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车道被占用对城市道路通行能力的影响
摘要
城市道路通行能力及影响因素的研究，不仅为确定城市道路建设的合理模式，还为城市道路网的规划、设计等方面提供更科学的理论依据。本文主要研究车道被占用时，事故发生地点横断面实际通行能力受到的影响以及由此所引起的排队问题，针对车道被占用对城市道路通行能力的影响问题，运用交通波、排队论，结合Matlab 软件对问题进行分析处理。最终，建立了相对合理的模型，并对模型做出了评价及推广。
针对问题一，首先通过对道路交通、管理等因素进行分析建立模型一，得到道路通行能力计算公式为：e m t r a a a a C C ????=0。模型二考虑车型对其影响，因为视频1中事故发生在第1、2 车道，所以事故发生至撤离期间该路段的第1、2 车道通行能力降为0pcu/h 、0pcu/h ，而第3 车道在原来975pcu/h~1170pcu/h 的基础上受其他因素影响略有减少。模型三将不同车折合成标准车，运用Matlab 软件绘制反映事故发生至撤离期间道路通行能力的插值函数图。
针对问题二，首先，同问题1 一样利用不同模型对视频2 进行求解，得到事故发生至撤离期间该路段通行能力的变化图像。随后将其与问题一的结果进行比较。得出结论为：同一横断面交通事故发生在离路中心线越近的车道上时，对该横断面的实际通行能力的影响就越大。
针对问题三，我们根据交通波及排队论的知识建立了处理该问题的数学模型：
???? ??-?-??-??=
12221221112V Q V Q V Q V Q T V L ???
? ??-?-??-??=1221122
2121V Q V Q V Q V Q T V L 经过模型的分析得出：交通事故所造成的车辆排队L 与事故持续时间T 成正比，与事故横断面实际通行能力2Q 成反比，与路段上游车流量1Q 成正比。
针对问题四，它是问题三的量化，故对问题三模型进行修正，巧妙地建立了处理该问题的模型：()()
212121122Q Q V V V Q V Q L T --=
。对该模型带入相关因子运用Matlab 软
件计算得：事故发生开始，大约经过12 分钟，车辆排队长度将到达上游路口。
本文建立的模型更好地反映了各方面因素对城市道路通行能力不同程度的影响，可以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、设置路边停车位以及设置非港湾式公交车站等提供可供参考的理论依据。
关键词：道路通行能力 Matlab 交通波 排队长度
一问题重述
随着科学技术的发展及创新，城市道路建设已变得尤其重要。交通事故、路边停车、占道施工等因素会导致车道或道路横断面通行能力在单位时间内降低。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，出现交通阻塞，甚至出现区域性拥堵。
现各大城市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交通能力的影响程度，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 和视频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，合理处理好事故所引发的问题将对城市交通建设带来一定的积极效应。对此，请研究以下问题：
1. 根据视频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变化过程。
2. 根据问题1 所得结论，结合视频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 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 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。
二问题分析
（一）问题的总分析
道路通行能力是道路与交通工程中一个十分重要的指标，是道路与交通规设计及交通管理的重要依据之一，也是评价各种道路与交通设施及管理措施的交通效果的基本依据。由以往经验，我们可以知道影响道路通行能力的因素有车道数、车道宽度、占地施工、管理水平、环境因素等。因此，在解决车道被占用对城市道路通行能力的影响时，我们只有考虑不同因素对通行能力的影响程度，再根据不同的指标依据对城市道路运输方案进行改善。只有这样，才能最大限度地减少车辆行驶过程中的交通延误，从根本上提高道路的通行能力。
（二）具体问题的分析
1.对问题一的分析
导致道路横断面通行能力在单位时间内降低的因素有交通事故、管理水平、占道施工等。题目只要求我们根据视频一（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。因此，我们考虑的因素就只有交通事故的持续时间，过往车辆的类型及辆数。然后统计视频一中某些时间段内车辆的行驶情况，最后对相关数据进行分析处理。
2.对问题二的分析
要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，就必须先了解视频二交通事故占用车道对该横断面实际通行能力的影响。同问题一一样，统计视频二中某些时间段内车辆的行驶情况，然后对相关数据进行分析处理。最后，再将两者中得出的结果进行比较分析，从而可以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.对问题三的分析
交通事故是影响道路畅通能力的重要因素之一，其主要原因是因为交通事故影响着道路车辆的排队长度。事故中车辆排队长度与事故横断面实际通行能力，事故持续时间，路段上游车流量有一定关系。针对具体问题具体分析的原则，此问就是一个排队等待问题。我们就要求得出解决该问题的方案：建立需要上述各因子之间关系的数学模型。
4.对问题四的分析
本题要求在事故持续不撤离的情况下，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。我们知道排队长度之所以会不断增长，是因为交通事故挡车道严重影响了道路的实际通行能力。在事故持续不撤离的情况下，求所需时间，我们可以根据问题三所建立的模型，首先将模型中的其他相关变量的具体数值找出来，然后代入模型三修正后的模型中即可求出所需时间。
三模型假设
1.假设交通事故发生在某车道是随机的，且题中所给信息比较客观。
2.该路段不会出现道路施工情况，道路交叉口不会出现拥堵情况。
3.假设车型不同不会影响道路的通行能力。
4.假设在问题三中路段上游车辆数就是该路段横断路的实际通行能力。
四符号说明
L：车辆排队长度
T：事故持续时间
Q：上游路段车流量，也是畅通时的道路通行能力
1
Q：横断面的实际通行能力
2
V：车辆畅通行驶时的速度
1
V：发生事故后车辆拥挤的最终速度
2
K：畅通时的车流密度
1
K：发生事故后最终的车流密度
2
五 模型的建立与求解
（一）.问题一的求解 1）问题的分析
题目要求我们根据视频一（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。已知事故可能通行能力受道路条件、交通条件、交通管理条件及环境条件四大部分影响。但在对相关影响因素进行实质考虑的时候缺少相关因素系数的准确数值，不能得出具体结果，故我们又进一步考虑其他因素。如：车道的基本通行能力，多车道对路段通行能力的影响，交叉口对路段通行能力的影响，车道宽度对路段通行能力的影响。
因为各种车辆的类型也会对通行能力有一定的影响，根据视频一我们又逐次统计了事故发生后路段上各车辆的通行量。又由于：相位时间(30s)=绿灯时间+绿闪时间(3s)+黄灯时间，信号周期为60s ，因此我没每隔一分钟统计一下车流量。针对上述分析，我们给出了以下解决方案。
2）问题的求解
1. 首先，本文认为影响道路可能通行能力的因素包括道路条件、交通条件、交通管
理条件及环境条件四大部分，在目前的道路通行能力分析中，不能忽略任何一个影响条
件，特别是交通管理条件。道路条件又包括车道宽度、侧向净空、纵坡度、视距等；交
通条件包括驾驶员差异、车辆混合程度、车流方向分布等；交通管理条件包括车速管理、
车道管理、禁行管理、步行管理、停车管理条件等；环境条件包括天气条件、道路绿化
等。 道路通行能力影响因素
通行能力影响因素 内容
道路条件 车道宽度、侧向净空、纵坡度、视距等
交通条件 驾驶员差异、车辆混合程度、车流方向分布等 交通管理条件
交通管理条件 车速管理、车道管理、 禁行管理、步行管理、停车管理条件等 环境条件 天气条件、道路绿化等
修正后计算公式为：
e m t r a a a a C C ????=0 (pcu/h)
式中： 0C ——一条车道的基本通行能力(pcu/h)；
r a ——道路条件影响的修正系数；
t a ——交通条件影响的修正系数； m a ——交通管理条件影响的修正系数；
a——环境条件影响的修正系数。
e
对视频一进行仔细观察后，我们得到了各时间段内不同类型车辆的通行量
1、事故发生在2013年2月26日16:2:32时，并在17:00:09时时撤离。事故从发生到撤离共经历了17分钟38秒。
2、事故发生时，两辆轿车分别处在直行车道和左转车道上，影响了车辆的正常通行，从而造成交通堵塞。
3、上游路口右转到事故路段的车辆较少，当没有遇到交通流时可正常通过出事每隔60秒本路段会出现高密度、连续性强的交通流。
4、当有大客车和大型车通过时，由于它们体积较大单位时间内通过横截面的数量较少。
5、事故发生因为车辆占道，的确对事故所处横断面实际通行能力起到了影响。
表2：视频1中每一分钟内的车流量
计算TC（辆/min）通行能力，通过MATLAB插值功能做出图像如下：
图1：视频1中实际通行能力与时间的关系
从图像中我们看到事故发生到撤离期间，事故所处的横断面的实际通行能力程周期性变化，但在（20辆/min)附近稳定。
我们得知
1）右转车道车速较慢称其为低速车道记，左转车道车速较快称其为高速车道。低速车道记为1，直行车道记为2，高速车道记为3。
2）当开始出现堵车时，视频1中高速车道和直行车道被占，当车流到达出事地点时，因为慢速车道车辆行驶速度较慢，造成其实际通行能力迅速下降。而视频2中慢速车道和直行车道被占，当车流到达出事地点是，因为高速车道车辆行驶速度较快，从而其实际通行能力没有视频1中的情况下降的快。
3）两种情况在一定时间后均会造成交通堵塞出现排队的情况出现。视频1中从事故发生于16:42:32时，但是从16:47:00时起排队状态一直持续到事故撤离；视频2中事故发生于17:34:17时，但是到17:50:00时才开始发生持续排队
事。视频2中在没有持续排成长队之前，其排成的队伍可以在短时间内开走。并且我们发现每次从上游来的车流量基本相同，所以证明在没有排成持续的长队之前视频2中的情况的实际通行能力要比视频1中的情况的实际通行能力强。
4）当排成长队后，视频2中的情况高速车道被占，无论视频1的情况还是视频2的情况三条车道均处于静止并道的状态。由实际通行能力计算公式经过简单计算我们发现两种情况的实际通行能力均接近20(pcu/min)。
表3：视频2中每分钟内的车流量
（二）.问题二的求解
同问题一，现计算事故发生地点横截面的实际通行能力，用MATLAB做出图像如下:
图2：视频1与视频2通行能力的比较
图3：持续堵车后视频1与视频2实际通行能力与时间的关系
从图像中看出：
1）L（23）和L(12)随时间有一定周期。
2）L（23）在事故开始时的图像基本分布在L(12)的上方。
3）当经过一段时间L（23）与L（12）图像分布开始接近，最后L（23）与L（12）的分布高度基本保持水平。
综上所述：
1）L(23)和L（12）的事故地点横截面的实际通行能力与时间程周期性分布。2）当没有形成持续排队状态时，L（23）的事故地点横截面的实际通行能力要比L（12）的事故地点横截面的实际通行能力强。
3）当形成了持续排队状态时,L（23）与L（12）的实际通行能力开始接近，最终二者实际通行能力几乎相等，均为20（辆/min）
故我们得出的结论是：交通事故发生所占的车道不同会对道路的通行能力产生不同程度的影响。即同一横断面交通事故发生在离路中心线越近的车道上时，对该横断面的实际通行能力的影响就越大。
（三）问题三的求解
1）问题的分析
由于驾驶员车技不高，汽车出现故障等各方面原因，城市公路频繁出现交通事故。问题三要求我们构建数学模型，分析视频一(附件一)中交通事故的路段车i 关系。根据题中反应的信息，既没有相关数据也没有相关变量。因此，我们只有先假设相关变量，然后依照题目所能用到的信息建立数学模型。根据数学模型求出各变量之间的数量关系，从而为交通管理部门合理处理交通事故或维持交通秩序提供一个理论依据。 2）问题的求解
各相关变量在符号说明中已表示出，根据题意我们首先解决由于交通事故所引起的车辆排队等待问题。 计算排队长度：
车辆能畅通行驶（车到没有交通事故或拥挤现象），其密度为：
()
11
1
1-?=
km V Q K 辆 ()1
在事故期间，由于该横断面只能通过()
12-?h Q 辆，故出现拥挤。其密度为：
()
12
2
2-?=
km V Q K 辆 ()2 从而波速为：
1
21
2K K Q Q V w --=
()3
该波表示由于事故原因此处出现迫使排队的反向波。
又因距离为速度与时间的乘积，故此处的平均排队长度为：
2
T
V L w =
()4 所以，排队长度与事故持续时间成正比。 进一步我们联立上述四式得到，
???? ??-?-??-??=
1222122
1112V Q V Q V Q V Q T V L ()5 还等价于
???
? ??-?-??-??=
12211222121V Q V Q V Q V Q T V L ()6 从上述表达式(1 ~ 6)可以很明显看出车辆排队长度L 随事故横断面实际通行能力Q 2 的增加而减少，随路段上游车流量Q 1 （路段畅通时的车辆通行能力）的
增加而增加。
综上所述，进而很容易得出各变量之间的关系：交通事故所影响的路段车辆排队长度L 与事故持续时间T 成正比，与事故横断面实际通行能力Q 2 成反比，
与路段上游车流量Q 1 （路段畅通时的车辆通行能力）成正比。 根据上述数学模型求出各变量之间的相对关系，从而为交通管理部门合理处理交 通事故或维持交通秩序提供一个理论依据。 4）模型分析
针对本题所建立的模型，我们进行了相关分析。由于影响排队长度的因素有很多，全部考虑相当麻烦，数学模型也不容易建立。为了简化模型的复杂性，又能反映问题所要说明的事物，经过商讨和分析，最终一致确定利用主要因素进行数学建模。在模型中，我们很容易看出各因素之间的关系。其次，因为该模型中的所有因素均以未知量表示，这也为其他同类问题的分析提供了模型依据和方法。而且此数学模型更有说服力，适用性，合理性，逻辑推理更严紧，更直观。 (四)问题四的求解 1）问题分析
问题要求我们再假设视频一（附件一）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，且事故持续不撤离的情况下，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。 很明显，此问是建立在第三问基础之上的。根据题中附件三交通事故位置示意图我们可以计算一些需要的量，然后根据问题三所建立的模型，将相关数据带入此模型进行求解即可。 2）模型的求解
该问题中的各变量与问题三相同，其具体数值由题意得： 车辆排队长度： L=0.14km
该路段上游车流量（车畅通行驶时的通行能力）： Q 1 =1500(辆? km 1-) 事故横断面实际通行能力: Q 2 =1500*21%=315(辆? km 1- ) 该路段车辆正常行驶时的交通密度：
()11
1
1-?=
km V Q K 辆 该路段车辆出现拥挤（事故）时的交通密度是：
(
)
12
2
2-?=
km V Q K 辆 而车辆畅通时的车行速度和该路段车辆出现拥挤（事故）时降至的最终速度需要根据视频一交通事故发生前，发生后车辆通行情况进行计算。 通过对第一问的分析，我们已经了解到所谓的通行能力，就是指单位时间内通过 断面的最大车辆数。而经过讨论知道，如若想要求出汽车排队长度为140 米所需要的时间T ，就必须要得出汽车在从排队处到车祸横截面的平均速度2V 。而我们通过查找资料知道，汽车在车祸横截面处的通行能力TC （trafficcapacity ）=n/t=vd （n 为通过车辆数，t 是时间，v 为车辆平均速度，d 是道路宽度），
即v=n/(t*d)。首先我们在对第一问第二问的求解过程中统计到16 个时间段里每分钟内车辆的折合通行的车辆数如上表。通过上面的方程等式，在进行转化运算，得出车辆在排队疏导过程中的平均速度
2V =0.357(km/h)。
又知道车辆畅通时的车行速度约为
()
117.35-?=h km V
由问题三结论知：交通事故所影响的路段车辆排队长度 L 与事故持续时间T 成正比，与事故横断面实际通行能力2 Q 成反比，与路段上游车流量1 Q （路段畅通时的车辆通行能力）成正比。从而我们可以推出：交通事故持续时间T 与事故横断面实际通行能力2 Q 成反比，与路段上游车流量1 Q （路段畅通时的车辆通行能力）成正比。
根据问题三的模型通过运用 Matlab 软件，将所有变量带入式（2~1）求得从事故发生开始，大约经过12 分钟，车辆排队长度将到达上游路口。 4）模型评价
该模型是通过问题三的模型进行修正的，也进一步说明该模型具有很广的实用价值，且应用价值比较大。模型中很好的反映了道路交通过程中影响道路通行能力的各因素之间的数量关系。只要知道其他五个因子的具体数值，则另一个因子的值也就唯一确定。本次建模中充分应用了Matlab 软件，为解决问题节省了大量的时间。可见，数学建模过程中，对相关软件的应用是相当重要的。
当然，任何事物都具有两面性，再好的东西总存在不足之处。该模型也一样，处理问题时我们忽略了观察误差，计算误差等因素，可能对结果的准确程度产生一定的影响。
六 模型的评价与推广
（一）模型的评价 优点：
1. 本文巧妙运用图表将建模思路完整清晰的展现出来，图文并茂、易于理解。
2. 利用 Matlab ，Excel 软件对数据进行简便快捷的处理节省大量时间。
3. 本文建立的模型与实际紧密联系通用性强。
4. 本文所建立的模型有比较完备的理论基础，又有主要的数学理论支持，灵活运用多种数学软件，精确度高。
5. 模型中我们发散思维综合考虑了不同侧面，对问题建立了不同种模型进行分析比较，得出了与实际相符且具有战略意义的合理模型。 缺点：
1. 对一些因素我们进行了取舍处理。例如，我们没有考虑天气原因对道路通行能力的影响，可能对结果产生一定的误差。
2. 模型中为使计算简便，使所得结果更理想化、忽略了一些次要因素。
3. 由于没有足够的真实数据对个别模型进行检验，只能利用数学软件对模型进行模拟处理，可能有一定的偏差。 （二） 模型的推广
问题三我们模型主要根据排队理论和交通波理论的相关知识建立起来的。排队是我们在日常生活中经常遇到的现象，而此次我们的排队论的基本资料来源是由于车祸造成交通拥堵进而引发车辆排队。
在所建立的模型基础上，我们可以将模型引入到日常生活的各个方面。譬如，电话局的占线问题，车站，码头等交通枢纽的车船堵塞和疏导，故障机器的停机待修，水库的存贮调节等都有有形无形的排队现象，这几乎是不可避免的。
现在，排队论已经广泛应用于解决军事，运输，维修，生产，服务，库存，医疗卫生，教育之类的排队系统问题，故我们建立的模型具有强大的战略意义。
七参考文献
[1] 郭冠英，邹智军，道路阻塞时的车辆排队长度计算，中国公路学报，11（3）：93-102,1998
[2] 徐吉谦，陈学武，交通工程总论，北京：人民交通出版社（第三版），2008
[3]俞斌，陆建，陶小伢，道路交通事故的影响范围算法，城市交通，6(3):82-86,2008
[4] 杨启凡，方道远，数学建模，浙江：浙江大学出版社，1999
[5] 王庆海，城市道路交通规划与管理，北京：中国建筑工业出版社，2007
附录
图1 MATLAB代码:
x=1:23;
y1=[26,16,22,12,18,16,18,16,12,18,22,18,20,20,18,14,20,20,16,18,1 8,20,20]
图2 MATLAB代码：
x2=1:50;
y2=[18,30,28,20,16,28,20,24,22,24,16,28,22,22,28,26,22,14,16,16,2 0,20,24,8,18,26,20,20,22,24,22,20,20,20,18,20,14,22,24,18,24,24,26,20,2 2,22,22,22,20,18];
y1=[26,16,22,12,18,16,18,16,12,18,22,18,20,20,18,14,20,20,16,18,1 8,20,20];
x1=1:23;
plot(x1,y1,'-bs',x2,y2,'-r^')
图3 MATLAB代码：
x=1:11;
y1=[16,24,18,20,18,18,16,24,16,20,20];
y2=[20,18,20,18,18,14,24,24,22,18,22];
plot(x,y1,'c-*',x,y2,'m-.')
axis([0 12 10 30])
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。