建立不同類型小區(qū)開放后的道路通行能力模型

1、.建立不同類型小區(qū)開放后的道路通行能力模型 一、 模型準(zhǔn)備： 1.無信號交叉路口通行能力模型（2.1） 進(jìn)口道設(shè)計(jì)通行能力應(yīng)按下式計(jì)算： ? 式中?= ?/(1?)（2.1.1） 設(shè)有專用左轉(zhuǎn)與專用右轉(zhuǎn)車道時(shí)，本面進(jìn)口道的設(shè)計(jì)通行能力(pcu/h)； ? ? ?本面直行車道設(shè)計(jì)通行能力之和(pcu/h)； 左轉(zhuǎn)車占本面進(jìn)口道車輛的比例； 右轉(zhuǎn)車占本面進(jìn)口道車輛的比例。 交叉路口右轉(zhuǎn)通行能力計(jì)算： ?= ?（2.1.2） 式中Cr專用右轉(zhuǎn)車道的設(shè)計(jì)通行能力(pcu/h)。 交叉路口左轉(zhuǎn)通行能力計(jì)算： ?= ?（2.1.2） 式中Cl專用右轉(zhuǎn)車道的設(shè)計(jì)通行能力(pcu/h)。 二、模型建立： 1.

2、單位小時(shí)內(nèi)某類型道路的最大通行能力? ?= ?（2.2.1） 其中，?為該道路理想狀態(tài)下每車道通行能力，j = 1,2,3分別代表三種不同等級的城市道路，因?yàn)槌鞘兄行^(qū)基本不會(huì)分布在快速路附近，故本文不考慮快速路。 ?為該道路的車道數(shù)； ?為車道寬度和側(cè)向凈空修正系數(shù)； ?為駕駛員特征修正系數(shù)； ?為重型車修正系數(shù)； ?為橫向干擾修正系數(shù)； （1）查閱資料得知，城市道路等級分快速路、主干路、次干路、支路四級，各級紅線寬度控制：快速路不小于40米，主干道3040米，次干道2540米，支路1225米。(根據(jù)城市道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范（CJJ37-2012），對于道路的紅 線寬度并沒有作強(qiáng)制性要求，僅對道

3、路的路幅要求、橫斷面組成及各功能帶最小寬度進(jìn)行了要求) 快速路城市道路中設(shè)有中央分隔帶，具有四條以上機(jī)動(dòng)車道，全部或部分采用立體交叉與控制出入，供汽車以較高速度行駛的道路。又稱汽車專用道?？焖俾返脑O(shè)計(jì)行車速度為60-80km/h。 主干路連接城市各分區(qū)的干路，以交通功能為主。主干路的設(shè)計(jì)行車速度為40-60km/h。 次干路承擔(dān)主干路與各分區(qū)間的交通集散作用，兼有服務(wù)功能。次干路的設(shè)計(jì)行車速度為40km/h。 支路次干路與街坊路（小區(qū)路）的連接線，以服務(wù)功能為主。支路的設(shè)計(jì)行車速度為30km/h。 1000? 城市道路中一條車道的理論通行能力?0= 按照我國城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范 應(yīng)的理論通行能力為

4、1730, 1640,1550,(?/h)。 （2）假設(shè)城市主干路和次干路設(shè)有中央分隔帶，且行車道兩邊均有障礙物，車道寬度分別為3.75m和3.50m，車道數(shù)分別每邊有4道和每邊有3道，則查閱下表取側(cè)向凈寬平均得知，此處主干路的側(cè)向凈空修正系數(shù)取0.96，次干路的側(cè)向凈空修正系數(shù)取0.91.支路中央不設(shè)分隔帶，車道只有一邊有障礙物，則取其 （3）駕駛?cè)藛T在嚴(yán)格按照交通安全法律法規(guī)行車，無疲勞駕駛、酒駕等行為時(shí)，取駕駛?cè)藛T特征修正系數(shù)為1.0。 （4）根據(jù)大型車修正系數(shù)公式： 1?= （2.2.2） ?其中，?為大型車交通量占總交通量的百分比； ?為大型車換算成小客車的車輛換算系數(shù)。 查閱相關(guān)資

5、料(見附件)，取大型車交通量比例為0.314，換算系數(shù)取大型載貨車的系數(shù)2.0。計(jì)算得 ? = 0.7610 （5）在開放小區(qū)的同時(shí)，車輛從小區(qū)路口匯入?yún)R出量增加，從而影響到原道路上右側(cè)車道的通行能力，本次規(guī)劃中交叉口影響系數(shù)對主干道、次干道、支路的影響修正系數(shù)?分別?。?.85、0.7、0.5。在開放小區(qū)后，路口匯入?yún)R出車輛增多，對車道數(shù)較少的支路影響尤為嚴(yán)重，通過在網(wǎng)絡(luò)和書籍查閱大量資料，我們規(guī)定開放小區(qū)對同一條道路增加了兩個(gè)路口后，主干路、次干路和支路的橫向影響系數(shù)分別降為原來的90%、80%和65%；增加1個(gè)路口后，主干路、次干路和支路的橫向影響系數(shù)分別降為原來的95%、85%和70%

6、； 3.服務(wù)水平變化 對于城市道路來說，衡量交通服務(wù)水平的最主要指標(biāo)為路段的飽和度(V/c即路段實(shí)際交通量/設(shè)計(jì)通行能力)，其次是車速(路段車速)或延誤。由于車速延誤與V/C有關(guān)，V/C增大，則車速降低，延誤增加;V/C減小，則車速增加，延誤降 低，所以V/C是關(guān)鍵指標(biāo)。為方便研究，可采用V/C作為城市道路的服務(wù)水平劃 級別 A B C D E F 情形 暢行車流，基本無延誤 穩(wěn)定車流，有少量延誤 穩(wěn)定車流，有一定延誤 接近不穩(wěn)定車流，有較大延誤，司機(jī)還能忍受 不穩(wěn)定車流，交通擁堵，延誤很大，司機(jī)無法忍受 強(qiáng)制車流，交通嚴(yán)重堵塞，車輛時(shí)開時(shí)停 根據(jù)三種道路類型平均日高峰期和低谷期的每小時(shí)交通量

7、dti， 作出服務(wù)水平（dti/Ci）隨交通量的變化曲線。 通過網(wǎng)絡(luò)和書籍報(bào)刊查閱資料得知，我們設(shè)主干路的每小時(shí)交通量在 100,5000內(nèi)變化；設(shè)次干路的每小時(shí)交通量在50,3000內(nèi)變化；設(shè)支路的每小時(shí)交通量在10,1000范圍內(nèi)變化。 由上表可知，服務(wù)水平V/C值越小，服務(wù)等級越高，根據(jù)模型求出各種類型小區(qū)開放后的通行能力后，分別用matlab作出服務(wù)水平變化圖。 3.對小區(qū)進(jìn)行分類 為方便討論和計(jì)算，首先默認(rèn)： 小區(qū)內(nèi)車道均為雙向單行道，即每邊各有1條車道； 小區(qū)內(nèi)道路通暢，行人較少，設(shè)計(jì)車速與原道路相同，即每車道通行能力與原道路相同； 小區(qū)內(nèi)不設(shè)紅路燈和環(huán)島； 我們按照開放小區(qū)內(nèi)道路

8、類型對小區(qū)進(jìn)行5種分類： 類型一：只有一條雙向單行道與城市道路聯(lián)通的小區(qū)，在同一方向有兩個(gè)路 口，開放小區(qū)后增加一條平行于原道路的車道，通過路口匯入?yún)R出 跟原道路相連，如圖一所示： 圖一 此時(shí)，?1=?+1，N為對應(yīng)道路類型的單邊車道數(shù)，?為對應(yīng)道路 類型的側(cè)向凈空修正系數(shù)，? = 1.0，?=0.7610，?為對應(yīng)道路類型的橫向匯入?yún)R出修正系數(shù)，將對應(yīng)數(shù)據(jù)代入模型（2.2.1）得如下： ?1?= ?1? （2.2.3） 求得類型一小區(qū)開放后的周圍道路通行能力。則對應(yīng)小區(qū)開放前后的通行能力變化率為?= ?1? /?。 類型二：只有一條雙向單行道與城市道路聯(lián)通的小區(qū)，在相鄰方向有兩個(gè)路 口，通過

9、該車道聯(lián)通了兩條方向不同（垂直）的城市道路，通過橫向道路路口匯入，從與其垂直的另一條道路路口匯出，開放小區(qū)后相當(dāng)于給原道路增加一條右轉(zhuǎn)車道，如圖二所示： 圖二 普通城市道路的叉路口左轉(zhuǎn)率和右轉(zhuǎn)率一般都介于0.20.5之間，在考慮平叉路口包括左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)和直行等多種行車選擇的情況下，該路口的右轉(zhuǎn)通行能力能通過右轉(zhuǎn)率算出；其中本面直行車道總通行能力可以由模型（2.2.1）算出，依照我國城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，3車道以上的道路類型（主干路和次干路）直行車道數(shù)NS = N-2，且直行道位于中間，故其側(cè)向凈寬修正系數(shù)?=1.0，位于中間的車道橫向干擾影響可參照車道折減系數(shù)表（如下），這里分別取0.95,0.8

10、5和0.75，原因不贅 其他系數(shù)依假設(shè)與前文相同。兩車道道路類型（支路）的直行車道數(shù)為NS =2，；對應(yīng)的本面直行車道設(shè)計(jì)通行能力總和 ? = ?. ?為方便討論和對比，這里不妨設(shè)左轉(zhuǎn)率?為一個(gè)定值，暫取0.2. 將右轉(zhuǎn)率看作一個(gè)變量，通過以下模型作出開放小區(qū)后道路通行能力與右轉(zhuǎn)率的關(guān)系圖，并取其中的右轉(zhuǎn)率平均值0.3計(jì)算出對應(yīng)的道路通行能力及其開放前后變化率對比；其中?2=N，開放了該類型的小區(qū)后，兩條垂直的城市道路各增加了一個(gè)路口，故三種類型的道路橫向修正系數(shù)?分別取原來的95%、85%和70%。 ?= ? ? /(1? ?) = ?2?= ?2?+? ?= ?2? /? 類型三：只有一條

11、雙向單行道與城市道路聯(lián)通的小區(qū)，在相反方向有兩個(gè)路 口，該車道聯(lián)通兩條相互平行的城市道路，通過第一條道路向小區(qū)路口匯入，匯出到第二條平行道路，相當(dāng)于增加了一條垂直方向的雙向單行道，如圖三所示： 此時(shí)，?3=?+1，N為對應(yīng)道路類型的單邊車道數(shù)，?為對應(yīng)道路 類型的側(cè)向凈空修正系數(shù)，? = 1.0，?=0.7610，開放了該類型的小區(qū)后，兩條互相平行的城市道路各增加了一個(gè)路口，故對于另一條垂直道路來說，橫向修正系數(shù)不變；對于兩條互相平行的城市道路，其三種類型的道路橫向修正系數(shù)?分別取原來的95%、85%和70%，將對應(yīng)數(shù)據(jù)代入模型（2.2.1）得如下： ?3?=?3?（2.2.3） ?= ?3?

12、 /? 類型四：有三個(gè)不同方向的小區(qū)道路路口與城市道路相連的小區(qū)，在相鄰三 個(gè)方向有路口，通過其中一個(gè)路口進(jìn)入小區(qū)道路，從另外兩個(gè)路口中的任意一個(gè)匯出道城市道路，其中一條與匯入道路平行，另一條與匯入道路垂直，相當(dāng)于增加了一個(gè)對三個(gè)相鄰方向通行的交叉路口，如圖四所示： 因?yàn)殚_放小區(qū)后增加的交叉路口不設(shè)置紅綠燈，需要考慮到交叉路 口左轉(zhuǎn)車輛對所有車道通行能力的影響修正系數(shù)?，此處借鑒前人對無信號平交路口左轉(zhuǎn)影響系數(shù)的研究成果，經(jīng)調(diào)整后給出?在雙向單行道 此時(shí)，?4=?+1，N為對應(yīng)道路類型的單邊車道數(shù)，?為對應(yīng)道路類型的側(cè)向凈空修正系數(shù)，? = 1.0，?=0.7610，開放了該類型的小區(qū)后，小區(qū)

13、周圍的三條城市道路各增加了一個(gè)路口，其三種類型的道路橫向修正系數(shù)?分別取原來的95%、85%和70%；考慮到這種類型的交叉路口中左轉(zhuǎn)車道只有1條，故取左轉(zhuǎn)車比例為5%的情況。此時(shí)?=0.975;增加的右轉(zhuǎn)專用車道有1條，模型同類型二小區(qū)，得到右轉(zhuǎn)通行能力,把上述數(shù)據(jù)代入模型(2.2.1)后得到： ?4?= ? 4 ?+? ?= ?4? /? 類型五：有四個(gè)不同方向的小區(qū)道路路口與城市道路相連的小區(qū)，在相鄰四 個(gè)方向有路口，通過其中一個(gè)路口進(jìn)入小區(qū)道路，從另外三個(gè)路口中的任意一個(gè)匯出道城市道路，其中一條與匯入道路平行，另兩條與匯入道路垂直，相當(dāng)于增加了一個(gè)無信號十字交叉路口，垂直方向和平行方向的

14、雙向單行道各一條，4條右轉(zhuǎn)車道，4條左轉(zhuǎn)車道，如圖四所示： ? 理同類型四，因?yàn)殚_放小區(qū)后增加的交叉路口不設(shè)置紅綠燈，需要考慮到交叉路口左轉(zhuǎn)車輛對所有車道通行能力的影響修正系數(shù)?，考慮到這種類型的交叉路口中左轉(zhuǎn)車道有4條，故取左轉(zhuǎn)車比例為20%的情況。此時(shí)?=0.84;此時(shí)，?5=?+2，N為對應(yīng)道路類型的單邊車道數(shù)，?為對應(yīng)道路類型的側(cè)向凈空修正系數(shù)，? = 1.0，?=0.7610，開放了該類型的小區(qū)后，小區(qū)周圍的四條城市道路各增加了一個(gè)路口，其三種類型的道路橫向修正系數(shù)?分別取原來的95%、85%和70%；假設(shè)該小區(qū)周圍交叉路口中左轉(zhuǎn)率? ?=右轉(zhuǎn)率? /(1? ? ?=0.2，根據(jù)模型

15、 ?= ? ) = ?= ? 分別算出左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)通行能力，將數(shù)據(jù)代入模型(2.2.1)得： ?5?= ?5?+? ?= ?5? /? 3.模型求解結(jié)果 類型一： 對類型一的小區(qū)開放前后服務(wù)水平，用MATLAB作變化圖如下： ?+? 開放類型一小區(qū)前后主干路服務(wù)水平隨交通量變化規(guī)律 次干路服務(wù)水平隨交通量變化規(guī)律 服務(wù)水平 服務(wù)水平 交通量（pcu/h） 交通量（pcu/h） 支路服務(wù)水平隨交通量變化規(guī)律 服務(wù)水平 交通量（pcu/h） 類型二： 下圖模擬出左轉(zhuǎn)率為0.2時(shí)，右轉(zhuǎn)率從0.20.5變化時(shí)開放小區(qū)后通行能力變化曲線如下圖： 對類型二的小區(qū)開放前后服務(wù)水平變化，用MATLAB作變化圖如

16、下： 開放類型二小區(qū)前后主干路服務(wù)水平隨交通量變化規(guī)律 開放類型二小區(qū)前后次干路服務(wù)水平隨交通量變化規(guī)律 服務(wù)水平 服務(wù)水平 交通量（pcu/h） 交通量（pcu/h） 支路服務(wù)水平隨交通量變化規(guī)律 服務(wù)水平 交通量（pcu/h） 類型三： 對類型三的小區(qū)開放前后服務(wù)水平變化，用MATLAB作變化圖如下： 主干路服務(wù)水平隨交通量變化規(guī)律 次干路服務(wù)水平隨交通量變化規(guī)律 服務(wù)水平 服務(wù)水平 交通量（pcu/h） 交通量（pcu/h） 支路服務(wù)水平隨交通量變化規(guī)律 服務(wù)水平 交通量（pcu/h） 類型四： 對類型四的小區(qū)開放前后服務(wù)水平變化，用MATLAB作變化圖如下： 開放類型四小區(qū)前后主干路服務(wù)水平隨交通量變化規(guī)律 開放類型四小