道路通行能力分析
长沙理工大学 交通运输工程学院交通工程教研室 李清波 教授
第一章 绪论

一、 通行能力 二、 服务水平 三、 车型分类及车型折算系数 四、 教学安排
课程背景
现代化的道路建设具有严密的管理程序，从路网 规划、道路建设项目可行性研究、道路设计、道 路建设、道路施工管理一直到工程交付使用后进 行建设项目后评价这样一种全过程的一体化决策 管理依据主要来于交通需求预测和道路通行能力 分析。 通行能力分析是确定道路建设的合理规模与建设 模式、道路网规划、工程可行性研究、道路设计 及建设后评价的科学依据。
用于通行能力分析的公路车型分类 （P7）表1-5 高速公路车型分类表（P7）表1-6 将小型车作为通行能力分析的标准车型。
二、 折算系数

1、车辆换算系数的概念及其特点 车辆折算系数（PCE）是用于将混合交通流中的各 车型转化成标准车的当量值。 混合交通的双车道公路中，速度和延误是反映交 通流变化最敏感的两个参数。 交通流密度是高速公路和一级公路等多车道公路 服务水平的主要度量参数。
(2-2)
式中FV------实际条件下小型车的自由流速度（km/h）;
FV0------小型车基本自由流速度（km/h）;
FVCW------行车道宽度随自由流速度影响的修正值（km/h）;
FV TER------地形条件对自由流速度影响的修正值（km/h）;
FVFRIC-----横向干扰对自由流速度影响的修正值（km/h）；

（2）建立标准化的数据库

交通状况：车型构成、车速、交通量、自由流速 度 现场状况：道路几何与环境数据，如地形、路面 路肩宽度、公路等级、横向干扰状况（行车、临 近设施进出口、行人和街道化程度） 速度信息、车队信息、流量信息、基本数据文件


（3）统计分析：

四、实际条件下自由流速度的计算
F V F V O F V C W F V T E R F V F R IC F V R E D E V
双车道公路实际条件下的通行能力C：

C= C 0× FVCW × FVDIR × FVFRIC × FVHV
式中： C-------实际条件下的通行能力（pcu/h）; C 0 ------基本通行能力（pcu/h）; FVCW --------行车道宽度对通行能力的修正系数， 见表2-11； FVDIR ---------方向分布对通行能力的修正系数， 见表2-12； FVFRIC --------横向干扰对通行能力的修正系数， 见表2-13； FVHV ---------交通组成对通行能力的修正系数。 见公式（2-6）
三级 LOS （D级）
四 级 LOS （E、F级）
第三节 车型分类及车辆折算系数
一、标准车型与车型分类
对于通行能力分析而言，车辆分类的目的就是 把在混有多种车型交通流中运行特征相似的车辆 归为一类，以便确定各种运行车辆对标准车交通 量的不同影响。 应以车辆运行特性（运行速度和总体标准差） 作为车辆分类的首要标准，将公路上的常见机动 车分为微型车、小型车、大型车、中型车和特大 型车五类。 将构成比率小于5%的人、畜力车与自行车等非 机动车不再作为交通流中的独立车型，仅作为横 向干扰考虑。


关于车辆折算系数 例：小客车1000 veh/h、大型车 1000 veh/h ，问：交通量Q＝ ？ pcu/h

《交通工程学 》P126 （5-1）

第二节
实际运行状况通行能力分析
一、运行状况分析目的 由于双车道公路上的交通较为特殊，故应 从实际出发，分析现实的道路及交通条件， 从而分析出其实际运行情况的通行能力。 二、分析步骤 图2-2 实际运行状况通行能力分析框图（ P18）
三、基础数据调查与分析
1、基础数据的调查获取
根据研究的需要，进行公路通行能力分析需要 取得以下数据： 道路横断面和平、纵线形参数； 街道化程度； 横向干扰等级； 5min时段内的交通量、交通组成、运行速度 和方向分布系数； 给定条件下，不同车型的自由流速度； 超车数量与被超车数量； 车头时距分布和跟车率； 延误与饱和度。
FVREDEV-----街道化程度对自由流速度影响的修正值（km/h）
1.基本自由流速度FV0
FVcar=a+ FVCW×CW+FVTER×TERRAIN+ FVSW ×SW+ FVFRIC× FRIC
式中：FVcar--------小客车自由流速度观测值（km/h） a -------回归系数，可通过实际道路和交通状况观测数据经过统计 分析得到； CW-------路面宽度（m）; SW-------路肩宽度（m）; TERRAIN-------地形等级； FRIC-------横向干扰等级，取值为1至5内的整数； FVCW 、FVTER 、 FVSW 、 FVFRIC -------各因素的影响系数。 FVo=FVcar+Fcw×(CW标准-CW)+Fter×(TER标准-TER)+Fsw×(SW标准SW)+Ffric×(FRIC标准-FRIC)+Fcw×(CW标准-CW)
三、 评价指标
不同设施服务水平的评价指标（P4）表1-1
四、 服务水平分级
日本分为三个等级，美国定为六个等级（A~F） 高速公路的服务水平分级表(P5)表1-2 一级公路的服务水平分级表(P6)表1-3 双车道公路的服务水平分级表(P6)表1-4
一级 LOS （A、B级）
二级 LOS （C级）
服务水平（level of service，LOS）是指道路使用者 根据交通状态，从行车速度、舒适、方便、经济和安 全等方面所能得到的服务程度。
二、服务交通量
服务交通量（service flow）是指在通常的道路条件、 交通和管制条件下，并保持规定的服务水平时，道路 的某一断面或均匀路段在单位时间内所能通过的最大 小时交通量。服务交通量规定了不同服务水平之间的 流量界限。

教学安排
通行能力分析

绪论－－2 双车道公路－－3 多车道公路－－3 高速公路－－2 交织区－－2 匝道及匝道连接点－－4 收费站－－3 无信号交叉口－－4 信号交叉口－－4 城市交通设施－－4
第二章 双车道公路路段通行能力分析
一、 交通特性分析
二、 实际运行状况通行能力分析



理论法 经验法 计算机模拟法
各级公路的车辆折算系数推荐值 （表1-8、1-9、1-10）
第四节

道路通行能力的发展方向

美国联邦公路局 FHWA：《HCM 2000》、 《HCM2010》 四套用于通行能力分析的仿真软件：
美国HCM系统 澳大利亚ARRB的SIDRA(交叉口分析) 瑞典公路局的CAPCAL 荷兰公路局的PTDESGN

三、通行能力分类
基本通行能力 指道路和交通都处于理想条件下，由技术性能 相同的一种标准车，以最小的车头间距连续行 驶的理想交通流，在单位时间内能通过道路断 面的最大车辆数。也称理论通行能力。 可能通行能力 设计通行能力


四、通行能力分析的目的和作用(自学)
第二节 服务水平
一、服务水平的概念
（3）常见的路段数据观测方法
①单断面观测法（平原、横线干扰少）

超车率、速度、交通量、车头时距、道路横断面几何 数据等 ②区间观测法（丘陵、横向干扰变化大、2km） 进出口双向交通量、超车率、行程时间、区间速度、 平纵
（1）原始数据预处理
任一时间周期内的交通流量和交通组成，以及空间 平均运行速度和速度分布曲线。

2、通行能力与交通量 通行能力是根据道路的几何特性、交通 状况及规定运行特征所确定的最大流量， 其数值具有相对稳定性与规定性。 交通量是道路上实际运行着的交通体的 观测值，其数值具有动态性和随机性。

二、影响因素
道路通行能力影响因素主要有：
道路条件、
交通条件、 管制条件、 环境 气候条件 规定运行条件等。
根据标准化后的统计结果，9m和7m宽没有横向干扰的双车道二、三级公 路，其标准道路条件下小客车的基本自由流速度分别为85km/h和73km/h。
. 2.自由流速度影响因素分析（课后自学） 路面宽度 地形条件 横向干扰 街道化程度
五、实际条件下通行能力的计算
1. 双车道公路路段通行能力的分析是建立在二级路标 准条件下的基本通行能力基础上的，如表2-10所示 为二级公路标准条件，且一般规定二级公路基本通 行能力 C0 为2500veh/h。
三、 规划和设计阶段通行能力分析 四、 计算示例
第一节

双车道交通特性
我国双车道公路的特性
交通特性分析是进行合理科学的通行能力 研究的前提和基础。

交通特性分析即是要研究交通系统各个要 素自身的特性，如驾驶员交通特性、车辆 交通特性、道路交通特性等。
一、驾驶员交通特性
1、反应时间 反应时间是指驾驶员从感知信息，经过辨认、 判断、采取动作并使动作发生效果这一过程需要 的时间。 2、判断能力（图2-1） 3、驾驶员的倾向性 驾驶员分为冷静型（偏安全型）、一般和冲动 型（偏兴奋型）三类。 区别体现在跟随车头间距的把握和超车机会的 评判上。驾驶员的驾驶倾向性可采用反应使用系 数来描述，反应使用系数是驾驶员进行某个驾驶 动作时的实际反应时间与其制动反应时间的比值。


车辆折算系数的具体含义：
在交通流中，某种车平均每增加或减少一辆对 标准车小时平均运行速度（车流延误或密度）的 影响值，与平均每增加或减少一辆标准车对标准 车小时平均运行速度（车流延误或密度）影响值 的比值，即为折算系数。
P9 关于车辆折算系数的一些结论