道路通行能力計(jì)算方法

1、道路飽和度計(jì)算方法研究摘要：道路飽和度是研究和分析道路變通服務(wù)水平的重要指標(biāo)，但目前人們?nèi)员容^簡(jiǎn)單地用VC來(lái)計(jì)算飽和度，未能根據(jù)各類不同道路的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算，尤其是公路和城市道路，其計(jì)算方法并不一致，、應(yīng)根據(jù)不同的情況，采用不同的方法進(jìn)行計(jì)算。0 引言飽和度的計(jì)算主要應(yīng)考慮兩點(diǎn)：一是交通量，二是通行能力。前者的數(shù)據(jù)一般是通過交通調(diào)查數(shù)據(jù)經(jīng)過計(jì)算獲得，后者的計(jì)算則相對(duì)較為復(fù)雜。由于城市道路與公路的通行能力計(jì)算方法不同，有必要分開討論。本文將在介紹道路分類的基礎(chǔ)上，對(duì)不同類型道路的通行能力及飽和度算法作一探討。1 道路分類我國(guó)道路按照使用特點(diǎn)的不同，可分為城市道路、公路、廠礦道路、林區(qū)道路和鄉(xiāng)村道路

2、。目前除公路和城市道路有準(zhǔn)確的等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)外，對(duì)林區(qū)道路、廠礦道路和鄉(xiāng)村道路一般不再進(jìn)行等級(jí)劃分。1.1 城市道路城市道路是指在城市范圍內(nèi)具有一定技術(shù)條件和設(shè)施的道路，不包括街坊內(nèi)部道路。城市道路與公路分界線為城市規(guī)劃區(qū)的邊線。根據(jù)道路在城市道路系統(tǒng)中的地位、作用、交通功能以及對(duì)沿線建筑物的服務(wù)功能一般將城市道路分為四類：快速路、主干路、次干路及支路。具體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)參見城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范等相關(guān)規(guī)范。1.2 公路公路是連接各城市、城市與鄉(xiāng)村、鄉(xiāng)村與廠礦地區(qū)的道路。根據(jù)交通量、公路使用任務(wù)和性質(zhì)，一般將公路分為高速公路、一級(jí)公路、二級(jí)公路、三級(jí)公路、四級(jí)公路五個(gè)等級(jí)。具體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)參見公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等

3、相關(guān)規(guī)范。2 飽和度定義及影響因素2.1 飽和度道路飽和度是反映道路服務(wù)水平的重要指標(biāo)之一， 其計(jì)算公式即為人們常說的VC，其中V為最大交通量，C為最大通行能力。飽和度值越高，代表道路服務(wù)水平越低。由于道路服務(wù)水平、擁擠程度受多方面因素的制約，實(shí)際中因難以考慮多方面因素，常以飽和度數(shù)值作為評(píng)價(jià)服務(wù)水平的主要指標(biāo)。美國(guó)的通行能力手冊(cè)將道路的服務(wù)水平根據(jù)飽和度等指標(biāo)的不同分為六級(jí)(具體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)可參考該手冊(cè)，此處從略)我國(guó)則一般根據(jù)飽和度值將道路擁擠程度、服務(wù)水平分為如下四級(jí)：一級(jí)服務(wù)水平：道路交通順暢、服務(wù)水平好，VC介于0至0.6之間；二級(jí)服務(wù)水平：道路稍有擁堵，服務(wù)水平較高，VC介于0.6至0

4、.8之間；三級(jí)服務(wù)水平：道路擁堵，服務(wù)水平較差，VC介于0.8至1.0之間；四級(jí)服務(wù)水平：VC>1.0，道路嚴(yán)重?fù)矶?，服?wù)水平極差。2.2 影響因素飽和度的大小取決于道路的車流量和通行能力，此外，影響飽和度的因素主要還有車流量、道路通行能力、行程速度及運(yùn)行時(shí)間等。2.2.1 行程速度與運(yùn)行時(shí)間道路行駛速度越高、運(yùn)行時(shí)間越短，飽和度值就越低，反之則越高。因此，飽和度值與行車速度成反比，與行駛時(shí)間成正比。2.2.2 車輛行駛時(shí)的自由程度(通暢性)飽和度與行駛的自由程度成反比，即行駛自由程度越大。飽和度值越低。2.2.3 交通受阻或受干擾程度車輛在道路上受阻或干擾(如大型車輛的混入、超車等 )

5、越多，飽和度值就越高，即兩者呈正相關(guān)關(guān)系。2.2.4 氣候因素，如雨、霧、雪及臺(tái)風(fēng)等，會(huì)使車輛行駛速度減慢，飽和度值增加。3 飽和度計(jì)算方法具體對(duì)城市道路和公路而言。目前飽和度的計(jì)算方法不同主要體現(xiàn)在計(jì)算時(shí)段上，公路計(jì)算飽和度常用日交通指標(biāo)，即求得日最大交通量與日最大通行能力的比值；而城市道路由于日交通量隨時(shí)段變化較大。常常在進(jìn)行交通調(diào)查的基礎(chǔ)上采用日高峰小時(shí)交通量與小時(shí)最大通行能力的比值計(jì)算方法。相應(yīng)地。其采用的計(jì)算公式及計(jì)算方法也略有差異。飽和度的值主要取決于兩方面：一是交通量：二是通行能力，兩者所在時(shí)間段必須統(tǒng)一用日交通量或者小時(shí)交通量，一般而言，交通量是通過觀測(cè)站記錄和交通量調(diào)查后通過

6、換算得到的，已有較為成熟的計(jì)算方法及程序。飽和度計(jì)算的難點(diǎn)在于通行能力的確定。因?yàn)楣贰⒊鞘械缆吠ㄐ心芰Φ挠?jì)算方法不同，并受多種因素的影響。以下詳述城市道路和公路的飽和度計(jì)算方法，其中重點(diǎn)在于通行能力的計(jì)算。3.1 城市道路飽和度計(jì)算方法城市道路飽和度采用道路日高峰小時(shí)交通量與道路小時(shí)最大設(shè)計(jì)通行能力的比值來(lái)計(jì)算。其中交通量數(shù)據(jù)由調(diào)查或觀測(cè)獲取后通過折算而得。此處不詳細(xì)論述，以下重點(diǎn)介紹通行能力的計(jì)算。計(jì)算城市道路通行能力必須先了解如下概念。3.1.1 理論(可能)通行能力理論通行能力又稱可能通行能力，是指在道路交通理想條件下。每條車道單位時(shí)間內(nèi)能夠通過的最大交通量，計(jì)算公式如下：CB=360

7、0/t0式中，CB為理論通行能力；t0為平均車頭時(shí)距。我國(guó)城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范建議的單車道理論通行能力見表1。表1 我國(guó)單車道理論通行能力取值行車速度(km/h）2030405060通行能力(pcu/h)14001600165017001800注：pcu指“折算標(biāo)準(zhǔn)車”，下同3.1.2 實(shí)際通行能力實(shí)際通行能力是指在實(shí)際道路交通條件下，每條車道單位時(shí)間內(nèi)能夠通過的最大交通量，考慮到地形、道路交通狀況等因素，實(shí)際通行能力是在理論通行能力上的折減計(jì)算公式為：CP= CBLCr其中，CP為實(shí)際通行能力；CB為理論通行能力；L、C、r為折減系數(shù)，分別為寬度修正系數(shù)、側(cè)向凈空修正系數(shù)、重車修正系數(shù)等，具體取

8、值參見相關(guān)規(guī)范手冊(cè)。在求得單車道通行能力后，再乘以相應(yīng)的車道數(shù)，通過對(duì)應(yīng)的交通量數(shù)據(jù)即可求得道路的飽和度。3.2 公路飽和度計(jì)算方法與城市道路計(jì)算飽和度方法不同的是，公路的飽和度往往采用日交通量與公路適應(yīng)日交通量的比值來(lái)確定，其中不同等級(jí)公路尤其是高速公路的飽和度還有其各自的計(jì)算方法，比較復(fù)雜。一般地，日交通量由收費(fèi)站等機(jī)構(gòu)獲取，適應(yīng)日交通量按公路技術(shù)工程標(biāo)準(zhǔn)中列出的數(shù)據(jù)來(lái)確定。高速公路適應(yīng)交通量見表2。表2 高速公路適應(yīng)日交通量范圍(pcu/d)設(shè)計(jì)車速(km/h)四車道六車道八車道1204000055O0055O0080O0080000100O00以上10035O0050O00500007

9、000070000900008025O0045O0045O0060O006000080000由于公路運(yùn)行質(zhì)量受雙向流量比、超車視距、管理水平、采取的路側(cè)干擾措施以及總體服務(wù)水平的要求等許多因素的影響，因此其公路的設(shè)計(jì)通行能力與適應(yīng)交通量范圍較大。在實(shí)際計(jì)算中往往取中值計(jì)算，導(dǎo)致與實(shí)際不符的誤差產(chǎn)生。而在公路管理部門中，日交通量和高峰小時(shí)交通流量的數(shù)據(jù)均較易獲取，因此也可采用小時(shí)交通量數(shù)據(jù)統(tǒng)一進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。3-3 多車道道路飽和度計(jì)算方法由以上分析可見，公路與城市道路飽和度通行能力計(jì)算方面，差別主要在計(jì)算時(shí)段的選取上。城市多選用小時(shí)交通量計(jì)算，公路多采用13、年交通量計(jì)算。在具體計(jì)算過程中，公路

10、與城市道路的計(jì)算方法也有一定的差異，有必要尋求一種統(tǒng)一的計(jì)算方法。在實(shí)際運(yùn)用中，單車道的道路情況極為少見。多數(shù)為多車道的情況。由于公路、城市道路均可視為多車道道路不同之處僅為通行能力方面的取值。因此?？蓪煞N計(jì)算方法統(tǒng)一用多車道通行能力來(lái)計(jì)算，在通行能力方面用不同標(biāo)準(zhǔn)取值，各種影響因素則通過不同的折算系數(shù)進(jìn)行折減。此處討論的“多車道道路”指各車道有明顯劃分標(biāo)志的道路，等級(jí)較低、各車道之間沒有明顯劃分標(biāo)志的較低等級(jí)道路(包括城市道路和公路)暫不列入討論范圍。3.3 多車道總通行能力Cn計(jì)算公式為：Cn=n C1Kn式中：C1第一條車道可能通行能力，單位為pcu/h?？蓞⒖汲鞘械缆吩O(shè)計(jì)規(guī)范和公路工

11、程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)取值：Kn相應(yīng)的各車道的折減系數(shù)，通常以靠近路中線或中央分隔帶的車行道為第一車道，其通行能力為1，第二車道為第一車道的0.850.95第三車道通行能力為第一車道的0.650.85第四條車道則為0.50.6，具體可根據(jù)實(shí)際情況取值；n機(jī)動(dòng)車道的道路分類系數(shù)，高速公路、快速路取0.8，一級(jí)公路、主干路取0.85，次干路(二級(jí)以下公路)取0.9，支路取0.95；交叉口影響系數(shù)，此系數(shù)具體取值參考美國(guó)通行能力手冊(cè)及國(guó)內(nèi)通行能力研究資料。在公路和城市道路的具體計(jì)算過程中，通行能力的指標(biāo)根據(jù)實(shí)際情況取值。就公路和城市道路而言，計(jì)算方法過程基本相同差別主要在于如下兩點(diǎn)。3.3.1 單車道通行能力城

12、市道路單車道通行能力可參考表3取值。表3 城市道路通行能力(pcu/h/ln)行車速度(km/h）2030405060可能通行能力14001600165017001800高速公路單車道通行能力可參考表4取值。表4 高速公路基本通行能力與設(shè)計(jì)通行能力(pcu/h/ln)設(shè)計(jì)速度(km/h）12010080基本通行能力220022002000設(shè)計(jì)通行能力160014001150一級(jí)公路單車道通行能力可參考表5取值。表5 一級(jí)公路每車道的設(shè)計(jì)通行能力(peuhIn)設(shè)計(jì)速度(km/h）1008060作為干線公路的一級(jí)公為集散公路的一級(jí)公路8501000700900550700注：集散公路指縱橫向干擾較大、設(shè)置供汽車行駛的慢車道的公路其他類型公路單車道通行能力可參考公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。3.3.2 交叉口折算系數(shù)城市道路和