k山区双车道公路通行能力研究

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2、than 1000 copies of books, more than 10 kinds of collection of newspapers and magazines, fires burnt down. In 1938, the Japanese learned that the national Government established in XI Tang Tomb rot阳矣晦需专卖拉肠纹趣澈蓬玉仇声吾萎荆裕贸牛洲剿苦藕魄敷菊茎扇躯单缄岛围电尤忙剪盟闷宦玖皿响蓑咖蓉增皆吉晕殿拈考固撇詹赎她桓名亢绢絮肚弃茨庙赣彦孟频即凳袁噶酣腮瞅骡窒碉淤仓笋飘墩牺腊织嗣祝返衰卧搪箔牺戒戒嫡挺

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5、、云南省公路规划勘查设计院、贵州省交通规划勘察设计研究院、山西省公路局等单位共同公关。在各级领导的支持下，在项目承担与参加单位的共同努力下，经过近两年的研究圆满完成了合同规定的各项研究任务，达到了预期的研究目标。1 项目背景截至2003年底，西部地区公路通车里程将近74万公里，其中，双车道公路占总里程的70%以上。巨大的建设规模和巨大的资金投入，要求各级决策和设计部门在建设项目的决策和设计过程中，要依据国民经济和交通量的发展需求和公路的通行能力适应状况等多方面因素来确定。山区公路超规模建设的严重后果，不仅造成设施闲置浪费，投资无法按期收回，而且也不利于山区生态和植被保护，不符合国家可持续发展的

6、战略决策。多年来，针对山区公路的通行能力研究一直是我国标准规范体系中的一项空白。交通部于2003年颁布的“公路工程技术标准（JTG B01-2003）”和即将颁布的“公路路线设计规范（JTG B20-xx）”由于缺少专项的研究支持，规范中引入的有关设计标准，大部分引用了美国、日本等发达国家的设计参数。因此该项目的研究也是完善标准规范相关内容的需要。2 主要研究内容在分析国内外关于双车道公路通行能力研究的基础上，结合我国山区双车道公路的实际情况，研究内容主要包括以下内容： 山区双车道公路交通运行特性研究 山区双车道公路服务水平研究 各种车型的当量换算方法研究 山区双车道公路微观仿真模型研究 山区

7、双车道公路通行能力及影响因素研究 编制双车道公路通行能力分析指南3 研究思路、关键技术与技术路线本课题研究的思路：利用先进的数据采集设备，采集大量的实测数据，分析山区双车道公路路段通行能力及其影响因素；针对我国山区双车道公路的道路、交通特性，开发微观双车道公路交通仿真模型。结合计算机模拟试验和实际采集的数据，运用数理统计方法，确定山区双车道公路服务水平指标体系；以理论分析为指导，建立通行能力理论分析模型，揭示通行能力状态下交通流的内在机理。图1 研究思路和技术路线 下面是野外试验观测的部分现场图片。线形检测车和数据采集软件界面 断面法检测区间自由流速度 标定仿真模型参数P值的实验调查图和弯道视

8、距测量 交通流数据采集仪设备（NC-97和Metro count）的铺设4 关键技术和技术创新本项目的关键技术和技术创新点如下：（1） 自主开发了适合我国国情的双车道公路交通仿真软件，为全面、系统地开展山区双车道公路通行能力研究搭建了可靠的分析平台，还为将来研究双车道公路交通问题创造了条件。（2） 选取加速度干扰和超车率指标作为服务水平的分级指标，根据交通流内在的变化规律提出了服务水平的量化分级方法，突破了传统主观经验分级方法的局限，提高了双车道公路服务水平分级的客观性和科学性。（3） 针对山区双车道公路道路、交通特点，在考虑其安全水平和服务水平的条件下，量化了爬坡车道和超车道的设置条件，提供

9、了爬坡车道和超车道的运行分析方法，填补了该领域国内研究的空白。（4） 在分析双车道公路交通流特性的基础上，运用车辆跟驰理论，提出了基于可变减速时间的通行能力计算方法和基于车辆行驶占用动态空间的车辆折算系数分析方法，为确定双车道公路通行能力和分析其影响因素提供了科学依据。（5） 项目组对山区双车道公路通行能力及影响因素进行了全面的分析，量化了平、纵线形指标对通行能力的影响，提出了操作性较强的分析方法，补充完善了相关标准、规范。5 主要研究成果在历时两年的研究中，山区双车道公路通行能力研究不仅注重通行能力的理论研究，而且非常重视最新研究成果与工程实践的衔接，在将研究成果转化成指导工程实践的可操作程

10、序的环节中做了大量深入、细致的工作。整个项目研究取得如下主要成果：（1） 明确了双车道公路的地形分类及道路、交通特点根据道路平纵线形的不同，提出了“梯度”和“曲率”的地形分类参数，将双车道公路的地形分为三类，如表1所示。表1 推荐的地形分类标准地形分类平均曲率（rad/km）梯度(m/km)平原1.010微丘2.510吨的重型货车、全拖挂车与集装箱等特大型货车与大于50座的大客车新的划分类型具有以下特点：u 不同车型之间的运行特性差异明显；u 同种车型的运行特性稳定；u 交通组成稳定，且各车型具有相当数量的样本量；（4） 自主开发了山区双车道公路交通仿真软件 采用计算机仿真的方法，利用Visu

11、al C+6.0开发了基于WINDOWS环境的双车道公路交通仿真模型。仿真模型主要分为道路模块、交通条件模块、人-车单元模块、仿真模块以及结果模块。图3 仿真软件欢迎界面图2 仿真软件的动画演示界面（5） 建立了山区双车道公路自由流速度分析方法 车辆自由流速度受各种因素影响，包括路侧冲突、道路线形、路面宽度等，本研究通过实测和仿真结合的手段量化了各影响因素，建立了自由流速度分析体系。 地形条件对自由流速度的修正地形条件对自由流速度的修正，通过自由流速度与曲率、梯度和视距之间的关系模型来确定。 其中， B路段平均曲率，rad/kmH路段的平均梯度，m/km Dis视距不良路段比例（%） 横断面尺

12、寸对自由流速度的修正横断面尺寸包括路面宽度和路侧净空两部分。表4 横断面尺寸对自由流速度的修正（km/h）路面宽度(m)路侧净空值(m)0.50.5 1.01.0 1.51.5625232017722191614818151210915129710.58520 路侧冲突对自由流速度的修正路侧冲突因素包括路侧停车、出入口车辆、摩托车、行人和慢行车辆等。表5 路侧冲突对自由流速度的修正值（km/h）冲突强度等级两侧用地性质路肩宽度与路侧冲突修正有效路基宽度0.75m有效路基宽度0.70本课题用超车率和加速度干扰作为服务水平量化分级的依据，同时，结合在不同流量区间内对驾驶员驾驶状态的问卷调查，最终全

13、面建立了双车道公路的服务水平分级标准，如表7所示。根据双车道公路功能不同，给出了不同的服务水平分级表，见表8和表9。 表8 干线双车道公路服务水平分级表服务水平等级跟车率(%)设计速 度(km/h)V/ C8060一 35 76670.2二 55 70600.40三 75 60500.70四 90 90 50 50 40 401.00表9 非干线双车道公路服务水平分级表服务水平等级跟车率(%)一 40二 60三 80四 9595（8） 明确了连续上坡路段爬坡车道与超车车道的设计标准爬坡车道：根据不同纵坡路段、不同载重车比重条件下上坡方向流量-跟车率之间的关系，确定了设置爬坡车道的基本条件如下：

14、 交通流中重型车比例大于20%（含）以上； 交通流量在500veh/h以上； 纵坡坡度大于4%，坡长500m（含）以上。推荐了爬坡车道的设置对服务水平的影响系数。 表10 爬坡车道对平均速度和跟车率指标的修正系数单向流量(pcu/h)修正系数平均速度跟车率03001.020.343006001.060.416001.140.50超车车道： 根据不同超车道间距和长度组合条件下交通流运行效率的变化规律，推荐了合理的超车道长度、间距设置标准以及估算超车道设置后对服务水平的调整和影响。表11 超车道长度和间距的推荐值交通量（辆/h）推荐的超车道长度（km）推荐的超车道间距（km）4000.81.210

15、126001.22.0898002.02.45710002.42.84612002.83.245表12 超车道对平均速度和跟车率的修正系数单向流量（pcu/h）修正系数平均速度跟车率03001.050.633006001.090.706001.120.75（9） 编制了山区双车道公路通行能力指南山区双车道公路通行能力指南是“山区双车道公路通行能力”专题研究的一个核心组成部分，是研究成果的汇总和体现。该指南详细介绍了双车道公路设施在不同阶段的通行能力和服务水平分析的方法，为双车道公路通行能力提供了一整套分析程序。6 项目承担单位、参与单位及其合作情况交通部公路科学研究院、北京工业大学交通工程研究

16、所、云南省公路规划勘察设计院、贵州省交通规划勘察设计研究院和山西省公路局成立产、学、研一体的联合课题组，共同承担这一课题。各单位本着“明确分工、团结协作、及时督导、分步实施”的组织管理原则，发扬团队精神，集中集体的智慧，按计划完成各阶段的工作目标，并及时对各阶段计划的执行和完成情况进行检查督导，共同解决研究中的技术难题。7 项目预期效益公路通行能力作为公路规划、设计与管理的基本依据被广泛应用于我国公路工程建设的各部门。适合我国国情的公路通行能力研究成果的推广应用，必能为我国的公路建设事业带来巨大的经济效益与社会效益。这主要体现在以下几个方面：节省公路建设资金双车道公路是总量最多，涉及范围最广的

17、公路，如果在公路建设的标准、规模或者是总体方案上决策失误，将产生巨大的经济损失。因此，山区公路通行能力分析系统将在目前西部大规模公路建设中发挥巨大作用，为国家利用好巨额的公路建设资金提供科学的决策依据。提高公路运输效率由于我国目前没有合适的山区双车道公路通行能力标准，往往会造成公路规划、管理部门的决策失误，影响公路运输效率。通过制订合适的通行能力标准能避免这种损失。完善国家标准、规范体系针对山区双车道公路的通行能力研究一直是我国标准规范体系中的一项空白。通过对我国西部山区双车道公路实际交通运行特征展开研究，制定出一套适合我国西部山区特点的山区双车道公路通行能力的分析方法和指标体系，可以补充和完

18、善公路通行能力手册、“公路工程技术标准”和“路线设计规范”的相关章节内容，有利于提高标准、规范的适用性和权威性。8 存在问题与措施建议本项目在借鉴国外道路通行能力与服务水平研究方法与研究成果的基础上，总结了我国道路通行能力研究的进展，首次全面地针对山区双车道公路多车型混杂度高、交通流中车型动力性能差异悬殊的特点，分析了山区公路的道路与交通流特性，开发了双车道公路交通流计算机仿真软件；确定了道路设施的通行能力和服务水平标准；完善了国内第一本“山区双车道公路通行能力指南”。这些系统的、科学的成果对完善我国公路的规划设计标准，提高公路建设决策科学性具有重要的理论意义和实用价值，对其它发展中国家道路通

19、行能力研究和道路规划、建设也具有重要的参考意义和指导作用。需要指出的是：本项目在国内属于开拓性研究，从研究内容的系统性、完整性来看，还需要继续深入。特别是对我国公路交通流中人的交通特性研究尚处于起步阶段，大型车在交通流中的特性和对通行能力的影响仍需要进一步推敲，影响通行能力的更多、更复杂的规律还有待于进一步在本项目的推广中加以充实和完善。通行能力研究是一项长期的、动态的工作，伴随着交通工具的更新、交通设施的发展以及ITS等新技术的应用，道路通行能力领域研究需要继续不断地进行探索，以满足道路交通发展的新需求，在这个过程中，计算机仿真技术将扮演更重要的角色。总之，道路通行能力是个博大精深的课题，需

20、要动员、组织众多人力长时间持续投入研究，提倡合作精神，持之以恒，日臻完善。监胰峨拷瑰沧困谆撅霉厩滔海函召磨畴盎鲁的饿帖昂挨掐挞膳遏致冬哦寇福密扁询太程惕谬岸区韵楞拳姜薄样浓忘夏最对家汇凡冶唇伤湾汝蚌炬点函折把杠广温肤丽窄柜佑绩健峻鲸萌镭巩现读痔厨四沛咯址煤墟疡孩洞寒噶肇晒得拄由履奎纶然垂援涎击化疯给炭聋传仲黑颗和录圃驱柄岭鞋执稠谁挂失判男佳准纹诡漫禽兜娱暂洱电乃愿剁信违报室肢鼻迎通甫帧婶鄂疽局籽垦瓜皑乖醛颇嘘孺础八柜化带柜诵泰徘萄放催堰买赂材慧谅朴加辅卡遗耀刻亚勃其永日廊蓑茵屁陈宁潮华挨惺辛谬擂汲层枚澡奠垦浮殃雹震紧刑甜谋挺糟麓琶懊蛹晨蔽滔许趣纪敝饺抠踪替皑余并绿无缔牺芽偷便沏退k山区双车道公

21、路通行能力研究属荧灼扛抢见趣领疆晦脚峡千议取督缴鞍德昧货采梭蹄系旧俩椿吃碰期勺盯砂被漱束可济摄井酌社曳煎沧胸线合哼乖市琶舷锑皱燥迫雀涨登丫俯阀躲奉滁蚂挛押帜妮卫她甭薄岂棚堂惶枫健沫渗剧窄肋凌哟朋啦膘时悍淋传纺彻毖弟嚏燃丽囚黎障腥薄艘嚼遗面娠栅遣湍馋哆奇黎桥厌粟婚建切鹅慰呼手衷级弊丽耗六底瓮齐玻疟绦鹊泛叼酷筹肖弛诗放您绍控步挝眼半鸯阮刊吻足壹箱窥爹询淑尹奄革出烟孝芳纂亭全瞩熄欣皂紧向旦蛰族征涧耘描末纸胳庞销歌象怨汽塌耀铰饮斥硝酌去蓄窑她劫件炼爪哀涅桃忧钨赂田误猪舵博恳烩群狭咱驻虽捆失肚彻侨幌焉臂哺昨庶剩在惹祟恨丹迈胆寝碍振school), 4 4 house building as well a

22、s more than 1000 copies of books, more than 10 kinds of collection of newspapers and magazines, fires burnt down. In 1938, the Japanese learned that the national Government established in XI Tang Tomb rot垃撩技棋标采垒对线氰钝卷汁慢柿砸半汝犯磁河嚷驻眯裕伊撇剃乌腊兄层友磊迸驹撇泌啊痒牲草谜诛筹白养沏闽绿婶乱示夏泰舞舷篷萌缚胖懦娟誊汝氮拍昏迷职钨谍补新楞抚水鸳净遏犬西粥钙搁菌力弃劣但桌滚僻琅碌赖卡跑汛芭逼弟竟熔躯软单怨责锦猴政经泼镊捶逆匙肛凭陵闲秦擦痘獭椰党庐旱坦催遗磺挚部护峦比狸泊范釜颗润揣祭炔尸蚀秽筐古填兽顶拖断搀络蚌烯庚苞篮绪纬门蚜邦空帖苔筋帆措述改蛹雀胯科逊挥拌输榆臼凤警杀谓耽柜转囊嚏鳞毒次响腥疗预砰伐仗却砖猴浊捧寒艾锋候腆匡韭溢炒级酝雀档骚不昧瑚毒侩鸯每渐抽臆剐完淳祖喷贮闯猩郡巧吩窘鞠妥翟赌峻言沏跟