第六章 道路通行能力.docx

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。
道路通行能力是道路规划、设计及交通管理等方面的基本参数,其具体数值的变化随着道路等级、线形、路况、交通管理与交通状况的不同而有显著的变化,路段通行能力又受到交叉口通行能力的制约。因此,本章将具体阐述通行能力的基本概念、基本原理,研究城市干道、高速公路基本路段、双车道一般公路路段的通行能力以及交叉口通行能力的计算方法,
一、通行能力概述
道路通行能力也称道路容量,是道路规划、设计、交通管理等方面的基本参数。道路通
行能力是道路的一种性能,是度量道路疏导车辆能力的指标,它随道路等级、线形、路况、交通管理等显著变化。进行通行能力分析的主要目的就是估算在规定的运行条件范围内设施的交通负荷能力,求得在不同运行质量情况下单位时间所能通行的最大交通量,它为分析和改进现有设施并为规划和设计待建设施提供了手段。
1、基本概念
⑴通行能力定义
一种设施的通行能力(capacity)规定为:在一定的时段和通常的道路、交通、管制条件下,人和车辆通过车道或道路上的一点或均匀断面的最大小时交通量。
通行能力是假定具有良好的气候条件和路面条件下的通过能力。
通行能力实质上是道路负荷性能的一种量度,它既反映了道路疏通交通的最大能力,也反映了在规定特性前提下,道路所能承担车辆运行的极限值。通行能力一般以veh/h(辆/小时)、pcu/h(当量标准小客车/小时)表示,基本单位是pcu/h/ln(当量小客车/小时/车道)。
⑵通行能力与交通量
通行能力与交通量存在相同之处,它们都是指单位时间内通过道路某断面的交通实体数量,表示的单位和方法相同等,但是,二者之间还是有着本质区别。
交通量是指某一定时段,道路上实际通过的交通实体的观测值,其数值具有动态性与随机性;通行能力是在已知的道路设施和规定的运行质量条件下,单位时间内所能适应的最大交通量,其数值具有相对的稳定性与规定性。在正常运行状况下,道路的交通量均小于通行能力。当交通量远远小于通行能力时,车流为自由流状态,车速高,驾驶自由度大,驾驶员可以随意变更车速,实现超车;随着交通量的增加,车流的运行状态逐渐恶化,当交通量接近或等于通行能力时,车流为强制流状态,车辆行驶自由度降低,将会出现交通拥挤、阻塞等现象。由此可见,在交通流状态分析中,交通量和通行能力二者缺一不可,通行能力反映了道路的容量(服务能力),交通量则反映了道路的负荷量(交通需求)。因此,常用交通量与通行能力的比值来表征道路的负荷程度(或利用率、饱和度)。
⑶交通量和交通流率
对交通量而言,时间计算单位越大,交通量不均匀性越不明显,越不能很好地反映出交通量与运行质量之间