道路飽和度計算方法研究

1、道路飽和度計算方法研究摘要：道路飽和度是研究和分析道路變通服務水平的重要指標，但目前人們仍比較簡單地用VC來計算飽和度，未能根據各類不同道路的標準進行計算，尤其是公路和城市道路，其計算方法并不一致，、應根據不同的情況，采用不同的方法進行計算。0 引言飽和度的計算主要應考慮兩點：一是交通量，二是通行能力。前者的數據一般是通過交通調查數據經過計算獲得，后者的計算則相對較為復雜。由于城市道路與公路的通行能力計算方法不同，有必要分開討論。本文將在介紹道路分類的基礎上，對不同類型道路的通行能力及飽和度算法作一探討。1 道路分類我國道路按照使用特點的不同，可分為城市道路、公路、廠礦道路、林區(qū)道路和鄉(xiāng)村道路

2、。目前除公路和城市道路有準確的等級劃分標準外，對林區(qū)道路、廠礦道路和鄉(xiāng)村道路一般不再進行等級劃分。1.1 城市道路城市道路是指在城市范圍內具有一定技術條件和設施的道路，不包括街坊內部道路。城市道路與公路分界線為城市規(guī)劃區(qū)的邊線。根據道路在城市道路系統(tǒng)中的地位、作用、交通功能以及對沿線建筑物的服務功能一般將城市道路分為四類：快速路、主干路、次干路及支路。具體分級標準參見城市道路設計規(guī)范等相關規(guī)范。1.2 公路公路是連接各城市、城市與鄉(xiāng)村、鄉(xiāng)村與廠礦地區(qū)的道路。根據交通量、公路使用任務和性質，一般將公路分為高速公路、一級公路、二級公路、三級公路、四級公路五個等級。具體分級標準參見公路工程技術標準等

3、相關規(guī)范。2 飽和度定義及影響因素2.1 飽和度道路飽和度是反映道路服務水平的重要指標之一， 其計算公式即為人們常說的VC，其中V為最大交通量，C為最大通行能力。飽和度值越高，代表道路服務水平越低。由于道路服務水平、擁擠程度受多方面因素的制約，實際中因難以考慮多方面因素，常以飽和度數值作為評價服務水平的主要指標。美國的通行能力手冊將道路的服務水平根據飽和度等指標的不同分為六級(具體分級標準可參考該手冊，此處從略)我國則一般根據飽和度值將道路擁擠程度、服務水平分為如下四級：一級服務水平：道路交通順暢、服務水平好，VC介于0至0.6之間；二級服務水平：道路稍有擁堵，服務水平較高，VC介于0.6至0

4、.8之間；三級服務水平：道路擁堵，服務水平較差，VC介于0.8至1.0之間；四級服務水平：VC>1.0，道路嚴重擁堵，服務水平極差。2.2 影響因素飽和度的大小取決于道路的車流量和通行能力，此外，影響飽和度的因素主要還有車流量、道路通行能力、行程速度及運行時間等。2.2.1 行程速度與運行時間道路行駛速度越高、運行時間越短，飽和度值就越低，反之則越高。因此，飽和度值與行車速度成反比，與行駛時間成正比。2.2.2 車輛行駛時的自由程度(通暢性)飽和度與行駛的自由程度成反比，即行駛自由程度越大。飽和度值越低。2.2.3 交通受阻或受干擾程度車輛在道路上受阻或干擾(如大型車輛的混入、超車等 )

5、越多，飽和度值就越高，即兩者呈正相關關系。2.2.4 氣候因素，如雨、霧、雪及臺風等，會使車輛行駛速度減慢，飽和度值增加。3 飽和度計算方法具體對城市道路和公路而言。目前飽和度的計算方法不同主要體現在計算時段上，公路計算飽和度常用日交通指標，即求得日最大交通量與日最大通行能力的比值；而城市道路由于日交通量隨時段變化較大。常常在進行交通調查的基礎上采用日高峰小時交通量與小時最大通行能力的比值計算方法。相應地。其采用的計算公式及計算方法也略有差異。飽和度的值主要取決于兩方面：一是交通量：二是通行能力，兩者所在時間段必須統(tǒng)一用日交通量或者小時交通量，一般而言，交通量是通過觀測站記錄和交通量調查后通過

6、換算得到的，已有較為成熟的計算方法及程序。飽和度計算的難點在于通行能力的確定。因為公路、城市道路通行能力的計算方法不同，并受多種因素的影響。以下詳述城市道路和公路的飽和度計算方法，其中重點在于通行能力的計算。3.1 城市道路飽和度計算方法城市道路飽和度采用道路日高峰小時交通量與道路小時最大設計通行能力的比值來計算。其中交通量數據由調查或觀測獲取后通過折算而得。此處不詳細論述，以下重點介紹通行能力的計算。計算城市道路通行能力必須先了解如下概念。3.1.1 理論(可能)通行能力理論通行能力又稱可能通行能力，是指在道路交通理想條件下。每條車道單位時間內能夠通過的最大交通量，計算公式如下：CB=360

7、0/t0式中，CB為理論通行能力；t0為平均車頭時距。我國城市道路設計規(guī)范建議的單車道理論通行能力見表1。表1 我國單車道理論通行能力取值3.1.2 實際通行能力實際通行能力是指在實際道路交通條件下，每條車道單位時間內能夠通過的最大交通量，考慮到地形、道路交通狀況等因素，實際通行能力是在理論通行能力上的折減計算公式為：CP= CBLCr其中，CP為實際通行能力；CB為理論通行能力；L、C、r為折減系數，分別為寬度修正系數、側向凈空修正系數、重車修正系數等，具體取值參見相關規(guī)范手冊。在求得單車道通行能力后，再乘以相應的車道數，通過對應的交通量數據即可求得道路的飽和度。3.2 公路飽和度計算方法與

8、城市道路計算飽和度方法不同的是，公路的飽和度往往采用日交通量與公路適應日交通量的比值來確定，其中不同等級公路尤其是高速公路的飽和度還有其各自的計算方法，比較復雜。一般地，日交通量由收費站等機構獲取，適應日交通量按公路技術工程標準中列出的數據來確定。高速公路適應交通量見表2。表2 高速公路適應日交通量范圍(pcu/d)由于公路運行質量受雙向流量比、超車視距、管理水平、采取的路側干擾措施以及總體服務水平的要求等許多因素的影響，因此其公路的設計通行能力與適應交通量范圍較大。在實際計算中往往取中值計算，導致與實際不符的誤差產生。而在公路管理部門中，日交通量和高峰小時交通流量的數據均較易獲取，因此也可采

9、用小時交通量數據統(tǒng)一進行相關計算。3-3 多車道道路飽和度計算方法由以上分析可見，公路與城市道路飽和度通行能力計算方面，差別主要在計算時段的選取上。城市多選用小時交通量計算，公路多采用13、年交通量計算。在具體計算過程中，公路與城市道路的計算方法也有一定的差異，有必要尋求一種統(tǒng)一的計算方法。在實際運用中，單車道的道路情況極為少見。多數為多車道的情況。由于公路、城市道路均可視為多車道道路不同之處僅為通行能力方面的取值。因此?？蓪煞N計算方法統(tǒng)一用多車道通行能力來計算，在通行能力方面用不同標準取值，各種影響因素則通過不同的折算系數進行折減。此處討論的“多車道道路”指各車道有明顯劃分標志的道路，等級

10、較低、各車道之間沒有明顯劃分標志的較低等級道路(包括城市道路和公路)暫不列入討論范圍。3.3 多車道總通行能力Cn計算公式為：Cn=n C1Kn式中：C1第一條車道可能通行能力，單位為pcu/h。可參考城市道路設計規(guī)范和公路工程技術標準取值：Kn相應的各車道的折減系數，通常以靠近路中線或中央分隔帶的車行道為第一車道，其通行能力為1，第二車道為第一車道的0.80.9第三車道通行能力為第一車道的0.650.8第四條車道則為0.5 0.6，具體可根據實際情況取值；n機動車道的道路分類系數，高速公路、快速路取0.8，一級公路、主干路取0.85，次干路(二級以下公路)取0.9，支路取0.95；交叉口影響

11、系數，此系數具體取值參考美國通行能力手冊及國內通行能力研究資料。在公路和城市道路的具體計算過程中，通行能力的指標根據實際情況取值。就公路和城市道路而言，計算方法過程基本相同差別主要在于如下兩點。3.3.1 單車道通行能力城市道路單車道通行能力可參考表3取值。表3 城市道路通行能力(pcu/h/ln)高速公路單車道通行能力可參考表4取值。表4 高速公路基本通行能力與設計通行能力(pcu/h/ln)一級公路單車道通行能力可參考表5取值。 表5 一級公路每車道的設計通行能力(peuhIn)其他類型公路單車道通行能力可參考公路工程技術標準等相關規(guī)范標準。3.3.2 交叉口折算系數城市道路和非封閉式公路需考慮交叉口折算系數，封閉式公路不考慮交叉口折算系數，取值為1，具體折減系數取值參考相關資料，此處從略。多車道通