第二节实际运行状况通行能力分析 一、运行状况分析目的 白于双车道公路上的交通是较为特殊的，车辆只能在对向车道有足够的超车视距时才能 有变换车道和超车的可能，否就只能连续保持跟驶行驶状态。考虑到此种交通流一个方向 上的正常车流会受到另一方向车流的影响，因而从实际出发，分析其现实的道路及交通条件从 而分析出其实际运行状况的通行能力便显得至关重要。 二、分析步骤 1.利用现测数据确定平纵面线形、街道化程度、地形条件，横断面、路面状况等儿何特征 参数 2.确定车辆折算系数及横向下扰等级： 3.由基本白内流速度及行车道宽度，地形条件、横向十扰、街道化程度对自由流速度的修 正从而确定实际条件下的自山流速度： 4.巾基本通行能力及行车道笼度、方向分布，横向干扰，交通组成对通行能力的修正从而 确定实际条件下的通行能力： 5.分析交通运行状况。 具体步骤如框图21所示。 选克测地点 骑定浸测时间 额海分扩 李 影响齿家分析 程分断。 计算实际条件下的语行能刀 父通运行状战分行价 西际 附2】实际运行状况通能力分析柜图 三、基础数据调查与分析 【.基础数据的调查获取 要研究双车道公路路段通行能力，首要的便是获取基础数据，数据的准确与否直接关系到 18
分析结果的偏差程度。其方法或为实地观测而设，或为利用计算机模拟模型、或足直接借鉴美 国道路运输研究委员会(Transportation Research Board)编写的《道路通行能力于册》(Highwuy C pacity Manual,简称HM)中已有的数据成果。但总的来说，都需以实地观测数据为基准。 根据研究的需斐，进行公路通行能力分析需要取得以下数据： ①道路横断面和平、纵线形参数： ②街道化程度： ③横向干扰等级： ④5mim时段内的交通量，交通组成、运行速度和方向分布系数； ⑤给定条件下，不同车型的白由流速度； ⑥给定交通量区段内各车型的平均运行时间、运行速度： ①超车数量与被超车数量； ⑧车头时距分布和跟车率： ⑨延误与饱和度。 为了获得这些分析数据，应结合国内外通行能力的研究方法与成果，详细研究数据分析要 求，然后确定选点数量与要求、数据采集的技术方案和数据处理方法。凭借高效，准确的交迪 流采集仪对观测点的道路、交通状况进行了大量实地规测，可建立所有观测点的道路交通状况 数据库。 (1)观测点的选取 观测点的选择必须以满足后期数据分析娄求为依据，这样既可以减少观测时间，义可以降 低由于调查点选择不当而导致分析失败的可能性。凶此，可以采用正交试验设计方法安排规 测点，获取需要的最小样本量，以期把野外观测和后期数据分析有机地结合起来，使之在满足 统计分析建模的条件下，能节省大的人力与财力。为此，须统筹考虑各种公路等级、地形条 件，线性标准、交通组成、衡道化程度，交通管理和驾驶员心理等因素。在这7种影响因素中， 各因素可采用三类水平，具体安样如下： 公路等级：-级路(1)，二级路(2)，三级路(3) 地形条件：平原(1)，厅陵(2)，山区(3)： 线性等级：好(1)，一般(2)，差(3)： 交通组成（主要是大车比例）：10%(1)，30%(2)，50%(3)： 街道化程度：0%(1)，30%(2)，60%(3)： 交通管理：好(1)，一般(2)，差(3)； 驾驶员心理：冷静型(1)，一般(2)，冲动型(3)。 其中地形条件及横向于扰等级可见表2-2和表23 蕃本地形条件 表22 平曲线半轻m) 地形条件 纵坡坡度（第） 一 二级 四级 二级级四级 平原区 <3 <3 3 <3 >700 >400 >2m >100 丘酸区 <5 6 <6 >400>250 >125 >60 山岭区 >4 6 >6400<250<125<60
横向干扰等级 23 楼向T找 等级代码 典型状况措述 轻谈 通路、交通状况基木符合标准条件 教轻 阿侧为农用有少益行人戒白行车出行 下多 3 穿过村镇，支路上有车辆进出或路侧停车 心带 行大量授连车或施拉机混杂行驶 非常严五 路侧有殊商、集市、交通管理利交通秩序很若 同样，可确定在若干影响因素作用下，满足统计分析装求的观测点数量。根据正交设计步 骤，满足通行能力分析的最小样本量列入表24中。此外，为减少后期分析中的异常点，保训 通行能力分析的正确性。除自由流速度观测标定的路段外，所选择观测路段的交通应该比较 繁忙，高峰小时交通量（或车速）与低峰小时交通量（或车速）相差较大，而且观测路段不宜短于 2km,路面使用质量应在中等以上，尤其是平整度应以影响正常运行速度最小为原则，以便找 出车辆运行特性与流率的关系。 双车道公路路段选点数量表 表24 进点数量 考虑因素 变化值 断而法 区间法 路南宽度 7.15m 路肩宽度 0-3m 平原 地形 10 山区 125 10 膏道化释度 低中高 8 横向干找 低，巾高 封闭释度 礼合汽车专用 快馒分隔 分稀.不分隔 (2)观测时间的确定 公路通行能力分析中关键的速度，密度和流量参数都是随机变量，为保证这些参数能够有 足够的精度，必须保证一定的实测样本量。如果以实测速度作为必须保证精度的参数，理想条 件下的最小观测样本量可以按照式(21)计算。 N≥(S/E) (2-1) 式中：N一样本量： s一样本标准差，假设速度标准差为5-10kmh; -常数，当置信度为95%时，c=1.96: -容许误差，假设速度容许误差为2kn/h。 当地点速度的精度要求置信度为95%，误差为2kh,标准差为10km/h时，应该采集96 20
个样本量：按5min作为一个观测区间，则需要观测8h,如果将误差降为5km/h时，需要至少 采集24个样本量，因此，止常恃况下每个观测点的观测时间均是从早到晚连续6~8。 （3)撒见的路段数据现叫方法 传3器 ①单断面观测法：它适用于线形平直，横向干 扰少的平原区段，通过交雨量自动采售仪和录像 不 机可以连续收集到以下基础数据：超车率、速度、 交通量，车头时距、道路横断面。设备布置方法如 图2-2所示 不状 除了自动记录数据和连续求像外，还收集了 某奥孢 每个观测点的道路儿何尺寸和环境数据，包括： 图22单断面规测法设备布香图 4.地形条件，视距等级、公路等级观到占位晋 b.道路横断而尺寸，包括路面宽度、路肩宽度、路缘带宽度等： c.路面、路疗类型和使用状祝： d.路肩的作用，如用于车辆行驶，停靠车辆等； ©.观测点200m范国内的横向十扰状况，包括停靠车辆，慢车和非机动车、支路进出车辆 行人，牲畜等以及在观测期间发生的可能影响速度、流址的意外事件。 ● ②区间观测法：它可以看成是两单断面观测 法的合成，路段一般在2m左右，多用在丘陵、重 丘陵区或沿线横向干扰变化大的路段，调查平纵 曲线和街道化程度对通行能力的影响。可收集路 段进出口双向交通量：车辆行程时间和区间速度 图23仅间观测法现场布置乐意图 横向干扰；调查路段进出口横断面形式；路段平 纵线形及超车数，超车率等数据。如图23所示 此外，为了保证数据能正确反陕道路在正常条件下的交通状况，野外数据阔有应避免恶劣 天气，同时对突发事件，如交通事故、人为障碍等作详细记录，为数据分析提供翔实可靠的第 手资料 2.基础数据分析 通过上述方法所获得的基础数据只是一些简单的数据信息，不能直接用于分析，还须进行 处理。 (1)开发研制配套交通流统计分析软件。对各种原始数据文件记录进行处理分析，生成任 一时间周期内的交通流量和交通组成，以及空间平均运行速度和速度分布曲线，其目的是为了 更好地减轻室内数据处理的工作量。 (2)为了满足后期数据统计分析的要求，还须建立标准化的数据库存储格式。在每一规测 点不仅建立包含车型构成、车速和交通址以及自由流速度等指标的交通状况数据库，同时还须 收集道路儿何与环境数据，请如地形状况，路面路肩宽度，公路等级及横向干扰状况（行车、临 近设施进出口，行人和街道化程度)，归纳后形成现场状况数据库。 (3)将该数据库与相关统计分析软件一起用于下-·步数学模型分析，经过数据处理转换 后，得到包括速度信息，车队信息以及流量信息及基本数据文件以利统计分析时使用。 通过基础数据调查与分析得出来的一系列后期数据便可有效地，用于实际状况或规划设计 阶段的通行能力的计算分析了。由此我们便可逐一介绍实际状况下的双车道公路路段通行能 21
力以及规划设计阶段双车道公路路段的通行能力。 四、实际条件下自由流速度的计算 白由流速度是指公路上不受其他车辆干扰，根据驾驶员主观意愿自由选择的行驶速度，它 只用下双车道公路的分析。自出流速度作为确定不问等级公路车辆运行质建的重要指标，不 仅是速度一流最模型的·个重要指标，而且是模拟模型中描述驾驶员行为特征的一个重要参 数。根据实地观测的各种路宽(W)条件下的分车型白由流速度观测值列入表2-5中。 双车道公路各种车型自由流速度观测值(kh) 表25 道路类和 微4 小客车 中型车 大型车 级路（π=7） 448 56.4 49.5 47.9 进路（阅=9n) 4 5.3 54.9 级路（具=2m 58.6 75.1 60.8 60.4 -残路（里=14） 61.4 83.9 67.2 64.7 观测结果表明：由于我国双车道公路混合交通的现象十分严重，各车型的自由流速度不仪 受车辆性能的影响，而H还受道路环境、路面宽度、驾驶员类型等多种因素的制约。这些因素 综合作用的结果表现为：交通流整体运行质量不高，单千运速度更是参差不齐，速度老梯度 比较大，集中反应了我国交通运行状况与西方发达国家间的巨大差别。故实际条件下的白山 流速度可由式(2-2)得出： FV=FVo+FVCR+FVTER FVERIC FYREDEN (2-2) 式中：Fv -实际条件下小型车的自由流速度(km/): FY。一小型车的基本白由流速度(km/h); 行车道宽度对白由流速度影响的修止值(k/h): 地形条件对自出流速度影响的修正值(km/h): FVERI- 横向十扰对白内流速度影响的修正值(kmh): 街道化程度对自由流速度影响的修正值(km/h)。 1.基本白h流速度V。 为确定标准条件下的各等级公路自由流速度，首先需要对影啊速度的各种原因进行分析。 根据所观测的道路条件数据库与交通状况数据库，分别划同一等级道路进行小客车自出流速 度与各种道路环境条件变址的统计分析。道路环境条件对自出流速度的影响公式如下： FYm=a+Fw×CW+Fem×TERRAIN+F'sw x SW+FRK:×FRIC (2-3) 式中： FV 一小客车白由流速发观测值(km/h): 同归系数，可通过实际道路和交通状况观测数据经过统计分析得到； CW- 一路面宽度(m): 路肩宽度(m): TERRAIN- 一地形等级； FRIC 一横向十扰等级，取值为1至5内的整数： FL、F、Fs、FC一一各因素的影响系数。 根据已有数据，在确定了各道路等级的速度影响系数后，由下式确定小客车在标准条件的 基本自由流速度FYo: 22