道路飽和度計(jì)算方法研究

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(lèi)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(guò)交通調(diào)查數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)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(kāi)討論。本文將在介紹道路分類(lèi)的基礎(chǔ)上，對(duì)不同類(lèi)型道路的通行能力及飽和度算法作一探討。1 道路分類(lèi)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

2、路。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(lèi)：快速路、主干路、次干路及支路。具體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)參見(jiàn)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(jiàn)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

3、等相關(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(shuō)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

4、0.8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(chē)流量和通行能力，此外，影響飽和度的因素主要還有車(chē)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(chē)速度成反比，與行駛時(shí)間成正比。2.2.2 車(chē)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(chē)輛在道路上受阻或干擾(如大型車(chē)輛的混入、超車(chē)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(chē)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(guò)觀測(cè)站記錄和交通量調(diào)查后通

6、過(guò)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?、城市道路通行能力的?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(guò)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(chēng)可能通行能力，是指在道路交通理想條件下。每條車(chē)道單位時(shí)間內(nèi)能夠通過(guò)的最大交通量，計(jì)算公式如下：CB=36

7、00/t0式中，CB為理論通行能力；t0為平均車(chē)頭時(shí)距。我國(guó)城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范建議的單車(chē)道理論通行能力見(jiàn)表1。表1 我國(guó)單車(chē)道理論通行能力取值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(chē)道單位時(shí)間內(nèi)能夠通過(guò)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(chē)修正系數(shù)等，具體取值參見(jiàn)相關(guān)規(guī)范手冊(cè)。在求得單車(chē)道通行能力后，再乘以相應(yīng)的車(chē)道數(shù)，通過(guò)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

8、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(jiàn)表2。表2 高速公路適應(yīng)日交通量范圍(pcu/d)由于公路運(yùn)行質(zhì)量受雙向流量比、超車(chē)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(mén)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

9、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(chē)道道路飽和度計(jì)算方法由以上分析可見(jiàn)，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(guò)程中，公路與城市道路的計(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(chē)道的道路情況極為少見(jiàn)。多數(shù)為多車(chē)道的情況。由于公路、城市道路均可視為多車(chē)道道路不同之處僅為通行能力方面的取值。因此。可將兩種計(jì)算方法統(tǒng)一用多車(chē)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(guò)不同的折算系數(shù)進(jìn)行折減。此處討論的“多車(chē)道道路”指各車(chē)道有明顯劃分標(biāo)志的道路，等

10、級(jí)較低、各車(chē)道之間沒(méi)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(chē)道總通行能力Cn計(jì)算公式為：Cn=n C1Kn式中：C1第一條車(chē)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)范和公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)取值：Kn相應(yīng)的各車(chē)道的折減系數(shù)，通常以靠近路中線或中央分隔帶的車(chē)行道為第一車(chē)道，其通行能力為1，第二車(chē)道為第一車(chē)道的0.80.9第三車(chē)道通行能力為第一車(chē)道的0.650.8第四條車(chē)道則為0.5 0.6，具體可根據(jù)實(shí)際情況取值；n機(jī)動(dòng)車(chē)道的道路分類(lèi)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

11、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(guò)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(guò)程基本相同差別主要在于如下兩點(diǎn)。3.3.1 單車(chē)道通行能力城市道路單車(chē)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)高速公路單車(chē)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)一級(jí)公路單車(chē)道通行能力可參考表5取值。 表5 一級(jí)公路每車(chē)道的設(shè)計(jì)通行能力(peuhIn)其他類(lèi)型公路單車(chē)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)城市道路和非封閉式公路需考慮交叉口折算系數(shù)，封閉式