道路通行能力,规范

道路通行能力,规范篇一：城市道路通行能力数学建模车道被占用对城市道路通行能力的影响 摘 要 城市道路通行能力的准确评价在路网规划，道路设计、事故救援、施工管理方面扮演重要角色。本文针对道路发生交通事故，采集车辆通行信息，构建了事故路段实际通行能力的数学模型，并对影响通行能力的因素进行了分析。针对问题一，首先在采集原始数据时创新性的运用了微观交通软件 VISSIM，方便快速地统计出了大量的数据。然后再对原始数据按照车辆折算系数进行标准化处理的基础上，确定了实际通行能力，并分析实际通行能力与车道数，车道宽度，小区出口有关。将这些因素量化得到相对应的三个折减系数?条、?车道、?交，由此构建了基于理论通行能力的实际通行能力预测模型，准确率达到%，模型可信度较高。 针对问题二，从各车道行车比例不同的角度出发，分析被阻挡道路的不同对该横断面实际通行能力的差异，观察问题一中建立的模型，发现与车道数有关的并道折减系数?条是造成两个视频中实际通行能力差异的主要因素，下班高峰期 以及车道未完全封闭等也是次要因素，预测的准确率为%。在此基础上又发散的讨论了若交通事故只占据一个车道的三种情况。 针对问题三，将排队路段看作一个系统，类比于“沙漏”模型，并利用平均车长和平均每辆车标准量数，将流量的变化量转换为系统内排队长度的变化量，且模型中事故发生时刻位于于相位时间内任意一时间点均适用。 针对问题四，分析老事故与新事故发生地点的差异，改变的就是小区出口这一重要的因素，于是对问题一中的模型进行了修正，并引入预测值修正比例?比例，因为该值与所处交通环境有关，带入问题三所得的模型，得到?比例和排队时间 t 的关系。利用 SPSS 软件进行曲线拟合，发现适用于指数函数，函数为： t?e ?比例 在当前环境下取?比例?，解得 t? 关键词: 微观交通软件 VISSIM 折减系数 SPSS “沙漏”模型 曲线拟合 1 问题重述车道被占用是指因交通事故、路边停车、占道施工等因素，导致车道或道路横断面通行能力在单位时间内降低的现象。由于城市道路具有交通流密度大、连续性强等特点，一条车道被占用，也可能降低路段所有车道的通行能力，即使时间短，也可能引起车辆排队，出现交通阻塞。如处理不当，甚至出现区域性拥堵。 车道被占用的情况种类繁多、复杂，正确估算车道被占用对城市道路通行能力的影响程度，将为交通管理部门正确引导车辆行驶、审批占道施工、设计道路渠化方案、设置路边停车位和设置非港湾式公交车站等提供理论依据。视频 1（附件 1）和视频 2（附件 2）中的两个交通事故处于同一路段的同一横断面，且完全占用两条车道。请研究以下问题： 1. 根据视频 1（附件 1） ，描述视频中交通事故发生至撤离期间,事故所处横断面实际通行能力的变化过程。 2. 根据问题 1 所得结论，结合视频 2（附件 2） ，分析说明同一横断面交通事故所占车道不同对该横断面实际通行能力影响的差异。 3. 构建数学模型，分析视频 1（附件 1）中交通事故所影响的路段车辆排队长度与事故横断面实际通行能力、事故持续时间、路段上游车流量间的关系。 4. 假如视频 1（附件 1）中的交通事故所处横断面距离上游路口变为 140 米，路段下游方向需求不变，路段上游车流量为 1500pcu/h,事故发生时车辆初始排队长度为零，且事故持续不撤离。请估算，从事故发生开始，经过多长时间，车辆排队长度将到达上游路口。 2 问题分析 本题要求通过观看视频，并从视频中收集、整理、分析数据，关于车道被占用对城市道路通行能力的影响进行分析。因此本题的关键就在于必须通过收集大量的数据，并对数据进行恰当的处理。 问题（1）要求对事故所处横截面实际通行能力的变化过程进行描述，是对视频 1 中所提取出数据基本的处理。因为视频 1 中出现车辆种类繁多，需要将它 们进行标准化处理，进而更有利于说明问题；变化过程是一个需要通过收集大量连续时间内的数据来说明的问题，所以在数据的采集时应该尽可能将时间间隔缩短，得到更多的数据，对问题更有说服力；还应该建立一个简单的模型，在这个过程当中应该考虑到影响道路通行能力的所有因素，并将它们都放到模型中，对得到的结果进行验证，从而使的结论更有说服力。问题（2）是要在问题（1）的基础上，首先对视频 2中收集到的数据进行检验，证明建出来模型的准确性，在这个过程中，需要认识到占用车道发生变化对实际通行能力产生影响的差异所在，并对模型以及收集到的数据进行恰当的处理来使模型更具推广能力，以适用于其它更多的情形。 问题（3）是要通过建模找到路段车辆排队长度与事故横断面实际通行能力、事故持续时间、路段上游车流量间的关系。这里首先要对问题进行一些理想化的假设来简化问题，方便处理；接下来以流量作为模型中的主要量纲建立等式，找到这几个变量之间的基本关系；核心问题是找到这几个变量和交通信号灯周期间的关系，并恰当的表示出来，使模型更简单、直观，只需输入少数变量即可得到需要的结果，大大增强模型实用性。 问题（4）是要在问题（3）的基础上把问题实际化。但比较发现与老地点的差异，就是小区出口这一因素不能再被考虑了，所以原有方程需要作出正确的改动。再利用问题（1）中的预测模型，来转换出新地点实际离开系统的流量。还应该仔细考虑模型发生瞬间的情况做出正确的假设，进而得出正确结论。 3 符号说明及模型假设 符号说明 N 实：实际通行能力。 ：标准车为量数下道路理论通行能力。 N 基 ?条：车道的折减系数。 ?交：交叉口折减系数。 ?车道: 车道宽度折减系数N 可：城市道路的可能的通行能力。 t：事故持续的总时间（s） N 出：每秒从事故横断面驶出的流量（pcu/s） N 基 0：中间车道的理论通行能力 注：其余符号见每个问题当中具体注释 基本假设 1.上游车辆来自右转车道（1 条）和直行车道（2 条）且每条车道的流量始终是相等的； 2.在发生交通事故前，所有进入事故发生路段的车辆不再进行变道， 3.事故发生路段坡度为 0，即路面是水平的； 4.从小区路口拐出来的车辆时速均为 15km/h，且拐入右转、直行和左转车道的比例仍服从原有车道的分布比例，即分别是 21%、44%和 35%； 5.一天当中各时段大车率（大客车大型车辆占总车辆数的比例）不变； 6.不考虑行人对交通状况的影响，而且将发生交通事故的车辆长度忽略不计。 4 模型的建立与求解 问题一的求解 数据预处理 附件 1（视频 1）当中出现车辆的形式是多种多样的，但在实际交通状况，尤其是在交通阻塞的环境中，将它们一视同仁都看作一辆车是不合理的。例如公交车与小轿车，它们的车长、轴宽、车速一般都不同。为了使不同交通组成的交通流能够在同样的尺度下进行分析，在分析和计算通行能力时，需要将实际或预 测的交通组成中各类车辆交通量换算成标准车当量。为此这里用到车辆折算系数。车辆转化系数表1如表 1：表 1因为视频较为模糊，对于较小的二轮车辆，忽略比例非常小的自行车等，均视为摩托车；并且大型车辆中，铰链车等车型几乎未出现。所以将视频中出现的车辆分成三类：小轿车、大客车以及摩托车。依据上表可得，三类车的折算系数分别是：、和，所以将摩托车和小轿车划分为同一类，大客车为另一类。 对于车辆各种信息的数据，利用微观交通软件 VISSIM进行统计。VISSIM 是一种微观的，时间驱动的建模工具。该软件识别能力高、操作简单、表达直观，被广泛应用于在各种交通条件下，分析道路交通的运行状况，是评价交通设计或组织方案的有效工具。结合 VISSIM 得出 2D 的简化街道中的车流情况。再建立节点和观测点，从而对道路交通状况进行更充分的分析，由此得出了所需数据。统计得在视频一中，一共通过 385 辆车，其中大客车有 33 辆，所以得到大车率为 %。 篇二：道路通行能力分析实践报告道路通行能力分析实践报告 专 业: 学 院: 班 级: 组长姓名: 指导老师: 交通工程 机械与车辆学院 XX-1 班 罗美茵 刘赛花 中国珠海 二一三年十二月 目录 第一章 通行能力分析实践总体规划 .1 、实践目的 .1 、实践具体流程图 .1 、实践内容 .2 、通行能力分析的目的和作用 . 2 第二章 城市有信号交叉口的通行能力分析 .4 、调查现状 .4 、调查时间和地点 . 4 、背景概况 . 4 、信号交叉口的通行能力计算 . 5 、通行能力公式 .5 、数据分析结果 . 6 、现场调查 . 6 、通行能力计算 .8 、对信号交叉口的通行能力的现状评价 .8 、改善方案 .9 、左转停车线前移 . 9 、慢行交通改善 .10 第三章 城市无信号交叉口通行能力分析 .11 调查现状 .11 、调查时间和地点 . 11 、背景概况 . 11 、无信号交叉口的通行能力计算 .12 、城市道路各种车型的折算系数表 12 、影响因素分析 .12 、实际通行能力 .14 、无信号交叉口平均延误 . 14 、数据分析结果 . 14 、选取高峰小时，分析流量流向 14、通行能力计算 .15 、对无信号交叉口的通行能力的现状评价 . 15 、改善方案 .16 、改善原因 . 16 、改善措施 . 16 、改善根据 . 17 第四章 城市多车道路段通行能力分析 . 18 、调查现状 .18 、调查时间和地点 . 18 、背景概况 . 18 、路段的通行能力计算方法 .18 、基本通行能力计算 . 18 、实际通行能力计算 . 19 、数据分析结果 . 21 、现场调查 . 21 、选取在最差情况下的数据 . 21 、各个影响修正系数的确定 . 22 、对城市多车道路段的通行能力的现状评价 22 、改善方案 .23 、改善原因 . 23 、改善措施 . 23 第五章 总结 .24 第六章 人员安排表 .26 、有信号交叉口实地调查工作分配 .26 、小组报告任务分配 .26 参考文献 .27 第一章 通行能力分析实践总体规划、实践目的 此次道路通行能力调查课程设计目的在于让学生通过实地调查，深入了解道路各组成部分的通行能力分析方法，对影响城市道路各组成部分通行能力的因素有更加深入的理解。通过实地调查影响交叉口通行能力的各因素现状，分析各因素的影响系数，进而分析信号交叉口现状通行能力，并提出改进方案。 、实践具体流程图 对于本次道路通行能力调查课程设计，我们做出了详细的流程规划，而设计思路如下图 1-1 所示。大致分成五类：背景分析、参数采集、通行能力研究分析、现 状评价、改善方案。而每一步都能进一步细化，如交通参数采集，因为实际内容不一而制定不同的方案进行不同的参数采集；如通行能力研究都是基于不同内容而选用不同的通行能力计算方法等等。而详细的实际内容见下文。 图 1-1 总设计流程图 、实践内容1、城市多车道路段通行能力调查 （1）实地调查影响路段通行能力的各因素现状 （2）分析各因素的影响系数 （3）分析路段的现状通行能力，并提出改进方案 2、城市无信号控制交叉口通行能力分析 （1）实地调查影响交叉口通行能力的各因素现状 （2）分析各因素的影响系数 （3）分析无信号控制交叉口的现状通行能力，并提出改进方案 3、城市信号控制交叉口通行能力分析 （1）实地调查影响交叉口通行能力的各因素现状 （2）分析各因素的影响系数 （3）分析信号控制交叉口的现状通行能力，并提出改进方案 、通行能力分析的目的和作用 通行能力分析的目的：确定某道路设施在通常条件下能容纳的最大交通量；确定在保持与规定运行特性相适应的条件下，某道路设施所能容纳的最大交通量；设计与要求的通行能力相适应的交通设施，通过对实际道路通行能力观测值的比较，评价道路系统，找出影响通行能力的因素，提出改善车流行驶状况的建议和措施，以期能达到所要求的最大交通量。 道路通行能力是道路交通特性的一个重要方面，也是一项重要指标。确定道路通行能力是道路交通规划、设计、管理与养护的需要，也是道路交通工程技术管理人员的一项重要任务，同时也是解决以下课程的基础和依据： 1、通过道路通行能力和设计交通量的具体分析，可以科学合理地确定新建道路的等级、性质、规模、主要技术指标和线形几何要素； 2、通过对现有道路通行能力的观测、分析、评定，并与现有交通量的对比，可以确定现有道路系统或某一路段所存在的问题，据此提出改善方案或措施，作为既有道路交通改善的主要依据； 3、根据道路某一路段通行能力的估算、路况及通行状况分析，可以提出某一路段线形改善的方案； 篇三：道路通行能力计算题1、已知平原区某单向四车道高速公路，设计速度为120km/h，标准路面宽度和侧向净宽，驾驶员主要为经常往返于两地者。交通组成：中型车 35%，大型车 5%，拖挂车 5%，其余为小型车，高峰小时交通量为 725 pcu/h/ln，高峰小时系数为。试分析其服务水平，问其达到可能通行能力之前还可以增加多少交通量？ 解：由题意， fw=， fp=； fHV =1/1+（）+ （）+ （）= 通行能力：C=Cb fw fHV fp =2200 =1661pcu/h/ln 高峰 15min 流率：v15=725/=763pcu/h/ln V/C 比： V15/C=763/1661= 确定服务水平：二级 达到通行能力前可增加交通量： V=1661-763=898pcu/h/ln 2、已知某双向四车道高速公路，设计车速为100km/h，行车道宽度，内侧路缘带宽度，右侧硬路肩宽度。交通组成：小型车 60%，中型车 35%，大型车 3%，拖挂车 2%。驾驶员多为职业驾驶员且熟悉路况。高峰小时交通量为1136pcu/h/ln，高峰小时系数为。试分析其服务水平. 解：由题意，Sw= -1km/h，SN= -5km/h ， fp=，SR=100-1-5=94km/h ，CR=2070pcu/h/h fHV =1/1+（）+ （）+ （）= 通行能力：C=CR fHV fp =2070 =1662pcu/h/ln 高峰 15min 流率：v15=1136/=1183pcu/h/ln V/C 比： v15/C=1183/1662= 确定服务水平：三级 3、今欲在某平原地区规划一条高速公路，设计速度为 120km/h，标准车道宽度与侧向净空，其远景设计年限平均日交通量为 55000pcu/d，大型车比率占 30%，驾驶员均为职业驾驶员，且对路况较熟，方向系数为，设计小时交通量系数为，高峰小时系数取，试问应合理规划成几条车道？ 解：由题意，AADT=55000pcu/d，K=，D= 单方向设计小时交通量:DDHV=AADTKD=55000=3960pcu/h 高峰小时流率：SF=DDHV /PHF=3960/=4125pcu/h 标准的路面宽度与侧向净空，则fw=，fp=，fHV=1/1+(2-1)= 所需的最大服务流率： MSFd =SF/(fwfHVfp) =3375/=5364pcu/h 设计通行能力取为 1600pcu/h/ln，则所需车道数为：N =5364/1600=，取为 4 车道。 4、郊区多车道一级公路车道数设计，设计标准：平原地形，设计速度 100km/h，标准车道宽，足够的路侧净空，预期单向设计小时交通量为 1800pcu/h，高峰小时系数采用，交通组成：中型车比例 30%，大型车比例 15%，小客车55%，驾驶员经常往返两地，横向干扰较轻。 解：计算综合影响系数 fC。 由题意，fw=，fP=，fe= (表)，Cb =XXpcu/h/ln， fHV =1/1+Pi（Ei- 1）=1/1+ ()+ (2-1)= fc=fwfHVfefp= = 计算单向所需车道数: 由于一级公路设计服务水平取二级，又知其设计速度为 100km/h，查表表可知，V/C 为 。所以，N=1800/XX=3 确定该一级公路应修建成双向 6 车道。 5、某双车道公路，设计车速 60km/h，车行道宽，侧向净宽，方向分布系数，横向干扰中等，高峰小时交通量950pcu/h，高峰小时系数，交通组成：小型车 35%，中型车45%，大型车 15%，拖挂车 5%，求算其通行能力并评价服务水平。 解：（1）由设计速度 60km/h，可知Cb=2300pcu/h，fs=。 （2）由车道宽度，侧向净宽，可知 fw=。 （3）由方向分布系数 D=，可知 fd=。 （4）由横向干扰中等，可知 fL=。 （5） （6）C=CbfsfwfdfLfT=2300 =1367pcu/h （7） V/C=950/1367=，四级服务水平。 6、设计一条三级公路，设计速度采用 40km/h，车行道宽，侧向净宽，方向分布系数，横向干扰较大，预测设计年限的年平均日交通量为 3000pcu/d，设计小时交通量系数，高峰小时系数，交通组成：小型车 25%，中型车 40%，大型车 20%，拖挂车 15%。试计算其是否能保证公路在规定的服务水平下运行。 解：（1）由设计速度 40km/h，可知Cb=2100pcu/h，fs=。 （2）由车道宽度，侧向净宽，可知 fw=。 （3）由方向分布系数 D=，可知 fd=。 （4）由横向干扰较大，可知 fL=。 （5） （6）三级服务水平对应的 v/c=， CD=2100=449pcu/h （7） DHV=AADTK=3000=360pcu/h， SF=DHV/PHF=360/=400pcu/h。 （8）CDSF，可以保证在规定的服务水平下运行。 7、已知一条高速公路互通立交的匝道最小半径 R =150m，最大超高横坡为 2%，行车道宽 6m，停车视距 70m，纵坡为 3%的下坡，该高速公路位于平原区，匝道类型属于单向单车道，匝道长 450m，交通量为小型车 280veh/h，中型车 120veh/h，试计算匝道自由流速度、通行能力与服务水平。 解：取 值为，则 FV0=根号下（127R（i+u） ）=根号下（127150（+） ）=52（km/h） 查表可得：FFVW = -8km/hFFVV = -5km/hFFVSL = 0km/h 对于高速公路，FFVUD =取 5km/h 单向单车道匝道，FFVS=，则 FV=52-8-5+5=44km/h。 匝道大型车混入率为 120/400=30%，fHV = 查表知，fW =，匝道自由流速度为 44km/h，纵坡为 3%下坡，则 Cb =1162pcu/h CR =1162=787pcu/h/ln 又查表知中型车的折算系数为 故 Q =280+120=424pcu/h V/C =424/787=结论：该匝道处于三级服务水平。 8、一个四车道高速公路的单车道驶入匝道，其上、下游 1800m 范围内无相邻匝道，处于平原地区，主线设计速度 120km/h，匝道上游单向交通量为 Vf=XXveh/h，大型车 50%，驶入匝道交通量 Vr=410veh/h，大型车占40%，PHF=，问其运行状态处于哪一级服务水平。 解:(1) V1=136+=136+410=779veh/h (2) 将交通量转化为当量交通量： Vf=XX+XX2=3000pcu/h； Vr=410+410=459pcu/h； 当四车道高速公路主线单向交通量为 XXveh/h 时，1号车道中大型 车占主线单向大型车百分率为，1 号车道大型车交通量为： XX=640veh/h V1=779-640+6402=1419pcu/h (3) 计算检验点交通量 汇合流率 Vm=(V1+Vr)/=(1419+459)/=1976pcu/h 四级服务水平 主线单向最大流率：Vf=(Vf+Vr)/=(3000+459)/=3641pcu/h 三级服务水平 9、已知：某乡村高速公路上的匝道交织区结构形式及其交通流向分布如图所示。设计速度为 120 km/h，交织段长度为 400 m，A-C 方向高峰小时流率为 3000 pcu/h，A-D 方向高峰小时流率为 400 pcu/h，B-C 方向高峰小时流率为 500 pcu/h，B-D 方向高峰小时流率为 200 pcu/h，试确定该交织区的服务水平及基本通行能力。 解：解：（1）A 型交织区，已知L=400m，N=4，Vd=120km/h （2）Vw=500+400=900pcu/h，Vnw=3000+200=3200pcu/h V=900+3200=4100pcu/h，VR=900/4100= （3）假设非约束运行，则交织强度系数计算常数 a=，b=，c=，d=，则(图 1) 非交织强度系数计算常数为：a=，b=，c=，d= （图 2、3） 计算交织车辆使用的车道数 （图 4） 非约束运行 (5) 交织区速度（图 5） 平均车流密度（图 6） 所以，二级服务水平 (6) 查表并内插，可得基本通行能力 Cb=7193pcu/h 10、某高速公路收费广场，收费类型为交费找零，收费车道数为 3。高峰小时流率为 200veh/h，其中小型车130veh/h ，平均车长为 4m；大中型车 50 veh /h ，平均车长为 9m；特大型车 20 veh /h，平均车长为 12m。已知：车辆减速进人收费站的平均减速度为 3m/s2，车辆加速离开收费站的平均加速度为/s2，正常行驶时车速为 120km/h 。假设平均服务时间为 22s，服务时间的方差为 45 s2。试评估该收费广场的服务水平等级。 解：(1) 将混合流率换算车标准车流率：（图 7） (2) 确定每条收费车道的流率，并计算平均到达率: 每条收费车道流率=205/368pcu/h/ln 平均到达率（图 8） (3) 确定车辆的平均长度 m：（图 9） (4) 计算延误: （图 10） (5) 确定该收费广场的服务水平等级为二级服务水平。11、一条公共汽车线路，配备的公共汽车车身长12m，额定容量 110 人，2 个车门，试计算该公交线路的通行能力、设计通行能力和客运能力、设计客运能力。 解：由题意，已知，l=12m,=110 人，nd=2；K 取为，t0 取 2s/人，则（图 11） 设计通行能力=78=62veh/h； 客运能力=78110=8580 人/h； 设计客运能力=62110=6820 人/h。 12、已知某双向四车道高速公路，设计速度为120km/h，标准路面宽度和侧向净宽，驾驶员主要为经常往返于两地者。交通组成：中型车 25%，大型车 15%，拖挂车5%，其余为小型车，高峰小时交通量为 800 pcu/h/ln，高峰小时系数为。试分析其服务水平。 解：由题意， fw=， fp=， fHV =1/1+（）+ （）+ （）= Sw=0， SN=-5km/h，则实际条件下的设计速度，SR=120+0-5=115km/h , Cb=2100+(2200-2100)/(120-100) (115-100)=2175pcu/h/ln 通行能力：C=Cb fHV fp =2175 =1581pcu/h/ln 高峰 15min 流率：v15=800/=842pcu/h/ln V/C 比： v15/C=845/1581= 确定服务水平：二级 13、今欲在某平原地区规划一条高速公路，设计速度为 100km/h，标准车道宽度与侧向净空，假设驾驶员均为职业驾驶员，且对路况较熟，其远景设计年限平均日交通量为 65000pcu/d，大型车比率占 20%，方向系数为，设计小时交通量系数为，高峰小时系数取，试问应合理规划成几条车道？ 解：由题意，AADT=65000pcu/d，K=，D= 单方向设计小时交通量:DDHV=AADTKD=65000=3575pcu/h 高峰小时流率：SF=DDHV /PHF=3575/=3803pcu/h 标准的路面宽度与侧向净空，驾驶员均为职业驾驶员，且对路况较熟，则 fw=， fp=，大中型车修正系数fHV=1/1+(2-1)= 最大服务流率取为 1400pcu/h/ln，则所需车道数为：N =SF/(1400 fwfHVfp)=，取为 4 车道（单向） 。 14、郊区多车道一级公路车道数设计，设计标准：平原地形，设计速度 100km/h，标准车道宽，足够的路侧净空，预期单向设计小时交通量为 1200pcu/h，高峰小时系数，交通组成：中型车比例 20%，大型车比例 15%，小客车65%，驾驶员经常往返两地，横向干扰一级。 解：计算综合