交通工程學(xué)課件-通行能力調(diào)查

1、§3-5 通行能力調(diào)查,管理資料,1、通行能力的概念,【道路通行能力】是指在一定的道路、交通、環(huán)境條件下，道路上某一斷面在單位時間內(nèi)能通過的最大車輛數(shù)，其單位通常為：輛／h。,一、概述,,道路通行能力又是道路的一項重要指標(biāo)，是道路規(guī)劃設(shè)計必需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，同時也是交通管理的具體指標(biāo)，其大小主要取決于道路條件、交通條件及度量標(biāo)準(zhǔn)。,,道路條件,道路條件是指道路的幾何線形組成，如車道寬度、側(cè)向凈空、附加車道、道路線形、視距、路面性質(zhì)

2、和狀況、坡度以及沿線的街道化程度等。,,交通條件,交通條件是指交通流中的車輛組成、車道分布、交通量的變化、交通管理及交通控制等。,,按交通流狀況，通行能力分四類：,1．路段的通行能力(連續(xù)車流)； 2．信號交叉口的通行能力(間斷車流)； 3．匝道的通行能力(分流、合流)；4．交織路段的通行能力。,,2、調(diào)查的必要性,1．要了解目前發(fā)生擁擠和阻塞的道路、交叉口，研究發(fā)生阻塞的原因并分析各種不同條件對阻塞所產(chǎn)生的影響時；

3、 2．對特定的道路或交叉口擬進行交通設(shè)施或交通運營管理的改造、以及對所做的工作進行前后效果對比時； 3．對現(xiàn)有道路網(wǎng)交通狀況進行綜合評價時； 4 ．為擬建的交通設(shè)施和擬定的交通管理方法提供基礎(chǔ)資料，檢驗新建和改建道路及交通設(shè)施與目前交通需求是否適應(yīng)時。,,3、調(diào)查注意事項,1 ．調(diào)查的地點一般應(yīng)選在交通量大、易于發(fā)生擁擠阻塞的地方。例如道路上的瓶頸、爬坡路段。城市道路的主要交叉口，道路合流區(qū)間等； 2．調(diào)查的時間

4、應(yīng)選在可能發(fā)生擁擠阻塞的日期和時刻。通常調(diào)查在晴天時進行，觀測的時間一般要持續(xù)lh；,,3．當(dāng)交通條件發(fā)生變化時，還應(yīng)延長觀測時間。例如對那些阻塞持續(xù)時間較長、處于飽和狀態(tài)的車流，在阻塞持續(xù)時間內(nèi)要連續(xù)觀測。同時還要根據(jù)交通變化條件分別予以分析才能達到觀測的目的。如果阻塞持續(xù)的時間較短，可以任意選擇調(diào)查日期，但累計調(diào)查時間應(yīng)大于，還要注意每次調(diào)查發(fā)生阻塞時的交通條件應(yīng)基本相同； 4．為了解阻塞的動態(tài)情況或分析阻塞前后交通流的各種

5、特性，需要把觀測時間分為若干時段加以處理。,,二、調(diào)查內(nèi)容,連續(xù)通行路段平面交叉路口合流區(qū)間,分以下三種典型區(qū)域進行通行能力調(diào)查：,,1、連續(xù)通行路段的調(diào)查,調(diào)查項目：(1)交通量；(2)車速；(3)車流密度；(4)車頭時距；,(5)車頭間距；(6)車道利用率；(7)超車次數(shù)。,,（1）車頭時距的觀測,調(diào)查地點應(yīng)選在平直路段而且不受交叉口停車、加減速、車輛換道及行人過街等的影響。調(diào)查的車流應(yīng)是連續(xù)行駛的車隊。當(dāng)車隊中混有

6、各種車型時，應(yīng)分別調(diào)查各種車型的車頭時距。 觀測方法：P69,,(1)計算各種車型的平均車頭時距 (2)計算車輛換算系數(shù),,（2）車頭間距的觀測,在高處進行攝影觀測時，要預(yù)先在路面上按一定距離間隔設(shè)置標(biāo)記(例如粘貼白色紙帶)，供分析時量測距離用。有時亦可通過量測現(xiàn)場實物來決定距離(如車道線虛線、護欄柱或電桿的間距等)。觀測時攝象機的位置越高越好，最好高于三層樓房，其畫面速度應(yīng)視現(xiàn)場車輛行駛速度和攝象范圍大小決定。對于市區(qū)道路一般取

7、4畫面／s；對于高速公路要取8畫面／s。,,（3）車道利用率的觀測,車道利用率是指一個車道的交通量與全部車道交通量的比率。觀測者只需分別測出每一車道的交通量即可算出。,,（4）超車次數(shù)的觀測,分別在調(diào)查區(qū)間的前后斷面記錄每輛車的通過時間與車牌號，對照兩斷面的記錄，再根據(jù)車輛的通過順序即可求得超車次數(shù)。還可從高處直接觀測一定路段內(nèi)的超車次數(shù)。,,（ 5）公共汽車?？空镜耐ㄐ心芰φ{(diào)查,公共汽車停靠站的運行能力對于公交車輛專用車道及單向一車

8、道的道路影響很大。有些道路盡管在正常路段的通行能力較大，但由于受停靠站的限制，仍然可能出現(xiàn)交通阻塞現(xiàn)象。因此有必要確定它對道路通行能力的影響。,,2、平面交叉口的調(diào)查,平面交叉口分三種：無信號交叉口、環(huán)行交叉口和信號交叉口。信號交叉口的通行能力是對每一進口道規(guī)定的，在交叉口的幾何構(gòu)造、交通條件和信號設(shè)計條件下，某一指定進口道所能通過的最大流率。調(diào)查項目主要有：飽和流率等。,,無信號交叉口的通行規(guī)則：主道優(yōu)先、次道讓行,,無信號交叉口

9、的通行能力：主要道路的通行能力+次要道路上車輛在可穿越空擋能通過的車輛數(shù)主要道路的通行能力，按路段計算次要道路的通行能力，由主要道路車輛的車頭間隔分布、次要道路車輛穿越主要道路所需時間、次要道路的車頭時距等因素決定。調(diào)查項目主要有：可穿越空擋等。,,（1）沖突點法調(diào)查,沖突點法的基本思想是以車輛通過“沖突點”作為通過路口。所謂沖突點是指本向直行車(右轉(zhuǎn)車)相對向左轉(zhuǎn)車在同一綠燈時間內(nèi)交錯通過，此兩向車流軌線的交會點。此時的調(diào)查

10、內(nèi)容還要著重觀測在沖突點車輛穿插流動的規(guī)律。,,可穿越空擋時長的確定,平均值法臨界值法參考教材p70-72,,（2）停車線法調(diào)查,停車線法的基本思路是以車輛通過停車線作為通過路口，將飽和通行能力經(jīng)修正后得到設(shè)計通行能力。所以調(diào)查主要集中在對通過某一信號交叉口進口道的飽和車流進行觀測和分析上。所謂飽和流率是指在一次綠燈時間內(nèi)，進口道上車隊能連續(xù)通過停車線的最大流率。,,停車線法觀測地點：選擇有兩條或兩條以上入口車道、交通流量大、右轉(zhuǎn)

11、、直行、左轉(zhuǎn)有明確分工的交叉口進口道。,,觀測的內(nèi)容與方法：,（1）調(diào)查交叉口的幾何組成，各進口引車道數(shù)、停車線位置及各車道6功能劃分情況； （2）觀測信號燈周期時長及各相位時長；（3）將(l)、(2)項內(nèi)容填入交叉口狀況調(diào)查記錄表； （4）觀測交叉口高峰小時交通流量流向分布，并將結(jié)果填入交叉口狀況調(diào)查統(tǒng)計表；（5）飽和流量的測定。,,3、合流區(qū)間的調(diào)查,合流區(qū)間通行能力的調(diào)查一般是通過對阻塞時的交通情況進行多方面的觀

12、測、分析來探討阻塞發(fā)生的原因和推算題行能力，而對于復(fù)雜的合流現(xiàn)象也常有用模擬演示來研究的，此時的交通調(diào)查的主要工作是獲取建立模擬模型的基本資料，為分析和計算提供數(shù)據(jù)。,,三、資料整理與分析,通行能力調(diào)查主要是：1．試圖獲得在不同調(diào)查地點不同交通情況下的各類車型的車頭時距以直接推算通行能力。 2．在交通流較穩(wěn)定時，交通量與其它交通參數(shù)關(guān)系比較密切，可以反映某些重要的規(guī)律 。,,1、連續(xù)通行路段,主要介紹交通量與其它交通參數(shù)之間的

13、相關(guān)分析，有平均車速、平均密度、車頭時距和超車次數(shù)等，從它們的相關(guān)關(guān)系可以定量地求得它們之間的變化關(guān)系。,,（1）車頭時距與速度差的關(guān)系,根據(jù)不同車型測得某斷面前后兩車的速度差即可繪制速度差-車頭時距關(guān)系曲線。由圖可以把車流分為自由流與約束流兩類，還可確定受前車影響的車頭時距臨界值。在求得臨界值以內(nèi)的車頭時距占所有車頭時距的比例后，就可以評價交通流受約束的程度并以此作為推算通行能力的資料。,,,,（2）空間平均車速與交通量、交通密度的關(guān)

14、系,連續(xù)通行路段某一斷面上單位時間內(nèi)的交通量與空間平均車速的關(guān)系：當(dāng)交通量較小時呈直線關(guān)系；當(dāng)交通量增大致使所有車輛呈未遂行駛狀態(tài)，這時的交通流開始紊亂，車速急劇下降。對應(yīng)于這種狀態(tài)下的交通流可視為通行能力。,,（3）車頭時距分布與交通量的關(guān)系,車頭時距分布隨交通量的不同有明顯差異，因而根據(jù)不同交通量時的車頭時距分布便可推算通行能力。當(dāng)交通量較小時，各種車輛形成能夠自由行駛的交通流，因而車頭時距是隨機的，并接近負指數(shù)分布曲線。隨著交

15、通量的增加，車輛之間相互干擾，車頭時距的分散程度逐漸變??；,,（3）車頭時距分布與交通量的關(guān)系,當(dāng)交通量進一步增加，車頭時距變得幾乎相等，全部車輛形成尾隨行駛狀態(tài)，由此特性，也可推算通行能力。,,（4）交通量與超車次數(shù)的關(guān)系,在雙車道道路上，隨著交通量的增加超車會愈來愈困難，最后交通量達到某一數(shù)值時就完全無法超車，因此超車次數(shù)也可以用來作為衡量車輛行駛自由性的尺度，亦可作為推算通行能力的一種資料。,,（5）根據(jù)交通流的穩(wěn)定性分析交通密度

16、與車速的關(guān)系,當(dāng)交通量增加，平均車速便呈直線下降，越接近通行能力下降越厲害，此時交通流呈不穩(wěn)定狀態(tài)。這種現(xiàn)象可以用密度與平均車速的時間系列關(guān)系圖表示。,,（5）根據(jù)交通流的穩(wěn)定性分析交通密度與車速的關(guān)系,圖中，密度為橫坐標(biāo)，平均車速為縱坐標(biāo)。按時間順序把每隔1min的密度與相應(yīng)平均車速形成的點連接起來，從中可以看到密度大于某一數(shù)值時，車速就失去穩(wěn)定性，車速的變化變得十分劇烈，以此密度為界線可以清楚地區(qū)分穩(wěn)定流和不穩(wěn)定流，它對應(yīng)的交通量即

17、為通行能力。,,2、平面交又口,（1）人工觀測飽和流分流車輛數(shù)的情況 在信號顯示周期內(nèi)分流的車輛始終飽和時，可根據(jù)各周期的觀測資料按下式計算入口車道每綠燈小時的通行能力N：,,（2）飽和流率,飽和時間系指綠燈啟亮后，飽和車流通過停車線的總時間。若它等于綠燈時間，則稱為全飽和周期；飽和時間小于綠燈時間為非全飽和周期。當(dāng)飽和時間少于10s時，在計算飽和流量時應(yīng)予排除。,,（3）觀測飽和流中車頭時距的情況,綠燈信號時，飽和流開始分流，各車道

18、最前面的第一輛車開始順次經(jīng)過停車線，測記各車頭時距，并計算各周期各類型車的平均值。須注意在整理中以每周期第四輛車以后計算各飽和車流中車輛間的車頭時距及車頭時距平均值，用3600s除以平均車頭時距即得飽和流量。,,3、合流區(qū)間,（1）合流區(qū)前后各車道的利用率 車道利用率是指合流前(匝道口)與合流后(車道寬度漸變路段的終點)兩個斷面上各車道單位時間內(nèi)通行的車輛數(shù)與干道交通量之比。借助于車道利用率可以判斷干線行駛車輛受合流車影響的程度，

19、可以探索究竟在合流區(qū)間的哪個位置上交通流受到約束。,,（2）合流前及合流處合流車與干線車的車速分布,這一分析類似于繪制各種(干線內(nèi)側(cè)、外側(cè)車道、交通島端部合流車、合流區(qū)間的合流車等)車流的車速累計分布圖。由此進行比較，分析合流車與干線行駛車的相互影響。當(dāng)干線上各車道的車速與來自匝道上的合流車車速相近時，可以認為此時的交通狀況與通行能力相一致，亦可以此推算通行能力。,,（3）干線上行駛車輛的車道變更分布,干線外側(cè)車道上行駛的車輛有在合流

20、區(qū)間附近變更車道的情況。因此可以以合流處交通島的端部為基準(zhǔn)，縱坐標(biāo)為變更的百分率，橫坐標(biāo)為至端部的距離，繪出車道變更起點和終點的柱狀圖.圖中顯示出車道變更后的分布情況。由此分析，同樣可以探索在合流區(qū)間的哪個位置上干線交通受到約束。,,（4）合流點處合流車前后車頭時距與合流位置的關(guān)系,有時也需要研究合流車與其前后干線上行駛車輛的車頭時距與合流位置的關(guān)系。這時除分別繪制合流前與合流后的車頭時距與合流位置的分布圖，還要繪制合流位置的累計分布

21、圖，并找出第85％、50％、15％位的合流位置，由此可求得不同合流位置處的不同臨界車頭時距特征值．以此推算合流處的通行能力。,,（5）合流點處合流車與其前后干線上行駛車輛的速度差與車頭時距的關(guān)系,當(dāng)合流車在干線行駛車輛的間隔(空檔)中匯流時，相應(yīng)于前、后車和合流車車頭時距的合流車速以及合流車車頭時距與其前后車速度差的關(guān)系，也可作為模擬合流條件以求合流處的通行能力。,,（5）合流點處合流車與其前后干線上行駛車輛的速度差與車頭時距的關(guān)系,在

22、分析時，可分別繪制速度差-車頭時距的分布圖以及車頭時距的分類曲線和累計曲線圖，并找出其出現(xiàn)最大百分?jǐn)?shù)的車頭時距和第85％、50％及15％位的車頭時距。繪制和分析時應(yīng)將合流車與其前、后干線車的分布圖分別繪出。,,（6）車頭間隔利用圖,干線車輛的車頭時距長短不一，足夠長者可被合流車所利用，并匯入車隊隨同行駛；短者則不能被利用。能否被利用的時距分布情況，可借助于干線車頭間隔利用圖判別。由圖中可找到最易改合流車?yán)玫臅r距以及最不易被利用的時距

23、以及能或不能被利用的臨界車頭時距。,,（7）一個車頭時距內(nèi)合流車輛數(shù)與該車頭時距大小的關(guān)系,一個車頭時距內(nèi)允許連續(xù)插入的可能車輛數(shù)，隨車頭時距的增大而增大。為具體分析應(yīng)繪制干線上車輛的車頭時距(在合流處)與連續(xù)插入的合流車輛數(shù)的分布曲線，并求出其方程以便定量地確定二者之間的義系。,,（8）交通量與密度的關(guān)系,求得合流區(qū)間單位時間存在的車輛數(shù)(密度)和交通量(駛出交通量)，并進一步計算運行時間及研究其間的關(guān)系，對宏觀地推算合流區(qū)間的通行能