数学建模竞赛道路通行能力研究

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1、第五章第五章 道路通行能力道路通行能力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 一般公路通行能力一般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 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 都市中早晚交通拥挤都市中早晚交通拥挤 交通需求究竟在多大程度上超过了通行能力？交通需求究竟在多大程度上超过了通行能力？1010？、？、2020？3030倍以上？倍以上？交通需求超过通行能力的交通需求超过通行能力的 5 5 1010 的程度的程度 交通拥挤发生交通拥挤发生 严重交

2、通拥堵严重交通拥堵为什么会发生交通阻塞为什么会发生交通阻塞？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求需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、管理的指南针通行能力是道路系统规划、设计、建设、管理的指南针n 通过交通需求与通行能力比较，可以评价道路交通服务水平通过交通需求与通行能力比较，可以评价道路交通服务水平n 交通需求与通行能力之间的关系，是交通环境评价的依据交通需求与通行能力之间的关系，是交通环境评价的依据为什么要研究通行能力？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

3、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1 1、透彻的理解影响通行能力的各种因素及运行质量、透彻的理解影响通行能力的各种因素及运行质量（道路条件、交通条件、控制条件、环境条件）。（道路条件、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。各种设施的各种设施的交通运行特征交通运行特征、通行能力的、通行能力的主要影响因素主要影响因素，计算思路以及计算方法计算思路以及计算方法。道路的通行能力道路的通行能力n 什么是通行能力（什么是通行能力（traffic capacitytraffic capacity）？

4、）？在一定的道路条件、交通条件、控制条件、环境条件在一定的道路条件、交通条件、控制条件、环境条件下、道路断面在一定的时间内能够通过的最大车辆数下、道路断面在一定的时间内能够通过的最大车辆数n 车辆数量的表现车辆数量的表现 交通量交通量1 1换算系数换算系数2 2交通量交通量2 2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/h 2,000 pcu/h 实际辆数实际辆数 1,800 1,800 辆辆 /h hn 计量通行能力的时间单位计量通行能力的时

5、间单位时间单位愈大交通不均匀性也愈大，无法准确反映交时间单位愈大交通不均匀性也愈大，无法准确反映交通量与服务水平的关系。通常用小时为单位，美国用通量与服务水平的关系。通常用小时为单位，美国用15min15min标准车辆标准车辆 通行能力是指所分析的道路、设施没有任何变化通行能力是指所分析的道路、设施没有任何变化,还假定其具有良好的气候条件和路面条件下的通过能还假定其具有良好的气候条件和路面条件下的通过能力力,如条件有任何变化都会引起通行能力的变化。如条件有任何变化都会引起通行能力的变化。总之总之,道路通行能力不是一个一成不变的定值道路通行能力不是一个一成不变的定值,是随是随其运行质量变化而变动

6、的疏解交通能力的极限。其运行质量变化而变动的疏解交通能力的极限。通行能力分析的主要目的是求得在不同运行质量通行能力分析的主要目的是求得在不同运行质量下下1h1h所能通行的最大交通量，即可求得在指定的交通所能通行的最大交通量，即可求得在指定的交通运行质量条件下所能承担交通的能力。运行质量条件下所能承担交通的能力。两者都是单位时间内通过道路某断面的交通体数量。两者都是单位时间内通过道路某断面的交通体数量。通行能力反映了道路的容量，是道路容纳性能的一种量通行能力反映了道路的容量，是道路容纳性能的一种量度。度。交通量反映了道路实际负荷交通的数量大小，是交通体交通量反映了道路实际负荷交通的数量大小，是交

7、通体根据实际情况在道路上运行的具体体现。根据实际情况在道路上运行的具体体现。道路通行能力分析的主要目的？道路通行能力分析的主要目的？确定某道路设施在通常条件下能容纳的最大交通量。确定某道路设施在通常条件下能容纳的最大交通量。确定在保持与规定运行特性相适应的条件下，某道路设确定在保持与规定运行特性相适应的条件下，某道路设施所能容纳的最大交通量。施所能容纳的最大交通量。通行能力和交通量的关系什么？通行能力和交通量的关系什么？计算通行能力的条件计算通行能力的条件l 道路条件道路条件 是指公路的是指公路的（车道数、车道、路肩、中央（车道数、车道、路肩、中央带等的宽度，侧向净宽，设计速度及平、纵线形和视

8、距等）带等的宽度，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（交通流中的交通组成、交通量、不（交通流中的交通组成、交通量、不同车道中的交通量分布、上下行方向的交通量分布）同车道中的交通量分布、上下行方向的交通量分布）l 控制条件控制条件 是指交通是指交通的形式及特定设计和的形式及特定设计和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 道路通行能力的分类道路通行能力的分类n基本通行能力基本通行能力basic capacitybasic capacity公路的某组成部分在公路的某组成部分在的道路、交通、控制和环境条件下，一条车道的一的道路、交通、控制和环境

9、条件下，一条车道的一横断面上，横断面上，1h1h所能通过标准车辆的最大辆数所能通过标准车辆的最大辆数(pcu)(pcu)n可能通行能力可能通行能力possible capacitypossible capacity公路的某组成部分在公路的某组成部分在的道路、交通、控制及环境条件下，一条车道的一的道路、交通、控制及环境条件下，一条车道的一横断面上，横断面上，1h1h所能通过的车辆的最大辆数所能通过的车辆的最大辆数(pcu)(pcu)n设计通行能力设计通行能力design capacitydesign capacity公路的某组成部分在公路的某组成部分在的道路、交通、控制及环境条件下，一条车道的一

10、的道路、交通、控制及环境条件下，一条车道的一横断面上，横断面上，1h1h所能通过的车辆的最大辆数所能通过的车辆的最大辆数(pcu)(pcu)基本通行能力基本通行能力可能通行能力可能通行能力设计通行能力设计通行能力三者间的关系三者间的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的下的V/C比比基本通行能力中的理想条件基本通行能力中的理想条件 车道幅宽十分大（车道幅宽十分大（3.5m3.5m以上）以上）道路旁障碍物的距离足够大道路旁障碍物的距离足够大(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 交通流仅由小客车构成，无车型混合、机非混合交通流仅由小客车构成

11、，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 是指交通控制设施的形式及特定设计和交通规划是指交通控制设施的形式及特定设计和交通规划 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需分别进行通行能力和服务水平分析的公路组成部分需分别进行通行能力和服务水平分析的公路组成部分 (1)(1)高速公路（控制进入）的基本路段；高速公路（控制进入）的基本路段；(2)(2)不控制进入的多车道公路路段；不控制进入的多车道公路路段；(3)(3)不控制进入的双车道公路路段；不控制进入的双车道公路路段；(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，包括匝道主线连接

12、部分；匝道，包括匝道主线连接部分；(6)(6)交织区；交织区；(7)(7)无信号控制的平面交叉；无信号控制的平面交叉；(8)(8)信号控制的平面交叉；信号控制的平面交叉；（9 9）市区及近郊干线道路）市区及近郊干线道路。服服 务务 水水 平平n 美国美国HCMHCM中规定为：描述交通流内的运行条件以及影响驾驶员和乘客感受的一中规定为：描述交通流内的运行条件以及影响驾驶员和乘客感受的一种质量标准。种质量标准。n A A B B C C D D E E F F 速度高、密度小速度高、密度小 速度低、密度大速度低、密度大舒适度高舒适度高 舒适度低舒适度低一级一级二级二级三级三级四级四级 A B C

13、D E FA B C D E Fn 不同服务水平下要求通过的交通量。服务水平高，服务交通量小，反之亦不同服务水平下要求通过的交通量。服务水平高，服务交通量小，反之亦然。然。每一服务水平有其服务质量的范围，服务水平最差时对应的交通量称为每一服务水平有其服务质量的范围，服务水平最差时对应的交通量称为最大服务交通量。最大服务交通量。A A 级级F F 级级E E 级级D D 级级C C 级级B B 级级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服务水平的划分指标服务水平的划分指标n 行车速度和运行时间行车速度和运行时间;n 车辆行驶时的自由程度车辆行驶时的

14、自由程度(通畅性通畅性););n 交通受阻或受干扰的程度交通受阻或受干扰的程度,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 行车的安全性行车的安全性(事故率和经济损失等事故率和经济损失等););n 行车的舒适性和乘客满意的程度行车的舒适性和乘客满意的程度;n 最大密度最大密度,每车道每公里范围内车辆的最大密度每车道每公里范围内车辆的最大密度;n 经济性经济性(行驶费用行驶费用)然而然而,由于实际确定服务等级时由于实际确定服务等级时,难以全面考虑和难以全面考虑和综合上述诸因素综合上述诸因素,往往仅以其中的某几项指标作为代往往仅以其中的某几项指标作为代表。表。如行车速度及服

15、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的主要影响因素。路段评定服务等级的主要影响因素。同时同时,由于这几项指标比较易于观测由于这几项指标比较易于观测,而且车速而且车速和服务交通量也同其它因素有关和服务交通量也同其它因素有关,所以取此二者作为所以取此二者作为评价服务水平的主要指标是有一定根据的。评价服务水平的主要指标是有一定根据的。道路的通行能力和服务水平从不同的角道路的通行能力和服务水平从不同的角度反映了道路的性质与功能度反映了道路的性质与功能,通行能力主要反通行能力主要反映道路服务数量的多少或能力的大小；映道路服务数量的多少或能力的大小；,服务服

16、务水平主要反映了道路服务质量或服务的满意程水平主要反映了道路服务质量或服务的满意程度。度。严格地说严格地说,没有无通行能力的服务水平没有无通行能力的服务水平,也没有无服务质量的通行能力也没有无服务质量的通行能力,两者是不能分两者是不能分开的。开的。道路通行能力与服务水平道路通行能力与服务水平 确定车道数、服务水平评估、发现瓶颈路段确定车道数、服务水平评估、发现瓶颈路段 根据交通量预测、投资效益评估、环境效益评估，根据交通量预测、投资效益评估、环境效益评估，确定路网改进办法与实施步骤确定路网改进办法与实施步骤 根据交通量增长情况，制定各阶段的交通管理措施根据交通量增长情况，制定各阶段的交通管理措

17、施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映道路服务主要反映道路服务数量的多少或能力的大小数量的多少或能力的大小服务水平服务水平主要反映道路服务质量或服务的满意程度主要反映道路服务质量或服务的满意程度 是指主线上不受匝道附近车辆汇合、分离是指主线上不受匝道附近车辆汇合、分离以及交织运行影响的路段部分以及交织运行影响的路段部分(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遵守交通法规者驾驶员均为经

18、常行驶高速公路且技术熟练遵守交通法规者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t0t0l0l0l反反l制制l安安l车车计算的最大交通量为计算的最大交通量为:00360036001000(/h)/3.6tVNVhll最大辆行驶车辆之间的最小安全间距为：行驶车辆之间的最小安全间距为：20/h)3.6254VVllllltll反制安车安车（辆l安安一般取用一般取用2m,t可取可取1s,附着系数附着系数与轮胎花纹、路面粗糙与轮胎花纹、路面粗糙度、平整度、表面湿度、行车速度等因素有关度、平整度、表面湿度、行车速度等因素有关(如表如表5-9)。车辆。车辆长度对于小汽车采用长度对于小

19、汽车采用6m,对于解放牌汽车采用对于解放牌汽车采用12m:210001000(/h)1142123.62543.6254VNVVVtV解辆高速公路基本路段通行能力高速公路基本路段通行能力 2000 2000 1900 1800 设计速度设计速度(km/hr)120 100 80 60(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CD=CB N fW fHW fP CD=CB (V/C)i N fW fHW fPMservice 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

20、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 影响高速公路基本路段通行能力的主要因素及修正方法影响高速公路基本路段通行能力的主要因素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 影响高速公路基本路段通行能力的主要因素及修正方法影响高速公路基本路段通行能力的主要因素及修正方法 车的修正系数车的修正系数f fHVHV)1(11HVHVHVEPfP PHVHV大型车交通量占总交通量的百分比；大型车交通量占总交通量的百分比；E EH

21、VHV大型车换算成小客车的车辆换算系数。大型车换算成小客车的车辆换算系数。1.000.90例例1 某微丘地区四个道高速公路设计车速某微丘地区四个道高速公路设计车速100km/h,路基宽路基宽26m，其中两侧路肩与路绿带均为其中两侧路肩与路绿带均为0.75m,硬路肩均为硬路肩均为3m中央分隔带中央分隔带2m，纵坡为，纵坡为1，设计小时交通量为小汽车，设计小时交通量为小汽车2400辆，大中型汽辆，大中型汽车车480辆，特大型汽车辆，特大型汽车70辆辆.试求该路有无超过其通行能力试求该路有无超过其通行能力,如无如无其服务水平如何其服务水平如何?解：先进行交通员换算解：先进行交通员换算,按表按表5-1

22、8,5-18,经内插计算分别为经内插计算分别为TT2.149,2.490EE大特2400480 2.14970 2.493594,3600 pcu/hQ当量取3600/2 60%1080 pcu/hQ右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2200 pcu/hBC 查修正系数查修正系数:wsw1,1ffTT480 2.149/360028.6%,70 2.49/36004.6%PP大特HVTT10.7241(1)fP EwswHV2200 1 1 0.7241593pcu/hCCfff PB计算实际通行能力计算实际通行能力:近似取为近似取为:160

23、0pcu/h1080pcu/hCQP右再计算负荷度再计算负荷度:/1080/16000.67Q C 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。例例2：一四车道高速公路，设计速度为一四车道高速公路，设计速度为100km/h，单向高峰小，单向高峰小时交通量时交通量=1800veh/h，大型车占，大型车占40%，车道宽，车道宽 3.50m，侧向净，侧向净空为空为1.75m，紧挨行车道两边均有障碍物，重丘地形。分析其，紧挨行车道两边均有障碍物，重丘地形。分析其服务水平，问其达到可能通行能力之前还可增加多少交通量。服务水平，问其达到可能通行能力之

24、前还可增加多少交通量。实地观测的平均速度为实地观测的平均速度为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 0.97wf 5.2HVE625.0)15.2(40.01/1HVf0.1Pf（2）计算）计算VC/1800/2000 2 0.97 0.625 1.00.74PBwHVpV CQCNfff（3）该公路服务水平属三级）该公路服务水平属三级4 4）求算达到可能通行能力前可增加的交通量行车道的可能）求算达到可能通行能力前可增加的交通量行车道的可能通行能力通行能力:20002 1.00 0.970.625 1.0242

25、5/PBwHVpVCNfffveh h 达到可能通行能力前可增加的交通量达到可能通行能力前可增加的交通量V V：2425 1800625/Vveh h1.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的车流，先实现合流而后分流的整个运行过程所需的路段。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)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 简单交织区：简单交织区：由单一汇合点连着单一分离点形由单一汇合点连着单一分离点形成；成；u 多重交织区：多重交织区：由由1 1个汇合点连着个汇合点连着2 2个分离点，或

26、个分离点，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3.3.交织运行特性交织运行特性 交织区的车流运行关键在于车辆运行的交织操作，它影响交织区的车流运行关键在于车辆运行的交织操作，它影响到行驶车速、车头时距以及行车安全。到行驶车速、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的是交织运行效率的2 2个主要参个主要参数。数。随交织流量的增加，交织区的运行效率会下降。随交织流量的增加，交织区的运行效率会下降。交织区交织区流量之和为流量之和为：Q

27、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/Qw21.1.通行能力的计算通行能力的计算 交织区的通行能力和运行速度同交织区长度、交织区的通行能力和运行速度同交织区长度、车道数、交织流量比、总交通量及交织区车道构造车道数、交织流量比、总交通量及交织区车道构造等因素有关。等因素有关。wBsNLVRCCrrrr式中：式中：rs 交织区类型修正系数，其中：交织区类型修正系数，其中：类交织区类交织区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

28、 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2.2.速度的计算速度的计算 502011exp/()WnWrRSSaVVN L或 公式表明：交织区运行速度同交织区长度、车公式表明：交织区运行速度同交织区长度、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 交织车辆的平均行驶速度 SnW 非交织车辆的平均行驶速度 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 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的因素有密度、流速和流率，

29、但最重要的是行车密度和V/C。5-3 平面交叉口的通行能力平面交叉口的通行能力一、定义一、定义 两条或两条以上的道路在同一平面相交称两条或两条以上的道路在同一平面相交称为平面交叉为平面交叉,两条不同方向的车流通过平交路口两条不同方向的车流通过平交路口时产生车流的转向时产生车流的转向,交汇与交叉交汇与交叉,平交路口可能平交路口可能通过此相交车流的最大交通量就是平面交叉口通过此相交车流的最大交通量就是平面交叉口的通行能力。的通行能力。二、分类二、分类1、不加任何交通管制的交叉口；、不加任何交通管制的交叉口；2、中央设圆形岛的环形交叉口；、中央设圆形岛的环形交叉口；3、设置色灯信号交叉口、设置色灯信

30、号交叉口三、无信号机的交叉口通行能力三、无信号机的交叉口通行能力 不设信号管制的交叉口大致可分为两大类：不设信号管制的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。而暂时停车方式的交叉口又可分为：而暂时停车方式的交叉口又可分为：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重要的道路相交的路口四面停车是用于同等重要的道路相交的路口,不分不分优先与非优先优先与非优先(即主干道与次干道即主干道与次干道),),所有车辆至交叉口所有车辆至交叉口均需停车而后通过。两路停车通常用于主干道均需停车而后通过。两路停车通常用于主干道(

31、优先方优先方向向)与次干道相交与次干道相交(非优先方向非优先方向),),主干道可优先通过主干道可优先通过,次次干道上车辆一律停车待行干道上车辆一律停车待行,等待优先通行方向交通流的等待优先通行方向交通流的间隙通过或合流。间隙通过或合流。四、环形交叉口的通行能力四、环形交叉口的通行能力1、概述、概述 环形交叉口是在几条道路相交的交叉口中环形交叉口是在几条道路相交的交叉口中央，设置圆岛或带圆弧形状的岛，使进入交叉口央，设置圆岛或带圆弧形状的岛，使进入交叉口的所有车辆均以同一方向绕岛行驶，其运行过程的所有车辆均以同一方向绕岛行驶，其运行过程一般为先在不同方向汇合（合流），接着于同一一般为先在不同方向

32、汇合（合流），接着于同一车道先后通过（交织），最后分向驶出（分流），车道先后通过（交织），最后分向驶出（分流），可避免直接交叉、冲突和大角度碰撞，其实质为可避免直接交叉、冲突和大角度碰撞，其实质为自行调节的渠化交通形式。自行调节的渠化交通形式。优点：优点：车辆可以连续行驶，安全，无需管理设施，车辆可以连续行驶，安全，无需管理设施，平均延误时间短，很少刹车、停车，节约用油，平均延误时间短，很少刹车、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的电车时不宜采用。过多及有直向行驶的电车时不

33、宜采用。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，直径一般在其中心岛为圆形或椭圆形，直径一般在25m以上，交织段长度和交织角大小有一以上，交织段长度和交织角大小有一定要求，入口引道一般不扩大成喇叭形，在定要求，入口引道一般不扩大成喇叭形，在我国各城市的主要环交均属此类。我国各城市的主要环交均属此类。小型环形交叉口小型环形交叉口 其中心岛的直径小于其中心岛的直径小于25m，引道入口适当，引道入口适当加宽建成喇叭形，使车辆便于进入交叉口。加宽建成喇叭形，使车辆便于进入交叉口。其优点可以提高环交的通行能力，少占用地。其优点可以提高环交的通行能力，少占用地。我国有些城市也有

34、这类小型环交，如福州的我国有些城市也有这类小型环交，如福州的南门兜小环。南门兜小环。小型环交的特点：小型环交的特点：(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不小于不小于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 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,其中心岛直径一般小于其中心岛直径一

35、般小于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,可以用白漆涂成圆圈可以用白漆涂成圆圈,或做成不同颜色或做成不同颜色,主要起引主要起引导与分隔作用导与分隔作用,此外此外,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)、让路原则设计的环交、让路原则设计的环交、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。三、常规环交的通行能力三、常规环交的通行能力 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

36、平均宽度环交入口引道平均宽度 p-交织段内进行交织的车辆与全部车辆之比交织段内进行交织的车辆与全部车辆之比 根据使用经验和实际观察资料的检验，一般设计根据使用经验和实际观察资料的检验，一般设计通行能力采用上述公式计算最大值的通行能力采用上述公式计算最大值的80。lWpWeWQp1)31)(1(280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,求其交织段的通行能力，并验算现有车流量是否超求其交织段的通行能力，并验算现有车流量是否超过其通行能力。过其通行能力。5-4 信号交叉口的

37、通行能力信号交叉口的通行能力 交叉口通行能力是指各相交道路进口处通行能力交叉口通行能力是指各相交道路进口处通行能力之和。之和。停车线段面法：凡车辆通过停车线断面就认为车停车线段面法：凡车辆通过停车线断面就认为车辆已经进入交叉口。辆已经进入交叉口。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、不设左转专用车道的左转专用车道、直左混行车道、不设左转专用车道的左转专用车道、直左混行车道、直右混行车道都有专门的计算公式。道、直右混行车道都有专门的计算公式。在没有实施多相位信号灯控制的交叉口：在没有实施多相位信号灯控制的交叉口：l 绿灯绿灯亮时，允许各行驶方向的

38、车辆进入交叉口亮时，允许各行驶方向的车辆进入交叉口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的正常行驶但不得影响横向道路上直行车辆的正常行驶l 黄灯黄灯亮时，已越过停车线的车辆继续行驶，通过交亮时，已越过停车线的车辆继续行驶，通过交叉口；没越过停车线的车辆应在停车线后等候绿灯叉口；没越过停车线的车辆应在停车线后等候绿灯Person 1Person 12 2相位方案相位方案2 2相位配时图相位配时图多相位信号控制多相位信号控制43l 信号相位信号相位：各进口道不同方向所显示的不同色灯组：各进口道不同方向所显示的不同色灯

39、组合称为一个相位信号。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的周期长度：各个行车方向完成一组色灯变换所需的总时间，等于红灯时间总时间，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 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；十字交叉口的设计通行能力十字交叉口的设计通行能力 直行道的设计

40、通行能力直行道的设计通行能力C Cs s一条直行车道的设计通行能力一条直行车道的设计通行能力(pcu(pcuh)h)T T信号灯周期信号灯周期(s)(s)t tg g信号每周期内的绿灯时间信号每周期内的绿灯时间(s)(s)t t0 0绿灯亮后，第一辆车启动、通过停车线的时间绿灯亮后，第一辆车启动、通过停车线的时间(s)(s)，如无本地实例数据，可采用如无本地实例数据，可采用2.3s2.3s；t ti i直行或右行车辆过停车线的平均时间直行或右行车辆过停车线的平均时间(s(spcu)pcu)；折减系数，可用折减系数，可用0.90.9。)1(36000igstttTC)21(/11ssCCssrC

41、C 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slslrCC直左车道中左转车所占比例直左车道中左转车所占比例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的设计通行能力进口道的设计通行能力lsrseCCC11rlselrCC1sC1elrCrelrClelCsCrslserCCC1rerCsCsrCslC在一个信号周期内，对面到达的左转车超过在一个信号周期内，对面到达的左转车超过34pcu34pcu时，左转车时，左转车通过交叉口将影响本面直行

42、车。因此，应折减本面各直行车道通过交叉口将影响本面直行车。因此，应折减本面各直行车道(包括直行、直左、直右、直左右车道包括直行、直左、直右、直左右车道)的设计通行能力。的设计通行能力。C Ce e进口道的设计通行能力进口道的设计通行能力(pcu/h)(pcu/h)；n ns s各种直行车道数；各种直行车道数；C C1e1e进口道左转车的设计通过量进口道左转车的设计通过量(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的对面不折减本面各种直行车道设计通行能力的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

43、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)(CCnCClelesee思考：思考：T T型交叉口的设计通行能力型交叉口的设计通行能力ABCACB计算图示一计算图示一计算图示二计算图示二ABC计算图示一计算图示一该交叉口的设计通行能力为该交叉口的设计通行能力为A A、B B、C C各进口道设计通行各进口道设计通行能力之和，应验算能力之和，应验算C C进口道左转车对进口道左转车对B B进口道通行能力的进口道通行能力的折减。具体计算如下：折减。具体计算如下：)1(36000igstttTC)21(/11ssCCssrCC

44、)(CCnCCleleseeA A进口道的设计通行能力：进口道的设计通行能力：B B进口道的设计通行能力：进口道的设计通行能力：C C进口道的设计通行能力：进口道的设计通行能力：当当C C进口道每个信号周期的左转车超过进口道每个信号周期的左转车超过3 34PCU4PCU时，折减时，折减B B进口道的通行能力为：进口道的通行能力为：A A进口道的设计通行能力：进口道的设计通行能力：B B进口道的设计通行能力为设专用右转进口道的设计通行能力为设专用右转车道而未设专用左转车道，车道而未设专用左转车道，C C进口道的设计通行能力为设专用左转进口道的设计通行能力为设专用左转车道而未设专用右转车道，车道而

45、未设专用右转车道，当当C C进口道每个信号周期的左转车超过进口道每个信号周期的左转车超过3 34PCU4PCU时，折减时，折减B B进口道的通行能力为：进口道的通行能力为：该交叉口的设计通行能力为该交叉口的设计通行能力为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进口道通行能力的折减。进口道通行能力的折减。具体计算如下：具体计算如下：)1(36000igstttTC)(CCnCCleleseerserCC1ACB计算图示二计算图示二lseCC11例例已知某交叉口设计如图所示。东西已知某交叉口设计如图所示。东西干道

46、一个方向有三条车道，南北支干道一个方向有三条车道，南北支路一个方向有一条车道。信号灯管路一个方向有一条车道。信号灯管制交通。信号配时：周期制交通。信号配时：周期T=120sT=120s，绿灯绿灯t tg g=52s=52s。车种比例大车：小车为。车种比例大车：小车为2 2：8 8，东西方向左转车占该进口交，东西方向左转车占该进口交通量的通量的15%15%，右转车占该进口交通量，右转车占该进口交通量的的10%10%。南北方向左右转车占该进口。南北方向左右转车占该进口交通量的交通量的15%15%。求交叉口的设计通行。求交叉口的设计通行能力。能力。解解 先计算东西方向干道。东进口有三条车道，区分为专

47、用先计算东西方向干道。东进口有三条车道，区分为专用左转、直行和直右三种车道。左转、直行和直右三种车道。(1)(1)计算直行车道的设计通行能力计算直行车道的设计通行能力取 据车种比例为据车种比例为2:82:8，查表，查表9 94343，得，得t ti i=2.65=2.65(2)2)计算直右车道的设计通行能力计算直右车道的设计通行能力)1(36000igstttTC02.3,0.9tshpcuCs/5339.0)165.23.252(1203600hpcuCCssr/533(3)(3)东进口属于设有专用左转车道而未设右转专用车道类型东进口属于设有专用左转车道而未设右转专用车道类型(4)(4)该进

48、口专用左转车道的设计通行能力该进口专用左转车道的设计通行能力(5)(5)验算是否需要折减验算是否需要折减当当 时，应当折减。时，应当折减。11()/(1)(533533)/(10.15)1254/essrCCCpcu hhpcuCCe/18815.0125411111eeCC不影响对面直行车辆行驶的左转交通量 等于4n，n为1h内周期个数，因为T=120s所以 有进口设计左转交通量C1e=C1=188pcu/h。(6)西进口设计通行能力同东进口1eC301203600nhpcuCe/1203041hpcuCCnCCeesee/11181361254)120188(21254)(11(7)(7)

49、南进口设计通行能力南进口设计通行能力该进口只有直、左、右混行车道，其设计通行能力计算该进口只有直、左、右混行车道，其设计通行能力计算(8)(8)验算南进口的左转车是否影响对面直行车，因为南北进口车道划分验算南进口的左转车是否影响对面直行车，因为南北进口车道划分相同，即验算北进口左转是否影响南进口车的直行相同，即验算北进口左转是否影响南进口车的直行设计左转交通量设计左转交通量C1=493C1=4930.15=74pcu/h0.15=74pcu/h。设计左转交通量设计左转交通量 ，不需要折减。，不需要折减。(9)(9)交叉口的设计通行能力交叉口的设计通行能力交叉口设计通行能力等于四个进口设计通行能

50、力之和。东进口折减后的交叉口设计通行能力等于四个进口设计通行能力之和。东进口折减后的设计通行能力为设计通行能力为1118pcu/h1118pcu/h；西进口折减后的设计通行能力为；西进口折减后的设计通行能力为493pcu/h493pcu/h。o故该交叉口的设计通行能力为故该交叉口的设计通行能力为111(1/2)533(10.150.5)493/s rssCCCpcu hhpcuCCe/120111118249323222/Cpcu h1 1、道路通行能力的定义是什么？有何作用？它与交通量、道路通行能力的定义是什么？有何作用？它与交通量、高峰小时交通量有何区别？有何内在联系？高峰小时交通量有何区

51、别？有何内在联系？2 2、影响道路通行能力的因素有哪些？各表现在哪些方面？、影响道路通行能力的因素有哪些？各表现在哪些方面？3 3、道路通行能力分为哪三个方面？这三个方面是如何定义、道路通行能力分为哪三个方面？这三个方面是如何定义的？三者间有何联系？试说明之。的？三者间有何联系？试说明之。4 4、什么叫服务水平？评定服务等级的主要指标有哪些？有、什么叫服务水平？评定服务等级的主要指标有哪些？有何用途？何用途？通行能力与服务水平通行能力与服务水平)1(36000igstttTCSTgCs.小汽车单位小汽车单位/绿灯小时绿灯小时流率流率有效绿灯时间有效绿灯时间 从上述公式可以看出：信号交叉口通行能

52、力的重要影响因素是信号配时，通从上述公式可以看出：信号交叉口通行能力的重要影响因素是信号配时，通行能力与相位长成正比。行能力与相位长成正比。现状管制条件就是为现状交通需求服务的。相位长和周期长随到达量的增现状管制条件就是为现状交通需求服务的。相位长和周期长随到达量的增加而增加。因此，在一定范围内通行能力也可随交通需求的提高而有所增加。加而增加。因此，在一定范围内通行能力也可随交通需求的提高而有所增加。信号交叉口通行能力应该是在现状交通需求模式、现状道路条件、现状相信号交叉口通行能力应该是在现状交通需求模式、现状道路条件、现状相位结构下通过的最大车辆数。位结构下通过的最大车辆数。因此，信号交叉口的通行能力只有在规定了周期长和饱和度之后，才具有相因此，信号交叉口的通行能力只有在规定了周期长和饱和度之后，才具有相互比较的意义。互比较的意义。要点理解：要点理解：为什么信号交叉口通行能力会受交通需求的影响？为什么信号交叉口通行能力会受交通需求的影响？