交叉口通行能力計(jì)算(HCM)

1、.（三）交叉口流量、延誤、信號配時調(diào)查與分析1、交叉口流量、延誤、信號配時調(diào)查（1） 交叉口流量調(diào)查交叉口的交通狀況比較復(fù)雜，交叉口交通量調(diào)查一般采用人工觀測法，也可采用車輛檢測器采集數(shù)據(jù)。人工觀測法在選定的交叉口，在規(guī)定的觀測時段，記錄通過交叉口每個進(jìn)口道停車線斷面的車輛數(shù)，一般要對每個進(jìn)口道分方向(左轉(zhuǎn)、直行、右轉(zhuǎn)3個方向)、分車型進(jìn)行觀測。分方向、分車型進(jìn)行交叉口交通量進(jìn)行觀測時，一般需要較多的觀測人員。如果交通量較大，可在每個進(jìn)口安排57名觀測員，2人記錄左轉(zhuǎn)機(jī)動車和非機(jī)動車數(shù)量并報(bào)時，23人記錄直行機(jī)動車和非機(jī)動車數(shù)量并報(bào)時，2人記錄右轉(zhuǎn)機(jī)動車和非機(jī)動車數(shù)量。如果需要保證較高的精度，

2、可適當(dāng)增加12名觀測員。調(diào)查時間一般選在高峰時間段內(nèi)進(jìn)行，數(shù)據(jù)記錄時至少每隔15min做一次記錄，最好每5min記錄一次將。信號交叉口交通量的人工觀測和交叉口延誤的點(diǎn)樣本法綜合進(jìn)行。交叉口流量觀測表見表5。（2） 交叉口延誤調(diào)查（表6）（3） 交叉口道路條件和信號配時調(diào)查（表7）2、交叉口分析（1） 交通量換算在實(shí)測交通量時，一般分車型計(jì)測車輛數(shù)，在交通流中不同車型的車輛由于其占有的空間與時間的不同，同一車道的通過數(shù)量也不同，而在交通運(yùn)營中常常需要將其換算成某種單一車型的數(shù)量，通稱之為交通量換算。獲得交叉口交通量數(shù)據(jù)后，一般需要進(jìn)行車型換算，得到每個方向和進(jìn)口的換算交通量（當(dāng)量交通量）。車型換

3、算標(biāo)準(zhǔn)可參考表8、表9。（2）交叉口交通量匯總表（表10）（3）交叉口流量流向圖繪制交叉口流量流向圖時所采用的交通量為換算交通量，見圖1。（4）交叉口交通改善措施（參考案例二） 表5注：交叉口類型：十字形和X形交叉口T形或Y形交叉口環(huán)形交叉口多路交叉口錯位交叉口交叉口控制方式：無信號控制 定時信號控制 感應(yīng)信號控制表6 點(diǎn)樣本法交叉口延誤現(xiàn)場觀測記錄表調(diào)查日期： 天氣：_調(diào)查員姓名： 調(diào)查地點(diǎn)： 路口編號： 交叉口類型： 進(jìn)口（東、南、西、北）：_ 控制方式：_ _ 方向（左、直、右）： _ _開始時間在下列時間內(nèi)停在引道內(nèi)的車輛數(shù)引道交通量00:00+0s+15s+30s+45s停駛車數(shù)不停

4、駛車數(shù)小計(jì)合計(jì)注：交叉口類型：十字形和X形交叉口T形或Y形交叉口環(huán)形交叉口多路交叉口錯位交叉口交叉口控制方式：無信號控制 定時信號控制 感應(yīng)信號控制.表7 交叉口道路條件和信號配時調(diào)查表表8 城市道路交通規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50220-95中的當(dāng)量小汽車換算系數(shù)車種換算系數(shù)車種換算系數(shù)自行車0.2旅行車1.2二輪摩托0.4大客車或小于9t的貨車2.0三輪摩托或微型汽車0.6915t貨車3.0小客車或小于3t的貨車1.0鉸接客車或大平板拖掛貨車4.0表9 城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范（CJJ37-1990）規(guī)定車輛換算系數(shù) 車型小汽車普通汽車鉸接汽車路段上換算系數(shù)11.52環(huán)形交叉口換算系數(shù)11.42信號交叉

5、口換算系數(shù)11.63.5無信號控制交叉口換算系數(shù)11.53.5（4）交叉口延誤計(jì)算表10 交叉口交通量匯總表進(jìn)口機(jī)動車（veh/h）機(jī)動車（pcu/h）非機(jī)動車（veh/h）非機(jī)動車（pcu/h）換算合計(jì)（pcu/h）行人（人/h）東左轉(zhuǎn)26427414463337-直行568586640232818-右轉(zhuǎn)499-合計(jì)12461654-西左轉(zhuǎn)366-直行444474492154628-右轉(zhuǎn)25226016855315-合計(jì)1671309-南左轉(zhuǎn)23926124672333-直行1661443-右轉(zhuǎn)273-合計(jì)83842049北左轉(zhuǎn)25326819093361-直行1122127-右轉(zhuǎn)23224

6、821665313-合計(jì)16502101-圖1 某叉口高峰小時流量流向圖（四）信號交叉口通行能力計(jì)算和服務(wù)水平分析（HCM2000）1、輸入模型輸入交叉口的幾何條件、交通條件和信號條件，最關(guān)鍵的交通特性是每一進(jìn)口道上車輛的到達(dá)類型，有關(guān)信號設(shè)計(jì)的全部資料包括相位圖、周期長、綠燈時間和綠燈間隔時間。2、交通量校正模型（1）運(yùn)行交通量的校正是把每小時交通量轉(zhuǎn)換成高峰小時內(nèi)15min周期的流率。將各流向的交通量除以相應(yīng)的高峰小時系數(shù)，便的高峰流率，即每一進(jìn)口道或每一流向的高峰流率。（2）確定供分析用的車道組是指在交叉口的一個進(jìn)口道上，服務(wù)于一個或幾個交通流向的一條或多條車道，把交叉口分成幾個車道組時

7、，既要考慮交叉口的幾何線形，又要考慮交通的流向分配。這時要遵照下列原則：一條或幾條專用左轉(zhuǎn)車道應(yīng)看作獨(dú)立的車道組，專用右轉(zhuǎn)車道也是如此配置。對于有專用左、右轉(zhuǎn)車道的進(jìn)口道，所有的直行車道視為一個獨(dú)立的車道組。對多于一條車道的進(jìn)口道，包括左、直混合道，則有必要確定車道使用的平衡狀況，并估計(jì)是否由于左轉(zhuǎn)車過多而混合車道變成了專用左轉(zhuǎn)車道。3、飽和流率模型在這一模型中，要對每個車道組計(jì)算其飽和流率。飽和流率是假定進(jìn)口道在全綠燈的條件下，所能通過的最大流量。式中：車道組飽和流率；車道組在理想條件下的飽和流率；車道組中車道數(shù)；車道寬度修正系數(shù)；交通流中大中型修正系數(shù)；引道坡度修正系數(shù)；停車修正系數(shù)；公交

8、車(站臺)阻塞系數(shù)；地區(qū)類型修正系數(shù)；車道利用率修正系數(shù)；左轉(zhuǎn)修正系數(shù)；右轉(zhuǎn)修正系數(shù)；修正系數(shù)計(jì)算：車道寬度修正系數(shù)式中：W車道寬度，一般大于2.4米，當(dāng)車到大于4.8m時最好采用2車道比較合適。重型車修正系數(shù)：重型車折算系數(shù)，取2.0； 坡度修正系數(shù)表示無論大型車還是小汽車相比在運(yùn)行有影響，坡度修正系數(shù)滿足下面公式：式中：G引道坡度，一般取停車次數(shù)校正系數(shù)說明了停車對附近車道的摩阻影響，以及由于車輛出入停放區(qū)偶爾會對相鄰車道有阻塞的影響，停車次數(shù)校正系數(shù)滿足下面公式：= = 1 =0式中：車道數(shù)，1h內(nèi)的停車數(shù)。一般公共交通阻塞系數(shù)，說明了該地區(qū)公共交通車輛因上下車而停靠在設(shè)置于靠近交叉口前

9、后的公共汽車站對交叉口的影響。公共交通阻塞系數(shù)滿足下式車道數(shù)，1h內(nèi)公共車輛的停車數(shù)，一般，一般情況下地區(qū)類型系數(shù)在商業(yè)區(qū)；其它地方，。右轉(zhuǎn)修正系數(shù) (包括行人流的影響)專用車道；共用車道；單一車道左轉(zhuǎn)修正系數(shù)設(shè)有左轉(zhuǎn)專用相位且有專用車道時， 設(shè)有左轉(zhuǎn)專用相位但沒有左轉(zhuǎn)專用車道時，左轉(zhuǎn)車比例車道利用率修正系數(shù)車道利用率修正主要考慮交通量在包含有多個車道的某一個車道組的幾個車道上的不均勻分布，修正系數(shù)主要考慮最高流量車道，公式計(jì)算如下：車道組未調(diào)整需求流率；最高流量車道未調(diào)整需求流率；車道組車道數(shù)。行人自行車阻塞系數(shù)和，交叉口進(jìn)口道由于行人或自行車的左右轉(zhuǎn)對交叉口車輛運(yùn)行的影響，行人、自行車阻塞

10、修正系數(shù)和滿足下面公式：式中 左轉(zhuǎn)行人、自行車修正系數(shù)； 右轉(zhuǎn)行人、自行車修正系數(shù)； 進(jìn)口道左轉(zhuǎn)行人占進(jìn)口道總行人的比例； 階段允許調(diào)整系數(shù)； 行人專用左轉(zhuǎn)綠燈時間占總左轉(zhuǎn)綠燈時間比例； 進(jìn)口道右轉(zhuǎn)行人占進(jìn)口道總行人的比例； 行人專用右轉(zhuǎn)綠燈時間占總左轉(zhuǎn)綠燈時間比例；4、通行能力分析模型通行能力分析中，前幾個模型的計(jì)算結(jié)果可用來計(jì)算關(guān)鍵的通行能力變量，包括：每個車道組的通行能力；首先計(jì)算交叉口進(jìn)口道每個車到組的飽和流率，最后乘以綠信比就可以得到這個車道組的通行能力了。；式中：車道組i的通行能力，pcu/h；綠信比（有效綠燈時間/周期時間）；車道組i的飽和流率，pcu/h。引道和交叉口的實(shí)際通行

11、能力引道實(shí)際通行能力等于每個車道組通行能力之和，交叉口的際通行能力等于每個引道（進(jìn)口道）通行能力之和。式中：、Cs分別為引道和交叉口的通行能力，pcu/h； Ci車道組i或引道i的通行能力，pcu/h； n引道的車道組數(shù)；每個車道組的v/C比值：整個交叉口的v/C極限比值：5、服務(wù)水平模型在服務(wù)水平模型中，對每個車道組估算每輛車的平均停車延誤，并估算各進(jìn)口道和整個交叉口每輛車的平均停車延誤。假定車輛是隨機(jī)到達(dá)，可用下列公式計(jì)算每個車道組每輛車的平均停車延誤。均勻延誤：附加延誤：初始排隊(duì)附加延誤：b集合延誤的估算使用延誤估算程序可以得到每個車道組每輛車的平均停車延誤，集合這些數(shù)值后可得到交叉口一

12、個進(jìn)口及整個交叉口的平均延誤。 進(jìn)一步將各進(jìn)口道延誤加權(quán)平均，得到交叉口的平均延誤： b服務(wù)水平的確定交叉口服務(wù)水平與每輛車的平均停車延誤有關(guān)。一旦估算出每個車道組的延誤，便可匯集出每一進(jìn)口道以及整個交叉口的平均延誤。信號交叉口的服務(wù)水平用延誤來衡量。延誤是反映駕駛員不舒適、受阻、油耗和行駛時間損失的指標(biāo)。服務(wù)水平標(biāo)準(zhǔn)用15min分析期間內(nèi)每輛車的平均停車延誤來表示。美國信號交叉口服務(wù)水平標(biāo)準(zhǔn) 北京市市政設(shè)計(jì)院建議的服務(wù)水平 服務(wù)水平一二三四路口交通負(fù)荷系數(shù)V/C0.50.60.90.81.01車輛通過路口平均損失時間（s）303040405050紅燈平均阻車長度（s）50100150150乘

13、客與駕駛員在路口的感受舒適通暢接近飽和常呈混亂阻塞6、運(yùn)行分析結(jié)果說明運(yùn)行分析將產(chǎn)生兩個必須考慮的關(guān)鍵成果：每個車道組及整個交叉口的v/C比；每個車道組和進(jìn)口道及控制交叉口的平均停車延誤以及對應(yīng)的服務(wù)水平；若極限比小于1.00，但某些車道組的比卻大于1.00時，一般是由于綠燈時間分配不合理所致，應(yīng)對現(xiàn)有的相位重新配時。若極限比大于1.00，表明整個信號和交叉口的幾何線形設(shè)計(jì)對現(xiàn)裝貨規(guī)劃的流量沒有提供足夠的通行能力。改進(jìn)這種狀況可考慮下列各點(diǎn)：根本改變交叉口幾何線形設(shè)計(jì)（車道數(shù)目及車道的使用）；延長信號周期；改變信號相位方案。還應(yīng)注意，若v/C比接近于1.00，表明很少有可利用的通行能力來承擔(dān)增長的交通流量。特別是當(dāng)使用設(shè)計(jì)交通量時，設(shè)計(jì)中的一般性誤差就可能引起所設(shè)計(jì)交叉口的運(yùn)行接近通行能力甚至過飽和。4提高交叉口通行能力的對策以減輕、緩解交叉口擁擠為主要目的的交叉口優(yōu)化，首先要知道該交叉口能夠處理多大的交通量，這里處理交通量的能力稱為交通容量。交通容量因道路的幅寬、車道的使用方法、信號控制方法等而不同，如果到達(dá)交叉口的交通量超過交通容量，則發(fā)生交通擁擠現(xiàn)象。因此，要從各個角度探討研究在現(xiàn)有條件下增大交通量的方法：（1）交叉口的面積在保證需求的條件下盡量小；（2