【交通运输】道路通行能力手册HCM第章交通流参数
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城市道路交叉口及路段通行能力计算方法及公式一、交叉口通行能力计算方法及公式:1.美国交通规划协会方法(HCM方法):这是最常用的交叉口通行能力计算方法之一、该方法根据车辆流量和交叉口结构特点计算交叉口的通行能力。
通行能力可以定义为单位时间内通过交叉口的最大车辆数量。
根据HCM方法,交叉口通行能力计算公式如下:C=f(H)×S×(1-B)×(1-L)其中,C表示交叉口通行能力,f(H)表示具体交叉口类型的修正因素,S表示车道数,B表示冲突点因素,L表示交叉口位置因素。
2.法国AGIL交叉口性能模型:这是一种用于城市交叉口通行能力和交通流量分配研究的方法。
AGIL模型通过将交通流量分为不同的运动“流”(流行、背景流、转向流和冲突流)来分析交叉口的通行能力。
AGIL模型中具体的计算方法较为复杂,需要根据交叉口结构、车辆流量和信号灯配时等参数进行计算。
通过计算交叉口的通行能力可以得到交叉口关键参数,如通过交叉口的最大车辆数和最大排队长度。
二、路段通行能力计算方法及公式:1.根据交通流量理论,路段通行能力可以定义为单位时间内通过路段的车辆数量。
常用的路段通行能力计算方法之一是基于道路几何特征的计算方法,其中包括路宽、车道数、路段长度等因素。
另一种常用的路段通行能力计算方法是根据车头时距理论计算,该理论是通过计算驶入路段的车辆与前车之间的时距来估计通行能力。
路段通行能力计算方法中经典的公式如下:q=k×v其中,q表示路段通行能力,k表示路段车道宽度和车头时距之比,v 表示道路平均流速。
2.根据车流量和速度关系的实际观测公式:Q=k×V×C其中,Q表示路段通行能力,k表示路段车道宽度和车头时距之比,V 表示车辆通行速度,C表示每小时实际车流量。
以上仅是交叉口及路段通行能力计算方法及公式的简要介绍,实际应用中还需要考虑不同交通条件下的修正因素、实际观测数据和实地调研等因素。
第15章城市街道15.1 引言15.1.1 方法的适用范围本章介绍一种分析城市街道的方法。
同时也可用该法分析信号交叉口间距小于或等于3.0km的郊区街道。
用这种方法可以分析单向行驶的街道和双向行驶的街道,但是,对双向行驶街道的每一个行驶方向需单独分析。
用本章介绍的方法可以评价城市街道的畅通性。
街道所提供的畅通程度用直行交通流的行程速度来评定。
不用这种方法评定街道的出入口,但是当需要评价其运行性能时,特别是街道上打算开设出入口时,街道开设的出入口的程度还是应该考虑。
有利于畅通性的因素通常反映了出入口少,反之亦然。
本章介绍的方法着重于畅通性;论述城市街道的畅通性,其长度至少3km (在市中心区,为 1.5km)。
对较短的街道也可以进行分析,但是短路段的主要功能很类似出入口。
通过对路上单个交叉口的分析,可以在某种程度上评价出入口。
15.1.2方法的限制条件这种研究城市街道的方法没有直接说明以下发生在两个交叉口之间的情况:●是否存在路边停车;●出入口的密度或出入口控制;●交叉口进口的车道增加或交叉口出口的车道减少;●交叉口之间坡度的影响;●交叉口之间任何通行能力的限制(如一座窄桥);●路段的中央分割带和双向行驶的左转车道;●转向车辆超过街道总交通量的20%;●交叉口处的排队增长到上游交叉口并妨碍其正常运行;●横向交叉街道拥挤阻碍直行车流。
由于以上任何一种情况都会对直行交通流的速度造成很大影响,所以分析人员应最大限度地结合这些影响因素,对方法进行修正。
15.2 方法本方法为评价城市街道提供了体系框架。
如果可以获得行程时间的现场实测数据,那么就可以用这个体系框架确定街道的服务水平(LOS)。
另外,通过直接测量城市街道上车辆的行程速度,可以精确评价服务水平,而不需要采用本章的计算方法。
城市街道交通流模拟可以作为实测数据的替代来源,根据本手册的分析步骤,确定提供输入的参数,如行驶时间和饱和流率;根据本手册中的定义和公式计算或估计延误和输出延误,或用现场实测数据验证。
第二章通行能力和服务水平目录概述 (2)通行能力 (3)交通需求 (5)服务质量和服务水平 (5)服务流率 (5)性能指标 (6)服务指标 (6)通行能力和服务水平的影响因素 (7)理想条件 (7)道路条件 (8)交通条件 (9)车辆类型 (9)方向分布和车道分布 (10)管制条件 (10)技术 (11)概述本手册阐述了大量交通设施的通行能力和服务水平分析方法,可分析城市道路、公路、公共汽车和街道上的轻轨公交以及人行道和自行车道。
这些交通设施按照交通流类型分为两种:连续流设施和间断流设施。
连续流交通设施中不存在来自交通流外部,可能中断交通流的,固定的影响因素,如交通信号。
交通流状况取决于交通流内车辆相互作用以及车辆和道路几何线形、环境特性之间相互作用。
间断流交通设施中存在着中断交通流的设有控制或没设控制的出入口,这些出入口,通常设有交通信号、停车标志、让车标志以及其他与交通数量无关的,周期性中断交通(或者显着降低车速)的控制设施。
连续流和间断流描述的是交通设施的类型,而不是交通流在特定时间的特性。
比如,已经非常拥挤的高速公路仍然是连续流交通设施,因为导致交通拥堵的原因来自交通流内部。
高速公路及其组成部分是在最纯粹的连续流方式下运行。
高速公路上不仅没有固定中断交通流的交通设施,而且在匝道处控制车辆进入。
在固定的中断交通点之间的长路段上,多车道公路和双车道公路也是在连续流方式下运行。
在多车道公路和双车道公路上,通常有必要考查固定的中断点,确定连续流路段。
分析间断流交通设施必须考虑固定中断交通设施的影响。
如交通信号灯限制了交叉口中不同流向交通流的通行时间,信号交叉口的通行能力不仅受到物理空间的限制,还受到不同流向通行时间的限制。
公共交通、行人和自行车流通常作为间断流考虑。
在特定情况下也可作为连续流,如没有公交车站的长距离公交专用道或长距离的人行通道;而在多数情况下,其通行能力受到沿线车站的限制。
因此,通行能力分析方法是指一套分析程序,可估算交通设施在一定的运行条件下交通运输能力,是评价交通设施和改善交通规划、设计的工具。
第一章引言目录1.1 概述 (2)1.1.1编写手册的目的 (2)1.1.2手册内容 (2)1.1.3手册的使用 (3)1.1.4公制版和英制版的计算结果 (3)1.1.5北美和国际的应用 (3)1.1.6在线手册 (3)1.1.7计算软件 (4)1.2 手册的历史 (4)1.3 HCM2000的新内容 (5)第一篇:总论 (7)第二篇:基本概念 (7)第三篇:分析方法 (7)第四篇:交通走廊和区域分析 (9)第五篇:仿真和其他模型 (9)1.4 HCM2000的研究基础 (9)1.5 参考文献 (11)图表目录表1-1 HCM1985的章节和修订情况 (4)表1-2 HCM 2000的章节 (6)表1-3 相关研究项目 (9)1.1 概述1.1.1编写手册的目的编写道路通行能力手册是为了给交通从业人员和研究人员提供一套统一的评价公路和街道设施服务质量的方法。
HCM不是为各种交通设施、系统、区域或环境制定有关期望的或恰当的服务质量的政策,而是对确定交通设施规模,确保从业人员接触到最新研究成果、找出典型问题,提供一套合乎逻辑的分析方法。
第四版HCM企图给出一个系统的、协调一致的基本原则,用于评价地面交通系统中各种设施、一系列设施组成的系统或多个交通设施的组合体的通行能力和服务质量。
本手册是一本主要的原始文献,汇集了通行能力和服务水平方面的研究成果,阐述了分析各种街道、公路、行人和自行车交通设施运行状况的方法。
现在交通研究委员会正在编写一部补充性手册,即公交通行能力和服务质量手册,从使用者和经营者两个角度阐述分析公交服务质量的方法。
1.1.2手册内容本手册分为5篇。
第一篇介绍了与通行能力和服务水平有关的交通流的特性,讨论了通行能力与服务水平的应用,说明了如何利用手册进行决策。
第一篇还有术语和符号汇编。
第二篇介绍了基本概念,为第三篇阐述的分析工作提供了预估的默认值,第三篇给出了评价道路、自行车、行人和公交设施的运行状况、通行能力和服务水平的具体的分析方法。
第15章城市街道15.1 引言15.1.1 方法的适用范围本章介绍一种分析城市街道的方法。
同时也可用该法分析信号交叉口间距小于或等于3.0km的郊区街道。
用这种方法可以分析单向行驶的街道和双向行驶的街道,但是,对双向行驶街道的每一个行驶方向需单独分析。
用本章介绍的方法可以评价城市街道的畅通性。
街道所提供的畅通程度用直行交通流的行程速度来评定。
不用这种方法评定街道的出入口,但是当需要评价其运行性能时,特别是街道上打算开设出入口时,街道开设的出入口的程度还是应该考虑。
有利于畅通性的因素通常反映了出入口少,反之亦然。
本章介绍的方法着重于畅通性;论述城市街道的畅通性,其长度至少3km (在市中心区,为 1.5km)。
对较短的街道也可以进行分析,但是短路段的主要功能很类似出入口。
通过对路上单个交叉口的分析,可以在某种程度上评价出入口。
15.1.2方法的限制条件这种研究城市街道的方法没有直接说明以下发生在两个交叉口之间的情况:●是否存在路边停车;●出入口的密度或出入口控制;●交叉口进口的车道增加或交叉口出口的车道减少;●交叉口之间坡度的影响;●交叉口之间任何通行能力的限制(如一座窄桥);●路段的中央分割带和双向行驶的左转车道;●转向车辆超过街道总交通量的20%;●交叉口处的排队增长到上游交叉口并妨碍其正常运行;●横向交叉街道拥挤阻碍直行车流。
由于以上任何一种情况都会对直行交通流的速度造成很大影响,所以分析人员应最大限度地结合这些影响因素,对方法进行修正。
15.2 方法本方法为评价城市街道提供了体系框架。
如果可以获得行程时间的现场实测数据,那么就可以用这个体系框架确定街道的服务水平(LOS)。
另外,通过直接测量城市街道上车辆的行程速度,可以精确评价服务水平,而不需要采用本章的计算方法。
城市街道交通流模拟可以作为实测数据的替代来源,根据本手册的分析步骤,确定提供输入的参数,如行驶时间和饱和流率;根据本手册中的定义和公式计算或估计延误和输出延误,或用现场实测数据验证。
(三)交叉口流量、延误、信号配时调查与分析1、交叉口流量、延误、信号配时调查(1)交叉口流量调查交叉口的交通状况比较复杂,交叉口交通量调查一般采用人工观测法,也可采用车辆检测器采集数据。
人工观测法在选定的交叉口,在规定的观测时段,记录通过交叉口每个进口道停车线断面的车辆数,一般要对每个进口道分方向(左转、直行、右转3个方向)、分车型进行观测。
分方向、分车型进行交叉口交通量进行观测时,一般需要较多的观测人员。
如果交通量较大,可在每个进口安排5~7名观测员,2人记录左转机动车和非机动车数量并报时,2~3人记录直行机动车和非机动车数量并报时,2人记录右转机动车和非机动车数量。
如果需要保证较高的精度,可适当增加1~2名观测员。
调查时间一般选在高峰时间段进行,数据记录时至少每隔15min做一次记录,最好每5min记录一次将。
信号交叉口交通量的人工观测和交叉口延误的点样本法综合进行。
交叉口流量观测表见表5。
(2)交叉口延误调查(表6)(3)交叉口道路条件和信号配时调查(表7)2、交叉口分析(1)交通量换算在实测交通量时,一般分车型计测车辆数,在交通流中不同车型的车辆由于其占有的空间与时间的不同,同一车道的通过数量也不同,而在交通运营中常常需要将其换算成某种单一车型的数量,通称之为交通量换算。
获得交叉口交通量数据后,一般需要进行车型换算,得到每个方向和进口的换算交通量(当量交通量)。
车型换算标准可参考表 &表9。
(2)交叉口交通量汇总表(表10)(3)交叉口流量流向图绘制交叉口流量流向图时所采用的交通量为换算交通量,见图1。
(4) 交叉口交通改善措施(参考案例二)表5空盂」m壬国辻琵调査日期 _______ 犬气______________ 调斎员_________ 统讣员 __________ 验收员_________ 调査地点 ____________________ 路口编号_________ 调査时段____________________________ 交叉口控制方工进口路口类形方|皿帛仃匚I直行口右行口注:交叉口类型:①十字形和形交叉口②形或形交叉口③环形交叉口④多路交叉口④错位交叉口交叉口控制方式:①无信号控制②定时信号控制③感应信号控制表6 点样本法交叉口延误现场观测记录表调查日期:_____________ 天气:________________ 调查员:_____________________________________调查地点:_________________________________ 路口编号:_____________ 交叉口类型:___________________注:交叉口类型:①十字形和X形交叉口②T形或Y形交叉口③环形交叉口④多路交叉口④错位交叉口交叉口控制方式:①无信号控制②定时信号控制③感应信号控制交义口塔称: ______________ 类电:_______ 调含I【期:___ 月____ II星期 _____ 天气:_____ 调件员:殳义口乳称:_________ 艾世:_______ 调杳II期:—丿J—I [杲期—K气:________ 调杳员:道跻条件如进口南进I 1北进口坡度:七衣示上坡,-衣不卜一坡:N B:公掘汽乍停靠乍鉛次/h:最小呢时:行人橫道如更绿灯时间:.血型仁多E个轮的t: PHF:高峰小时系数:九: 停放车次/h; T扰行人流「相冲突的IfA/h;到达类型工类型1〜5南北左转涪兮配时及炉位~南北靑行东曲左转东西直行曬时绿灯时间二s 黄灯时间二S 红时间二S绿灯时间二全黄灯时乔红时间二绿灯时间二黄灯时间二红时间二s 绿灯II'] 1X1= SS 金黄灯时间二S金S 红时间二S备汴•:道仃展宽段或乍道变化,标出和应尺寸保护转弯允许转弯 --- 彳「k进口<%)机动低道数(左/直/右)机动车道宽度左/宜/右(m)非机动乍道宽度(m)中央分隔带宽度5)机E分隔带宽度(m)调怯停炯道Km公共汽车倚峰小时系数重型乍比例(%)「•扰行人流(人彳j人按钮有或无最小fidIN到达类型Z.()交叉口延误计算4128图1某叉口高峰小时流量流向图(四)信号交叉口通行能力计算和服务水平分析(HCM20001、输入模型输入交叉口的几何条件、交通条件和信号条件,最关键的交通特性是每一进口道上车辆的到达类型, 有关信号设计的全部资料包括相位图、周期长、绿灯时间和绿灯间隔时间。
第六章道路通行能力第六章道路通行能力第六章道路通行能力分析第一节概述道路通行能力的研究最早始于美国。
从40年代起,为了加强国防和适应战后经济发展的需要,美国加快了全国公路网的建设。
在建设中,针对公路的规划、设计﹑修筑﹑养护及运营中出现的问题,美国开始了通行能力方面的研究,以求使公路建设在合理、科学、规范的基础上进行。
1950年,美国交通工程师协会在道路通行能力研究成果的基础上,编写出版了《道路通行能力手册》(Highway Capacity Manual)(HCM)第一版;之后,在1965年修订出版了第二版的《道路通行能力手册》;随后,1985年第三版《道路通行能力手册》紧接着问世。
由于某些方法上的缺陷,以及随着时间推移,车辆拥有辆、交通条例法规和交通行为都发生了变化,美国继续对《道路通行能力手册》进行修改,1994年又出版了HCM的修订版,《HCM2000》的新手册业已完成。
继美国之后,许多发达国家,如英﹑法﹑德﹑澳﹑日等国也根据本国的实际情况,编制了适合各自国情的HCM手册。
与国外长时间持续深入的研究相比,我国由于资金与人力所限,对道路通行能力的研究起步较晚,也不够系统。
在20世纪80年代前期,基本上是引用美国的通行能力手册,然而中国的交通环境、交通组成和车辆性能与国外有很大差别,最主要的是混合交通比较普遍,而国外的许多模型和参数是在车种单一(小汽车占70%左右)、环境不很复杂的情况下建立的。
为此,我国自1983年以来,由交通部牵头,连同一些大专院校,先后对通行能力进行了较大规模的研究,提出了一套比较合理、实用的研究方法,但这些研究都是地方性的﹑逐步的,未能形成通行能力的核心与框架,难以作为修订标准和规范的技术依据。
因此在1996年,国家成立了“九五”科技攻关“公路通行能力”课题组,对我国道路通行能力进行了深入研究,出版了《公路通行能力》的最终研究成果。
随着计算机技术的迅猛发展,以计算机作为辅助工具,利用其可重复性、可持续性模拟交通运输状况进行道路通行能力分析研究,对于再现复杂交通环境条件下车流运行特征,弥补观测数据不足,解决交通流理论的外延问题有着其它方法和手段无可比拟的优势。
第7章交通流参数目录7.1 引言 (2)7.2 连续流 (2)7.2.1 交通量和流率 (2)7.2.2 速度 (4)7.2.3 密度 (7)7.2.4 车头时距和车头间距 (8)7.2.5 基本参数之间的关系 (9)7.3 间断流 (11)7.3.1 信号控制 (12)7.3.2 停车或让路控制交叉口 (14)7.3.3 速度 (15)7.3.4 延误 (16)7.3.5 饱和流率和损失时间 (16)7.3.6 排队 (18)7.4 参考文献 (22)图表目录图表7-1 时间平均速度和区间平均速度之间的典型关系图 (6)图表7-2 连续流设施上速度、密度和流率之间的一般关系 (10)图表7-3 信号交叉口引道车道中交通间断情况 (13)图表7-4 饱和流率和损失时间概念图 (14)图表7-5 信号交叉口排队图 (20)7.1 引言交通量或流率、速度和密度这三个基本变量可描述各种道路上的交通流。
本手册中,交通量或交通流量是连续流和间断流两类交通设施共用的参数,而速度和密度主要用于连续流。
一些与流率相关的参数,如车头间距和车头时距,也都适用于两种类型的交通设施;其他参数,如饱和流量或间隙,只用于间断流。
7.2 连续流7.2.1 交通量和流率交通量和流率是量化给定时间间隔内,通过一条车道或道路上某一点车辆数的两个指标,其定义如下:交通量——在给定时间间隔内,通过一条车道或道路某一点或某一断面的车辆总数。
交通量可以按年、日、小时或不足1小时的时间间隔来计量。
流率——在给定的不足1小时的时间间隔内,通常为15min,车辆通过一条车道或道路某一点或某一断面的当量小时流率。
交通量和流率是量化交通需求的变量,也就是在指定的时间段内,希望使用已知交通设施的车主或司机的数量,通常以车辆数表示。
由于交通阻塞能够影响交通需求,有时观测到的交通量反映的是通行能力的限制,而不是实际的交通需求。
交通量和流率之间的区别很重要。
交通量是在某一时间间隔内,观测或预计通过某一点的车辆数。
交通流率则表示在不足1小时的时间间隔内通过某一点的车辆数,但以当量小时流率表示。
流率是在不足1小时内观测到的车辆数,除以观测时间(单位为小时)。
例如,在15分钟内观测到100辆车,意味着流率为100辆/0.25h或400辆/h。
用4个连续15min的观测交通量说明交通量和流率之间的区别。
4个时段的计数分别是1000、1200、1100和1000辆。
整个小时的总交通量是这些计数之和,即4300辆。
然而,每15min的流率则各不相同。
在交通量最大的15min 时段内,流率是1200辆/0.25h,或4800辆/h。
值得注意的是,在观测的1小时内,没有4800辆车通过观测点,但是在1个15min时段内,确实以这样的流率通过该观测点。
在通行能力分析中,考虑高峰流率至关重要。
若所研究路段的通行能力是4500辆/h,当车辆以4800辆/h的流率到达时,15min高峰期间的流量,超过了通行能力。
但是,这是一个严重的问题,因为疏导通行能力不足会使交通堵塞延续几个小时。
利用高峰流率和小时交通量可计算高峰小时系数(PHF),即整个小时的总流量与该小时内高峰流率之比,计算式如式(7-1)所示:式(7-1)如果采用15min时段,高峰小时系数(PHF)可按式(7-2)计算:式(7-2)式中,——高峰小时系数;——小时交通量,辆/h;——高峰小时内高峰15min期间的交通量,辆/15min。
若已知高峰小时系数,按照式(7-3)可将高峰小时交通量转换成高峰流率:式(7-3)式中,——高峰15min期间的流率,辆/h;——高峰小时交通量,辆/h;——高峰小时系数。
当交通量计数可以得到时,不需要用式(7-3)计算高峰流率;但是,所选择的计数时段必须鉴定是流量最大的15min。
最大的15min内的计数乘以4,可直接计算出流率。
当已知用车辆表示的流率时,利用PHF和重车系数可计算出用当量小客车(pce)表示的流率。
7.2.2 速度交通量提供了量化通行能力大小的一种方法(交通量是量化通行能力值的一种指标),而速度(或行程时间的倒数)是为司机提供交通服务质量的一种量度,是确定多种交通设施服务水平的重要标准,例如乡村双车道公路,城市街道,高速公路交织路段等等。
速度定义为移动率,用单位时间通过的距离表示,通常为千米每小时(km/h)。
因为交通流中观测到的个体速度分布范围较宽,所以必须采用有代表性的数值来表示交通流的速度特性。
本手册中用平均行程速度来度量速度,因为通过观测交通流中单个车辆,易于计算平均行程速度;并且在统计上,它是与其他变量最相关的指标。
平均行程速度是用所研究公路、街道路段或路段的长度除以车辆通过该路段的平均行程时间计算。
当辆车通过长度为的路段时,测得行程时间为(单位:小时),则平均行程速度可按式(7-4)计算:式(7-4)式中,——平均行程速度,km/h;——路段长度,km;——第辆车通过该路段的行程时间,h;——观测行程时间的次数;——,路段的平均行程时间,h。
计算中的行程时间包括由于固定的交通间断或交通堵塞引起的停车延误,是指通过指定路段的总行程时间。
有几种不同的速度参数可用于交通流,这些速度包括:平均行驶速度——是以观测车辆通过已知长度路段的行驶时间为基础度量交通流。
平均行驶速度等于路段长度除以车辆经过该路段的平均行驶时间。
“行驶时间”只包括车辆运动时间。
平均行程速度——是以车辆通过已知长度路段的行程时间为基础度量交通流。
平均行程速度等于路段的长度除以车辆经过该路段的平均行程时间,包括所有停车延误时间。
也叫做区间平均速度。
区间平均速度——代表车辆基于通过某一路段平均行程时间的平均速度的统计术语。
之所以称为区间平均速度,是因为计算所用的平均行程时间是按每辆车通过给定路段或区间所花费时间的加权平均。
时间平均速度——通过道路上某一点观测车速的算术平均值,也叫做平均地点速度。
记录下通过某一点各车的速度,取其算术平均值。
自由流速度——给定交通设施在低交通量情况下的车辆平均速度,此刻司机按照其期望速度行驶,且不受控制延误的影响。
本手册中用速度度量效率的多数分析平均行程速度是规定采用的参数。
对于除F级服务水平外运行的连续流交通设施,平均行程速度等于平均行驶速度。
图表7-1表明了时间平均速度和区间平均速度之间的典型关系。
区间平均速度总是小于时间平均速度,但两者之间的差距随着速度绝对值的增加而减小。
这个关系来源于实测数据的统计分析,很有使用价值。
因为在现场,时间平均速度通常比区间平均速度更容易观测。
资料来源:Drake等,参考文献[1]图表7-1 时间平均速度和区间平均速度之间的典型关系图从单车速度的一组样本可以计算出时间平均速度和区间平均速度。
例如:记录下车辆的速度分别为40、60和80km/h。
通过1km长路段所花费的时间分别为1.5、1.0和0.75min。
时间平均速度为60km/h,其计算式为(40 + 60 + 80)/ 3,区间平均速度为55.4 km/h,计算式为60 ×[ 3 ÷(1.5 + 1.0 + 0.75)]。
在通行能力分析中,最好通过观测已知长度路段的行程时间来计算速度。
对于在稳定流状况运行的连续流交通设施,为了易于观测,区间长度可以短至50~100m。
作为效率度量,速度标准应当反映司机期望和道路功能。
例如,司机在高速公路上比在城市街道上期望达到的速度高。
在平纵线形很不协调的道路上,由于高速行驶会使司机感觉不舒适,因此司机可以容忍较低的自由流速度。
服务水平标准反映了这些期望。
7.2.3 密度密度是在指定时刻,已知长度的车道或道路上拥有的车辆(或行人)数。
本手册的计算中,密度按时间取平均值,通常表示为辆/km或小客车辆/km。
在现场直接测定密度比较困难,需要找一处有利地点,能对相当长的一段路进行摄影、录像或观测。
然而,密度可通过更容易测定的平均行程速度和流率来计算。
式(7-5)可计算非饱和状态的密度。
式(7-5)式中,——流率,辆/h;——平均行程速度,km/h;——密度,辆/km。
当道路路段的流率为1000辆/h,平均行程速度为50km/h时,其密度为:由于密度能够描述交通运行质量的特征,因此它是连续流交通设施的关键参数。
密度描述了交通流中车辆之间接近的程度,反映了交通流中驾驶的自由度。
由于道路占有率比较容易观测,因此在控制系统中常用它代替密度。
空间占用率是指车辆占用路段长度的比例,时间占用率是指车辆占用道路断面的时间比例。
7.2.4 车头时距和车头间距车头间距是交通流中连续两辆车之间的距离,用两辆车相同部位(如前保险杠、后轴等)的间距来度量。
车头时距是交通流中连续两辆车通过车道或道路某一点的时间差,也用两辆车的相同部位来度量。
由于车头间距和车头时距是与交通流中各自成对的车辆有关,所以认为这些特性是“微观的”。
在任何交通流中,各个车头间距和车头时距都分布在一定的数值范围内,这一般与交通流的速度和通常的运行条件有关。
总之,这些微观参数与密度、流率等交通流宏观参数有关。
车头间距是一个距离参数,以m表示。
通过测量某一时刻连续两辆车相同部位之间的距离可直接确定车头间距。
这通常需要复杂的航空摄影技术,以至于车头间距一般是通过其他能直接测量的参数得到。
另一方面,车头时距可利用秒表记录通过道路某一点的车辆来度量。
交通流中的平均车头间距与此交通流的密度直接有关,可由公式(7-6)确定。
式(7-6)平均车头间距和平均车头时距的关系可由交通流的速度决定,如式(7-7)所示。
式(7-7)该关系时也适用于成对车辆之间单个的车头间距和车头时距。
速度取两车中后车的速度。
流率与交通流中平均车头时距有关,如式(7-8)所示。
式(7-8)7.2.5 基本参数之间的关系式(7-5)给出了交通流三参数之间的基本关系式,描述了连续流特性。
尽管从代数来说,对于给定的流率,公式可以出现无穷组速度和密度的组合,但这种附加的关系限制了某地点交通流条件的变化。
图表7-2给出了这些关系的一般形式,这些关系是连续流交通设施通行能力分析的基础。
由于流率——密度曲线和速度——密度曲线有相同的横坐标,因此,把流率——密度曲线直接放在速度——密度曲线的正下方;而把速度——密度曲线与速度——流率曲线并列摆放,因为它们有相同的纵坐标。
这里的速度是区间平均速度。
资料来源:根据May[2]改编图表7-2 连续流设施上速度、密度和流率之间的一般关系这些曲线的形式取决于所研究路段上通常的交通和道路条件,以及计算密度的路段长度。
尽管图表7-2给出的曲线是连续的,但在实际路段不可能测到整条曲线。
通常实测数据不连续,曲线中的后边一段划不出来(2)。
图表7-2的曲线上有几个关键点。