1、城市快速路通行能力及服务水平分析,荣建 教授 北京工业大学交通研究中心,2009/10/20,内 容 提 要,一、概述,1-1 城市快速路的定义,“快速路”是在城市内修建的，中央分隔、全部控制出入、控制出入口间距及型式，具有单向双车道或以上的多车道，并设有配套的交通安全与管理设施的城市道路。 规划层面：交通功能，服务长距离、快速交通,1-2 城市快速路组成,基本路段 车辆运行不受交织、分流和合流影响的路段。,1-2 城市快速路组成,匝道（分/合流点） 影响范围：分（合）流点上（下）游450m内的车道1、车道2和减速车道。,快速分/合流示意图,1-2 城市快速路组成,交织区 不借助任何交通控制设
2、备（指示标志除外），沿同一方向运行的两股或多股交通流，具有一定长度的路段。,1-3 通行能力,道路通行能力： 是指道路某一断面或均匀路段，在单位时间内所能通过的合理的人或车辆的最大小时流率 是度量道路疏导交通能力指标，也是道路规划、设计和运营的一项重要参数 快速路通行能力： 是指快速路某一断面或均匀路段，在单位时间内所能通过的合理的车辆的最大小时流率 是度量快速道路疏导交通能力,城市快速路通行能力分为 基本通行能力 在理想条件下，一条车道或均匀路段或典型横断面上，在特定时段内，合理地期望快速路所能通过的最大标准车辆小时流率 设计通行能力 在设计条件下，设计服务水平等级所对应的最大服务交通量，或
3、对理想通行能力乘以设计服务水平对应的V/C以及相应的修正系数后得到的通行能力,1-3 通行能力,城市快速路通行能力分为 实际通行能力： 在特定条件下，一条实际车道或均匀路段或典型横断面上，在特定时段内，合理地期望快速路所能通过的最大标准车辆小时流率 是根据某具体的道路、交通和管制条件，对理想通行能力进行修正后得到的通行能力,1-3 通行能力,1-4 服务水平,是衡量交通流运行条件以及驾驶员和乘客所感受的服务质量的一项指标 反映道路在某种交通条件下所提供运行服务的质量水平 通常以交通量、速度、行驶时间、驾驶自由度、交通间断、舒适和方便等指标来衡量 设计服务水平等级：快速路为三级服务水平 交通安全
4、？,1-4 服务水平,通行能力与服务水平的关系 都反映道路提供的服务质量 通行能力是疏导交通能力的极限值 服务水平是在满足特性交通运行状态条件下的极限值，是对交通运行质量更为细致的分析,1-4 服务水平,设计服务水平的选择原则： 城市道路规划、设计既要保证道路服务质量 兼顾道路建设的成本与效益,最大服务交通量 指在通常的道路条件、交通条件和交通管制条件下，并保持特定的服务水平时，道路的某一断面或均匀路段在单位时间内所能通过的最大小时交通量。 反映的是在某一特定服务水平下道路所能提供的疏导交通的最大能力 对应设计服务水平的最大服务交通量，就是设计通行能力,1-5 服务交通量,1-6 分析通行能力
5、/服务水平的目的,快速路 通行能力分析,二、规程条文/条文说明,4.1 分类,4.1.1 城市快速路通行能力可分为基本通行能力和设计通行能力。 4.1.1 条文说明 快速路基本通行能力：指在一定的时段，基本的道路、交通、控制和环境条件下，道路的一条车道或一均匀段，期望能通过车辆的合理的最大小时流率。,快速路基本路段的基本条件包括： 1）道路条件： 双向四车道快速路 计算行车速度为100km/h 车道宽度为3.75m，硬路肩宽度为2.5m，左侧路缘带宽度为0.50m，侧向净空1.0 m，中央分隔带宽度为2.0m 纵坡为0 具有良好的线形 2）交通条件： 交通组成是100%的小客车 司机都是职业驾
6、驶员，熟悉道路情况,4.1.2 不同设计车速的设计通行能力应为基本通行能力乘以设计服务水平（三级）对应的V/C及道路、交通条件的修正系数。 基本通行能力-设计通行能力，规划层面 设计通行能力-实用通行能力，设计层面,4.2 基本路段,4.2.1 快速路不同设计车速的一条车道的基本通行能力可采用表4.2.1的数值。,4.2.1条文说明 参照国家科技部“十五”攻关科技计划项目“智能交通系统关键技术开发和示范工程”中的课题之一“城市快速路通行能力研究”的研究成果； 针对我国的快速路交通组成、车辆动力特性及驾驶员驾驶行为特征在国内六省一市进行道路通行能力的全面调研，主要来自于北京、上海和广州；,4.2
7、.1条文说明 交通组成： 车辆组成单一、以小客车为主,设 计 速 度 分 级,设 计 速 度 分 级,4.2.2 快速路设计时应采用三级服务水平，V/C应符合表4.2.2的规定。,注意：与新版城市道路工程技术标准中的规定不一致，为了简化应用，合并二、三级服务水平为二级，并规定：新建二级，改建三级。,条文4.2.2说明服务水平是衡量交通设施提供运行质量好坏的定性指标，服务水平与行车速度、行驶时间、交通方便程度等因素有关。 本规程将服务水平分为四级： 一级服务水平交通处于自由流状态 二级服务水平交通处于稳定流中间范围 三级服务水平，交通流处于稳定流下限 四级服务水平时交通运行处于不稳定状态,一级服
8、务水平 车辆较少、车流密度较小，车辆运行为畅行状态。 驾驶员能根据自己的驾驶特性（驾驶技巧、驾驶倾向性、身体状况、情绪、出行的紧迫性等）和车辆条件、道路条件及环境条件进行驾驶，基本上不受或少受道路上的其他车辆的影响，通常可以保持较高的车速。 该状态下车辆的行驶速度可以称为自由流速度。,一级服务水平,二级服务水平 随着交通量增加，车辆行驶速度逐渐减小，驾驶员行驶自由程度受到一定的限制，交通流状态处于稳定状态 二级服务水平下限时，车辆间相互影响较大，为驾驶者提供的舒适便利程度下降,二级服务水平,三级服务水平 交通量比二级服务水平下服务交通量有所增加，车辆行驶自由程度受到很大限制，车辆速度受到前车的
9、制约，但车辆行驶状态比较稳定 出现意外的干扰并不会使车流紊乱，车流本身具有一定的抗干扰能力,三级服务水平,四级服务水平上半段 交通流量可以达到通行能力时的流量值 在最大流量范围，交通流处于稳定的极限，出现小的干扰就会使车流产生大的波动，车流抗干扰能力明显下降 饱和流,四级服务水平上半段,四级服务水平下半段 交通密度较大，车流对干扰非常敏感，显示出较大的波动性 驾驶员在该状态下行车，行驶自由度小，速度受前车制约性强，变化很大，车速忽高忽低，稳定性较差，车辆走走停停 驾驶员和乘客的感觉差 强制流,四级服务水平下半段,表1 设计速度100km/h的快速路基本路段服务水平分级,表2 设计速度80km/
10、h的快速路基本路段服务水平分级,表3 设计速度60km/h的快速路基本路段服务水平分级,4.2.3 快速路不同设计车速的一条车道设计通行能力可采用表4.2.3中的数值。,4.2.4 计算快速路基本路段通行能力时，各种车辆类型换算系数应符合表4.2.4的规定。,三、算例分析,快速路基本路段规划、设计分析步骤,1交通条件,2道路条件,3规划设计服务水平等级,需求,供给,数据要求 预测的AADT或设计小时交通量 高峰小时系数 交通组成：类比 驾驶员总体特性 假设设计速度、车道宽度和侧向净空,总体可分为三大步骤： 步骤1：计算设计条件所需要服务的交通量，需求 步骤2：计算规划、设计条件所提供的设计通行
11、能力，供给 步骤3：确定车道数,3-1 计算设计条件需满足的服务交通量,1）将设计年限的AADT-单方向设计小时交通量,交通量的方向分布系数,2）将单方向设计小时交通量-15分钟高峰小时交通量： 其中， 单方向实际高峰小时服务流率 预测的单方向设计小时交通量，辆/h15分钟高峰小时系数,3）计算规划、设计条件下需要服务的交通量：规划、设计条件下道路所需服务的交通量，小客车/h/车道交通组成修正系数驾驶员总体特性修正系数,需求,交通组成影响修正系数计算： 车型 的交通量占总交通量的百分比； 车型 的车辆折算系数；,驾驶员总体特性修正系数 取值范围在0.85-1.00 可以通过调查通勤出行和旅行出
12、行情况下交通流率和速度来确定取值；或通过专家对道路、交通状况的综合分析，提出合理的修正系数； 可用做对通行能力的灵敏性分析,3-2 计算设计条件所提供的设计通行能力,1）确定设计条件下的计算行车速度：,（1）车道宽度和侧向净空对计算行车速度的修正值 ，可按下表取值：,注：上表给出了车道宽度、左侧路缘带和右侧路肩宽度不满足理想条件时，计算行车速度的修正值。 当以上3个条件中有2个或3个同时不足时，其综合的修正值为独立影响情况下修正值之和。 如车道宽为3.0 m，左侧路缘带0.25m时，其计算行车速度修正值为（-7）+（-3）= -10（km/h）；又如，车道宽为3.5 m，左侧路缘带0.25m，
13、右侧路肩为1.0 m时，其计算行车速度的修正值为（0）+（-3）+（-3）= -6（km/h）。,（2）车道数对计算行车速度的修正值,计算行车速度修正值,2）确定规划或设计条件下的计算行车速度，通过内插，确定单车道的设计通行能力,表4.2.1 不同设计车速的一条车道的基本通行能力,3-3 计算设计路段所需车道数,根据计算得到设计路段所需服务的交通量和设计条件下单车道设计通行能力，按下式计算设计路段所需车道数：计算出的车道数通常不是整数，通常向上取整 也可重新考虑经费约束等问题，重新假设参数进行通行能力 通过分析运行状况，以便决策 同一道路的几何特征及交通条件会变化，可能使两路段计算的车道数不一
14、致，甚至在同一路段上两个方向的计算车道数值也不相等，应从快速路系统的一致性、连续性需求方面考虑，以正确决策,算例：基本路段的规划分析,已知：某城市规划修建一条市内快速路，资料如下： 预测设计年限的年平均日交通量为40000辆/日； 该地区的15分钟高峰小时系数为0.935； 该地区通常的交通组成中，中型车占6.2%，大型车占3.4%，其余为小型车； 问题： 按照通常的设计服务水平，应该将该路规划成为几车道的快速路？,算例-1 计算设计条件所需的最大服务交通量,1）将设计年限的年平均日交通量AADT换算成为单方向设计小时交通量。 根据相关交通资料，取设计小时交通量系数为11%； 假设两个方向交通
15、量无明显差异，取方向不均匀系数为0.5； 则单方向设计小时交通量为：,辆/h,2）将单方向设计小时交通量折算成为15分钟高峰小时交通量 ：根据资料15分钟高峰小时系数 为0.935，所以,辆/h,3）计算设计道路和交通条件下单车道所需提供的最大交通量：,设计小时交通量为2353辆/h， 查表4.2.4 得中型车的车辆折算系数为1.5，大型车的车辆折算系数为2.0； 交通组成为中型车占6.2%，大型车占3.4%. 驾驶员为职业驾驶员，熟悉路况，取 为1.00； 计算得到：,辆小客车/h,需求,计算行车速度 ：,算例- 2 计算设计条件所确定的设计通行能力,假设平原微丘地区快速路的设计速度为100
16、km/h 双向4车道设计 车道宽度和侧向净空也按照理想条件设计。 因此，设计条件下，运行车速为：,确定设计通行能力： 按规程的要求，取二级服务水平为设计服务水平等级 相应的最大服务交通量，即设计通行能力为：,辆小客车/h,算例- 3 计算设计路段所需车道数,根据设计路段所需服务的交通量（需求）和设计条件下单车道设计通行能力（供给），计算需要车道数：向上取整，所需的最少车道数为单向2车道。 通行能力分析只是指导性分析，并不能代替道路建设可行方案。 通行能力分析可为规划、设计人员提供参考数据，往往还需要结合经济效益、环境影响评价等因素才能决策,四、补充材料,4-1 分合流区通行能力,核查V12、VR、VF 、 VFO V12 3900 辆小客车/h VF 、 VFO 单车道通行能力 VR与匝道宽度、曲线半径和坡度有关,核查V12、VR、 VFO V12 4100 辆小客车/h VFO 单车道通行能力,4-2 交织区通行能力,与交织区构型、交织流量比、交织区长度、车道数有关,4-3 快速路系统通行能力,协调基本路段、分/合流区、交织区通行能力以密度评价基本路段、分/合流区、交织区的服务水平分别计算各路段的运行时间计算整个系统的行程速度评价系统的运行状况,谢 谢！,
