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(shí)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(xiàng)重要指標(biāo)，是道路規(guī)劃設(shè)計(jì)必需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，同時(shí)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(shí)；

3、 2．對特定的道路或交叉口擬進(jìn)行交通設(shè)施或交通運(yùn)營管理的改造、以及對所做的工作進(jìn)行前后效果對比時(shí)； 3．對現(xiàn)有道路網(wǎng)交通狀況進(jìn)行綜合評價(jià)時(shí)； 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(yàn)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(shí)。,,3、調(diào)查注意事項(xiàng),1 ．調(diào)查的地點(diǎn)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(shí)間

4、應(yīng)選在可能發(fā)生擁擠阻塞的日期和時(shí)刻。通常調(diào)查在晴天時(shí)進(jìn)行，觀測的時(shí)間一般要持續(xù)lh；,,3．當(dāng)交通條件發(fā)生變化時(shí)，還應(yīng)延長觀測時(shí)間。例如對那些阻塞持續(xù)時(shí)間較長、處于飽和狀態(tài)的車流，在阻塞持續(xù)時(shí)間內(nèi)要連續(xù)觀測。同時(shí)還要根據(jù)交通變化條件分別予以分析才能達(dá)到觀測的目的。如果阻塞持續(xù)的時(shí)間較短，可以任意選擇調(diào)查日期，但累計(jì)調(diào)查時(shí)間應(yīng)大于，還要注意每次調(diào)查發(fā)生阻塞時(shí)的交通條件應(yīng)基本相同； 4．為了解阻塞的動(dòng)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(shí)間分為若干時(shí)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(jìn)行通行能力調(diào)查：,,1、連續(xù)通行路段的調(diào)查,調(diào)查項(xiàng)目：(1)交通量；(2)車速；(3)車流密度；(4)車頭時(shí)距；,(5)車頭間距；(6)車道利用率；(7)超車次數(shù)。,,（1）車頭時(shí)距的觀測,調(diào)查地點(diǎn)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(duì)。當(dāng)車隊(duì)中混有

6、各種車型時(shí)，應(yīng)分別調(diào)查各種車型的車頭時(shí)距。 觀測方法：P69,,(1)計(jì)算各種車型的平均車頭時(shí)距 (2)計(jì)算車輛換算系數(shù),,（2）車頭間距的觀測,在高處進(jìn)行攝影觀測時(shí)，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(shí)量測距離用。有時(shí)亦可通過量測現(xiàn)場實(shí)物來決定距離(如車道線虛線、護(hù)欄柱或電桿的間距等)。觀測時(shí)攝象機(jī)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(gè)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(shí)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）公共汽車停靠站的通行能力調(diào)查,公共汽車?？空镜倪\(yùn)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?？空镜南拗?，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(jìn)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(jì)條件下，某一指定進(jìn)口道所能通過的最大流率。調(diào)查項(xiàng)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(jì)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(shí)間、次要道路的車頭時(shí)距等因素決定。調(diào)查項(xiàng)目主要有：可穿越空擋等。,,（1）沖突點(diǎn)法調(diào)查,沖突點(diǎn)法的基本思想是以車輛通過“沖突點(diǎn)”作為通過路口。所謂沖突點(diǎn)是指本向直行車(右轉(zhuǎn)車)相對向左轉(zhuǎn)車在同一綠燈時(shí)間內(nèi)交錯(cuò)通過，此兩向車流軌線的交會(huì)點(diǎn)。此時(shí)的調(diào)查

10、內(nèi)容還要著重觀測在沖突點(diǎn)車輛穿插流動(dòng)的規(guī)律。,,可穿越空擋時(shí)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(jì)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(jìn)口道的飽和車流進(jìn)行觀測和分析上。所謂飽和流率是指在一次綠燈時(shí)間內(nèi)，進(jìn)口道上車隊(duì)能連續(xù)通過停車線的最大流率。,,停車線法觀測地點(diǎn)：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(jìn)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(jìn)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(shí)長及各相位時(shí)長；（3）將(l)、(2)項(xiàng)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(shí)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(jì)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(shí)的交通情況進(jìn)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(shí)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(jì)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(diǎn)不同交通情況下的各類車型的車頭時(shí)距以直接推算通行能力。 2．在交通流較穩(wěn)定時(shí)，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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)距臨界值。在求得臨界值以內(nèi)的車頭時(shí)距占所有車頭時(shí)距的比例后，就可以評價(jià)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)距分布與交通量的關(guān)系,車頭時(shí)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(shí)的車頭時(shí)距分布便可推算通行能力。當(dāng)交通量較小時(shí)，各種車輛形成能夠自由行駛的交通流，因而車頭時(shí)距是隨機(jī)的，并接近負(fù)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(shí)距的分散程度逐漸變小；,,（3）車頭時(shí)距分布與交通量的關(guān)系,當(dāng)交通量進(jìn)一步增加，車頭時(shí)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(huì)愈來愈困難，最后交通量達(dá)到某一數(shù)值時(shí)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(shí)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(shí)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(shí)間順序把每隔1min的密度與相應(yīng)平均車速形成的點(diǎn)連接起來，從中可以看到密度大于某一數(shù)值時(shí)，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(shí)，可根據(jù)各周期的觀測資料按下式計(jì)算入口車道每綠燈小時(shí)的通行能力N：,,（2）飽和流率,飽和時(shí)間系指綠燈啟亮后，飽和車流通過停車線的總時(shí)間。若它等于綠燈時(shí)間，則稱為全飽和周期；飽和時(shí)間小于綠燈時(shí)間為非全飽和周期。當(dāng)飽和時(shí)間少于10s時(shí)，在計(jì)算飽和流量時(shí)應(yīng)予排除。,,（3）觀測飽和流中車頭時(shí)距的情況,綠燈信號時(shí)，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(shí)距，并計(jì)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(jì)算各飽和車流中車輛間的車頭時(shí)距及車頭時(shí)距平均值，用3600s除以平均車頭時(shí)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(diǎn))兩個(gè)斷面上各車道單位時(shí)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(gè)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(jì)分布圖。由此進(jìn)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(shí)，可以認(rèn)為此時(shí)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(diǎn)和終點(diǎn)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(gè)位置上干線交通受到約束。,,（4）合流點(diǎn)處合流車前后車頭時(shí)距與合流位置的關(guān)系,有時(shí)也需要研究合流車與其前后干線上行駛車輛的車頭時(shí)距與合流位置的關(guān)系。這時(shí)除分別繪制合流前與合流后的車頭時(shí)距與合流位置的分布圖，還要繪制合流位置的累計(jì)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(shí)距特征值．以此推算合流處的通行能力。,,（5）合流點(diǎn)處合流車與其前后干線上行駛車輛的速度差與車頭時(shí)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(shí)，相應(yīng)于前、后車和合流車車頭時(shí)距的合流車速以及合流車車頭時(shí)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(diǎn)處合流車與其前后干線上行駛車輛的速度差與車頭時(shí)距的關(guān)系,在

22、分析時(shí)，可分別繪制速度差-車頭時(shí)距的分布圖以及車頭時(shí)距的分類曲線和累計(jì)曲線圖，并找出其出現(xiàn)最大百分?jǐn)?shù)的車頭時(shí)距和第85％、50％及15％位的車頭時(shí)距。繪制和分析時(shí)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(shí)距長短不一，足夠長者可被合流車所利用，并匯入車隊(duì)隨同行駛；短者則不能被利用。能否被利用的時(shí)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(shí)距以及最不易被利用的時(shí)距

23、以及能或不能被利用的臨界車頭時(shí)距。,,（7）一個(gè)車頭時(shí)距內(nèi)合流車輛數(shù)與該車頭時(shí)距大小的關(guān)系,一個(gè)車頭時(shí)距內(nèi)允許連續(xù)插入的可能車輛數(shù)，隨車頭時(shí)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(shí)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(shí)間存在的車輛數(shù)(密度)和交通量(駛出交通量)，并進(jìn)一步計(jì)算運(yùn)行時(shí)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