道路通行能力计算

道路通行能力计算（共6篇）

篇1：道路通行能力计算

第二节 道路通行能力

第３．２．１条 路段通行能力分为可能通行能力与设计通行能力。

在城市一般道路与一般交通的条件下，并在不受平面交叉口影响时，一条机动车车道的可能通行能力按下式计算： Ｎｐ＝３６００/ｔｉ（３．２．１-１）

式中 Ｎｐ——一条机动车车道的路段可能通行能力（ｐｃｕ/ｈ）； ｔｉ——连续车流平均车头间隔时间（ｓ/ｐｃｕ）。

当本市没有ｔｉ的观测值时，可能通行能力可采用表３．２．１-１的数值。

不受平面交叉口影响的机动车车道设计通行能力计算公式如下： Ｎｍ＝αｃ·Ｎｐ（３．２．１-２）

式中 Ｎｍ——一条机动车车道的设计通行能力（ｐｃｕ/ｈ）； αｃ——机动车道通行能力的道路分类系数，见表３．２．１-２。

受平面交叉口影响的机动车车道设计通行能力应根据不同的计算行车速度、绿信比、交叉口间距等进行折减。

第３．２．２条 一条自行车车道宽１ｍ。不受平面交叉口影响时，一条自行车车道的路段可能通行能力按下公式计算：

Ｎｐｂ＝３６００Ｎｂｔ/（ｔｆ（ωｐｂ-０．５））（３．２．２-１）式中 Ｎｐｂ——一条自行车车道的路段可能通行能力（ｖｅｈ/（ｈ· ｍ））； ｔｆ——连续车流通过观测断面的时间段（Ｓ）；

Ｎｂｔ——在ｔｆ时间段内通过观测断面的自行车辆数（ｖｅｈ）； ωｐｂ——自行车车道路面宽度（ｍ）。

路段可能通行能力推荐值，有分隔设施时为２１００ｖｅｈ/（ｈ·ｍ）；无分隔设施时为１８００ｖｅｈ/（ｈ·ｍ）。

不受平面交叉口影响一条自行车车道的路段设计通行能力按下式计算： Ｎｂ＝αｂ·Ｎｐｂ（３．２．２-２）

式中 Ｎｂ——一条自行车车道的路段设计通行能力（ｖｅｈ/（ｈ· ｍ））； αｂ——自行车道的道路分类系数，见表３．２．２。

受平面交叉口影响一条自行车车道的路段设计通行能力，设有分隔设施时，推荐值为１０００～１２００ｖｅｈ/（ｈ·ｍ）；以路面标线划分机动车道与非机动车道时，推荐值为８００～１０００ｖｅｈ/（ｈ·ｍ）。自行车交通量大的城市采用大值，小的采用小值。

第３．２．３条 信号灯管制十字形交叉口的设计通行能力按停止线法计算。十字形交叉口的设计通行能力为各进口道设计通行能力之和。进口道设计通行能力为各车道设计通行能力之和。

一、各种直行车道的设计通行能力。１．直行车道设计通行能力应按下式计算：

Ｎｓ＝３６００ψｓ（（ｔｇ-ｔ１）/ｔｉｓ＋１）/ｔｃ（３．２．３-１）式中 Ｎｓ——一条直行车道的设计通行能力（ｐｃｕ/ｈ）； ｔｃ——信号周期（ｓ）；

ｔｇ——信号周期内的绿灯时间（ｓ）；

ｔ１——变为绿灯后第一辆车启动并通过停止线的时间（ｓ），可采用２．３ｓ； ｔｉｓ——直行或右行车辆通过停止线的平均间隔时间（ｓ/ｐｃｕ）； ψｓ——直行车道通行能力折减系数，可采用０．９。２．直右车道设计通行能力应按下式计算； Ｎｓｒ＝Ｎｓ（３．２．３-２）

式中 Ｎｓｒ——一条直右车道的设计通行能力（ｐｃｕ/ｈ）。３．直左车道设计通行能力应按下式计算： Ｎｓｌ＝Ｎｓ（１-β′１/２）（３．２．３-３）

式中 Ｎｓｌ——一条直左车道的设计通行能力（ｐｃｕ/ｈ）； β′１——直左车道中左转车所占比例。４．直左右车道设计通行能力应按下式计算： Ｎｓｌｒ＝Ｎｓｌ（３．２．３-４）

式中 Ｎｓｌｒ——一条直左右车道的设计通行能力（ｐｃｕ/ｈ）。

二、进口道设有专用左转与专用右转车道时，设计通行能力应按照本面车辆左、右转比例计算。先计算本面进口道的设计通行能力，再计算专用左转及专用右转车道的设计通行能力。

１．进口道设计通行能力应按下式计算：

Ｎｅｌｒ＝ΣＮｓ/（１-β１-βｒ）（３．２．３-５）

式中 Ｎｅｌｒ——设有专用左转与专用右转车道时，本面进口道的设计通行能力（ｐｃｕ/ｈ）；

ΣＮｓ——本面直行车道设计通行能力之和（ｐｃｕ/ｈ）； β１——左转车占本面进口道车辆的比例； βｒ——右转车占本面进口道车辆的比例。２．专用左转车道设计通行能力应按下式计算： Ｎ１＝Ｎｅｌｒ·β１（３．２．３-６）

式中 Ｎ１——专用左转车道的设计通行能力（ｐｃｕ/ｈ）。３．专用右转车道设计通行能力

Ｎｒ＝Ｎｅｌｒ·βｒ（３．２．３-７）

式中 Ｎｒ——专用右转车道的设计通行能力（ｐｃｕ/ｈ）。

三、进口道设有专用左转车道而未设专用右转车道时，专用左转车道的设计通行能力Ｎ１应按本面左转车辆比例β１计算，如下式： １．Ｎｅ１＝ΣＮｓｒ/（１-βｌ）（３．２．３-８）

式中 Ｎｅ１——设有专用左转车道时，本面进口道设计通行能力（ｐｃｕ/ｈ）； ΣＮｓｒ——本面直行车道及直右车道设计通行能力之和（ｐｃｕ/ｈ）。２．Ｎ１＝Ｎｅ１·β１（３．２．３-９）

四、进口道设有专用右转车道而未设专用左转车道时，专用右转车道的设计通行能力Ｎｒ按本面右转车辆比例βｒ计算，如下式： １．Ｎｅｒ＝ΣＮｓｌ/（１-βｒ）（３．２．３-１０）

式中 Ｎｅｒ——设有专用右转车道时，本面进口道的设计通行能力（ｐｃｕ/ｈ）；

ΣＮｓｌ——本面直行车道及直左车道设计通行能力之和（ｐｃｕ/ｈ）。２．Ｎｒ＝Ｎｅｒ·βｒ（３．２．３-１１）

五、在一个信号周期内，对面到达的左转车超过３～４ｐｃｕ时，应折减本面各种直行车道（包括直行、直左、直右及直左右等车道）的设计通行能力。当Ｎｌｅ＞Ｎ’ｌｅ时，本面进口道的设计通行能力按下式折减： Ｎ’ｅ＝Ｎｅ-ｎｓ（Ｎｌｅ-Ｎ’ｌｅ）（３．２．３-１２）式中 Ｎ’ｅ——折减后本面进口道的设计通行能力（ｐｃｕ/ｈ）； Ｎｅ——本面进口道的设计通行能力（ｐｃｕ/ｈ）； ｎｓ——本面各种直行车道数；

Ｎｌｅ——本面进口道左转车的设计通过量（ｐｃｕ/ｈ）； Ｎｌｅ＝Ｎｅ·βｌ（３．２．３-１３）

Ｎ’ｌｅ——不折减本面各种直行车道设计通行能力的对面左转车数（ｐｃｕ/ｈ）。当交叉口小时为３ｎ，大时为４ｎ，ｎ为每小时信号周期数。

第３．２．４条 信号灯管制Ｔ形交叉口的设计通行能力为各进口道设计通行能力之和。典型计算图式见图３．２．４-１及图３．２．４-２。

一、图３．２．４-１中Ｔ形交叉口设计通行能力为Ａ、Ｂ、Ｃ各进口道通行能力之和，还应验算Ｃ进口道左转车对Ｂ进口道通行能力的折减。按以下规定计算：

１．Ａ进口道的设计通行能力用式（３．２．３-１）计算。

２．Ｂ进口道为直右车道，其设计通行能力用式（３．２．３-２）计算。３．Ｃ进口道为直左车道，其设计通行能力用式（３．２．３-３）计算。当Ｃ进口道每个信号周期的左转车超过３～４ｐｃｕ时，应折减Ｂ进口道的设计通行能力，用式（３．２．３-１２）计算。

二、图３．２．４-２中Ｔ形交叉口设计通行能力为Ａ、Ｂ、Ｃ各进口道通行能力之和。应验算Ｃ进口道左转车对Ｂ进口道设计通行能力的折减、按以下规定计算：

１．Ａ进口道的设计通行能力用式（３．２．３-１）计算。

２．Ｂ进口道的设计通行能力用式（３．２．３-１０）计算，式中Ｎｓｌ为本面直行车道的设计通行能力。３．Ｃ进口道的直行车辆不受红灯信号控制，通行能力有较大提高，但交叉口的设计通行能力应受交通特性的制约。如直行车道的车流与对向车流大致相等时，则Ｃ进口道的设计通行能力可采用Ｂ进口道的数值。

当Ｃ进口道每个信号周期的左转车超过３～４ｐｃｕ时，应折减Ｂ进口道的设计通行能力，用式（３．２．３-１２）计算。

第３．２．５条 信号灯管制交叉口进口道的一条自行车车道的设计通行能力为１０００ｖｅｈ/（ｈ·ｍ）。

第３．２．６条 环形交叉口机动车车行道的设计通行能力与相应非机动车数见表３．２．６。

表列数值适用于交织长度为ｌｗ＝２５～３０ｍ。当ｌｗ＝３０～６０ｍ时，表中机动车车行道的设计通行能力应进行修正。修正系数ψｗ按下式计算： ψｗ＝３ｌｗ/（２ｌｗ＋３０）（３．２．６）

篇2：道路通行能力计算

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道路№行能力是指在特定∞变a条件、道路条件&^为度■标准T单位时间艇№过的最大交通t。在盘通规划过#中，通行能力参数在科学地进行路目规划，眦Ⅱ对做好的方案∞评价中.起到|E常t要的作用。

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阿联酋航空启用中国首条A380定期航线

总部位于迪拜∞目际航空公司阿联酋航空(下称”阿航”)Ⅲ式在其北京航线执、空客A380客机。伴随阿航

目目机场起1，次日清晨04：20、抵迪拜国际机场n航站楼。

目前，阿航在上海、北京和香港分别运营每日月班直1

EK306航班顺利抵达北京首都国目机场T3航站楼，中国首

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篇3：道路通行能力的计算

关键词：道路通行能力,交叉口通行能力

道路通行能力是指在特定的交通条件、道路条件及人为度量标准下单位时间能通过的最大交通量。在交通规划过程中, 通行能力参数在科学地进行路网规划, 以及对做好的方案的评价中, 起到非常重要的作用。

根据道路方式不同, 又分为机动车道、非机动车道、人行道的通行能力, 其中机动车道又根据道路等级划分为高速公路、快速路、主干道、支路等等。本文分别讨论各种道路的通行能力。

1. 机动车道

机动车道的通行能力大致可分为无平面交叉口的路段通行能力, 以及交叉口的通行能力。

1.1 无平交路段的通行能力

1.1.1 基本通行能力

基本通行能力是指道路与交通处于理想情况下, 每一条车道 (或每一条道路) 在单位时间内能够通过的最大交通量。

基本通行能力CB=3600/t0=1000v/l0

其中, v———行车速度 (km/h) , t0———车头最小时距 (s) , l0———车头最小间隔 (m) 。

1.1.2 可能通行能力

可能通行能力是指在通常的道路交通条件下, 单位时间内通过道路一条车道或某一断面的最大可能车辆数。

可能通行能力 (pcu/h) Cp=3600/h, 其中, hc为连续小客车车流平均车头时距 (s/pcu) 。

1.1.3 设计通行能力

设计通行能力是指道路交通的运行状态保持在某一设计的服务水平时, 道路上某一路段的通行能力。

单条车道设计通行能力可由下式计算CL=αc×Cp (pcu/h) :, 其中, αc表示道路分类系数, 不同道路的分类系数见下表1:

多车道的通行能力还要考虑变换车道的影响, 因此其公式为:

其中αm为机动车道单向通行能力折减系数。不同车道数目的折减系数见下表2:

1.2 有平交路段的通行能力

此处通行能力指的是设计通行能力。

十字形交叉口通行能力计算方法:当出现可插间隙时间α时, 次要方向的车流可以相继通过的随车时距为β, 推导出下列计算公式:

式中:Q非———非优先通行次干道上可以通过的交通量 (辆/h) ;Q优———主干道优先通行的双向交通量 (辆/h) , λ=Q优/3600 (辆/s) ;α临界间隙时间 (s) (6~8s或5~7s) ;β———次干道上车辆间的最小车头时距 (3s或5s) 。

环形交叉口的通行能力的计算方法:在常规环交的通行能力计算中较著名的和使用较广泛的公式沃尔卓普公式:

其中, Qm为交织段上最大通行能力 (辆/h) , l为交织段长度 (m) , W为交织段宽度 (m) , e为环形道路口引道的平均宽度 (m) , p为交织段内交织车辆与全部车辆之比 (%) 。

2. 非机动车道

一条不受平面交叉口影响的、连续通行的车道, 路段可能通行能力可以按下式计算:

Nsk=3600测/t (ω自-0.5)

其中, t为连续车流通过观测断面的时间段, N测为在t时间内通过观测断面的自行车车辆数, ω自为自行车道路面宽度。

一条不受平面交叉口影响的、连续通行的车道, 路段设计通行能力可以按下式计算:

其中, α自为自行车道的分类系数, 快速路、主干路为0.8, 次干路、支路为0.9。

3. 人行道

人行道、人行横道、人行天桥、人行地道的设计通行能力见表3:

4. 结论

篇4：城市道路动态通行能力模型

摘要：运用数学建模的相关知识，综合考虑车流密度、车辆行驶速度、因突发情况导致车道占用时长不定等多种因素，建立城市道路动态通行能力模型，为城市交通管理规划提供理论基础。

关键词：通行能力、中值检测、神经网络、遗传算法

中图分类号：U491.114 文献标志码：A

0 引言

当今世界，随着经济社会的不断发展，城市里人们的数量逐渐增长，车道上机动车的数目也随之日益增加，有时由于交通事故、信号灯时长等原因，便会导致车道被占用，从而引起交通的拥堵。当交通堵塞发生时，我们该如何应对？目前，由于道路通行能力所涉及的交通流的复杂性，传统的交通流模型以概率论和微积分为代表的数学思想为基础，其限制条件极为苛刻，很难拟合现实中灵活多变的道路通行状况。研究城市道路的通行能力成为了一项热门的话题，本文基于2013年全国数学建模大赛所提供的数据视频，利用边缘滤波、遗传算法优化后的BP神经网络等一系列建模思想展开分析与论述，力求为交通管理部门提供一份可靠满意的答卷。

1 建模准备

1.1模型假设

（1）视频提供信息真实可信，司机不存在醉驾的情况。

（2）假设只有电瓶车、小轿车和客货车。

（3）车身只要有超过一半通过横截面就算一个.

1.2图像处理

由于拍摄角度、相机像素等原因，使得视频画质不够清晰，所以我们需要对图像进行处理，首先我们利用rgb2gray函数将真彩色图像转化为灰度图像，再采用histep函数进行直方图均衡化，增强了图像的对比度，为了使图像更清晰，我们先加入椒盐噪声，之后使用medfilt2函数进行中值滤波，有效地控制住噪声，使得图像轮廓及边缘不被破坏，视觉效果好。分别见图1和图2：

图1直方图均衡化 图2中值滤波

2 事故发生时的可能通行能力分析

2.1数据分析

在正式分析之前，我们应知道什么是通行能力，通行能力是指受到道路、交通等的影响，通过某条道路截面的最大交通量。它又分为基本通行能力、可能通行能力和设计通行能力，根据所提供的数据，上游路段的红绿灯交替为60秒，为了减小周期带来的影响，我们选择以60秒为周期进行计算。通过计算120米长的道路通过的车辆个数，来估算出车子的平均速度，进而推算出可能通行能力的大小。为了不同车辆在相同尺度下的交通流，在计算时统一化成标准当量，根据交通部的规定，具体换算见下表 ：

2.2模型建立

2.2.1基本通行能力

基本通行能力是指在理想的道路、交通条件下，单位时间里通过道路的最多车辆数。

它的计算公式是 ，其中v是指行车的速度（km/h），lo是指车头最小间距（m），

根据参考文献[2]，不控制出入多车道公路基本道路通行能力推荐值为2000pcu/h

2.2.2可能通行能力（理论）

可能通行能力是指考虑到实际情况对基本通行能力的系数进行修正后的值，修正系数包括：①车道宽度修正系数 ；②侧向净空修正系数 ；③纵坡度修正系数 ；④视距不足修正系数 ；⑤沿途条件修正系数 .道路的实际通行能力 ，我国规定的车道宽度是3.75m由于道路宽是3.25m，所以根据参考文献[3]，[4]得：γ1=0.94，γ2=1，γ3=1，γ4=0.69，γ5=0.91，因此我们计算出了理论道路通行能力大约是1180.4。

2.2.3可能通行能力（实际）

，单位是pcu/h，根据视频及前面所给的车辆换算系数，我们计算出的实际通行能力如下表所示（从16：42：20至16：58：20结束，每隔一分钟算一个时间点，出于谨慎，部分发生跳跃的视频我们直接忽略）

由上表可知：可能通行能力值总是在基本通行能力附近波动。在16：49：20左右，事故发生，此时通行能力急剧减小，这说明实际通行能力很大程度上受到了現实的制约，本质上还是由理论值决定。

3排队长度与事故所在截面通行能力、事故持续时间等因素间的关系

3.1 模型建立

3.1.1排队长度的计算

由于车辆所排的队并不是一条直线，有关曲线无法用线性比例尺计算出结果，因此我们采用非线性比例尺。

3.1.2基于遗传算法的BP神经网络测试

BP神经网络提出于1986年，是一种按误差逆传播算法训练的多层前馈网，其由输入层、隐含层、输出层组成，当输入样本从输入层神经元输入后，通过层层隐含神经元最后输出到输出神经元，在返回过程中不断修正权值因子。这样反复进行的过程将使得预测的效果越来越切合实际情况。然而，本项目中理论通行能力、占道时长、路段上游车辆都是影响因子，使用神经网络不能直观描述三个变量与排队长度的关系，因此本项目将根据样本情况采用一定策略将某两个变量统一，使得BP神经网络有两个输入层细胞、一个输出层细胞。但是由于其自身存在的冗余性和不稳定性，易受到局部极点的影响，收敛速度慢，因此我们采用遗传算法优化BP神经网络，这是一种优胜劣汰的算法，与单纯的BP神经网络算法相比，这样做处理的数量数量更多，适合于复杂的交通流分析，我们先用遗传算法通过选择、交叉和变异操作找到最优适应度对应个体，抛弃偶然性过强的样本，然后再用得到的最优个体设置神经网络初始权值和阈值，在此基础上上神经网络训练得出预测函数输出。

3.2结论总结

排队长度与事故横断面实际通行能力、事故持续时间、路段上游车流量间息息相关，当排队长度增加时，事故横断面实际通行能力减少，事故持续时间增加，同时路段上游车流量增加。

4结语

4.1该模型的优点与不足

4.1.1该模型的优点

（1）采用图像处理，使得原视频不清楚的地方变得清晰，便于统计数据。

（2）在写参数时，我们在网上查阅了大量的资料，力求做到准确。

（3）使用基于遗传算法的BP神经网络进行分析，使得数据分析的更加全面。

4.1.2该模型的缺点

（1）考虑的因素还不够全面，我们仅仅只是考虑了车子的单向单车道行驶，未考虑多车道的情况，考虑的部分参数参照的是国外发达国家的标准，在我国不一定适用。

（2）在图像处理上还存在欠缺，因为情况的复杂性，未考虑对运动的物体实行跟踪。

4.2对交通管理部的建议

在出现车道被占导致排队时要及时处理事故，疏散上游车辆。同时要注意合理分流，增加主干道的宽度.

参考文献

[1] 2013年全国大学生数学建模A题题目[EB/OL].http：//www.mcm.edu.cn/

[2] 陈宽杰，严宝杰.道路通行能力分析[M]，人民交通出版社，2003年10月187～193

[3]交调管理员，道路路段通行能力分析[DB/OL]，http：//www.SDJD.NET/Article/zhishi/200411/82.html，2004-11-19/2015-9-1

篇5：道路通行能力研究现状与发展综述

张亚平，裴玉龙

（哈尔滨工业大学 交通科学与工程学院，黑龙江 哈尔滨 150090）摘要:道路通行能力分析与交通量适应性分析，作为道路交通建设的一项基础性工作，主要用于确定公路建设的合理规模及合理建设模式，也是公路网规划，公路工程可行性研究、道路设计、公路建设后评估等的重要理论依据。介绍了国内外有关道路通行能力的研究现状，提出了通行能力研究的攻关目标和需要解决的关键技术，探讨了道路通行能力研究的发展方向，并指出了目前中国道路通行能力研究存在的问题与不足。

关键词:道路、通行能力、现状、发展趋势

Traffic capacity research situation and development thinking Abstract:Road traffic capacity and traffic adaptability analysis, as a basic task of the construction of road traffic, is mainly used to determine the reasonable scale of highway construction and reasonable construction pattern, and road network planning, highway engineering feasibility study, road design, road construction after evaluation, etc.The important theory basis.Introduced the research status of traffic capacity at home and abroad, puts forward the research target of capacity research and the need to solve the key technology, the development direction of traffic capacity were discussed, and points out the problems existing in the current research of China road traffic capacity and insufficient.Key words:Road, traffic capacity, the present situation and development trend

交通运输无论是过去、现在和将来，都是人类进步的重要物质基础。随着改革开放的深化,中国的国民经济实力不断增强,交通运输也得到空前迅猛发展.截止2000年底，中国公路总里程为1.4×106km，高速公路1.6×104km，仅次于美国、加拿大，居世界第三位。根据交通部“十五”计划和2020年长远规划，在最近的十多年间，中国的公路里程还将大幅度增加，到2010年和2020年，中国公路通车里程将分别达到1.8×106km和2.3×106km，其中，高速公路分别达到3.5×104km和5.5×104km，二级以上公路比重达到20%和25%。高速公路建设投资巨大，每公里造价高达2000~5000万元，建造一座普通立体交叉口需投资200~1000万元左右。而道路基础设施建设的主要决策依据为预测交通量及道路设施的通行能力。由于中国目前还没有科学的通行能力分析方法与标准体系，道路设施通行能力的分 析不够准确。导致公路建设标准过高或平行建设，以致建设资金超前投入而造成巨额经济损失。此外，由于对某些已有道路或交叉口的通行能力估计过高，使得在交通严重阻塞时仍得不到改建，或在建成后不久就产生严重交通阻塞而影响公路运输效率，造成巨大经济损失。因此，合理确定公路建设的规模和标准，将是公路建设中成本控制的关键，而确定公路建设规模与标准和设计总体方案的重要依据之一便是道路通行能力。

作为道路交通建设的一项基础性工作，通行能力分析与交通量适应性分析，不仅可以确定公路建设的合理规模及合理建设模式，还可为公路网规划、公路工程可行性研究、公路设计、公路建设后评估等方面提供更为科学的理论依据。“国内外研究概况

1.1 国外研究概况

道路通行能力研究始于美国，从20世纪40年代起，尤其是二次世界大战结束以后，美国加速建成了全国公路网，并对公路的规划、设计、修建养护及营运管理中出现的问题，开始道路通行能力研究。1950年美国交通研究委员会（TRB）出版了《道路通行能力手册》（简称HCM）第一版，随后于1965年修订出版了第二版HCM。1985年第三版 HCM问世。与前两版相比，第三版除详细论述了公路与城市道路的通行能力外，又增加了分析高速公路、自行车道、人行道和无信号交叉口等交通设施通行能力的内容。随着时间的推移，车辆拥有量、交通条例和交通行为均发生了变化，美国的道路通行能力手册仍在继续修订中。1994和1997年又先后对第三版进行了修订。2001年又再次修订出版了新的HCM（命名为HCM2000）,并以车流密度作为评定道路服务水平等级的主要影响因素。事实上!随着交通运输业的飞速发展，道路通行能力的标准一直在不断地进行调整，通行能力的指标也在不断提高。如早期版本的HCM 将高速公路通行能力标准定为1400veh/h/ln，1985年版才定为2000veh/h/ln。而国外有关专家通过对最新的观测结果分析后建议，高速公路的通行能力应较原建议值2000veh/h/ln高200~300veh/h，并认为随着车辆性能的不断提高，道路设施的逐步完善，高速公路的通行能力标准宜作相应的调整。加拿大、法国等西方国家已采纳这一建议，美国1994年版HCM 也已将新的标准提高到2200~2300veh/h/ln。

继美国之后，许多西方发达国家如英国、法国、德国、瑞典、加拿大、澳大利亚、日本等国，均根据本国实情组织专门研究队伍开展了这方面的实地调研，编制出版各自的HCM 手册。如1977年，瑞典出版了《瑞典通行能力手册》；1984年加拿大出版了《加拿大信号交叉口通行能力规程》；1986年日本出版了《道路通行能力》1994年，德国出版了《道路通行能力手册》（HBS）。20世纪80~90年代初，一些发展中国家如印度、巴西、印度尼西亚、韩国、马来西亚等国也在各国政府的支持下，对道路通行能力进行研究，编制出适合各自国情的通行能力手册。

随着通行能力研究的深入开展，国与国之间的学术交流也在不断加强。1990年在德国召开了第一届国际道路通行能力研讨会。1994年在澳大利亚举办了第二届国际道路通行能力研讨会，参加该会议的有18个国家，从16个国家中选出了49篇论文出版了论文集，并且有16个国家及世界银行对各自的研究情况进行了报告。1998年在丹麦召开了第三届公路通行能力国际研讨会。同年10月，交通部公路科学研究所和东南大学在南京联合举办了道路通行能力国际研讨会，来自德

国、美国、瑞典等国及国内一些科研院所的专家学者出席了会议。会议对道路通行能力问题进行了专题讲座，并出版了论文集。

1.2 国内研究现状

中国目前的交通状况类似于美国的四五十年代，汽车数量急剧增加!公路建设方兴未艾。但长期以来，由于中国对道路通行能力的研究尚未形成统一系统的方法，缺少适合中国国情的参数、模式和通行能力分析体系，中国通行能力的研究一直是一个薄弱环节。《公路工程技术标准》中所采用的通行能力，基本上沿用了国外的一些研究成果，不能反映中国道路交通的实际运行特性。中国目前的交通组成、管理方式等方面与国外有着明显的差别，国外的研究成果并不能适合中国的国情，不能一味照搬。因此，制定一套适合中国国情的道路通行能力指标体系已刻不容缓。

20世纪80年代以来，国内一些研究单位在引进国外（特别是美国）有关通行能力的研究方法及内容的同时，又对适合中国国情的通行能力及服务水平等方面进行了一些局部性研究，如北京、上海、广东、江西等省市的有关交通科研部门于80年代中期分别开展了混合交通双向双车道公路研究等工作。但这些研究并未纳入统一规划的轨道，未能形成通行能力的理论核心与框架，因此，有必要对中国道路通行能力进行全面系统的研究，形成适合中国国情的通行能力研究方法和指标体系，这己成为中国道路交通领域的决策者和专家们的共识。为此，国家计委于1996年批准立项“国道主干线设计集成系统开发与研究”项目,并由交通部公路科研所、交通部规划设计院、东南大学和北京工业大学四家联合河北、河南、北京、新疆、辽宁和广东等六省市科研设计单位组成联合攻关课题组进行“公路通行能力”专题研究；作为该课题的支撑项目，广东省交通科研所联合长沙交通学院进行“经济发达地区公路交通运行特性和通行能力研究”；辽宁省勘测设计院联合哈尔滨工业大学交通科学与工程学院开展“寒冷地区公路路段交通运行特性和通行能力研究”由河北省交通规划设计院、河南省交通科学技术研究所共同承担，瑞典公路局作为国际咨询专家单位参与的世界银行贷款项目“道路通行能力研究”，则主要针对除高速公路以外的公路路段和交叉口，进行通行能力分析。上述课题均已通过课题鉴定，其研究成果总体达到国际先进水平。目前，有关部门正在组织出版适于中国国情的道路通行能力手册。与此同时，吉林省交通科研所也联合哈尔滨工业大学交通科学与工程学院开展“高等级公路通行能力与运营管理研究”，并于2001年11月顺利通过了专家鉴定$其取得的研究成果已部分应用于交通运营与管理实践中，成效显著。

2、通行能力研究的关键技术和攻关目标

2.1 攻关目标

公路通行能力研究的最终目标是提出适合中国公路交通状况的公路通行能力分析方法、公路通行能力分析指南及其相关计算机软件系统，为有关部门进行公路规划、设计、交通控制与管理及工程可行性研究提供依据。其具体攻关目标如下：

（1）提出中国交通流的运行特性、速度与流量的关系模型以及在不同公路交通

条件下各车型的当量换算方法。

（2）提出高速公路和混合交通二、三级公路的通行能力、服务水平建议值以及

相应的分析方法、数学和计算机分析软件。

（3）提出各种常见类型公路交叉口、匝道’收费站的通行能力建议值以及相应的分析方法、数学模型和计算机分析软件。

（4）编制适合中国国情同时又能与国际接轨的公路通行能力分析指南或手册。

2.2 关键技术

根据上述攻关目标要求及中国公路交通的实际运行状况，通行能力研究中目前主要应解决的关键技术有：

（1）交通流参数采集’数据结构标准化及处理技术；

（2）交通流运行特性模拟技术及模拟模型；

（3）车型当量换算方法及其分析模型；

（4）交通流三参数关系模型及其建模技术；

（5）高速公路通行能力分析模型及其建模技术；

（6）双车道公路通行能力分析及其建模技术；

（7）交叉口通行能力分析及其模拟模型。

通行能力研究涉及交通工程学’道路工程学、心理学、运输经济学、计算机模拟、系统工程学等学科，交叉性较强。系统分析方法在通行能力研究中起着关键的作用。从观测点的分布、实测抽样、计算机模拟分析到通行能力分析、修正、验证、都必须坚持以“系统分析方法为指导”的指导思想，使所编制的公路通行能力手册更科学、更合理，以满足中国近期公路设施建设及远期公路交通现代化管理的需要。道路通行能力研究的发展方向

随着计算机技术的迅猛发展，以计算机为辅助工具，利用其可重复性、可延续性模拟交通运行状况进行道路通行能力分析研究，对于再现复杂交通环境条件下的车流运行特征，弥补观测数据不足，解决交通流车速—流量关系曲线的外延问题等都有着其它方法和手段无可比拟的优势。因此，通过计算机集成和优化，采用模拟预测和实时仿真系统进行分析研究将是通行能力研究的未来发展方向。目前国际上较为流行的四套模拟软件分别是：美国的HCS系统，它与1994年版HCM手册相配套，用于各种交通设施下的交通运行分析；澳大利亚ARRB开发的SIDRA系统，主要适用于各类交叉口的运行分析；瑞典公路局的CAPCAL系统和荷兰公路局的PTDESGN软件，分别为交叉口和环岛的交通模拟模型。其中，以美国的HCS系统应用最为普及，也最具权威。HCS由美国交通运输研究委员会（TRB）研制开发，与HCM 配套使用。该软件由交叉口、干道、公路网等模块组成。数据输入包括交通设施几何参数（车道数和车道宽度等）及交通和道路条件（交通流量、自由流速度、地形条件、道路等级、横向干扰、重车混入率等）；输出结果为各种交通设施通行能力及其相应服务水平和相关图表。硬件配置要求：486以上微机；操作系统：WINDOWS95/NT；硬盘：16MB；显示器：EGA/VGA。HCS系统软件为美国道路运输与交通工程设计、规划与控制提供了良好的服务，发挥了巨大的效用。目前，中国道路交通部门也正在加紧研究和开发适合中国国情的相关模拟软件系统，力争使中国的通行能力研究与国际接轨。

此外，随着道路交通运输的发展，道路通行能力研究理论也在不断丰富和发展。其中，交通流理论的发展和完善体现了其研究的深度和广度。国外在这方面的研究较为深入。如欧美交通工程学者Navin和Hall在20世纪80年代末期首次提出尖

点突变理论解释交通流行为，并建立了相应的突变理论模型，应用于加拿大安大略省哈密尔顿市的伊丽莎白女王大道实测的交通流数据进行验证。实验结果表明”突变理论从三维空间角度解释交通流三参数关系，能够弥补传统的二维平面分析交通流三参数的一些不足之处，突变理论在交通流的应用研究目前仍在不断完善中。中国有关学者也在这方面开展了相应的理论和应用研究。存在的问题与不足

与国外相比，中国交通界在道路通行能力研究方面还存在较大差距，其问题与不足之处主要是：

（1）缺乏成熟的通行能力分析系统软件

到目前为止，还没有成熟的道路通行能力系统分析软件，与国外先进的通行能力分析软件如美国HCS系统相比，在交通模拟与仿真技术方面还不够成熟，且各研究单位各自为政，缺乏联合攻关与合作。

（2）缺乏系统的通行能力指标体系

通行能力研究缺乏系统性，本文1.2节中提到的“公路通行能力研究”项目仅是对公路进行了较为系统的研究，而对于城市道路却缺乏系统性研究。《城市道路设计规范》中有关通行能力指标体系中有些指标与目前城市交通建设飞速发展的步伐已不相适应，需要进行相应调整。因此，即使编制出版了公路通行能力手册或指南，也仍然有所缺憾，无法象美国HCM 那样系统和权威。当然，这与中国交通建设管理体制有关。在中国，公路建、管、养隶属交通部，而城市道路建、管、养隶属建设部。由于部门之间管辖范围和权力有限，这就导致道路通行能力的研究难以真正协调和发展。因此，要求各研究单位部门在有关领导部门的大力支持下联合开展攻关，使中国道路通行能力研究真正实现与国际接轨。

（3）基于ITS的通行能力分析体系亟待研究

篇6：道路通行能力计算

摘要:2016年发布的《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》中提到了未来几年要推广街区制的想法，这一想法引起了全国人民的广泛关注和热烈讨论。本文运用道路通行能力和通行效率等概念，建立了道路通行效率的量化模型，然后对通行效率模型进行模型建立的方法分析、前提条件设定、效率模型分析和量化分析，得到开放小区道路的最大通行效率，以此来研究小区开放对周边道路通行的影响。接着，对小区结构进行定义和分类，然后通过Pathfinder和MATLAB进行仿真模拟和数据分析，设定4种路网结构，通过对路网结构、车流量、总通过时间之间的关系进行分析，得出开放小区可以增加道路流量、减少车辆总通过时间的结论，并且通过对比研究得到的图像与数据，发现了车辆总通过时间不会一直随着小区开放程度的增大而不断增大的规律。

关键词:道路通行效率;小区开放化;Pathfinder仿真模拟

1问题研究背景

所谓开放式小区，就是拆掉重重叠叠的高墙，将居民楼从“笼子”中解放出来，与之前封闭式小区相比，它的本质没有改变，只是管理服务的方式有所变化。如果把国家形容成一个完整的人，那么每一个城市便都是构成人类的一部分，这样城市的主干道便成了有重大意义的主血管，城市中的小通路就成了毛细血管。众所周知，毛细血管虽小而多，但却不可缺少，所以有的人认为，将路堵起来的封闭式小区破坏了城市的路网结构，堵塞了城市“毛细血管”，很容易就会造成交通阻塞，如果将小区开放，那么城市的路网密度就会提高，这样就可以使城市交通更畅通。然而另一种观点认为，小区开放后虽然增多了可通行道，但是小区周边主路上进出小区的交叉路口的车辆也会增多，这种现象也可能会影响主路的通行速度。为了帮助城市规划和交通管理部门更好的建设城市，本文将建立数学模型，用科学的方法研究小区开放对周边道路通行的影响，为基层建设贡献力量。

2道路通行效率的量化模型

鉴于小区的开放化城市交通的影响不能由某个单项评价来反映，所以本文在此引用《居住小区开发交通影响分析研究》中提出的`“交通影响度”的概念来衡量小区开放化对其周围道路交通设施可能产生的影响的程度，进而运用由其生成的“居住小区交通影响度评价指标体系”来全面反映小区开放后对局部路网运行状况的影响。为了研究小区开放对周边路段通行的影响，本文在道路通行能力和通行效率的概念的基础之上运用了道路通行效率的量化模型来研究小区开放对周边道路通行的影响。在对开放小区路段通行效率进行分析时，建立车头间距与车速之间的模型，用以反映车流量，通过测算车头间距来推算出汽车车辆在单车道的通行能力，接着，分析对通行能力产生影响的各种因素，从而得出机动车道路的实际通行能力。最后，通过对结果的分析来说明小区开放对周边道路通行的影响。

2.1模型建立的前提条件

近年来，随着我国经济的快速增长和城市化进程的加快，城市人口和车辆不断增加，我国城市交通面临着越来越严峻的考验。城市交通系统是现代国民经济中的一个重要组成部分，在这个形势下，“小区开放化”成为了城市发展的必然选择。本文对通行效率理论模型的建立基于以下假设条件：1)假设机动车是处于一辆紧接一辆的连续跟车行驶状态中;2)假设行车速度不受天气因素干扰;3)假设需要被开放的小区都可以被顺利开放;4)假设车辆均为匀速行驶;5)假设道路为单向车道;6)假设道路有良好的平面线形以及路面状况。根据资料研究，机动车车头间距与其行驶速度的关系计算公式为，由于sth=vh，故而：()9814thvv=所以可得开放小区道单车道机动车的理论通行能力为：036003600(14)maxmax98tvvCh==通过以上公示的计算，本文得到随车速变化的车头间距与车道理论通行能力假设机动车车道的平均宽度为1m，则单向n车车道该上每米宽度的理论通行效率计算公式为：00nCNPnl=

2.2道路通行效率量化分析

由机动车车头时距th可推算出机动车单车道通行能力0C，再通过分析影响通行能力的各种因素，进而得出车道的实际通行能力的计算方法。假设机动车车道的平均宽度为1米，则单向n车车道该上每米宽度的实际通行效率计算公式为：00pnnCCNPPnllαβγ==为方便得到路段的可能最大通行效率，假设该道路行驶车流均由小型汽车构成，此时用小客车的最大载客量来表示nP，这样，开放小区道路路段每米宽度上的车辆通行效率maxpN可以通过以下公式求得：max0pnCNPlαβγ=即为最大通行效率。

3小区开放问题研究

为了研究小区开放产生的效果，本文首先研究小区结构的定义和分类，然后通过Pathfinder和MATLAB进行仿真模拟和数据分析，设定4种路网结构，其中封闭小区结构1种，开放式小区结构3种，通过对路网结构、车流量、总通过时间之间的关系进行分析，最终得到结论。

3.1小区结构

通过查阅大量文献，发现对于小区结构尚未有明确的定义和分类，对此，本文借鉴百度百科相关词条，将小区结构分为3类：封闭式小区：有明确的边界，即围墙和大门的小区，小区内主路和辅路均不对外开放，车辆只能从周边道路通过;半封闭式小区：有部分边界的小区，小区内主路对外开放，但辅路不对外开放，车辆可以从周边道路和小区内主路通过;开放式小区没有边界或边界不清晰的小区，小区内主路和辅路均对外开放，车辆可以从周边道路和小区内道路通过。

3.2Pathfinder仿真模拟及结果分析

根据之前建立的模型，本文利用Pathfinder软件进行仿真模拟，对所得数据进行分析。设定封闭式小区周边为横竖各1km的矩形公路，当小区开放时，本文设定三种小区的样式分别为：半封闭式小区、单通路开放式小区和多通路开放式小区。设定车辆起点为小区左下角路段，终点为右上角路段，且车辆均为普通小轿车，总数分别为100辆、200辆和300辆，车速20km/h～30km/h，并进行仿真模拟。将得到的仿真模拟数据导入MATLAB软件进行分析，通过分析可知，在一定范围内，车辆总数与总通过时间成正比。在车辆总数一定的情况下，单通路开放式小区和多通路开放式小区平均总通过时间最短且相近，但多通路开放式小区开放程度比单通路开放式小区更大，因此可以得到以下结论：开放小区可以增加道路流量，减少车辆总通过时间，但是车辆总通过时间不会一直随着小区开放程度的增大而减少，实验数据证明，车辆总通过时间在减少到特定值之后会趋于平稳。综上所述，对开放后可以加强城市路网的封闭式小区施行一定程度的开放，可以达到疏通城市交通的目的，并且对于各类开放程度不同的小区，其开放程度在特定值之下时，与之前未开放时对比，可以有效地舒缓交通;而对于开放程度在特定值之上的小区，其舒缓交通的作用虽然比未开放时要好，但却不会再随着小区开放程度的增大而有过大的变化。

4结论

汉代的赵晔曾提出“因地制宜”的想法，在进行小区开放的问题上，本文认为也应该采用这种思想。开放小区并不是要开放全部的封闭小区，而是根据各街道的道路组成的不同，有选择性地进行开放。如果某小区的开放导致城市断头路增多，反而加大了交通运输的难度，则该小区便不符合小区开放的原则，将其从计划中筛除。当然，不论是封闭式小区还是开放式小区，都是市民居住的地方，所以都要保证住户最基本的安全。开放式小区原则上只开放小区主干道作为交通枢纽，小区之中错综复杂的小路不作为开放成通车道路的首选，尽量避免居民一出楼道门既是马路的状况，防止居民在毫无准备的情况下进入川流不息的车群，从而发生交通事故。开放式小区的通路原则上只用于加速城市交通流动，不承担城市交通主要枢纽的任务。小区通路并不像大马路，有宽阔的四至六车道供车辆通行，它在一定程度上很可能只是一条单向通行的道路，只为了完善城市的交通联通，不适合承担大量车辆停车与掉头的任务。

参考文献

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