车道被占用对城市道路通行能力的影响
摘 要
城市道路通行能力的准确评价在路网规划，道路设计、事故救援、施工管理方面扮演重要角色。本文针对道路发生交通事故，采集车辆通行信息，构建了事故路段实际通行能力的数学模型，并对影响通行能力的因素进行了分析。
针对问题一，首先在采集原始数据时创新性的运用了微观交通软件VISSIM ，方便快速地统计出了大量的数据。然后再对原始数据按照车辆折算系数进行标准化处理的基础上，确定了实际通行能力，并分析实际通行能力与车道数，车道宽度，小区出口有关。将这些因素量化得到相对应的三个折减系数条α、车道α、交α，由此构建了基于理论通行能力的实际通行能力预测模型，准确率达到97.56%，模型可信度较高。
针对问题二，从各车道行车比例不同的角度出发，分析被阻挡道路的不同对该横断面实际通行能力的差异，观察问题一中建立的模型，发现与车道数有关的并道折减系数条α是造成两个视频中实际通行能力差异的主要因素，下班高峰期以及车道未完全封闭等也是次要因素，预测的准确率为90.5%。在此基础上又发散的讨论了若交通事故只占据一个车道的三种情况。
针对问题三，将排队路段看作一个系统，类比于“沙漏”模型，并利用平均车长和平均每辆车标准量数，将流量的变化量转换为系统内排队长度的变化量，且模型中事故发生时刻位于于相位时间内任意一时间点均适用。
针对问题四，分析老事故与新事故发生地点的差异，改变的就是小区出口这一重要的因素，于是对问题一中的模型进行了修正，并引入预测值修正比例比例α，因为该值与所处交通环境有关，带入问题三所得的模型，得到比例α和排队时间t 的关系。利用SPSS 软件进行曲线拟合，发现适用于指数函数，函数为：
比例
α''+-=198.4095.1e
t
在当前环境下取75.0=比例α，解得min 6.5=t
关键词: 微观交通软件VISSIM 折减系数 SPSS “沙漏”模型 曲线拟合
1 问题重述
车道被占用是指因交通事故、路边停车、占道施工等因素，导致车道或道路横断面通行能力在单位时间内降低的现象。由于城市道路具有交通流密度大、连续性强等特点，一条车道被占用，也可能降低路段所有车道的通行能力，即使时间短，也可能引起车辆排队，出现交通阻塞。如处理不当，甚至出现区域性拥堵。
车道被占用的情况种类繁多、复杂，正确估算车道被占用对城市道路通行能力的影响程度，将为交通管理部门正确引导车辆行驶、审批占道施工、设计道路渠化方案、设置路边停车位和设置非港湾式公交车站等提供理论依据。
视频1（附件1）和视频2（附件2）中的两个交通事故处于同一路段的同一横断面，且完全占用两条车道。请研究以下问题：
1. 根据视频1（附件1），描述视频中交通事故发生至撤离期间,事故所处横断面实际通行能力的变化过程。
2. 根据问题1所得结论，结合视频2（附件2），分析说明同一横断面交通事故所占车道不同对该横断面实际通行能力影响的差异。
3. 构建数学模型，分析视频1（附件1）中交通事故所影响的路段车辆排队长度与事故横断面实际通行能力、事故持续时间、路段上游车流量间的关系。
4. 假如视频1（附件1）中的交通事故所处横断面距离上游路口变为140米，路段下游方向需求不变，路段上游车流量为1500pcu/h,事故发生时车辆初始排队长度为零，且事故持续不撤离。请估算，从事故发生开始，经过多长时间，车辆排队长度将到达上游路口。
2 问题分析
本题要求通过观看视频，并从视频中收集、整理、分析数据，关于车道被占用对城市道路通行能力的影响进行分析。因此本题的关键就在于必须通过收集大量的数据，并对数据进行恰当的处理。
问题（1）要求对事故所处横截面实际通行能力的变化过程进行描述，是对视频1中所提取出数据基本的处理。因为视频1中出现车辆种类繁多，需要将它
们进行标准化处理，进而更有利于说明问题；变化过程是一个需要通过收集大量连续时间内的数据来说明的问题，所以在数据的采集时应该尽可能将时间间隔缩短，得到更多的数据，对问题更有说服力；还应该建立一个简单的模型，在这个过程当中应该考虑到影响道路通行能力的所有因素，并将它们都放到模型中，对得到的结果进行验证，从而使的结论更有说服力。
问题（2）是要在问题（1）的基础上，首先对视频2中收集到的数据进行检验，证明建出来模型的准确性，在这个过程中，需要认识到占用车道发生变化对实际通行能力产生影响的差异所在，并对模型以及收集到的数据进行恰当的处理来使模型更具推广能力，以适用于其它更多的情形。
问题（3）是要通过建模找到路段车辆排队长度与事故横断面实际通行能力、事故持续时间、路段上游车流量间的关系。这里首先要对问题进行一些理想化的假设来简化问题，方便处理；接下来以流量作为模型中的主要量纲建立等式，找到这几个变量之间的基本关系；核心问题是找到这几个变量和交通信号灯周期间的关系，并恰当的表示出来，使模型更简单、直观，只需输入少数变量即可得到需要的结果，大大增强模型实用性。
问题（4）是要在问题（3）的基础上把问题实际化。但比较发现与老地点的差异，就是小区出口这一因素不能再被考虑了，所以原有方程需要作出正确的改动。再利用问题（1）中的预测模型，来转换出新地点实际离开系统的流量。还应该仔细考虑模型发生瞬间的情况做出正确的假设，进而得出正确结论。
3 符号说明及模型假设
3.1 符号说明
实
N ：实际通行能力。
基
N ：标准车为量数下道路理论通行能力。
条
α：车道的折减系数。
交α：交叉口折减系数。
: 车道宽度折减系数
车道
N：城市道路的可能的通行能力。
可
t：事故持续的总时间（s）
：每秒从事故横断面驶出的流量（pcu/s）
N
出
N：中间车道的理论通行能力
基
注：其余符号见每个问题当中具体注释
3.2 基本假设
1.上游车辆来自右转车道（1条）和直行车道（2条）且每条车道的流量始终是相等的；
2.在发生交通事故前，所有进入事故发生路段的车辆不再进行变道，
3.事故发生路段坡度为0，即路面是水平的；
4.从小区路口拐出来的车辆时速均为15km/h，且拐入右转、直行和左转车道的比例仍服从原有车道的分布比例，即分别是21%、44%和35%；
5.一天当中各时段大车率（大客车大型车辆占总车辆数的比例）不变；
6.不考虑行人对交通状况的影响，而且将发生交通事故的车辆长度忽略不计。
4 模型的建立与求解
4.1 问题一的求解
4.1.1 数据预处理
附件1（视频1）当中出现车辆的形式是多种多样的，但在实际交通状况，尤其是在交通阻塞的环境中，将它们一视同仁都看作一辆车是不合理的。例如公交车与小轿车，它们的车长、轴宽、车速一般都不同。为了使不同交通组成的交通流能够在同样的尺度下进行分析，在分析和计算通行能力时，需要将实际或预
测的交通组成中各类车辆交通量换算成标准车当量。为此这里用到车辆折算系数。车辆转化系数表[1]如表1：
表1
因为视频较为模糊，对于较小的二轮车辆，忽略比例非常小的自行车等，均视为摩托车；并且大型车辆中，铰链车等车型几乎未出现。所以将视频中出现的车辆分成三类：小轿车、大客车以及摩托车。依据上表可得，三类车的折算系数分别是：1.0、1.5和1.0，所以将摩托车和小轿车划分为同一类，大客车为另一类。
对于车辆各种信息的数据，利用微观交通软件VISSIM进行统计。VISSIM 是一种微观的，时间驱动的建模工具。该软件识别能力高、操作简单、表达直观，被广泛应用于在各种交通条件下，分析道路交通的运行状况，是评价交通设计或组织方案的有效工具。结合VISSIM得出2D的简化街道中的车流情况。再建立节点和观测点，从而对道路交通状况进行更充分的分析，由此得出了所需数据。统计得在视频一中，一共通过385辆车，其中大客车有33辆，所以得到大车率为8.62%。
4.1.2 数据的分析
经过上一步的数据预处理，分别描出在事故发生前后整个过程当中各类车辆通过事故所处横断面的总数随时间变化的散点图。
交通事故发生前各类车辆通过事故所处横断面的总数随时间的变化如表2所示：
表2
事故发生前小车摩托车求和事故发生前小车摩托车求和
39:03-39:13 0 1 1 40:33-40:43 1 0 1
39:13-39:23 4 1 5 40:43-40:53 0 0 0
39:23-39:33 4 1 5 40:53-41:03 0 1 1
39:33-39:43 0 0 0 41:03-41:13 6 0 6
39:43-39:53 1 1 2 41:13-41:23 7 0 7
39:53-40:03 0 0 0 41:23-41:33 4 0 4
40:03-40:13 3 5 8 41:33-41:43 1 2 3
40:13-40:23 7 4 11 41:43-41:53 1 0 1
40:23-40:33 7 3 10 41:53-42:03 0 0 0
并利用Excel进行描点、绘图如图2：
同理可得交通事故发生至撤离期间各类车辆通过事故所处横断面的总数随时间的变化（表格见附录1），并利用Excel进行描点绘图如图3；交通事故发生后各类车辆通过事故所处横断面的总数随时间的变化（表格见附录2），并利用Excel进行描点绘图如图4：
图3
图4
将整个过程按时间顺序将三张图依次整合到一起，得到一张总图，显示得到在交通事故发生前后通过事故所处横断面车辆的总数随时间变化关系如图5所示：
图5
通过对上面几个图的观察可以发现：在未发生交通事故时，通过事故所处横断面的车辆总数随时间的变化规律近似是一个周期为1min的周期函数。明显，这个周期是和信号灯的周期是相对应的，即上游路口信号灯为绿色时，通过的车辆总数很多，相对应单位时间内通过横断面车辆总数很多；而上游路口信号灯为红色时，通过的车辆总数很少，相对应单位时间通过横断面的车辆总数几乎为零。而在事故发生的过程当中，无论上游路口信号灯的相位如何变化，单位时间通过横断面的车辆的总数基本上保持在同一水平，基本没有太大的波动。
现将发生交通事故与未发生交通事故两种情况下上游路口却同为红灯相同
相位时，单位时间内通过交通事故横截面车辆总数这两个数据进行对比。发现未发生交通事故时的总数小于发生交通事故时的总数。
而这一结果与常识相违背：为什么不发生交通事故时的这一数量小于发生交通事故时的数量？所以应该明确问题当中一个重要名词——实际通行能力的含义：道路上某一单位时间内通过某一断面的最大车辆数。
此时观察到，在未发生交通事故的情况下，如果上一路口处于一个红灯相位，那么下一路段（题目中的事故发生路段）上几乎没有什么车辆，道路十分通畅，车辆很快便可以行驶出观察范围，从而导致单位时间通过横断面的车辆总数明显较少这一现象；与之相反，如果发生了交通事故，无论路口是哪一种交通信号灯，在事故发生地点都会有程度不同的堵塞现象，这就导致了图像中单位时间通过交
通事故横断面的车辆总数基本上保持不变的这一现象。所以在发生交通事故时，事故横断面与上游路口车流量没有太大关系。
这样，在考虑未发生交通事故时实际通行能力应该考虑的是在红灯变为绿灯后的时候，也就是车流量近似处于饱和状态的时候。那么不难得出以下结论：交通事故发生至撤离期间，事故所处横断面实际通行能力是基本保持不变的，经统计为
h
pcu N /1.10271=实；而相较于交通事故发生之前，实际通行能力有着明显
的降低。
4.1.3 模型的建立
为了验证结论，需要建立一个检验模型。即模型求出来的通行能力和视频中实际通行能力的误差应该在可接受的范围内。
首先表示出一条车道的理论通行能力[2]，如表3所示：
表3
从视频1当中抽取未发生事故时的大小车辆若干，通过视频当中标示的240米为长度，量出它们行驶过240米的时间，计算出小轿车（包含摩托车）的平均速度为37.47km/h ，大客车的平均速度为32.81km/h ，再根据统计出来的大车率加权计算出实际每辆车的平均速度为37.044km/h 。
考虑到附件3当中所给到的下游路口各方向流量比例，假设中间车道是按照上表数据所给出的通行能力，其余两个车道按照比例分别计算处理。则得到
中间道路的通行能力为1600辆/小时，再根据大车率，计算得到标准车当量数下道路理论通行能力2基N 为：
()[]h pcu /16691%62.815.1%62.81600=?-+??
按照比例计算可得左转道路的理论通行能力1基N 为1326pcu/h ，右转道路的理论通行能力3基N 为797pcu/h ，从小区出来车辆的通行能力1区N 为h pcu /40。
此时还需要考虑造成这个结果可能的因素都有哪些。经过分析，得到以下几个因素：
a.多车道对路段通行能力的影响
通过视频不难发现，在事故发生路段上，向同一方向行驶的车道有3条，这种道路被称为单幅路，其示意图如图6所示：
图6 单幅路样式
在这种情况下，同向行驶的车辆由于并道等原因影响到另一车道的通行能力。一般越靠近路中心线的车道，影响最小（在发生交通事故以后，将可以通车的那条车道看做最靠近中心线的车道）。因此，靠近路中心线的车道通行能力最大；靠近缘石的车道通行能力最小。其影响用折减系数条
α来表示。若将路中
心线那条车道的折减系数1
条α假设为1.00，则需要并一道才能到中心线车道的车
道的折减系数2
条α为0.80~0.90；需要并一道才能到中心线车道的车道的折减系
数
3
条α为0.65~0.78。
b.车道宽度对道路通行能力的影响
道路通行能力与车道宽度有密切联系，当车道宽度小于必需的3.50m 时，必然会影响到车辆的前进速度，而车速的降低意味着通行能力的减小。因此用车道α作为宽度不足3.50m 时通行能力的折减系数。车道宽度对通行能力的折减系数见表4：
表4 车道宽度折减系数
c.交叉口对路段通行能力的影响
城市路口的一个特点就是纵横交叉的街道形成的许多交叉口，交叉口是影响城市道路通行能力的主要因素，尤其是交叉口间距较小时，它对通行能力往往起着控制作用。在视频当中，小区的出口就可以看作是一个交叉口，交叉口通行能力的影响，用交叉口通行能力折减系数交α来表示：
()()
s s 时间交叉口之间实际的行程时间交叉口之间无阻的行程交=
α
即
?+++=
b
v
a v v l v l
22'
'
''
ββα交
式中要用的符号位： l--交叉口之间距离（m ）；
v--车辆到达交叉口时的速度； v'--路段上的行车速度（m/s ）；
a--汽车启动的平均加速度（m/s2），据观测资料：小型汽车a=0.7 b--汽车制动的平均减速度（m/s2），据资料观测：小型汽车b=1.66
β--系数，其值取决于v'和v 的比值，其中，
()2
'
/1v v -=β； Δ--车辆在交叉口的停侯时间（s ）。 带入数值便可计算出其数值，为：
334.0066
.1235
32.07.023532.03520035
200
≈+?+?+=
交α
考虑到上述所有的影响因素[3,4],城市道路的可能的通行能力可N 为：
()()()[]交
车道条区基条区基条区基可ααααα???++?++?+=113212311135.044.021.0N N N N N N N
带入相应数值计算得到
h
pcu N /78.10521=可
在之前已经得出
h
pcu N /1.10271=实
比较1可N 和
1
实N 的结果，再引入准确率这一个概念，其计算方法是：
%1001111????
?
?
?--=可实可准确率N N N 计算结果为2.44%，说明误差是很小的，故这个模型很好的检验了实际通行能力的水平。
4.2 问题二的求解 4.2.1 数值验证
根据第一问的方法，需要对视频二当中的车辆通行水平进行验证。然而在观看视频时候发现：视频1当中被占用的车道是左转和直行车道，这时摩托车对实际通行能力的影响都已经计算在内了；然而在视频2当中却发现：此时占用的车道是在右转和直行车道，而所有通过交通事故发生所处横断面的摩托车基本上都从道路的最右边通过了，这些摩托车对实际的通行能力的影响却基本上没有作用，所以在这里将摩托车不计入城市道路的可能通行能力可N 当中。
根据公式
()()()[]交
车道条区基条区基条区基可ααααα???++?++?+=113212111135.044.021.0N N N N N N N 计算视频2当中的城市道路可能通行能力为：
h pcu N /69.11082=可
根据对于视频2的统计，统计得到在整个视频2当中通过交通事故横断面的车辆总数为743辆，再将所有通过横断面的摩托车数目减去是563辆，从而计算得到通过该事故发生横断面的车流量为：1164辆/h 。再将其换算成标准车当量数后所得结果为：
()[]h pcu N /70.12135.1%62.81%62.8111642=?+?-?=实
将2可N 和
2
实N 进行对比，计算这种情况下的误差率，为9.5%，这个数值在可
接受范围内，通过了检验。经过对比，发现2
1实实N N <，可以归结为以下几方面
的原因：
a.右转车辆占总车辆比例较少，所以当交通事故占据右转车道和直行车道时，右转车道变道对道路通行能力较低；
b.当交通事故占据右转车道和直行车道时，摩托车都从右转车道的缝隙中行驶，使得道路实际通行能力的上升。
4.2.2 模型推广
之前讨论了交通事故占用的车道为右转车道、直行车道和直行车道、左转车道两类。现在将其进行扩展，考虑交通事故发生地点仅仅占用了一条车道的情况，建立起相应的预测模型。首先规定中间车道的理论通行能力为0基N ，则右转车道和左转车道的理论通行能力分别为0
44/21基N 和
44/35基N ，观测实际从小区当中
出来的车辆总数为0区N 。
a. 交通事故仅仅占用了右转车道，示意图如图7所示：
图7
在这种情况下，直行车道和右转两条车道由于没有被占用，所以这两条车道都可以看做是靠近中心线车道，所以这两条车道的折减系数条
α都可以当做
1
条α为1.00处理，只有右转车道的折减系数
条
α当做
2
条α为0.80~0.90来处理。
接下来给出这种情况下该城市道路的可能通行能力可N 为：
()车道
交条区基条区基条区基可ααααα????
????????
??++?++???? ??+=100100200335.0443544.021.04421N N N N N N N
b. 交通事故仅仅占用了中间车道，示意图如图8所示：
图8
在这种情况下，左转车道和右转车道的折减系数条
α都当做
1
条α为1.00处理，
中间车道折减系数
条
α当做
2
条α为0.80~0.90来处理。
这种情况下该城市道路的可能通行能力可N 为：
()车道
交条区基条区基条区基可ααααα????
????????
??++?++???? ??+=100200100435.0443544.021.04421N N N N N N N
c. 交通事故仅仅占用了左转车道，示意图如图9所示：
图9
根据1和2同理可得这种情况下该城市道路的可能通行能力可N 为：
()车道
交条区基条区基条区基可ααααα????
????????
??++?++???? ??+=200100100535.0443544.021.04421N N N N N N N
4.3 问题三的求解
4.3.1 模型的建立
这个问题当中，需要找到交通事故所影响的路段车辆排队长度与事故横断面的实际通行能力、事故持续时间以及路段上游车流量之间的关系。在此，为了使问题简单化，做以下简单假设：
a. 所有的司机都是理性的，即他们发现堵车时哪一条车道上车辆少就会开进那条车道；
b. 假设在排队时候，队伍的长度就是从事故发生横断面到队尾最后一辆车车尾所处的横断面，并且在队伍长度不为0时，队尾处始终保持有3辆车且它们的车尾在同一横断面上。
在此，依据上述简单假设建立一个“沙漏”模型，其示意图如图10所示
图10
在此规定好本问中所用到的符号：
t：事故持续的总时间（s）
Δt：事故发生时距离下一个最近信号灯的时间长度（s），（0≤Δt≤30）y：t秒时的排队长度（m）
M：事故发生时车辆初始排队长度
N出：每秒从事故横断面驶出的流量（pcu/s）
N 入:每秒从上游路口驶入交流的流量（pcu/s ） N 红：红灯周期内每秒从上游驶入系统的流量 N 绿:绿灯周期内每秒从上游驶入交流的流量
Xi ：事故发生后从上游路口第i （i=0,1,2...）次所亮起的灯，即从事故发生即使是开始第i 个完整的30s 周期（i=0为事故发生时所处的信号灯周期，X0：事故发生前上游路口最近一次亮起的灯。）
Ni ：第i 个相位时间内每秒驶入系统的流量（pcu/s ） 建立出来的模型如下：
()
出入平均每车的标准当量数停车间距
平均车长N N M y -??++
=3
上述模型中平均车长和平均每车的标准当量数均可根据对视频1中车辆信息的统计、计算而得，它们的值分别为5.6m 和1.0431pcu ，根据日常驾驶经验，在停车时，一般与前车间距为1m~2m ，这里取为1.5m ，因为
入
N 在不同的信号灯
相位时间中的值是不一样的，因此需要对其进行讨论，将它和t 之间建立起对应关系。事故发生的时间可能是某一信号灯相位时间内的任何时刻，所以需要讨论事故持续时间到达t （s ）这一时刻，上游路口信号灯的实际情况。
首先考虑
i
N 当中参数i 的取值情况：
...)3,2,1,0,(,60
6030,
30600,
=??
?<-≤<-≤=m i m t m t i 偶数奇数
不妨先假设事故发生经过Δt 秒后第一次遇到红绿灯的相位交替，该时刻亮起信号灯1X ，1X 的取值规则如下：
????
?=红
绿为表示红灯，对应的为表示绿灯，对应的N N N N X 1111,
10,0
所对应的1N 情况为：
??
?===1
,
0,
111X N X N N 红绿
而1X 需要实际观察得到，得到1X 后，便可以推出之后所有信号灯的相位情况i
X 以及第i 个相位时间内每秒驶入系统的流量
i
N 如下：
...)3,2,1,0(,,,11=??
?==i X X i X X i i i 相位不同
与偶数相位相同
与奇数信号灯情况： ...)3,2,1,0(,,,11=??
?==i N N i N N i N i i i 不同
与偶数相同
与奇数情况： 至此，可以将刚开始建立出的“沙漏”模型更改如下：
()...)3,2,1,0(,3=-??++
=i N N M y i 出平均每车的标准当量数
停车间距
平均车长
则当事故持续总时间t 确定时，其余需要的变量也随之确定，输入事故持续总时间t 以及事故发生Δt 秒后第一次遇到红绿灯的相位交替时亮起的信号灯1X ，车辆排队长度y 即可输出，模型建立完毕。
4.4 问题四的求解
4.4.1 模型的假设和数据处理
对于这个问题当中的题设，不难发现：这一问实际是问题3中建立模型的一个应用，即已知上游路口一条道路的进入排队系统的流量，初始排队长度M=0m ，当车辆排队长度y=140m 时，求事故持续时间t 的问题。
此处假设发生事故是视频一中发生事故的瞬间，将事故地点平移至距上游路口140m 处。则发生事故的瞬间，车流量密度、发生事故时刻和上游路口直行车道亮的是哪一盏灯均与视频一相同。
通过观看视频可以得到：在16:42:32截屏时两车已相撞，所以可认为发生交通事故瞬间的时刻为16：42：30，此时上游路口的恰好亮起红灯，故接下来的红灯相位时间内仅有右转车辆进入排队系统，且流量为1500pcu/h ；30s 之后的绿灯相位时间内既有右转，也有直行车辆进入排队系统，总流量为4500pcu/h 。
根据问题三建立的模型:
()...)3,2,1,0(,3=-??++
=i N N M y i 出平均每车的标准当量数
停车间距
平均车长
带入数据可得：()...)3,2,1,0(,0431
.135
.16.50140=-??++
=i N N i 出
则通过上文分析可得，
奇
N 为红灯，
偶
N 为绿灯。则
i
N 的周期性已经确定，
接下来每60s 都是先30s 的红灯周期加上30s 的绿灯周期，所以1min 内的流量按
均值计算，可得s pcu h pcu N N i /833.0/3000===入
现在需要分析
出
N 的变化情况。
出
N 是每秒从事故横断面驶出的流量，视为新
事故地点的实际通行能力。根据问题一中所建立的模型
()()()[]交
车道条区基条区基条区基可ααααα???++?++?+=113212111135.044.021.0N N N N N N N 对比新事故地点与视频一的老地点不难发现，一个最重要的因素就是原先小区的出口如今完全不影响新系统，所以这个模型就要做出修改，将与小区驶出的车流量有关的因素都删掉，即去掉小区的车流量1区N 和交叉口折减系数交α。
新事故中，车道α、
条
α、1基N 、2基N 、3基N 是保持不变的，只将1可N 设为1
可N '
则代入数据，得到新事故预测实际通行能力为3119.125pcu/h 。此处引入预测值修正比例比例α： 到的实际通过能力
根据理论最大值预测得力观测得到的实际通过能比例=
α
则在视频一中的交通环境下的比例α'=97.078.10521
.1027=，但由于之前有小区出口的因素在事故横断面造成通行能力下降，而造成密度更大，速度也随之下降，所以小区带来的有些因素还没有考虑进去，所以新事故交通环境下的比例α''与比例α'肯
定是不同的，而且会变小。所以有
s pcu h pcu N /)866.0(/155.3119比例比例
出）（αα''=''=， 对于
()...)3,2,1,0(,0431.135
.16.50140=-??++
=i N N i 出 ，每给定一个比例α''的值，
就必然有一个
出N 与之对应，继而排队时间t 也可求得。把比例
α''从0.95到0.3
的值列表，并求得对应通过量变化量，系统内排队长度变化量，排队时间等数据（表格见附录3）
利用SPSS 软件对已经得到的表格中比例系数与排队时间进行曲线拟合（见表5），发现复合分布，指数分布，生长模型都有82.5%的数据与原数据拟合（由于三者关系式其实是同一个式子的不同表述，所以在拟合时，三者其实是等价的）。
表5
模型汇总和参数估计值
因变量:排队耗时
方程 模型汇总
参数估计值 R 方 F df1
df2
Sig. 常数 b1 b2
b3
线性 .317 29.766 1 64 .000 -18.533 42.644 对数 .247 20.962 1 64 .000 19.502 21.849 倒数 .183 14.374 1 64 .000 25.918
-10.000
二次 .552 38.808 2 63 .000
57.714 -226.337
215.185
三次 .713 51.403 3 62 .000 -159.324 954.865 -1786.273 1067.444 复合 .825 301.575 1 64 .000 .335 66.528 幂 .726 169.726 1 64 .000 15.195 2.289 S .611 100.589 1 64 .000 3.513 -1.115 增长 .825 301.575 1 64 .000 -1.095 4.198 指数
.825
301.575
1
64
.000
.335
4.198
自变量为 比例系数。
最终选取指数模型作为所选方程，根据上表所得系数，可表示出拟合后的
排队时间t 与新事故交通环境下的预测值修正比例比例α'
'之间的关系为 比例
α''+-=198.4095.1e
t
所以在不同交通环境下，预测值修正比例比例α'
'也随之改变。但在一个确定环境中，这个比例是一个定值。在这一问的环境中，取75.0=比例α，则其相应排队时间t 解出，min 6.5=t
5 模型的评价与推广
5.1.1 模型优点
1. 在整个题目中，一共建立了2个模型，这两个模型都与实际数值有很高的吻合度，说明建立的模型比较合理。
2. 在不同的问题中都提出了适合该问题相应的假设，这不仅减少了的工作量，也是对实际问题做出了合理、恰当的分析。
3. 在数据的采集过程当中，运用了VISSIM软件对交通状况进行了模拟；在最后一问当中，运用了SPSS软件对大量数据进行回归分析，这些都大大减少了的工作量。
5.1.2 模型缺点
1. 没有考虑天气状况的不同对道路状况的影响，如下雨，起雾。
2. 题目中进行数据统计的时间基本为同一时段，没法对一天不同时间段撞车对道路的影响进行合理预测。
3. 从视频中得到的样本数据量不够大，可能存在误差，而对模型的结论造成影响。
5.2模型推广
1. 该类模型还能用于对机场之类的公共场所人员进行流动分析。
2. 类似模型可用于对道路状况的分析及预测，有助于规划人员对道路的合理设计。
3. 可用于统计事故发生频率和事故的发生对道路状况的影响，有助于政府对该道路进行适当的管理，如：建立人行通道；调整对于该道路车速的限制。
1、已知平原区某单向四车道高速公路，设计速度为120km/h，标准路面宽度和侧向净宽，驾驶员主要为经常往返于两地者。交通组成：中型车35%，大型车5%，拖挂车5%，其余为小型车，高峰小时交通量为725 pcu/h/ln，高峰小时系数为0.95。试分析其服务水平，问其达到可能通行能力之前还可以增加多少交通量？ 解：由题意，fw=1.0，fp=1.0； fHV =1/{1+[0.35×（1.5-1）+0.05 ×（2.0-1）+0.05 ×（3.0-1）]}=0.755 通行能力：C=Cb × fw× fHV × fp =2200×1.0×0.755×1.0 =1661pcu/h/ln 高峰15min流率：v15=725/0.95=763pcu/h/ln V/C比：V15/C=763/1661=0.46 确定服务水平：二级 达到通行能力前可增加交通量：V=1661-763=898pcu/h/ln 2、已知某双向四车道高速公路，设计车速为100km/h，行车道宽度3.75m，内侧路缘带宽度0.75m，右侧硬路肩宽度3.0m。交通组成：小型车60%，中型车35%，大型车3%，拖挂车2%。驾驶员多为职业驾驶员且熟悉路况。高峰小时交通量为1136pcu/h/ln，高峰小时系数为0.96。试分析其服务水平. 解：由题意，ΔSw= -1km/h，ΔSN= -5km/h ，fp=1.0，SR=100-1-5=94km/h ，CR=2070pcu/h/h fHV =1/{1+[0.35×（1.5-1）+0.03 ×（2.0-1）+0.02 ×（3.0-1）]}=0.803 通行能力：C=CR×fHV ×fp =2070×0.803×1.0 =1662pcu/h/ln 高峰15min流率：v15=1136/0.96=1183pcu/h/ln V/C比：v15/C=1183/1662=0.71 确定服务水平：三级 3、今欲在某平原地区规划一条高速公路，设计速度为120km/h，标准车道宽度与侧向净空，其远景设计年限平均日交通量为55000pcu/d，大型车比率占30%，驾驶员均为职业驾驶员，且对路况较熟，方向系数为0.6，设计小时交通量系数为0.12，高峰小时系数取0.96，试问应合理规划成几条车道？ 解：由题意，AADT=55000pcu/d，K=0.12，D=0.6 单方向设计小时交通量:DDHV=AADT×K×D=55000×0.12×0.6=3960pcu/h 高峰小时流率：SF=DDHV /PHF=3960/0.96=4125pcu/h 标准的路面宽度与侧向净空，则fw=1.0，fp=1.0，fHV=1/[1+0.3×(2-1)]=0.769 所需的最大服务流率：MSFd =SF/(fw×fHV×fp) =3375/0.769=5364pcu/h 设计通行能力取为1600pcu/h/ln，则所需车道数为：N =5364/1600=3.4，取为4车道。 4、郊区多车道一级公路车道数设计，设计标准：平原地形，设计速度100km/h，标准车道宽，足够的路侧净空，预期单向设计小时交通量为1800pcu/h，高峰小时系数采用0.9，交通组成：中型车比例30%，大型车比例15%，小客车55%，驾驶员经常往返两地，横向干扰较轻。 解：计算综合影响系数fC。 由题意，fw=1.0，fP=1.0，fe=0.9 (表2.9)，Cb =2000pcu/h/ln， fHV =1/[1+ΣPi（Ei- 1）]=1/[1+0.3 ×(1.5-1)+0.15 ×(2-1)]=0.769 fc=fw×fHV×fe×fp=1.0 ×0.769×0.9×1.0=0.692 计算单向所需车道数:
道路饱和度计算方法研究 摘要：道路饱和度是研究和分析道路变通服务水平的重要指标，但目前人们仍比较简单地用V／C来计算饱和度，未能根据各类不同道路的标准进行计算，尤其是公路和城市道路，其计算方法并不一致，、应根据不同的情况，采用不同的方法进行计算。 0 引言 饱和度的计算主要应考虑两点：一是交通量，二是通行能力。前者的数据一般是通过交通调查数据经过计算获得，后者的计算则相对较为复杂。由于城市道路与公路的通行能力计算方法不同，有必要分开讨论。本文将在介绍道路分类的基础上，对不同类型道路的通行能力及饱和度算法作一探讨。 1 道路分类 我国道路按照使用特点的不同，可分为城市道路、公路、厂矿道路、林区道路和乡村道路。目前除公路和城市道路有准确的等级划分标准外，对林区道路、厂矿道路和乡村道路一般不再进行等级划分。 1.1 城市道路 城市道路是指在城市围具有一定技术条件和设施的道路，不包括街坊部道路。城市道路与公路分界线为城市规划区的边线。根据道路在城市道路系统中的地位、作用、交通功能以及对沿线建筑物的服务功能．一般将城市道路分为四类：快速路、主干路、次干路及支路。具体分级标准参见《城市道路设计规》等相关规。 1.2 公路 公路是连接各城市、城市与乡村、乡村与厂矿地区的道路。根据
交通量、公路使用任务和性质，一般将公路分为高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路五个等级。具体分级标准参见《公路工程技术标准》等相关规。 2 饱和度定义及影响因素 2.1 饱和度 道路饱和度是反映道路服务水平的重要指标之一，其计算公式即为人们常说的V／C，其中V为最大交通量，C为最大通行能力。饱和度值越高，代表道路服务水平越低。由于道路服务水平、拥挤程度受多方面因素的制约，实际中因难以考虑多方面因素，常以饱和度数值作为评价服务水平的主要指标。美国的《通行能力手册》将道路的服务水平根据饱和度等指标的不同分为六级(具体分级标准可参考该手册，此处从略)．我国则一般根据饱和度值将道路拥挤程度、服务水平分为如下四级： 一级服务水平：道路交通顺畅、服务水平好，V／C介于0至0.6之间； 二级服务水平：道路稍有拥堵，服务水平较高，V／C介于0.6至0.8之间； 三级服务水平：道路拥堵，服务水平较差，V／C介于0.8至1.0之间； 四级服务水平：V／C>1.0，道路严重拥堵，服务水平极差。 2.2 影响因素 饱和度的大小取决于道路的车流量和通行能力，此外，影响饱和
下面只是相关的计算方法只是要寻找更为专业只是还是要看专业书籍的。 道路通行能力 第３．２．１条路段通行能力分为可能通行能力与设计通行能力。 在城市一般道路与一般交通的条件下，并在不受平面交叉口影响时，一条机动车车道的可能通行能力按下式计算： Ｎｐ＝３６００/ｔｉ（３．２．１-１） 式中Ｎｐ——一条机动车车道的路段可能通行能力（ｐｃｕ/ｈ）； ｔｉ——连续车流平均车头间隔时间（ｓ/ｐｃｕ）。 当本市没有ｔｉ的观测值时，可能通行能力可采用表３．２．１-１的数值。 不受平面交叉口影响的机动车车道设计通行能力计算公式如下： Ｎｍ＝αｃ·Ｎｐ（３．２．１-２） 式中Ｎｍ——一条机动车车道的设计通行能力（ｐｃｕ/ｈ）； αｃ——机动车道通行能力的道路分类系数，见表３．２．１-２。
受平面交叉口影响的机动车车道设计通行能力应根据不同的计算行车速度、绿信比、交叉口间距等进行折减。 第３．２．２条一条自行车车道宽１ｍ。不受平面交叉口影响时，一条自行车车道的路段可能通行能力按下公式计算： Ｎｐｂ＝３６００Ｎｂｔ/（ｔｆ（ωｐｂ-０．５））（３．２．２-１） 式中Ｎｐｂ——一条自行车车道的路段可能通行能力（ｖｅｈ/（ｈ· ｍ））； ｔｆ——连续车流通过观测断面的时间段（Ｓ）； Ｎｂｔ——在ｔｆ时间段内通过观测断面的自行车辆数（ｖｅｈ）； ωｐｂ——自行车车道路面宽度（ｍ）。 路段可能通行能力推荐值，有分隔设施时为２１００ｖｅｈ/（ｈ·ｍ）；无分隔设施时为１８００ｖｅｈ/（ｈ·ｍ）。 不受平面交叉口影响一条自行车车道的路段设计通行能力按下式计算： Ｎｂ＝αｂ·Ｎｐｂ（３．２．２-２） 式中Ｎｂ——一条自行车车道的路段设计通行能力（ｖｅｈ/（ｈ· ｍ））； αｂ——自行车道的道路分类系数，见表３．２．２。 受平面交叉口影响一条自行车车道的路段设计通行能力，设有分隔设施时，推荐值为１０００～１２００ｖｅｈ/（ｈ·ｍ）；以路面标线划分机动车道与非机动车道时，推荐值为８００～１０００ｖｅｈ/（ｈ·ｍ）。自行车交通量大的城市采用大值，小的采用小值。 第３．２．３条信号灯管制十字形交叉口的设计通行能力按停止线法计算。
影响城市道路通行能力的因素主要取决于道路条件、交通条件及服务水平等因素。道路条件一般指道路分类、道路横断面、车道宽度、道路线型、交叉口形式、路面抗滑能力等；交通条件指大型车辆、公共交通、自行车的混入、超车、车道分布、交通量的变化、交通管理、交通管制等；而服务水平则是指道路使用者根据交通状态从速度、舒适、方便、经济和安全等方面所能得到的服务程度。 一、道路条件影响因素 1 道路分类（路网结构） 2 道路横断面 城市道路横断面形式有：单幅路、双幅路、三幅路及四幅路。 (1)单幅路 将所有的车辆(机动车、非机动车)组织在一条道上混合行驶。道路上，由于机动车与非机动车混行，因此互相间的干扰势必就大，通行能力受到很大程度的影响，更重要的是双方都有一种不安全感，其通行能力难以提高。 (2)双幅路 利用中央分隔带(或防撞墙)将机动车道按上下行方向隔离。由于双幅路将机动车道的双向进行了分隔，减少了对向车流的干扰，道路通行能力比单车幅路有所提高。但由于其在一个方向上机非混行，机非之间的干扰还是存在，道路的通行能力还是受到制约。 (3)三幅路 利用机非分隔带将机动车道与非机动车道分离。由于三幅路的组成将机动车道与非机动车进行分隔，避免了机非之间的干扰，从而很大程度上提高了道路的通行能力。但由于其没有将机动车道上、下行分隔，机动车道对向车流的干扰同时存在。 (4)四幅路 利用中央分隔带(或防撞墙)、机非分隔带将机动车道双向、机动车道与非机动车道之间分隔。四幅路彻底避免了机非之间、对向车流之间的干扰，从而大大提高了道路的通行能力，是最理想的道路横断面型式，缺点是路幅宽占地多。 3 道路宽度 当计算行车速度40km／h，车道宽度为3.75m，而当行车速成度<40km／h，车道宽为3.5m。可见速度越大，要求车道宽度越宽，通行能力越大。当车道宽<3.5m时，就应考虑采用车辆通行能力的折减系数。 4 道路线型 道路平面线型由直线段和平面曲线段组成。道路纵断面线型由上坡、下坡的直线和竖曲线组成。 (1)道路曲线半径 (2)道路纵坡 5 道路交叉口形式 城市道路交叉口形式通常分：平面交叉和立体交叉。 城市道路平面交叉口的形式有十字形、T形、Y形、x形、环行交叉、多路交叉、错位交叉、畸形交叉等。通常采用最多的是十字形交叉，十字交叉以正交为宜，斜交时交叉角应大于45°。规范规定应避免错位交叉、多路交叉和畸形交叉。平面交叉口的特点是：交叉路口的冲突点和交织点多，视线盲区大，交通流量大，各方面的车辆均在此实现合流分流，相互交织、冲突的机会增多。 提高平面交叉口通行能力的方法有：将路口进行渠化，对车流进行有效引导，增设交叉口进口的车道数等城市道路立体交叉分为分离式和互通式两类。 互通式立体交叉又分完全互通式、不完全互通式和环形式三种。由于平面交叉口制约了道路通行能力，因此，现在很多城市在道路与铁路，高速公路现各级道路，快速路与陕速路、主干路，主干路与主干路等交通量较大的交叉口等均采用立体交叉。采用立体交叉可以减少或消除交叉口的冲突点，从而从根本上提高道路的通行能力。
第二节道路通行能力 1 第３．２．１条路段通行能力分为可能通行能力与设计通行能力。 2 在城市一般道路与一般交通的条件下，并在不受平面交叉口影响时，一条机3 动车车道的可能通行能力按下式计算： 4 Ｎｐ＝３６００/ｔｉ（３．２．１-１） 5 式中Ｎｐ——一条机动车车道的路段可能通行能力（ｐｃｕ/ｈ）； 6 ｔｉ——连续车流平均车头间隔时间（ｓ/ｐｃｕ）。 7 当本市没有ｔｉ的观测值时，可能通行能力可采用表３．２．１-１的数值。8 9 不受平面交叉口影响的机动车车道设计通行能力计算公式如下： 10 Ｎｍ＝αｃ·Ｎｐ（３．２．１-２） 11 式中Ｎｍ——一条机动车车道的设计通行能力（ｐｃｕ/ｈ）； 12 αｃ——机动车道通行能力的道路分类系数，见表３．２．１-２。 13
14 受平面交叉口影响的机动车车道设计通行能力应根据不同的计算行车速度、15 绿信比、交叉口间距等进行折减。 16 第３．２．２条一条自行车车道宽１ｍ。不受平面交叉口影响时，一条自17 行车车道的路段可能通行能力按下公式计算： 18 Ｎｐｂ＝３６００Ｎｂｔ/（ｔｆ（ωｐｂ-０．５））（３．２．２-１）19 式中Ｎｐｂ——一条自行车车道的路段可能通行能力（ｖｅｈ/ 20 （ｈ· ｍ））； 21 ｔｆ——连续车流通过观测断面的时间段（Ｓ）； 22 Ｎｂｔ——在ｔｆ时间段内通过观测断面的自行车辆数（ｖｅｈ）； 23 ωｐｂ——自行车车道路面宽度（ｍ）。 24 路段可能通行能力推荐值，有分隔设施时为２１００ｖｅｈ/（ｈ·ｍ）； 25 无分隔设施时为１８００ｖｅｈ/（ｈ·ｍ）。 26 不受平面交叉口影响一条自行车车道的路段设计通行能力按下式计算： 27 Ｎｂ＝αｂ·Ｎｐｂ（３．２．２-２） 28 式中Ｎｂ——一条自行车车道的路段设计通行能力（ｖｅｈ/（ｈ· ｍ））； 29
道路饱和度计算方法研究摘要：道路饱和度是研究和分析道路变通服务水平的重要指标，但目前人们仍比较简单地用V／C来计算饱和度，未能根据各类不同道路的标准进行计算，尤其是公路和城市道路，其计算方法并不一致，、应根据不同的情况，采用不同的方法进行计算。 0 引言 饱和度的计算主要应考虑两点：一是交通量，二是通行能力。前者的数据一般是通过交通调查数据经过计算获得，后者的计算则相对较为复杂。由于城市道路与公路的通行能力计算方法不同，有必要分开讨论。本文将在介绍道路分类的基础上，对不同类型道路的通行能力及饱和度算法作一探讨。 1 道路分类 我国道路按照使用特点的不同，可分为城市道路、公路、厂矿道路、林区道路和乡村道路。目前除公路和城市道路有准确的等级划分标准外，对林区道路、厂矿道路和乡村道路一般不再进行等级划分。 城市道路 城市道路是指在城市范围内具有一定技术条件和设施的道路，不包括街坊内部道路。城市道路与公路分界线为城市规划区的边线。根据道路在城市道路系统中的地位、作用、交通功能以及对沿线建筑物的服务功能．一般将城市道路分为四类：快速路、主干路、次干路及支路。具体分级标准参见《城市道路设计规范》等相关规范。 公路
公路是连接各城市、城市与乡村、乡村与厂矿地区的道路。根据交通量、公路使用任务和性质，一般将公路分为高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路五个等级。具体分级标准参见《公路工程技术标准》等相关规范。 2 饱和度定义及影响因素 饱和度 道路饱和度是反映道路服务水平的重要指标之一，其计算公式即为人们常说的V／C，其中V为最大交通量，C为最大通行能力。饱和度值越高，代表道路服务水平越低。由于道路服务水平、拥挤程度受多方面因素的制约，实际中因难以考虑多方面因素，常以饱和度数值作为评价服务水平的主要指标。美国的《通行能力手册》将道路的服务水平根据饱和度等指标的不同分为六级(具体分级标准可参考该手册，此处从略)．我国则一般根据饱和度值将道路拥挤程度、服务水平分为如下四级： 一级服务水平：道路交通顺畅、服务水平好，V／C介于0至之间； 二级服务水平：道路稍有拥堵，服务水平较高，V／C介于至之间； 三级服务水平：道路拥堵，服务水平较差，V／C介于至之间； 四级服务水平：V／C>，道路严重拥堵，服务水平极差。 影响因素 饱和度的大小取决于道路的车流量和通行能力，此外，影响饱和度的因素主要还有车流量、道路通行能力、行程速度及运行时间等。 2.2.1 行程速度与运行时间
道路饱与度计算方法研究 摘要:道路饱与度就是研究与分析道路变通服务水平的重要指标,但目前人们仍比较简单地用V／C来计算饱与度,未能根据各类不同道路的标准进行计算,尤其就是公路与城市道路,其计算方法并不一致,、应根据不同的情况,采用不同的方法进行计算。 0 引言 饱与度的计算主要应考虑两点:一就是交通量,二就是通行能力。前者的数据一般就是通过交通调查数据经过计算获得,后者的计算则相对较为复杂。由于城市道路与公路的通行能力计算方法不同,有必要分开讨论。本文将在介绍道路分类的基础上,对不同类型道路的通行能力及饱与度算法作一探讨。 1 道路分类 我国道路按照使用特点的不同,可分为城市道路、公路、厂矿道路、林区道路与乡村道路。目前除公路与城市道路有准确的等级划分标准外,对林区道路、厂矿道路与乡村道路一般不再进行等级划分。 1、1 城市道路 城市道路就是指在城市范围内具有一定技术条件与设施的道路,不包括街坊内部道路。城市道路与公路分界线为城市规划区的边线。根据道路在城市道路系统中的地位、作用、交通功能以及对沿线建筑物的服务功能.一般将城市道路分为四类:快速路、主干路、次干路及支路。具体分级标准参见《城市道路设计规范》等相关规范。 1、2 公路
公路就是连接各城市、城市与乡村、乡村与厂矿地区的道路。根据交通量、公路使用任务与性质,一般将公路分为高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路五个等级。具体分级标准参见《公路工程技术标准》等相关规范。 2 饱与度定义及影响因素 2、1 饱与度 道路饱与度就是反映道路服务水平的重要指标之一, 其计算公式即为人们常说的V／C,其中V为最大交通量,C为最大通行能力。饱与度值越高,代表道路服务水平越低。由于道路服务水平、拥挤程度受多方面因素的制约,实际中因难以考虑多方面因素,常以饱与度数值作为评价服务水平的主要指标。美国的《通行能力手册》将道路的服务水平根据饱与度等指标的不同分为六级(具体分级标准可参考该手册,此处从略).我国则一般根据饱与度值将道路拥挤程度、服务水平分为如下四级: 一级服务水平:道路交通顺畅、服务水平好,V／C介于0至0、6之间; 二级服务水平:道路稍有拥堵,服务水平较高,V／C介于0、6至0、8之间; 三级服务水平:道路拥堵,服务水平较差,V／C介于0、8至1、0之间; 四级服务水平:V／C>1、0,道路严重拥堵,服务水平极差。 2、2 影响因素 饱与度的大小取决于道路的车流量与通行能力,此外,影响饱与度
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t h和空间距离度量的车头间距s h为基础，推导通行能力的理论分析模型。其计算公式为： 0=3600/t N h 或 1000 = s V N h 式中： N——一条车道的理论通行能力（辆/h）； t h——饱和连续车流的平均车头时距（s）； V——行驶车速（km/h） s 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。
道路通行能力分析实践学院： 专业：组长：指导老师：交通工程 短号： 年级：2011级 成员： 中国·珠海 二○一四年一月
目录 一、调查目的 (1) 二、调查时间和地点 (1) 三、城市道路信号交叉口通行能力分析 (1) 1.交叉口地点： (1) 2.交叉口地理环境和交通环境 (1) 3.道路截面结构 (3) 4.调查数据 (3) 5.通行能力计算 (5) 6.延误计算和现状服务水平评价 (8) 四、城市道路无信号交叉口通行能力分析 (9) 1.交叉口地点 (9) 2.交叉口地理环境和交通环境 (9) 3.道路截面结构 (10) 4.无信号交叉口车流运行特性 (10) 5.调查数据 (11) 6.通行能力计算 (13) 7.饱和度计算和现状服务水平评价 (13) 五、城市道路路段通行能力分析 (14) 1.路段地点： (14) 2.路段概况： (14) 3.调查数据 (15) 4.通行能力计算 (16) 5.现状服务水平评价 (17) 参考文献 (18)
1 道路通行能力分析实践 一、调查目的 交通调查是指为了找出交通现象的特征性趋向，在道路系统的选定点或路段，收集和掌握车辆或行人运行状态的实际数据所进行的调查分析工作。通过现场勘查得到的数据以及相关参数，计算并分析道路的通行能力和服务水平，评价其设计合理性和所存在的问题。 二、调查时间和地点 1、时间：2014年1月7号 2、时间段：17:30—18:30 3、地点： 1）港湾大道-留诗路信号交叉口 2）金峰北路-科技二路无信号交叉口 3）港湾大道路段 三、城市道路信号交叉口通行能力分析 1. 交叉口地点： 港湾大道-留诗路信号交叉口 2. 交叉口地理环境和交通环境 地理环境：交叉口位于港湾大道与留诗路形成的平面十字型交叉口,位于珠海市香洲东北部。港湾大道全长21.1km,是由歧湾公路珠海段扩宽改造的珠海市东出口公路。根据珠海市的总体规划,该大道分为城市型和郊区型两部分。其中,城市道路10.8km,路幅宽度为45m,设置机动车道、非机动车道和人行道 交通环境：港湾大道属于珠海市主干道。作为珠海市区进出京珠高速的唯一道路,是珠海的北大门。担负着周边城市进出珠海的重要途径之一。
根据交叉口的现场交通调查数据，通过各流向流量的构成关系，可推得各路段流量，从而得到饱和度V/C 比。路段通行能力的确定采用建设部《城市道路设计规范》（CJJ 37-90）的方法，该方法的计算公式为：单条机动车道设计通行能力n C N N a ????=ηγ0，其中N a 为车道可能通行能力，该值由设计车速来确定，如表2.2所示。 表2.13 一条车道的理论通行能力 其中γ为自行车修正系数，有机非隔离时取1，无机非隔离时取0.8。η为车道宽度影响系数，C 为交叉口影响修正系数，取决于交叉口控制方式及交叉口间距。修正系数由下式计算： s 为交叉口间距(m)，C 0为交叉口有效通行时间比。 车道修正系数采用表 2.3所示 表2.3 车道数修正系数采用值 路段服务水平评价标准采用美国《道路通行能力手册》，如表2.4所示 表2.4 路段服务水平评价标准
由路段流量的调查结果，并且根据交叉口的间距、路段等级、车道数等对路段的通行能力进行了修正。在此基础上对路段的交通负荷进行了分析。 路段机动车车道设计通行能力的计算如下： δ m c p m k a N N = （1） 式中: m N —— 路段机动车单向车道的设计通行能力（pcu/h ） p N —— 一条机动车车道的路段可能通行能力（pcu/h ） c a —— 机动车通行能力的分类系数，快速路分类系数为0.75；主干道分类 系数为0.80；次干路分类系数为0.85；支路分类系数为0.90。 m k —— 车道折减系数，第一条车道折减系数为 1.0；第二条车道折减系数 为0.85；第三条车道折减系数为0.75；第四条车道折减系数为0.65.经过累加，可取单向二车道 m k ＝1.85；单向三车道 m k ＝2.6；单向四车道 m k ＝3.25； δ—— 交叉口影响通行能力的折减系数，不受交叉口影响的道路（如高架 道路和地面快速路）δ＝1；该系数与两交叉口之间的距离、行车速度、绿信比和车辆起动、制动时的平均加、减速度有关，其计算公式如下： ?+++= b v a v v l v l 2/2///δ （2） l —— 两交叉口之间的距离（m ）； a —— 车辆起动时的平均加速度，此处取为小汽车0.82/s m ； b —— 车辆制动时的平均加速度，此处取为小汽车1.662/s m ； ?—— 车辆在交叉口处平均停车时间，取红灯时间的一半。 Np 为车道可能通行能力，其值由路段车速来确定： 表4.1 Np 的确定
可能通行能力 根据交叉口的现场交通调查数据，通过各流向流量的构成关系，可推得各路段流量，从而得到饱和度V/C 比。路段通行能力的确定采用建设部《城市道路设计规范》（CJJ 37-90）的方法，该方法的计算公式为：单条机动车道设计通行能力n C N N a ????=ηγ0，其中N a 为车道可能通行能力，该值由设计车速来确定，如表2.2所示。 表2.13 一条车道的理论通行能力 其中γ为自行车修正系数，有机非隔离时取1，无机非隔离时取0.8。η为车道宽度影响系数，C 为交叉口影响修正系数，取决于交叉口控制方式及交叉口间距。修正系数由下式计算： ???>+≤≤=m s s C m s m s C C 200),73.00013.0(200,200,0 s 为交叉口间距(m)，C 0为交叉口有效通行时间比。 车道修正系数采用表 2.3所示 表2.3 车道数修正系数采用值 路段服务水平评价标准采用美国《道路通行能力手册》，如表2.4所示 表2.4 路段服务水平评价标准
设计通行能力 由路段流量的调查结果，并且根据交叉口的间距、路段等级、车道数等对路段的通行能力进行了修正。在此基础上对路段的交通负荷进行了分析。 路段机动车车道设计通行能力的计算如下： δ m c p m k a N N =（1） 式中: m N ——路段机动车单向车道的设计通行能力（pcu/h ） p N ——一条机动车车道的路段可能通行能力（pcu/h ） c a ——机动车通行能力的分类系数，快速路分类系数为0.75；主干道分类系 数为0.80；次干路分类系数为0.85；支路分类系数为0.90。 m k ——车道折减系数，第一条车道折减系数为1.0；第二条车道折减系数为 0.85；第三条车道折减系数为0.75；第四条车道折减系数为0.65.经过累加，可取单向二车道 m k ＝1.85；单向三车道 m k ＝2.6；单向四车道 m k ＝3.25； δ——交叉口影响通行能力的折减系数，不受交叉口影响的道路（如高架道 路和地面快速路）δ＝1；该系数与两交叉口之间的距离、行车速度、绿信比和车辆起动、制动时的平均加、减速度有关，其计算公式如下： ?+++= b v a v v l v l 2/2///δ（2） l ——两交叉口之间的距离（m ）； a ——车辆起动时的平均加速度，此处取为小汽车0.82/s m ；
一、通行能力 1.1路段通行能力取值 注：本表适用于一般交通项目，对通行能力取值要求比较精确的项目应另行计算。 参考材料： 彭国雄：《城市综合交通体系规划编制办法》暨城市综合交通体系规划编制与技术审查ppt： 各种等级道路通行能力推荐标准
1.2交叉口通行能力 （1）适用于不需要进行各进口道分析和计算车道延误的项目： 交叉口通行能力取值 资料来源：？ 简化的估算公式： C=800*n（n≤10） C=800*n+300*（n-10）（n?10） n为进口车道数，不区分左直右； （2）需要进行进口道分析和计算车道延误的项目： 软件计算（文件夹里提供）。
二、服务水平评价指标 路段和交叉口分别取值，标准如下： 路段饱和度与服务水平对应关系表 信号交叉口饱和度与服务水平对应关系表 注：A——非常畅通。交通量小，自由流，驾驶自由度大，可自由地选择所期望的速度，使用者不受或基本不受交通流中其他车辆的影响。 B——畅通。交通量有所增加，但受其它车的影响仍然较小。 C——基本畅通。交通运行基本上还处于稳定状态，但车辆间的相互影响变大。D——轻度拥堵。交通量还没有超过道路最大通行能力，但速度和驾驶自由度受到严格限制。 E——中度拥堵。交通量达到了道路最大通行能力，交通运行对干扰很敏感，并很容易出现塞车。 F——严重拥堵。交通流处于不稳定状态，走走停停，经常出现由于交通量过大引起的塞车。 注：（1）路段标准参考了交研所的指标，交叉口与部颁标准保持一致。 （2）广州市内的非重要项目，可采用下列简化合并后的表格，但需经组长或所领导同意后采用。
参考材料：公路四级服务水平对应的图片说明 一级服务水平：自由流，舒适便利二级服务水平：稳定流上限，车辆相互影响三级服务水平：稳定流，舒适便利严重下降四级服务水平：强制流，交通拥挤
第二节道路通行能力 第３．２．１条路段通行能力分为可能通行能力与设计通行能力。 在城市一般道路与一般交通的条件下，并在不受平面交叉口影响时，一条机动车车道的可能通行能力按下式计算： Ｎｐ＝３６００/ｔｉ（３．２．１-１） /ｈ）； 式中Ｎｐ——一条机动车车道的路段可能通行能力（ｐｃｕｔｉ—— 连续车流平均车头间隔时间（ｓ/ｐｃｕ）。 当本市没有ｔｉ的观测值时，可能通行能力可采用表３．２．１-１的数值。 不受平面交叉口影响的机动车车道设计通行能力计算公式如下： Ｎｍ＝αｃ·Ｎｐ（３．２．１-２） 式中Ｎｍ——一条机动车车道的设计通行能力（ｐｃｕ/ｈ）； αｃ——机动车道通行能力的道路分类系数，见表３．２．１-２。 受平面交叉口影响的机动车车道设计通行能力应根据不同的计算行车速度、绿信比、交叉口间距等进行折减。 第３．２．２条一条自行车车道宽１ｍ。不受平面交叉口影响时，一条自行车车道的路段 可能通行能力按下公式计算： Ｎｐｂ＝３６００Ｎｂｔ/（ｔｆ（ωｐｂ-０．５））（３．２．２-１）
式中Ｎｐｂ——一条自行车车道的路段可能通行能力（ｖｅｈ/（ｈ·ｍ））；ｔｆ——连续车流通过观测断面的时间段（Ｓ）； Ｎｂｔ——在ｔｆ时间段内通过观测断面的自行车辆数（ｖｅｈ）； ωｐｂ——自行车车道路面宽度（ｍ）。 路段可能通行能力推荐值，有分隔设施时为２１００ｖｅｈ隔设施 时为１８００ｖｅｈ/（ｈ·ｍ）。 /（ｈ·ｍ）；无分 不受平面交叉口影响一条自行车车道的路段设计通行能力按下式计算： Ｎｂ＝αｂ·Ｎｐｂ（３．２．２-２） 式中Ｎｂ——一条自行车车道的路段设计通行能力（ｖｅｈαｂ—— 自行车道的道路分类系数，见表３．２．２。 /（ｈ·ｍ））； 受平面交叉口影响一条自行车车道的路段设计通行能力，设有分隔设施时，推荐值为１０００～１２００ｖｅｈ/（ｈ·ｍ）；以路面标线划分机动车道与非机动车道时，推荐值为８００～１０００ｖｅｈ/（ｈ·ｍ）。自行车交通量大的城市采用大值，小的采用小值。 第３．２．３条信号灯管制十字形交叉口的设计通行能力按停止线法计算。 十字形交叉口的设计通行能力为各进口道设计通行能力之和。 进口道设计通行能力为各车道设计通行能力之和。 一、各种直行车道的设计通行能力。 １．直行车道设计通行能力应按下式计算： Ｎｓ＝３６００ψｓ（（ｔｇ-ｔ１）/ｔｉｓ＋１）/ｔｃ（３．２．３-１） 式中Ｎｓ——一条直行车道的设计通行能力（ｐｃｕ ｔｃ——信号周期（ｓ）； ｔｇ——信号周期内的绿灯时间（ｓ）； /ｈ）； ｔ１——变为绿灯后第一辆车启动并通过停止线的时间（ｓ），可采用２．３ｓ；ｔｉｓ——直行或右行车辆通过停止线的平均间隔时间（ｓ/ｐｃｕ）； ψｓ——直行车道通行能力折减系数，可采用０．９。
计算说明 一、路段通行能力与饱和度的计算说明 1、通行能力计算 计算路段单方向的通行能力，如“由东向西的通行能力”、“由南向北的通行能力”。 n C单＝ C i（ 1-1） i 1 C单——路段单向通行能力； C i——第i条车道的通行能力； i——车道编号，从道路中心至道路边缘依次编号； n——路段单向车道数。 C i C0 条交车道（1-2）C0—— 1 条车道的理论通行能力，根据道路设计速度取表1-1 中对应的建议值： 表1-1C0值 条——车道折减系数，自中心线起第一条车道的折减系数为1.00，第二条车道的折减系数为0.80～0.89，第三条为0.65～0.78，第四条为0.50～0.65，第五条以上为 0.40～0.52； 交——交叉口折减系数，根据道路设计速度和路段两交叉口之间的距离 由表 1-2 确定：
表 1-2 交叉口折减系数 车道——车道宽度折减系数，根据车道宽度由表1-3 确定： 表 1-3 车道折减系数 2、饱和度计算 V / C ——实际流量除以通行能力。
二、交叉口通行能力与饱和度计算说明 1、通行能力计算 n C 交叉口 ＝ C i (2-1) i 1 C 交叉 口 —— 交叉口通行能力； C i —— 交叉口各进口的通行能力； i —— 交叉口进口编号； n —— 交叉口进口数， n 为 4 或 3。 K C i ＝ C j (2-2) j 1 C j —— 进口各车道的通行能力； j —— 车道编号； K —— 进口车道数。 先计算各个车道的通行能力， 再计算各个进口的通行能力， 然后计算整个交叉口的通行能力。 用专用工具计算进口各车道通行能力， 按直行、直左、直右、直左右、专左、专右的先后顺序 。 （1） 直行、直左、直右与直左右 车道的通行能力计算： 需要输入的数据： ① 信号周期 T ； ② 对应相位的绿灯时间 t ； ③ 对应相位的有效绿灯时间 t j ； ④ 对应的车流量。 注意：
道路通行能力的计算方法 土木073班陈雷 200711003227 摘要:探讨道路路段的通行能力和交叉口的通行能力的计算方法;并提出了道路通行能力有待进一步研究的若干问题。 关键词: 通行能力;计算方法;交通规则;交通管理。 道路通行能力是指在特定的交通条件、道路条件及人为度量标准下单位时间能通过的最大交通量。在道路建设和管理过程中,如何确定道路建设的合理规模及建设时间,如何科学地进行公路网规划、项目可行性研究、道路设计以及道路建设后评价,如何知道道路网的最优管理模式,都需要以道路通行能力系统研究的成果为依据。本文对道路与交叉口的通行能力计算方法进行简单的探讨。 一、道路路段通行能力 1、基本通行能力 基本通行能力是指道路与交通处于理想情况下,每一条车道(或每一条道路) 在单位时间内能够通过的最大交通量。 65 m , 路旁的侧向余宽作为理想的道路条件,主要是车道宽度应不小于3. 不小于1.75 m , 纵坡平缓并有开阔的视野、良好的平面线形和路面状况。作为交通的理想条件, 主要是车辆组成单一的标准车型汽车, 在一条车道上以相同的速度,连续不断的行驶,各车辆之间保持与车速相适应的最小车头间隔, 且无任何方向的干扰。 在这样的情况下建立的车流计算模式所得出的最大交通量,即基本通行能力,其公式如下:
其中: v ———行车速度(km/ h) ; t0车头最小时距(s) ; l0 ———车头最 小间隔(m) ; lc ———车辆平均长度(m) ; la ———车辆间的安全间距(m) ; lz ———车辆的制动距离(m) ; lf ———司机在反应时间内车辆行驶的距离(m) ; l0 = lf + lz + la + lc。 2、可能通行能力 计算可能通行能力Nk 是以基本通行能力为基础考虑到实际的道路和交通 确定其修正系数,再以此修正系数乘以前述的基本通行能力,即得实际道状况, 路、交通与一定环境条件下的可能通行能力。影响通行能力不同因素的修正 系数为: 1)道路条件影响通行能力的因素很多, 一般考虑影响大的因素, 其修正系数 有: ?车道宽度修正系数γ1 ; ?侧向净空的修正系数γ2 ; ?纵坡度修正系数 γ3 ; ?视距不足修正系数γ4 ; ?沿途条件修正系数γ5 。 2) 交通条件的修正主要是指车辆的组成, 特别是混合交通情况下, 车辆类型 众多, 大小不一, 占用道路面积不同,性能不同, 速度不同, 相互干扰大, 严重地 影响了道路的通行能力。一般记交通条件修正系数为γ6 。 于是,道路路段的可能通行能力为 Nk = Nmaxγ1γ2γ3γ4γ5γ6 (辆/ h) 3、实际通行能力 实际通行能力Ns 通常可作为道路规划和设计的依据。只要确定道路的可能通 行能力,再乘以给定服务水平的服务交通量与通行能力之比,就得到实际通行能力, 即 Ns = Nk ×服务交通量?通行能力(辆/ h) 。 二、平面交叉口的通行能力
摘要 城市道路信号交叉口是城市道路的重要节点，它把城市道路相互连接起来构成道路网，其通行能力直接影响城市道路的通达，交叉口的交通流密度过大，将会造成路口的拥挤与堵塞，影响城市道路的正常运行，而提高信号交叉口通行能力、减少交叉口停车与延误是城市道路交通追求的目标，鉴于此，本文以信号交叉口为研究对象，通过典型交叉口的调查，探究其通行能力，并分析信号交叉口的运行状况。 论文共分为五个部分，第一部分概述研究背景、研究意义及国内外通行能力研究概况；第二部分概括信号交叉口分类、服务水平分析、运行分析、通行能力研究方法以及影响信号交叉口通行能力的因素；第三部分以**市某信号交叉口为例，进行交通调查，计算交叉口的通行能力，分析交叉口的运行状况；第四部分针对目前我国城市信号交叉口的总体特性，分析提高信号交叉口通行能力的对策；第五部分总结全文。 关键词：城市道路；信号交叉口；通行能力
Abstract Signalized intersection is the important component of the urban road. It connects urban road up a road network, and its capacity directly affect the running efficiency of the urban road. Urban road will not work normally if the traffic congestion or jam happened to the signal intersection when the traffic flow desity of the intersection is too large. To improve the traffic capacity and reduce parking and delaying in the intersection are the goals of urban road traffic. For reason above, the signal intersection is studied as a research object, and the traffic capacity of intersection is explored. The running status of the signal intersectionis analyzed in this paper. This paper is divided into five parts. The first part summarizes the research background, the research significance and the domestic and foreign general capacity; The second part summarizes signal intersection classification, the service level analysis, operation analysis, capacity and influence factors of the Signalized intersection traffic capacity; The third part takes a signal intersection in Jinzhou. As an example, surveys the volume of traffic, calculates the capacity of signal intersection, analysis the status of the intersection; On the basis of the general characteristics of the urban road intersection, a number of countermeasures to improve signal intersection traffic capacity are analyzed in the forth part of paper; The fifth part summarizes the whole reserchers of the paper. Key words：Urban road；Signal intersection；Capacity
!第二章 1双车道公路具有哪些交通特性？ （1）驾驶员交通特性：反应时间，判断能力，驾驶倾向性与稳定性； （2）车辆交通特性：一般车辆运行特性（自由行驶、跟驰、超车、停止超车），慢车运行特性（慢车动力性能、慢车运行特征）； （3）道路交通特性：道路宽度，道路线形，视距（停车、会车、超车）。 2计算双车道公路路段通行能力时需要考虑哪些因素的影响？是分别予以说明。 需要考虑①基本通行能力②行车道宽度对通信能力的修正系数③方向分布对通行能力的修正系数④路侧干扰对通行能力的修正系数⑤交通组成对通行能力的修正系数 3简述自由流速度概念，并分析其影响因素。 自由流速度是指公路上不受其他车辆干扰，根据驾驶员主观意愿自由选择的行驶速度。 影响因素：（1）路面宽度（2）地形条件（3）路侧干扰（4）街道化程度 第三章 1多车道公路路段的特点是什么？ 多车道公路车辆经常有外侧车道驶入内侧车道或者有内侧通过外侧车道驶出，这种车道转移常常影响正常行驶的车辆，外侧车道受干扰最大。但是，多车道公路车辆超车时不影响对向车流的运行，车辆运行只受同方向车流的影响，故处于不同位置的行车道所受干扰不同，受影响的程度也不同。 2对比分析双车道公路和多车道公路通行能力影响因素。二者有何差异，原因是什么？ 双车道公路的通行能力结合行车道宽度、方向分布、路侧干扰及交通组成对通行能力的修正可以得到。但对于多车道，一级公路受路侧干扰影响较大。其中交叉口影响最大，路侧行人与自行车等非机动车影响较小。所以多车道通行能力结合基本通行能力、受限车道宽度和侧向净空影响修正系数、交通组成影响修正系数、路侧干扰影响修正系数及驾驶员总体特征影响修正系数可以得到。 第四章 1如何选择高速公路服务水平的衡量指标？选定衡量指标后，如何确定高速公路的服务水平？选择衡量服务水平的主要指标需根据不同形式公路车辆运行规律的差异采取不同的指标。对于高速公路，其交通流是非间断流，从其速度—流量曲线上看速度在自由流范围内是直线，说明仅仅用速度作为衡量其服务水平指标是不够的，还需考虑车辆间相互靠近的程度，即车头间距的大小，只有当车头间距达到一定程度后才不会影响驾驶员自由选择车速。而从车辆特性出发，宜选用车流密度、平均运行速度、交通流状态和最大服务率作为衡量其服务水平的主要指标。根据服务水平等级表及实际条件下的饱和度、平均运行速度和车流密度等可确定实际道路服务水平等级，根据服务水平等级可确定路段实际运行状况。 2路段基本通行能力的分析方法有哪些？各种方法的特点、适用范围是什么？ （1）基于流量——车道占用率模型的通行能力分析方法 （2）基于交通流统计分析模型的通行能力分析 （3）基于突变理论的通行能力分析 第五章 1交织段、交织长度、宽度应如何定义？交织区和交叉口的区别方法是什么？ 交织段是指当一合流区后面紧接着一分流区，或当一驶入匝道紧接着一条驶出匝道，两者之间有辅助车道连接时构成的区域；交织长度指交织区入口处三角端宽度为0.6m处到出口处之间的距离；交织宽度由交织区段的车道数衡量。区分方法为：是3.6m处三角端宽度为 位于两条道路相交处还是位于合流区域和分流区域之间。