交通工程学教案.doc

1、交 通 工 程 学 教 案 - 1 -第一章 绪 论1.1 交通工程学的定义交通工程学是研究人、车、路和环境之间的合理关系，使人和物有效而安全地移动达到快速、经济、通行能力高，交通事故少，能源消耗低，与环境协调，无公害的目的。1.2 交通工程学的产生与发展一、交通工程学的产生与发展步行交通时代 马车时代 自行车（ 1817 年） 汽车时代（1885 年） 交通事故（1897 年）接二连三发生交通事故，1906 年死亡 400 人，90 年代每年约死亡 30 万，中国约 6 万人左右。1885 年德国人卡尔奔驰发明了汽车改变了人类历史，汽车具有动力装置驱动，不需要轨道和架线就可在地面上行驶。因此

2、汽车机动性能好、高速、使用方便，可以完成门到门的交通服务。汽车的上述优点使得汽车现有量急剧增长，交通事故也随之直线上升，为了解决这一矛盾，于是开展研究的一门门学科应运而生，这就是交通工程学。1921 年美国首先实行交通工程师制度，1930 年美国成立交通工程师学会（Institute of Traffic Engineering）简称 ITE 学会，70 年代 ITE 改称为交通与运输工程师学会。1.3 交通工程学在中国的发展到 2000 年 12 月 31 日，全国公路总里程 167.98 万公里，其中等级公路 131.59 万公里；高速公路总里程已达 19453 公里（不包括港澳台） ，跃

3、居世界第二位。其中山东（2077 公里） 、河北（1565 公里） 、广东（1500 公里） 、湖南（1020 公里） 。全国公路密度为 17.5 公里/百平方公里。形成“两纵两横三条公路” 。 1980 年中国交通工程学会正式成立。自 1980 年以来我国在交通工程学方面的研究成果。1.交通基础数据的收集 包括流量、流速、交通组成、空间时间分布，客、货运量等数据的收集。2.交通规划3.研究交通法规 4.交通控制研究5.交通安全研究6.交通心理研究7.汽车工程研究8.立体交叉研究9.驾驶员培训、教育的研究10.综合运输网的规划1.4 交通工程学科的研究范围与特点一.相关学科1.道路工程（基础设

4、施）例：测设、路基、路面、桥梁、涵洞、通道、立交、隧道等。2.汽车工程学（交通工具）3.运输工程学（管理与调度）交 通 工 程 学 教 案 - 2 -4.人机工程学（人、机组合）5.社会经济科学（经济对交通的要求和影响）6.计算机科学等等。二.主要内容1.交通特性(1)人的交通特性：行人、驾驶员、乘客与交通有关的生理、心理等特性。(2)车的特性：车辆的技术性能，交通流量、密度、速度等之间的关系与参数。(3)路的特性：路网结构、线形，路基路面的质量及安全，附属设施等对车辆的影响。2、交通调查方法3、交通流理论4、道路通行能力分析技术5、道路交通系统规划理论6、道路交通管理技术7、交通安全技术8、

5、静态交通系统规划9、交通系统可持续发展规划10、交通工程的新理论、新方法、新技术三、交通工程学科的特点1、系统性-社会经济系统的有机组织部分2、综合性-表现在五个方面五大支柱（五“E”科学）：a法规 Enforcement;b教育 Education;c工程 Engineering;d环境 Environmente能源 Energy3、交叉性-多学科交叉4、社会性-对社会的影响5、超前性-超前考虑未来交通的需求6、动态性-社会经济的变化导致交通实时变化第二章 交通特性分析2.1 道路交通三要素交通系统的三要素为：人交通主体，包括驾驶员、行人、乘客、自行车骑车人、交警等。车交通载体，即交通工具（

6、汽车、摩托车、自行车） 。路交通基础设施，包括道路、交叉口、立交及相关设施。一.驾驶员交通特性1.驾驶任务：完成客货运输，要求安全、快捷、经济2.驾驶过程：感知阶段 判断阶段 反应阶段0.9 秒（均值） 1.5 秒 （均值） 0.66 秒（均值）车内信息车外感觉器官神经中枢知觉 判断 运动效应器官车辆改变方向或运动 、停止交 通 工 程 学 教 案 - 3 -依据 驾驶知识、经验、法规兴趣、情绪、欲望、身体条件（酒精疾病疲劳）结 果正确 正确 正确 安全通过 正确 正确 失误 交通事故正确 失误 失误 交通事故失误 失误 失误 交通事故 3.驾驶员条件（1） 、视觉特性：要求视力良好、视野开阔

7、、色感好（2） 、心里特性：注意力、情绪、个性（3） 、反应特性制动距离感知时间+判断时间+制动时间+安全距离最小车头时距0.9 秒 + 1.5 秒 + 0.66 秒安全时距知觉动作反应（感知、判断、反应）时间是控制汽车行驶性能的最重要因素。（4） 、驾驶疲劳指由于驾驶作业引起的身体上的变化、心理上的疲劳以及客观测定驾驶机能低落的总称。二乘员特性1.交通需求要求交通省时、省钱、省力、准时、安全、方便、舒适2.乘车反应路面平整度，路线线形（平曲线半径，是否设缓和曲线等）,汽车性能，沿路景观等对乘员生理和心理都有影响。3.出行容忍时间城市居民：就业 45min60min，理想 10min，超过 6

8、0min 就不能忍受。见教材 P14表 2-2，表 2-34.社会影响交通影响 个人情绪 社团影响 社会影响三行人交通特性步行速度国外 1.031.28m/s 之间,平均值为 1.16m/s国内 0.991.20m/sVmanVwoman四.车辆交通特性（一） 、汽车分类及性能1、汽车分类按汽车运输用途，车辆通常可分三大类：汽车（汽油车、柴油车） 、牵引车、挂车。牵引车是指具有牵引行走能力，不能载货（客）的车辆。挂车是指只能载货（客） ，不能自行行走的车辆。挂车和牵引车都不能单独完成运输任务。汽车与挂车，牵引车与挂车的组合称为汽车列车。若按车辆用途，可分为轿车、客车、载货汽车和专用汽车。专用汽

9、车是指具有特殊结构，用力完成特定作业的车辆，如消防车、清扫车、洒水车、救护车、工程车、邮政车等。2、汽车性能交 通 工 程 学 教 案 - 4 -1） 、汽车的动力性 汽车的动力性是指汽车在良好路面上直线行驶时受纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度。a、汽车动力性评价指标：汽车的最高车速（km/h） 、汽车加速时间（s）和汽车所能爬上的最大坡度（i max）来评价。 最高车速：指在水平、良好的路面（沥青混凝土）上汽车所能达到的最高行驶速度。汽车加速时间：表示汽车的加速能力，它对汽车的平均行驶速度有很大的影响。汽车的上坡能力：指满载汽车在变速器档挂档时的最大爬坡度。b、汽车的驱动力与行驶阻力

10、沿汽车行驶方向作用于汽车上的外力驱动力与行驶阻力，进而建立汽车行驶方程式。汽车行驶的方程式：Ft=F=F f+Fi+Fw+Fj式中：F t汽车的驱动力；F汽车的行驶阻力之和；Ff路面的滚动阻力（轮胎与路面的变形、路面的不平引起的冲击以及由轮胎与路面之间的滑移引起的阻力） ；Fi路面的坡度阻力；Fw空气阻力；Fj加速阻力；2） 、汽车安全性 汽车安全性是指汽车以最小的交通事故概率和最少的公害适应使用条件的能力。汽车安全性是汽车主要性能之一，因为它直接影响到人的生命安全与健康，以及汽车和运输货物的完好。汽车安全性是汽车一系列结构性能的综合，主要包括：制动性；稳定性；驾驶员座位的视野性；发生事故时的

11、安全性；防火安全性；防公害的安全性。3） 、汽车通过性 汽车通过性是指不用其它辅助措施能以足够高的平均速度通过各种路面（潮湿、冰、雪） 、无路地段和越过各种自然障碍的能力。通过性主要取决于汽车的支承牵引参数及几何参数，也与动力性、平顺性、稳定性、视野等密切相关。4） 、汽车的机动性 汽车机动性是指车辆在最小面积内转向和转弯的能力。（二） 、自行车交通特性1、基本特性、短程性；行进稳定性；、动态平衡；、动力递减；、爬坡性能；制动性能。2、自行车流的交通特性、群体性；、潮汐性；、离散性；、赶超性；、并肩或并排骑行；不易控制。五.道路特性道路服务性能的好坏体现在量、质、形三个方面，即道路建设的数量，

12、道路结构安全度、路网布局限性、道路线形、交通规划等。1.路网密度(1)定义：一个区域的路网密度等于该区域内道路总里程与该区域总面积之比。交 通 工 程 学 教 案 - 5 -即 r=L/A（km/km 2）L：区域内道路总里程A：区域内总面积r：区域内路网密度(2)公路网 km/100km 2(3)城市道路网 km/km 2现在路网密度 车道公里/km 2城市干路路网密度体现在间距大，则交通通行能力小；间距小，密度大，则交叉口多，建筑布局不合理。纽约曼哈顿岛的间距 6070m华盛顿市区的道路间距 100200m荷兰、俄罗斯市区的道路间距 8001000m道路间距的确定原则：兼顾交通与生活居住等

13、各方面要求，并结合相宜管理方式，综合考虑确定。一般认为路网密度以 36km/km 2，道路间距约为 400800m，2.道路结构包括路基、路面、桥涵及附属设施 3.道路的的线形平、纵、横的几何形状4.道路网布局（在第六章里讲路网规划 ）城市中心区路网密度最大，内层区较密，外围区较小，应根据不同区域的需要进行规划。2.2 交通量的基本特性一.定义交通量是指选定时间内，通过道路某一地点、某一断面或某一车道的交通实体数。选定时间：1h，24h，1m，1y，1w。断面：双向全断面，单向车道.一般在不加说明的情况下，指的是机动车全断面流量。按实体分类：有机动车交通量，非机动车（自行车、三轮车、畜力车）交

14、通量和行人交通量。交通量是一个随机数，它随时间、地点、空间的变化而变化的现象称之为交通量的时空分布特性。交通量的单位 人（辆）/h、d、y、m、w一般是混合交通量Passage Car Unit PCU/h、d、y、m、w城市道路：标准小汽车标准车型公路道路：中型车（60KN 左右）平均交通量（时间上平均意义）X= N1niQ其中 Qi：各规定时间段内的日交通量（Pcu/d）n：各规定时间段内的时间（天）按平均值所取的时间段的长度计，常用的平均交通量有：1、平均日交通量（AADT）Annual Average Daily Traffic交 通 工 程 学 教 案 - 6 -AADT= （Pcu

15、/d）3651iiQ2、月平均日交通量（MADT）MADT= = 一个月的日交通量总和/本月的天数 （Pcu/d）月月 1ii3.周平均日交通量（WADT）WADT= （Pcu/d）71iiQAADT 在城市道路与交通工程中是一项极其重要的控制指标，用作道路交通设施的规划、设计、管理等的依据。二.交通量的时间分布特性(一)月变化月变化图见教材 P23 图 2-4纵坐标为 =MADT/AADT100% 横坐标为月份月k11.月变化系数 月KK：31、30、28、29kiiiiQMADT13651月AADT 可简称为：AADT= 21)(iiAT根据 可绘制出月交通量变化图月k2.月变化基本规律a

16、.月变化在乡村公路上比城市道路上变化更为起伏，波动大b.观光、旅游道路的变化幅度大c.长期工作性出行的和各种公务定向进行的月变化较低小(二)周变化用周变化 表示交通量的周变化规律，周变化又称日变化月k1、周变化系数 的计算月交 通 工 程 学 教 案 - 7 -1)调查数据少时 kiiQK71观 测 日 交 通 量周 平 均 日 交 通 量周K：观测日2)调查全年某周的数据齐全时 531iIQADT周例如： 531iIK一一周2)计算实例讲解 P24 例 2.2表 2-13 图 2-53)绘周变化图以 为纵坐标，以周日为横坐标，绘制交通量周变化图周k12.周变化基本规律a.在主要干道街道以及环

17、城街道上日交通量/AADT 为 1.0 左右的天数较多b.旅游观光道路日交通量/AADT 为 1.0 左右的天数较少(三)时变化（用于城市道路）一天 24 小时中，每个小时的交通量亦在不断变化1.交通量小时变化图纵坐标为小时交通量占日交通量的%比，横坐标为小时。2.交通量小时变化规律a.早高峰b.晚高峰平峰c.低谷d.早高峰：离开城市越远的断面则越早来到。e.中国人的早高峰交通量晚高峰的交通量（对长沙市 62 个交叉口统计晚高峰早高峰）美国的早高峰交通量 时，Q 值随 K 的增加而减少，处于拥挤区 m4 的关系 VS由可得 交 通 工 程 学 教 案 - 14 -fjVKQ2当 从 0 时，

18、随 的增加而增加，处于拥挤区. mQ当 从 0 时， 随 的下降而增加，处于畅行区.三、间断流特征1、信号间断处的车流任何间断流设施，其最重要的地方是用于信号灯交叉口。在这些点上，瞬息万变的交通受到周期性的干扰，然后再从某一方式接着运行。从绿灯信号开始到第一辆车的前保险杠穿过停车线的时间定义为第一个车头间距。由于司机在看到信号转为绿灯后，还有一个反应时间和一个加速进交叉口的时间，所以第一个车头间距相对较长。测量第一辆车与第二辆车在各自前保险杠穿过标志线的时间作为第二车头间距，这一时间比第一车头间距略短，这是由于第二辆车的司机对绿灯的反应时间与第一位司机的反应时间有所重叠。第三车头间距比第二车头

19、间距更小一点，如此类推。车辆启动过程所造成的影响随着后续车辆的到来，逐渐减弱，直到某一时刻车辆在穿过停车线时已完全加速。这一时刻，可以观察到大小接近的车头间距。2关键变量及其定义在一列稳定移动的车队中观察获得的不变的车头间距被称为饱和车头间距 hs=3600/h饱和交通量比率 S，指在一个信号为绿灯的单个车道上，进入交叉且不停的车辆数量。但是，信号交叉口的交通流总会受到周期性的阻隔。当交通流开始移动时，前几辆车耗时均大于 h。将前几辆车的超时(即消耗的大于平均车头时间 h 的时间)加在一起，称为启动损失时间(Startup losttime)。itl13、停车、让路处的车流空档是指车辆连续横过

20、交通流中一条行车路线时形成的时间间隔，等于车头时距减去车辆驶过自身车长所需的时间.间隙是指要穿越另一行车路线连续车流的车辆，其到达时间与被穿越车流中下一辆车到达时间之间的间隔，主要街道的总容量、方向分布、车道数都将影响可利用的间隙数。4、有效指标-延误停车延误，指车辆横穿道路所消耗的停车总时间。运行延误，指预先决定的最优条件下的理想运行时间与实际运行时间的差值。交 通 工 程 学 教 案 - 15 -2 概率统计模型交通流理论大概有两大类：第一类为自由流理论，即交通密度很稀，车头间距大，车与车之间完全不受约束，每辆车可自由行驶，车速为随机变化，不受其它因素制约，对于这种交通密度低，车头间距大，

21、车辆处于自由行驶状态的交通流称之为自由流；此时自由流中的每辆车的到来都被看成随机事件，故可采用概率论和数理统计方法来研究此种交通现象。第二类为限制流理论（物理学方法进行研究）：即对交通密度很大，车头间距小，后续车受到前引车行驶限制的状态称之为限制流，不能用概率论解决（非随机事件） ，后车与前车运动具有函数关系，前人研究了三种类型的理论：1跟踪理论 2排队论 3交通波理论一 交通流统计分布的含义与作用观测（如车辆到达、车头时距、车速变化、etc） 分 析 分布特征（随机变量的分布）和分布规律。例 1：信号灯控制的交叉口，预测某一信号周期内车辆到达的规律（分布概率） 时间分布规律例 2：在一定长度

22、路段上车辆的分布数有两种随机分布规律1离散型分布规律数字呈离散型整数例 1：在一定长度路段上车辆的分布数例 2：在一定时间内闯红灯的车辆数2连续型分布规律数字是连续型的有理数例 1 在一定时间内车辆到达的时间间隔分布。例 2 车头时距分布、速度分布，可穿越空格分布。二.离散型分布（一）.泊松分布 tkkeP!式中： ：在计数间隔 t 内到达 or 分布 k 车辆的概率k：车辆平均到达率（分布率） ，s辆 m辆t：每个计数间隔持续的时间（长度） （s） （m）e：自然对数的底若令 m= ，为计数间隔 t 内到达（分布）的车辆数，则 m 又称之为泊松分布参数，则mkP!递推公式, me00!Pkk

23、kPm1泊松分布的均值和方差分别为： tDM适用条件：（1）车流密度不太大，处于最佳密度附近，车辆间相互影响微小，无外界干扰，交 通 工 程 学 教 案 - 16 -车流是随机的。（2） DM例 42 的解：P 91mt0m辆406辆025.60eP149.01P412823625.03Ii完全事件的概率=114P8.0：辆 车 到 达 的 分 布 概 率 为小 于 KkimieP1!分布均值 M=方差 D（不开方）= t例 4.3 P91交叉口信号灯周期 C=97S，有效绿灯时间 g=44S，在有效绿灯时间 g 内车流量为 900 辆/h，有时称之为 900 辆/绿灯小时。设信号交叉口上游车

24、辆到达率 q=369 辆/h，900v/h q=369v/h 绿灯时间s问：吃两次红灯的车辆概率有多大？解：一个信号周期能通过的最大车辆数为： 辆136094SVSA当一个周期到达的车辆数 N11 辆时，则（N-11）辆车必须等于二次红灯。交 通 工 程 学 教 案 - 17 -在一个周期内平均到达率： 辆9.73609Stm在一个周期内无车达到的概率为 045.9.0ePm1 辆车到达的概率 041P2 辆车到达的概率 272107.iKP完全概率事件29.011目前在大多数情况下，由于 M D，不能用泊松分布，必须用二项分布，它是泊松分布的特例。（二） 二项分布1适用条件：车辆比较拥挤，K

25、 运用超过最佳密度，自由行驶机会不多的车流。DDppn15通过观测数据估算，p、n、M、D 等参数，样本均值为 m，方差 S2，则msP2ms2 NiiXs12 xiXN1交 通 工 程 学 教 案 - 18 -例 44P 92在某条公路上，上午高峰期间，以 15 秒间隔观测到达车辆数，得到的结果，如 P92表 4-1出现 Ki车辆数的间隔参数组序 计数间隔内的车辆到达数 Ki 频数fi fiKi fiKi2概率 Pki12 0 0 0 0.005805合计 64 478 3822 1.000均值 计 数 间 隔辆469.78ifkm方差： 222 11ii kfNkfNSD9.3647832

26、15.0.9M故可用二项分布，二项分布需要拟合的参数为 n 和 p46.9.7346.72 msp50.1q交 通 工 程 学 教 案 - 19 -取整 饱和车流08.1645.97pmn 16n拟合的结果为kkkCP1616300475.321P二连续型分布1负指数分布1）适用条件用于描绘有充分超车机会的单列车流和密度不大的多列车流的车头时距分布（为连续实数变量） 。2）基本公式 tehp其中： 到达的车辆车头时距 h 大于 t 秒的概率，t:车流的平均到达率（分布率） （ ） ）svm负指数分布基本公式推导：由泊松分布推导而来： mkeP!当 时， ，0t，为在具体间隔时间 t 内，如无车

27、辆到达，则上一次车到达和下一车到达之间，车头时k距至少有 t 秒，换而言之，P（0）也是车头时距等于或大于 t 秒的概率。即tmeOhp）（ tht11）（3）应用范围计算横穿交通流所需的安全间隔。设 a 为次要道路车辆横穿主要道路车流所需求的最小间隔，即当 时，才能横穿主要道路at车流。又设 a0为次要道路车辆连续通过的最小车头时距， 为主干道车辆的平均到达率（ ） ，S辆又 Q 主 为主干道交通量（ ） ，Q 次 为次要交通道路车辆横穿主干道的交通量（ ） 。h辆 h辆360ttehp主其中： 主交 通 工 程 学 教 案 - 20 -利用负指数分布可求得下式（ ）01aeQ主次 h辆其中

28、： ：具有大于 a 秒车头时距的概率。a：具有大于 a 段间隙的次数（ ）e s次：具有大于 a 段间隙的次数（ ）aQ主 次：具有小于或等于 a0秒车头时距的概率。01e2.移位负指数分布1).适用条件用于描述不能超车的单列车流和车流量低的车流车头时距分布，克服负指数分布当 t 很小时P 值较大的缺点。当 t 0 时，则 P 1，而车头时距 ste 3minh2) 公式)()(itthp )(最 小 时 距it3) 均值与方差tM121D本章要点：1、交通流三要素的关系；2、泊松分布；3、二项式分布；4、负指数分布；5、连续（间断）交通流的特性分析。思考题：1、2、4。习题： 1、2、5、6

29、、7第五章 道路通行能力51 概 述一、通行能力的种类及其定义确定道路通行能力的种类主要考虑两点：一是通行能力分析必须与运行质量相联系；二是需要有一种具体公路均能与之对比的基本参照通行能力。1、通行能力的分类1）基本通行能力 是指公路组成部分在理想的道路、交通、控制和环境条件下，该组成部分一条车道或一车行道均匀段上或一横断面上，不论服务水平如何，一小时所通过标准车辆的最大车辆数；2）可能通行能力：是指一已知公路的一组成部分在实际或预计的道路、交通、控制及环境条件下，该组成部分一条车道或一车行道对上述诸条件有代表性的均匀段上或一横断面上，不论服务如何，一小时所能通过的车辆（在混合交通公路上为标准

30、汽车）最大车辆数；交 通 工 程 学 教 案 - 21 -3）设计通行能力：是指一设计中公路的一组成部分在预计的道路、交通、控制及环境条件下，该组成部分一条车道或一车行道对上述诸条件有代表性的均匀段上或一横断面，在所选用的设计服务水平下，一小时所能通过的车辆（在混合交通公路上为标准汽车）最大车辆数。2、理想条件理想条件原则上是指对条件更进一步提高也不能提高基本通行能力的条件。各理想条件的内容如下：1）道路条件 是指公路的几何特征。包括车道数、车道、路肩和中央带等的宽度，侧向净宽，设计速度及平、纵线形和视距等；2）交通条件 是指交通特征。它包括交通流中的交通组成、交通量以及在不同车道中的交通量分

31、布和上、下行方向的交通量分布；3）控制条件 是指交通控制设施的型式及特定设计和交通规则。其中交通信号的设置地点、形式和预定时对通行能力的影响最大。其客观存在重要交通控制包括“停车”和“让路”标志、车道使用限制及转弯限制等等；4）环境条件 主要指横向干扰程度以及交通秩序等。5）驾驶技术。3、车辆换算-也称之为当量交通量：将总交通量中各类车辆交通量换算成标准车型交通量之和。 见 P152 表 5-18ieEPV二、公路服务水平概述公路通行能力的分析计算离不开交通运行质量。因此通行能力的分析计算必顺与服务水平的分析计算一起进行。1） 、定义服务水平是交通流中车辆运行的以及驾驶员乘客所感受的质量量度。

32、亦即公路在某种交通条件下所提供运行服务质量水平。2） 、公路服务水平的分级及各级水平的运行质量描述。在达到基本通行能力（或可能通行能力）之前，交通量愈大则交通密度也愈大而车速愈低，运行质量也愈低，即服务水平愈低。达到基本通行能力（或可能通行能力）之后，则交通量不可能再增加，而是运行质量愈低交通量也愈低，但交通密度仍愈大，直至车速及交通量均下降至零为止。各级服务水平的一般描述摘要如下。中国 .美国路段服务水平分级：A 级 自由流 V 高 K 小 最佳30cv一级 B 级 稳定流 V 快 K 适中 有小量延误 好 6.5二级 C 级 稳定流 V 稍快 K 稍大 延误可以接受 好三级 D 级 接近稳

33、定流 可忍耐的延误 较差 9.0cv四级 E 级 不稳定流 延误不可忍受 饱和 1F 级 强制流 最差.cv评定指标：车速， 比（V：服务交通量，C：通行能力）主要用于路段评定。四、道路通行能力和服务水平的用处1、用于设计交 通 工 程 学 教 案 - 22 -2、用于规划3、用于交通管理5-2 双车道一般公路路段通行能力一、双车道一般公路路段车流运行特性1概述在双车道一般公路上，汽车超车时，必须进入对向车道行驶若干距离后，回到本向车道，才能完成超车过程。因此双车道公路的两个方向中任何一个方向的汽车流运行都受到对向交通的制约。故不能对单个方向而必须对车行道双向通行能力和服务水平进行总的分析计算

34、.2理想条件(1)设计速度大于或等于 80kmh。(2)车道宽度大于或等于 4.OOm，但不大于 4.50m。(3)侧向净宽大于或等于 1.75m。(4)在公路上无“不准超车区” 。(5)交通流中全部为中型载重汽车。(6)两个方向交通量之比为 5050。(7)对过境交通没有横向干扰且交通秩序良好。(8)处于平原微丘地形。二、服务水平双车道一般公路路段服务水平标准参见表 514。三、双车道一般公路路段通行能力1车行道最大服务交通量iBSVCMi )(2车行道的设计通行能力 LTwdsSVDfffi 四、对通行能力的修正系数1设计速度的修正系数 fs2交通量方向分布修正系数 fd3车道宽度及侧向净

35、空修正系数 fw4交通组成修正系数 fT)1()(/ tSVT EPf5横向干扰修正系数 fL例：某城的入城干道，按三级公路标准建设，路基宽 8.5m，路面宽 7.0m,设计车速为50km/h，视距不足路段长度占全路段的 20。根据交通调查，该路段高峰小时交通量为中型载重车 675 辆/h，吉普车 18 辆/h，自行车 115 辆/h，板车 13 辆/h，方向不均匀系数为0.6，试求该路交通量是否超过其本身的设计通行能力。解：按 V50km/h，视距不足路段长度占全路段的 20，查表 5-14（P151）得其服务水平为三级，V/C=0.61,双车道的基本通行能力为 2000 辆/h。求设计通行

36、能力需确定以下修正系数：1. 速度 V50km/h，查表 5-15 得 fs0.94。2. 方向不均匀系数为 0.6，查表 5-16 得 fd0.945。3. 车道宽 3.5m，两侧路肩宽均为 0.75m，查表 5-17 得 fw0.80。交 通 工 程 学 教 案 - 23 -4. 交通组成修正系数，查表 5-17 得 19.)8.0(15386751/)()1(1/ tSVT EPf5. 它是城市出入口干道，两侧已经街道化，横向干扰中等查表 5-19 得 fT0.80因此设计通行能力为：2000*0.61*0.94*0.945*0.8*1.19*0.8825 辆/hLTwdsSVDfffM

37、Ci 实际交通量换算为中型载重汽车的交通量：675+18*0.8+115*0.3+13*2.0750 辆/h设计通行能力实际交通量故该路段交通量未超过其本身的设计通行能力。5-6 城市道路路段通行能力一一条车道的理论通行能力是道路与交通环境处于理想情况下，车辆以连续车流形式通过时的通行能力。LvhNt1036通 h辆 反 制 安 车式中 L 反 + 制 + 安 + 车 vt/3.6+v 2/254I+ 安 + 车:最小车头时距 0t:司机反应时间:最小车头间隔 0l:与车重、路面阻力系数、粘着系数及坡度有关的参数 见表 520I一般取值 t=1S L 安 =2m C 小车 =5m l 大车 =

38、8m一条车道计算的通行能力见 P153 表 5-22二路段设计通行能力 0nNa1自行车影响折减系数 的确定自行车对机动车道机动车的影响，应视有无分隔带(墩)及自行车道交通负荷的大小分三种情况考虑。(1)机动车道与非机动车道之间有分隔带(墩)当机动车道与非机动车道之间设有分隔带时，路段上的自行车对机动车几乎没有影响，可不交 通 工 程 学 教 案 - 24 -考虑折减，故取 1。(2)机动车道与非机动车道间无分隔带(墩)，但自行车道负荷不饱和当机动车道与非机动车之间没有设置分隔带时，自行车对机动车有影响，但如果自行车道上的自行车交通量小于自行车道通行能力，此时，自行车基本上在非机动车道上行驶，

39、对机动车的影响不大，建议取 0.8。(3)机动与非机动车道间无分隔带(墩)，且自行车道超饱和负荷当自行车交通量超过自行车道的通行能力时，自行车将侵占机动车道而影响机动车的正常运行，使机动车的车速、通行能力大大降低，其影响系数可根据自行车侵占的机动车道宽度与机动车道单向总宽之比确定，其影响系数为：附：自行车道通行能力1） 、在连续车流条件下（有分隔带） ，每米宽自行车道的理论通行能力为：Q bic=2200 辆/h。2） 、在连续车流条件下（无分隔带） ，根据城市道路设计规范建议，每米宽自行车道的理论通行能力是有分隔带理论通行能力的 0.82 倍，即：Q bic=2200*0.82=1800 辆

40、/h。3） 、考虑到平面交叉口的影响，路段上一般只有 50%的时间能有效同行，故每米宽自行车道的实际通行能力为：Q bic=1800*0.5=900 辆/h。2车道宽度影响系数 的确定车道宽度对行车速度有很大的影响，在城市道路设计中，取标准车道宽度为 35m，当车道宽度大于该值时，有利于车辆行驶，车速略有提高；当车道宽度小于该值时，车辆行驶的自由度受到影响，车速降低。见教材 P155 表 5-243交叉口影响修正系数 C 的确定交叉口影响修正系数，主要取决于交叉口控制方式及交叉口间距。当交叉口间距较小时，交叉口的停车延误在车辆行驶时间中所占的比例较小，不利于道路空间的利用、路段通行能力的发挥及

41、路段车速的提高，交叉口间距的增大，有利于提高路段通行能力及路段车速，有利于充分利用道路空间。其修正系数按下式计算：当 s200m 时 C=C 0 C0:信号交叉口绿信比当 s200m 时 C=C 0(0.0013*s+0.73)4车道修正系数 n当一个行驶方向有多条车道时，各车道上的交通辆分步不同，它与车道两侧的干扰、慢行车的比例和横向出入口的数量有关。慢车、较重车趋向右侧车道。在城市道路设计分析路段当几条同向车道上的车流成分一样，彼此之间又无分隔带时，由于驾驶人员惯于选择干扰较少的车道行驶，故靠近道路中线的车道通行能力最高，而并列于其旁的车道，通过能力依次折减。估算机动车道一个方向的通行能力

42、，经过考虑折减系数后，以各条车道的通行能力相加即得。多车道通行能力折减 ikN1多其中 ki见教材 P156 表 5-29例 54 某路段单向机动车道宽为 8m，交叉口间距离为 30hn，两端交叉口采用信号控制，绿信比为 048，机动车道与非机动车道之间设有隔离带。试计算该路段的设计通行能力。交 通 工 程 学 教 案 - 25 -解 一条车道的理论通行能力为：N0=1500pcu/h路段设计通行能力为 0nCa由于机动车道与非机动车道之间有隔离带，故 10机动车道总宽为 8m，不足 3 车道，只能按 2 车道处理，每个车道宽 Wo4m，则由表 524 可知 =111%由表 529 可知，车道

43、数修正系数为: n =187交叉口间距修正系数为C = C0(0.0013*s+0.73)0.48*（0.0013*300+0.73）0.538所以，该路段的设计通行能力为NA=1500*1.0*1.11*1.87*0.538=1680pcuh5-7 平面交叉口通行能力一概述1定义平面交叉口可能通过的相交车流的最大交通量就是平交的通行能力。它与交叉口面积、形状、入口车道数、密度、几何线形相交车流运行方式，交通管理措施有关。2分类无管制交叉口1）无信号控制交叉口环形交叉口2) 信号交叉口二、无信号交叉口的通行能力不设信号的交叉口有两种方式：1. 暂停（或减速）让行方式2.环形方式本课程只介绍两面

44、停让的十字形交叉口通行能力的情况。根据交通流理论中的可插间隙，即次要道路上的交通可以横穿或插入的交通量，做为次要道路上的可以通过的最大交通量，利用负指数分布。 qtqteQ10主次其中 （辆/s）主干道上的车流到达率36主：临界间隙时间，对于停车让行交叉口采用 79 秒，对于减速让行交叉口采用 68 秒，0t这一时间为次要道路，横穿主干道所需要的最小安全时间。：次干道车流的最小车头时距，对于停车采用 5 秒，对于减速采用 3 秒。t例：一无信号灯控制交叉口，主要道路的双向交通量为 1200pcu/h,车辆到达符合泊松分布。次要道路上车辆可穿越的临界车头时距 t0=6s，车辆跟驰的车头时距 t=

45、3s。求次要道路上的车辆可穿越主要道路车流的数量。交 通 工 程 学 教 案 - 26 -解： hpcueeQ257112036063012次而对于让行十字交叉口的主干道而言，它的最大交通量就等于稍小于路段上的最大交通量，因为从理论上认为次要干道不会对主干道的交通流产生干扰。所以，让行交叉口的通行能力为 次主NI1三信号交叉口通行能力（一）概述（必须讲述全路段通行能力受交叉口制约）1.几何形式分类：T、X、Y、十、错位交叉，复合交叉（多路交叉） 。2.车道功能：左右转 直右 直左 直左右直行 左转专用 右转专用3.信号功能- 交叉口信号是由红、黄、绿三色信号灯组成。绿灯：直行、左转（不妨碍直行

46、可通过） 、右转。红灯：右转、禁左转直行黄灯：清除路口所有车辆，提示红灯方向准备起动（二）信号灯交叉口车辆的运行特征：由于道路交叉口的车辆受信号灯的指挥，车辆进入交叉口都要进入减速制动停车起动加速转向中的全部或一部分步骤，再加上非机动车和行人的干扰，机动车在交叉口都要延误时间。原则：研究交叉口的通行能力与路段上的通行能力相适应。（三）计算方法（两种方法）.停止线法着重点以进口处车道的停车线作为基准点，凡是通过该断面的车辆就认为已通过交叉口，所以称为停车线断面法。.冲突点法：重点解决左转弯车辆的行驶。无信号灯交叉口 信号灯交叉口冲突点： 16 个 2 个 汇合点： 4 个 2 个分流点： 4 个 2 个交 通 工 程 学 教 案 - 27 -1、十字形交叉口的设计通行能力十字形交叉口设计通行能力等于各进口道设计通行能力之和。进口道设计通行能力等于各车道设计通行能力之和。1）一条直行车道的设计通行能力计算公式为（5.31）)(360iogstTc式中：Cs一条直行车道的设计通行能力，pcu/h；T信号灯周期，s；tg信号每周期内的绿灯时间，s;to绿灯亮后，第一辆车启动、通过停车线的时间 s.如无本地实例数据，可采用 2.3s。ti直行或右行车辆通过停车线的平均时间，