小于前一个小于前一个 入口宽入口宽b;(5)引入口渐变段为引入口渐变段为1:6,出口则为出口则为1:12;(6)设偏向导车岛设偏向导车岛,不使不使 进入车辆直穿进入车辆直穿 第45页 3、微型环交、微型环交 多为三路或四路相交多为三路或四路相交,其中心岛直径普通小于其中心岛直径普通小于4m,不一定做成圆形不一定做成圆形,也不一定非高于路面不可也不一定非高于路面不可,能够用白漆涂成圆圈能够用白漆涂成圆圈,或做成不一样颜色或做成不一样颜色,主要起主要起引导与分隔作用引导与分隔作用,另外另外,还有双环形交还有双环形交(图图5-16)、引道错位环交引道错位环交(图图5-17)、让路标准设计环交、让路标准设计环交、多岛式环交和双向行车环交等。多岛式环交和双向行车环交等。第46页三、常规环交通行能力三、常规环交通行能力 1、沃尔卓普公式：、沃尔卓普公式：Qp交织段上最大通行能力（辆交织段上最大通行能力（辆/h）；）；l 交织段长度；交织段长度；W交织段宽度；交织段宽度；e环交入口引道平均宽度环交入口引道平均宽度 p-交织段内进行交织车辆与全部车辆之比交织段内进行交织车辆与全部车辆之比 依据使用经验和实际观察资料检验，普通设计通依据使用经验和实际观察资料检验，普通设计通行能力采取上述公式计算最大值行能力采取上述公式计算最大值80。第47页例：例：某常规环交为四路交汇，其几何图形与车流量、某常规环交为四路交汇，其几何图形与车流量、流向如图，主要参数流向如图，主要参数W=15m,l=40m,e=10m,求其交织段通行能力，并验算现有车流量是否超出求其交织段通行能力，并验算现有车流量是否超出其通行能力。其通行能力。第48页第49页5-4 信号交叉口通行能力信号交叉口通行能力 交叉口通行能力是指各相交道路进口处通行能力之交叉口通行能力是指各相交道路进口处通行能力之和。和。停车线段面法：凡车辆经过停车线断面就认为车辆停车线段面法：凡车辆经过停车线断面就认为车辆已经进入交叉口。已经进入交叉口。对于直行专用车道、右转专用车道、左转专用车道、对于直行专用车道、右转专用车道、左转专用车道、不设左转专用车道左转专用车道、直左混行车道、直不设左转专用车道左转专用车道、直左混行车道、直右混行车道都有专门计算公式。右混行车道都有专门计算公式。第50页在没有实施多相位信号灯控制交叉口：在没有实施多相位信号灯控制交叉口：l 绿灯绿灯亮时，允许各行驶方向车辆进入交叉口亮时，允许各行驶方向车辆进入交叉口l 红灯红灯亮时，只允许右转车辆沿右转专用车道行进，亮时，只允许右转车辆沿右转专用车道行进，但不得影响横向道路上直行车辆正常行驶但不得影响横向道路上直行车辆正常行驶l 黄灯黄灯亮时，已越过停车线车辆继续行驶，经过交叉亮时，已越过停车线车辆继续行驶，经过交叉口；没越过停车线车辆应在停车线后等候绿灯口；没越过停车线车辆应在停车线后等候绿灯第51页2 2相位方案相位方案2 2相位配时图相位配时图第52页多相位信号控制多相位信号控制第53页l 信号相位信号相位：各进口道不一样方向所显示不一样色灯：各进口道不一样方向所显示不一样色灯组合称为一个相位信号。组合称为一个相位信号。l 周期长度：各个行车方向完成一组色灯变换所需总周期长度：各个行车方向完成一组色灯变换所需总时间，等于红灯时间时间，等于红灯时间+绿灯时间绿灯时间+黄灯时间黄灯时间l 绿信比：一个相位内某一方向有效通行时间与周期绿信比：一个相位内某一方向有效通行时间与周期长度之比。长度之比。基本概念基本概念第54页 十字形交叉口设计通行能力等于十字形交叉口设计通行能力等于各进口道设计通各进口道设计通行能力之和行能力之和；进口道设计通行能力等于进口道设计通行能力等于各车道设计通行能力之各车道设计通行能力之和；和；十字交叉口设计通行能力十字交叉口设计通行能力第55页 直行道设计通行能力直行道设计通行能力C Cs s一条直行车道设计通行能力一条直行车道设计通行能力(pcu(pcuh)h)T T信号灯周期信号灯周期(s)(s)t tg g信号每七天期内绿灯时间信号每七天期内绿灯时间(s)(s)t t0 0绿灯亮后，第一辆车开启、经过停车线时间绿灯亮后，第一辆车开启、经过停车线时间(s)(s)，如无当地实例数据，可采取如无当地实例数据，可采取2.3s2.3s；t ti i直行或右行车辆过停车线平均时间直行或右行车辆过停车线平均时间(s(spcu)pcu)；折减系数，可用折减系数，可用0.90.9。第56页直右车道通行能力直右车道通行能力直左车道设计通行能力直左车道设计通行能力直左右车道设计通行能力直左右车道设计通行能力直左车道中左转车所占百分比直左车道中左转车所占百分比第57页设专用左转专用右转车道时设专用左转专用右转车道时只设专用左转车道时只设专用左转车道时只设专用右转车道时只设专用右转车道时进口道设计通行能力进口道设计通行能力第58页在一个信号周期内，对面抵达左转车超出在一个信号周期内，对面抵达左转车超出34pcu34pcu时，左转车经时，左转车经过交叉口将影响本面直行车。所以，应折减本面各直行车道过交叉口将影响本面直行车。所以，应折减本面各直行车道(包包含直行、直左、直右、直左右车道含直行、直左、直右、直左右车道)设计通行能力。设计通行能力。C Ce e进口道设计通行能力进口道设计通行能力(pcu/h)(pcu/h)；n ns s各种直行车道数；各种直行车道数；C C1e1e进口道左转车设计经过量进口道左转车设计经过量(pcu/h)(pcu/h)，等于，等于C Ce el l C C1e1e不折减本面各种直行车道设计通行能力对面不折减本面各种直行车道设计通行能力对面左转车数左转车数(pcu/h)(pcu/h)；当交叉口小时为；当交叉口小时为3n3n，大时为，大时为4n4n，n n为每小时为每小时信号周期数。信号周期数。直行车道通行能力折减直行车道通行能力折减第59页思索：思索：T T型交叉口设计通行能力型交叉口设计通行能力ABCACB计算图示一计算图示一计算图示二计算图示二第60页ABC计算图示一计算图示一该交叉口设计通行能力为该交叉口设计通行能力为A A、B B、C C各进口道设计通行能各进口道设计通行能力之和，应验算力之和，应验算C C进口道左转车对进口道左转车对B B进口道通行能力折减。进口道通行能力折减。详细计算以下：详细计算以下：A A进口道设计通行能力：进口道设计通行能力：B B进口道设计通行能力：进口道设计通行能力：C C进口道设计通行能力：进口道设计通行能力：当当C C进口道每个信号周期左转车超出进口道每个信号周期左转车超出3 34PCU4PCU时，折减时，折减B B进口道通行能力为：进口道通行能力为：第61页A A进口道设计通行能力：进口道设计通行能力：B B进口道设计通行能力为设