道路通行能力手冊第10章-城市街道概念

PAGEPAGEV第10章城市街道概念目錄TOC\o"1-3"\h\z10.1引言 110.2城市街道 110.2.1交通流特性 310.2.1.1自由流速度 410.2.1.2行駛速度 410.2.1.3行程速度 410.2.1.4時(shí)空軌跡圖 410.2.2服務(wù)水平 510.2.3輸入的數(shù)據(jù)和估計(jì)值 610.2.3.1城市街道分類 710.2.3.2長度 1010.2.3.3自由流速度 1010.2.3.4信號燈密度 1010.2.3.5高峰小時(shí)系數(shù) 1110.2.3.6分析時(shí)段長度 1110.2.4服務(wù)流量表 1210.3信號交叉口 1310.3.1信號交叉口交通流特征 1410.3.2交通信號特征 1810.3.3飽和流率 2010.3.4信號交叉口通行能力 2010.3.5服務(wù)水平 2010.3.6所需要輸入的數(shù)據(jù)和估計(jì)值 2210.3.6.1交叉口處車道的增減 2310.3.6.2專用轉(zhuǎn)向車道 2410.3.6.3交叉口轉(zhuǎn)向車流 2510.3.6.4高峰小時(shí)系數(shù) 2810.3.6.5分析時(shí)段長度 2810.3.6.6交叉口控制類型 2810.3.6.7周期長度 2910.3.6.8損失時(shí)間和信號相位估計(jì) 2910.3.6.9有效綠信比 3110.3.6.10車輛到達(dá)類型 3110.3.6.11聯(lián)控修正系數(shù) 3210.3.6.12增量延誤修正系數(shù) 3210.3.6.13上游過濾/定量供給修正系數(shù) 3210.3.6.14理想飽和流率 3210.3.6.15修正的飽和流率 3210.3.6.16車道寬度 3310.3.6.17重型車輛 3310.3.6.18坡度 3310.3.6.19停車 3310.3.6.20地方公交車 3410.3.6.21行人 3410.3.6.22區(qū)位類型 3510.3.6.23車道利用率 3510.3.7服務(wù)交通量表 3610.4無信號交叉口 3710.4.1雙向停車控制（TWSC）交叉口的特征 3810.4.2TWSC交叉口的交通流 3810.4.3可接受間隙模型 3910.4.3.1確認(rèn)間隙 3910.4.3.2利用間隙 3910.4.3.3交叉口不同交通流的相對優(yōu)先等級 3910.4.4TWSC交叉口的通行能力 3910.4.5AWSC交叉口的特征 4110.4.6全向停讓控制（AWSC）交叉口的交通流 4110.4.7環(huán)島特征 4210.4.8性能測度 4410.4.9輸入的數(shù)據(jù)和估計(jì)值 4510.4.9.1雙向停車控制交叉口 4510.4.9.2全向停車控制交叉口 4610.4.9.3環(huán)島 4710.4.10服務(wù)交通量表 4710.5參考文獻(xiàn) 50附錄A.信號交叉口的快速估計(jì)方法 51附錄A.1所需輸入數(shù)據(jù) 51附錄A.2確定左轉(zhuǎn)方式 52附錄A.3計(jì)算車道交通量 62附錄A.4信號配時(shí)設(shè)計(jì) 64附錄A.4.1設(shè)計(jì)相位方案 64附錄A.4.2計(jì)算關(guān)鍵總交通量 65附錄A.4.3估計(jì)總的損失時(shí)間 66附錄A.4.4計(jì)算周期長度 66附錄A.4.5計(jì)算綠燈時(shí)間 67附錄A.5計(jì)算關(guān)鍵v/c比 68附錄A.6計(jì)算延誤 69附錄B分析表 70B.1快速計(jì)算輸入分析表 70B.2左轉(zhuǎn)方式分析表 71B.3快速計(jì)算車道交通量分析表 73B.4快速計(jì)算控制延誤和服務(wù)水平分析表 76本章圖表TOC\h\z\t"圖表標(biāo)題,1"\a"圖表"插圖10-1典型的快速路設(shè)計(jì) 2插圖10-2典型的郊區(qū)道路設(shè)計(jì) 2插圖10-3典型的中間地帶（城鄉(xiāng)結(jié)合區(qū)）道路設(shè)計(jì) 3插圖10-4典型的城市街道設(shè)計(jì) 3圖表10-1城市街道上車輛的典型速度分布圖 5圖表10-2城市街道所需要的輸入數(shù)據(jù) 7圖表10-3基于功能和設(shè)計(jì)分類的城市街道分類 8圖表10-4功能和設(shè)計(jì)分類 8圖表10-5城市街道類別的自由流速度 10圖表10-6城市道路類別的信號燈密度 11圖表10-7城市街道的服務(wù)流量表 12圖表10-8信號交叉口交通流基本屬性 14圖表10-9信號交叉口處交通流基本變量的符號、定義和單位 15圖表10-10實(shí)際的綠燈時(shí)間、損失時(shí)間、有效綠燈延時(shí)和有效綠燈時(shí)間之間的關(guān)系 16圖表10-11復(fù)合左轉(zhuǎn)相位產(chǎn)生的損失時(shí)間 18圖表10-12信號交叉口所需的數(shù)據(jù) 22圖表10-13信號交叉口轉(zhuǎn)向交通量需要的專用左轉(zhuǎn)車道 24圖表10-14交叉口轉(zhuǎn)向車流的起訖點(diǎn)標(biāo)識 26圖表10-15交叉口控制類型和高峰小時(shí)交通量（參見腳注中的假設(shè)數(shù)值） 28圖表10-16不同區(qū)位的周期長度默認(rèn)值 29圖表10-17不同左轉(zhuǎn)相位類型周期損失時(shí)間的默認(rèn)值 29圖表10-18聯(lián)控質(zhì)量和到達(dá)類型 31圖表10-19不同區(qū)位修正飽和流率 33圖表10-20停車次數(shù)默認(rèn)值 34圖表10-21公共汽車頻率默認(rèn)值 34圖表10-22行人流量默認(rèn)值 35圖表10-23車道利用率修正系數(shù)默認(rèn)值 35圖表10-24信號交叉口服務(wù)流量實(shí)例（參見得到假定值的腳注） 36圖表10-25AWSC交叉口分析案例 42圖表10-26環(huán)島基本幾何特征 43圖表10-27雙車道公路上無信號交叉口設(shè)置左轉(zhuǎn)車道的最小引道交通量（輛/h） 45圖表10-28雙向停車控制的T型交叉口次要街道的服務(wù)流量示例（參見腳注中的假設(shè)值） 48圖表10-29雙向停車控制的四路相交路口中次要街道的服務(wù)交通量示例（參見腳注的假設(shè)值） 48圖表10-30全向停車控制交叉口單車道引道的服務(wù)流量示例（參見腳注的假設(shè)值） 49圖表A10-1快速估計(jì)方法需要輸入的數(shù)據(jù) 52圖表A10-2快速估計(jì)輸入分析表 53圖表A10-3左轉(zhuǎn)方式分析表 55圖表A10-4快速計(jì)算車道交通量分析表 57圖表A10-5快速計(jì)算控制延誤和服務(wù)水平分析表 59圖表A10-6快速計(jì)算拓寬車道的左轉(zhuǎn)修正系數(shù) 63圖表A10-7快速計(jì)算方法用的相位方案 64圖表A.10-8快速計(jì)算方法的相位方案摘錄 65圖表A.10-9規(guī)劃分析用的信號交叉口狀況標(biāo)準(zhǔn) 6910.1引言本章介紹城市街道的通行能力和服務(wù)質(zhì)量的概念。手冊中所使用的“城市街道”術(shù)語，是指城市主干道和集散道，包括商業(yè)區(qū)內(nèi)的那類街道。第15章（城市街道）、第16章（信號交叉口）和第17章（無信號交叉口）中的方法可以結(jié)合本章使用。10.2城市街道在街道交通設(shè)施的層次中，城市街道（包括主干道和集散道）介于地方街道和多車道郊區(qū)/鄉(xiāng)村公路之間，主要的區(qū)別在于街道功能、控制條件和路邊開發(fā)的性質(zhì)和強(qiáng)度。主干道是指主要服務(wù)于長距離直達(dá)出行的道路。然而，為鄰接的商業(yè)和居住用地提供出入通道也是主干道的一項(xiàng)重要功能。集散道則向居住區(qū)、商業(yè)區(qū)和工業(yè)區(qū)提供出入通道及其內(nèi)部通道。集散道的出入通道功能比主干道的出入通道功能更為重要；與主干道不同之處，是街道的運(yùn)營有時(shí)不受交通信號的控制。商業(yè)區(qū)街道常常類似于主干道，是安裝了信號控制的交通設(shè)施，街道上不僅行駛直達(dá)車輛，而且是小客車、公共汽車和貨車進(jìn)出地方商業(yè)區(qū)的通道。商業(yè)區(qū)交叉口的轉(zhuǎn)向車流往往大于總交通量的20%，因?yàn)樯虡I(yè)區(qū)交通流通常匯集有大量的循環(huán)交通。出租車、公共汽車、貨車的?？?，以及泊車車輛的停放引起交通流紊亂，造成了行人沖突和車道阻塞，這種現(xiàn)象在商業(yè)區(qū)街道上很典型。商業(yè)區(qū)街道的功能可能在每天內(nèi)發(fā)生變化；一些商業(yè)區(qū)街道在交通的高峰小時(shí)期間轉(zhuǎn)變?yōu)橹鞲傻李愋偷倪\(yùn)行。多車道郊區(qū)/鄉(xiāng)村公路在以下幾方面不同于城市街道：路邊開發(fā)強(qiáng)度不一樣高，交通出入口密度不一樣大，信號交叉口相距大于3km。這些條件導(dǎo)致交通沖突減少，交通流更順暢，以及類似于主干道或集散道上的交通流因交通信號控制而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)性排隊(duì)沒有了。本章和第15章敘述的城市街道分析方法可以用于評價(jià)城市街道的暢通性。根據(jù)直行交通流的行程速度可評價(jià)街道所提供的通暢程度。本分析方法不能用來評價(jià)街道的通達(dá)功能。在評價(jià)街道性能時(shí)，街道所提供的通達(dá)水平也應(yīng)該考慮，特別是當(dāng)某街道打算提供這樣的通達(dá)功能時(shí)。通常地，表明通達(dá)性的因素反映通達(dá)水平低，反之也一樣。城市街道的功能分類是指街道提供的交通服務(wù)類型。在功能分類中，根據(jù)設(shè)計(jì)類型對主干道進(jìn)一步劃分。插圖10-1~插圖10-4是將在下面介紹的4種設(shè)計(jì)類型的典型例子。插圖10-1典型的快速路設(shè)計(jì)插圖10-2典型的郊區(qū)道路設(shè)計(jì)插圖10-3典型的中間地帶（城鄉(xiāng)結(jié)合區(qū)）道路設(shè)計(jì)插圖10-4典型的城市街道設(shè)計(jì)10.2.1交通流特性在城市街道中，影響車輛速度的因素主要有3個(gè)：街道環(huán)境、車輛間的相互影響和交通控制。結(jié)果，這些因素也影響服務(wù)質(zhì)量。街道環(huán)境包括街道設(shè)施的幾何特性、路邊活動的特征和鄰近的土地利用。因而，環(huán)境反映了車道的數(shù)量和寬度、中央分隔帶類型、支路/出入口密度、信號交叉口之間的間距、是否存在停車、行人活動水平以及限速情況。車輛間的相互干擾取決于交通密度、貨車和公共汽車的比例和轉(zhuǎn)向車流。這種相互干擾影響車輛行駛，在交叉口比較大，在信號燈之間比較小。交通控制（包括信號燈和標(biāo)志）迫使部分車輛減速或者停車。由交通控制設(shè)備造成的延誤和速度變化降低了行車速度；但是，這種控制對于確定通行權(quán)是必要的。10.2.1.1自由流速度街道環(huán)境影響司機(jī)選擇速度。當(dāng)車輛間沒有相互干擾、不必考慮交通控制時(shí)，普通司機(jī)選擇的速度稱為自由流速度（FFS）。當(dāng)交通量足夠低，以至于駕駛員不受其他車輛存在的影響，而且交叉口沒設(shè)交通控制（如信號燈或標(biāo)志）或者交叉口相距足夠遠(yuǎn)，以至于不影響速度選擇時(shí)，F(xiàn)FS是交通流的平均速度。因此，通常沿城市街道路段的中部觀測FFS。10.2.1.2行駛速度駕駛員很少以自由流速度行駛。大多數(shù)情況下，其他車輛的存在限制了行駛車輛的速度，因?yàn)椴煌{駛員的速度不同，或者下游車輛啟動加速，還沒有達(dá)到自由流速度。因此，在中等流量與大流量條件下，車輛速度總是比自由流速度低。平均行駛速度是描述車輛間相互影響的速度特征。該速度是用路段長度除以平均行駛時(shí)間來計(jì)算。行駛時(shí)間是指車輛通過路段所用的時(shí)間，減去所有停車延誤時(shí)間。10.2.1.3行程速度路段上交通控制的存在，常常將車輛速度減至平均行駛速度以下。平均行程車速是描述交通控制影響的速度特征。該速度用路段長度除以平均行程時(shí)間來計(jì)算。行程時(shí)間是指通過路段所花費(fèi)的時(shí)間，包括所有的停車延誤時(shí)間。10.2.1.4時(shí)空軌跡圖圖表10-1是代表車輛沿某一街道某一車道進(jìn)行的簡單的時(shí)空軌跡圖。每條線的斜率反映了相應(yīng)車輛在給定時(shí)間的速度。斜率越陡表示速度越大；斜率為0，表示車輛停止。圖表10-1城市街道上車輛的典型速度分布圖車輛1、2是從側(cè)面街道駛?cè)朐摻值赖?，而其他車輛則是從上游信號燈放行過來的。車輛1、2、3在紅燈期間到達(dá)下游信號燈處，不得不停車。車輛4原本可以在綠燈亮?xí)r到達(dá)停車線，但是由于被車輛3（仍舊沒有開動）的阻擋而不得不停車。車輛5、6和7不停車，但是由于受到信號燈引起的中斷交通的影響而不得不降低速度。車輛8受車輛7的影響放慢了速度。車輛9和10的速度沒有受到其他車輛或者是下游交通控制的影響。10.2.2服務(wù)水平沿某一城市街道行駛的直通車輛的平均行程速度是運(yùn)營服務(wù)水平（LOS）的決定因素。沿某一城市街道的某一路段、區(qū)間或者某條街道的行程速度取決于信號交叉口間的行駛速度以及在信號交叉口產(chǎn)生的控制延誤總量。城市道路的服務(wù)水平取決于所考慮城市街道的路段、區(qū)間或者整條街道中直通車輛的平均行程速度。以下概括性的描述揭示了城市街道服務(wù)水平的特性。參考圖表15-2中每一服務(wù)水平的速度范圍。A級服務(wù)水平，主要表示以平均行程速度運(yùn)行的自由流狀況，該平均行程速度通常是相應(yīng)街道自由流速度的90%。交通流中，車輛的機(jī)動性完全不受阻礙。信號交叉口的控制延誤最小。B級服務(wù)水平，表示以平均行程速度運(yùn)行的合理的無阻礙狀況，該平均行程速度通常是相應(yīng)街道自由流速度的70%。交通流中的機(jī)動性僅僅受到輕微限制，信號交叉口的控制延誤不顯著。C級服務(wù)水平，表示穩(wěn)定運(yùn)行狀況；與B級服務(wù)水平相比，車輛在街道中部的機(jī)動性能和換車道能力可能受到較大的限制，形成更長的排隊(duì)或不利的信號協(xié)調(diào)，或者兩者共同導(dǎo)致車輛平均行程速度低至相應(yīng)街道自由流速度的50%。D級服務(wù)水平，接近交通流量稍有增加、延誤會明顯增大、行程速度大幅下降的范圍。D級服務(wù)水平可能源于不利的信號協(xié)調(diào)、不合適的信號配時(shí)、大交通量或者是這些因素的綜合影響。平均行程車速大約是自由流速度的40%。E級服務(wù)水平，表示延誤顯著、平均行程速度僅為自由流速度的33%或更低。這種狀況是由于信號綠波不協(xié)調(diào)、信號燈密度大、交通量大、關(guān)鍵交叉口延誤時(shí)間長，以及信號配時(shí)不當(dāng)?shù)染C合影響造成的。F級服務(wù)水平表示街道上交通流速度非常低的特征，通常是自由流速度的1/3~1/4。在關(guān)鍵信號控制地點(diǎn)，可能出現(xiàn)交通量大，延誤時(shí)間長，排隊(duì)長，發(fā)生交叉口堵塞。10.2.3輸入的數(shù)據(jù)和估計(jì)值估計(jì)城市街道或交叉口的速度、延誤和服務(wù)水平需要幾何數(shù)據(jù)和交通需求數(shù)據(jù)。信號控制數(shù)據(jù)將在信號交叉口一節(jié)討論。圖表10-2給出了在缺乏當(dāng)?shù)財(cái)?shù)據(jù)時(shí)輸入?yún)?shù)的默認(rèn)值。圖表10-2城市街道所需要的輸入數(shù)據(jù)項(xiàng)目默認(rèn)值幾何數(shù)據(jù)城市街道類型圖表10-3、10-4長度-自由流速度圖表10-5交叉口控制數(shù)據(jù)信號燈密度圖表10-6交叉口延誤參看本章第3節(jié)分析人員應(yīng)該注意到：對某項(xiàng)分析的輸入數(shù)據(jù)而言，現(xiàn)場觀測是獲取參數(shù)值的最可靠的方法。只有當(dāng)這種情況不可行時(shí)，才可考慮取用默認(rèn)值。10.2.3.1城市街道分類這里的城市街道分類系統(tǒng)與美國州公路和交通官員協(xié)會（AASHTO）使用的分類有些不同（1）。AASHTO的分類是功能分類，考慮出行量、里程以及規(guī)定城市街道提供的交通服務(wù)特性。本手冊的分析方法使用了AASHTO對主干道和次干道的級別。但是第2級分類在這里，對干道采用了合適的設(shè)計(jì)分類。設(shè)計(jì)分類取決于設(shè)置的速度限制、信號燈密度、進(jìn)入住宅通道的密度以及其他設(shè)計(jì)特征。第3級是在綜合功能分類和設(shè)計(jì)分類的基礎(chǔ)上，確定恰當(dāng)?shù)某鞘薪值婪诸?。圖表10-3和10-4可用于確定城市街道的級別。本手冊定義了4類城市街道級別。這些級別用數(shù)字（I、II、III和IV）標(biāo)明，反映了街道功能分類和設(shè)計(jì)分類的一種組合，如圖表10-3所示。按功能可分為兩類：主干道和次干道；按設(shè)計(jì)可分為4類：高速路、郊區(qū)路、中速路和城市道路。每一類的特征在本節(jié)后面部分描述。圖表10-4總結(jié)了這些特征。圖表10-3基于功能和設(shè)計(jì)分類的城市街道分類設(shè)計(jì)分類功能分類主干道次干道高速路郊區(qū)路中速路城市道路IIIIIIII或IVN/AIIIII或IVIV圖表10-4功能和設(shè)計(jì)分類標(biāo)準(zhǔn)功能分類主干道次干道通暢功能非常重要重要通達(dá)功能非常次要本質(zhì)的結(jié)點(diǎn)高速公路、重要的活動中心、主要的交通集散點(diǎn)主要干道服務(wù)的主要出行主要結(jié)點(diǎn)與進(jìn)出結(jié)點(diǎn)之間以及穿越城市交通的比較長的出行相對小的區(qū)域內(nèi)適中長度的出行標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)分類高速路郊區(qū)路中速路城市道路進(jìn)出住宅通道/出入口的密度密度很小小密度密度適中高密度干道類型分隔、未分隔的多車道或者有路肩的兩車道分隔、未分隔的多車道或者有路肩的兩車道分隔、未分隔的多車道；單向交通、兩車道未分隔的，單向或雙向行駛的兩車道或多車道停車沒有沒有有一些很多專用左轉(zhuǎn)車道有有多數(shù)情況有有時(shí)有信號燈數(shù)/km0.3~1.20.6~3.02~64-8速度限制75~90km/h65~75km/h50~65km/h40~55km/h行人活動非常少少有一些通常有路邊開發(fā)低密度低密度到中等密度中等密度到適中密度高密度主干道服務(wù)于都市區(qū)各重要活動中心之間的往來交通流，以及進(jìn)出都市區(qū)的大量出行，將高速公路和主要的交通產(chǎn)生源連接起來。在較小的城市（人口少于50,000人），其重要性體現(xiàn)在為穿越城市區(qū)域的交通所提供的服務(wù)。對相鄰?fù)恋氐姆?wù)功能比直通交通的功能次要。次干道連接并擴(kuò)大了主干道系統(tǒng)。盡管其主要功能是交通性，但履行這項(xiàng)功能的水平比較低，與主干道相比更強(qiáng)調(diào)對用地的通達(dá)性。次干道系統(tǒng)為適中距離的出行服務(wù)，交通分布的地理區(qū)域比主干道的服務(wù)范圍小。城市街道可按照其設(shè)計(jì)分類進(jìn)一步劃分。圖表10-3列出了基于功能分類和設(shè)計(jì)分類的城市街道分類。高速路設(shè)計(jì)是指進(jìn)入住宅的通道和出入口密度非常低、設(shè)有專用左轉(zhuǎn)車道，沒有停車的城市街道。可能是分隔的或未分隔的多車道設(shè)施或者是鋪有路肩的雙車道設(shè)施。信號燈很少，其間距較長。路邊開發(fā)密度較低，限制速度為75~80km/h。這種設(shè)計(jì)類型包括很多郊區(qū)的城市街道。郊區(qū)道路設(shè)計(jì)是指進(jìn)入住宅通道和出入口密度比較低、設(shè)有專用左轉(zhuǎn)車道，沒有停車的街道?？赡苁欠指舻幕蛭捶指舻亩嘬嚨涝O(shè)施或者是具有路肩的雙車道設(shè)施。信號燈間距適合于良好的綠波車流（最多每公里3個(gè)信號燈）。路邊開發(fā)密度低或中等，限制速度為65~75km/h。中等速度的道路設(shè)計(jì)是指進(jìn)入住宅通道和出入口密度中等的城市街道?？赡苁欠指舻亩嘬嚨涝O(shè)施或未分隔的單向交通或兩車道設(shè)施?？赡苡幸恍Ｓ玫幕蛘哐由斓淖筠D(zhuǎn)車道，有些路段允許停車。其路邊開發(fā)密度比典型郊區(qū)路設(shè)計(jì)高，通常每公里有2~6個(gè)信號燈，限制速度為50~65km/h。城市道路設(shè)計(jì)是指進(jìn)入住宅通道和出入口密度大的城市街道。通常有兩條或者更多車道，單向或者雙向行駛，不分隔。通常允許停車。一般情況下，很少有專用的左轉(zhuǎn)車道，有行人干擾。每公里一般有4~8個(gè)信號燈。路邊開發(fā)是密集的商業(yè)用地，限制速度為40~55除了以上定義之外，在確定功能和設(shè)計(jì)分類時(shí)，可輔助使用圖表10-4。一旦確定了功能和設(shè)計(jì)分類，可根據(jù)圖表10-3確定城市街道類型。在實(shí)踐中，確定恰當(dāng)?shù)念愋蜁r(shí)有些不明確。自由流速度的觀測值或者估計(jì)值對于確定類型很有幫助，因?yàn)槊款惓鞘薪值蓝加凶杂闪魉俣鹊奶卣鞣秶?，見?5章。10.2.3.2長度為保證服務(wù)水平的速度標(biāo)準(zhǔn)，所分析的城市街道，在商業(yè)區(qū)應(yīng)該至少長1.5km，在其他區(qū)位長3km。當(dāng)所論及的長度短于1.5km時(shí)，應(yīng)作為單獨(dú)的交叉口進(jìn)行分析，并按照單獨(dú)交叉口的標(biāo)準(zhǔn)評價(jià)服務(wù)水平。10.2.3.3自由流速度自由流速度可用于確定城市街道分類和估計(jì)路段行駛時(shí)間。如果不能在現(xiàn)場觀測自由流速度，分析人員應(yīng)該嘗試在相同區(qū)域類似設(shè)施上進(jìn)行測量，或者采用當(dāng)?shù)匾阎贫ǖ臉?biāo)準(zhǔn)。當(dāng)沒條件這樣做時(shí)，分析人員可以借助于選定的限制速度（或者限制速度左右的某些值），或者采用本手冊中的默認(rèn)值。城市街道的自由流速度是指路上交通量很小，城市街道上所有信號燈為整個(gè)出行都顯示綠燈時(shí)的車輛的行駛速度。因此，信號交叉口的所有延誤，即使是在小交通量的情況下，也不計(jì)算在城市街道自由流速度之內(nèi)。測量城市街道自由流速度最好的地點(diǎn)是路段中部，盡可能地遠(yuǎn)離最近的信號控制或停車控制的交叉口。選在小交通量條件下（低于200輛/h/車道）進(jìn)行測量。圖表10-5按照城市街道分類給出了在缺乏當(dāng)?shù)財(cái)?shù)據(jù)時(shí)使用的自由流速度默認(rèn)值。圖表10-5城市街道類別的自由流速度城市街道分類默認(rèn)值（km/h）I80II65III55IV4510.2.3.4信號燈密度信號燈密度是指論及的城市街道長度上的信號交叉口數(shù)量除以該街道長度。如果所討論的城市街道路長度的起點(diǎn)和終點(diǎn)都是信號交叉口，那么在計(jì)算信號燈密度時(shí)，所討論路段上的信號燈數(shù)量應(yīng)減去1。圖表10-6按照城市街道分類給出了在缺乏當(dāng)?shù)財(cái)?shù)據(jù)情況下可以使用的默認(rèn)值。圖表10-6城市道路類別的信號燈密度城市街道分類信號交叉口密度，個(gè)/kmI0.5II2III4IV610.2.3.5高峰小時(shí)系數(shù)在沒有高峰小時(shí)系數(shù)（PHF）現(xiàn)場觀測值的情況下，可以使用近似值。對于擁擠情況，PHF合理的近似值為0.92。對于整個(gè)高峰小時(shí)內(nèi)交通流量還算平穩(wěn)，但確實(shí)出現(xiàn)了可鑒別高峰的情況，PHF合理的估計(jì)值為0.88。10.2.3.6分析時(shí)段長度估計(jì)城市街道速度的分析程序依賴于對該街道上信號交叉口和無信號交叉口延誤的估計(jì)。當(dāng)選擇的分析時(shí)段交通需求低于通行能力時(shí)，計(jì)算信號交叉口和無信號交叉口延誤的公式十分準(zhǔn)確。當(dāng)交通需求超過通行能力時(shí)，計(jì)算交叉口延誤的公式只能估計(jì)分析時(shí)段內(nèi)所有到達(dá)車輛的延誤，而不能確定過剩的交通需求（對下一個(gè)分析時(shí)段的剩余排隊(duì)）對下個(gè)分析時(shí)段到達(dá)車輛的影響。典型的分析時(shí)段為15min。然而，如果采用15min分析時(shí)段，交通需求要產(chǎn)生剩余排隊(duì)（V/C大于1.00）的話，分析人員應(yīng)該考慮采用多個(gè)分析時(shí)段或者采用一個(gè)更長的分析時(shí)段以提高延誤估計(jì)的精度。如果選擇多時(shí)段進(jìn)行分析，分析人員必須象第16章附錄F（考慮初始排隊(duì)影響的信號增量延誤模型）所討論的一樣，將一個(gè)分析時(shí)段的剩余排隊(duì)轉(zhuǎn)移到下一個(gè)分析時(shí)段。對無信號交叉口，分析人員不得不修正或者順應(yīng)這些分析過程。這樣，可以計(jì)算出每個(gè)分析時(shí)段的速度、延誤和服務(wù)水平。由于跨越多個(gè)分析時(shí)段，得到平均服務(wù)水平，使一些結(jié)論變得模糊，分析人員必須確定如何報(bào)告分析結(jié)果。如果選擇一個(gè)更長分析時(shí)段（例如1h）進(jìn)行分析，分析人員在進(jìn)行分析和說明結(jié)論時(shí)必須謹(jǐn)慎?？赡懿坏貌恍拚叻逍r(shí)系數(shù)（一般用來將1h交通量計(jì)算為15min高峰流率），為較長的分析時(shí)段提供合適的流率。分析人員還必須認(rèn)識到：城市道路、信號交叉口和無信號交叉口的服務(wù)水平標(biāo)準(zhǔn)是針對15min分析時(shí)段建立的。較長分析時(shí)段的情況（假設(shè)這些分析時(shí)段內(nèi)出現(xiàn)最壞的高峰情況）可能不再符合本手冊提供的15min服務(wù)水平標(biāo)準(zhǔn)。10.2.4服務(wù)流量表圖表10-7是4類城市街道類型服務(wù)流量表。對于特定類型和車道數(shù)（每方向）的城市街道，該表對估計(jì)給定服務(wù)水平下城市街道可以通過的車輛數(shù)很有用。當(dāng)圖表10-7所示的默認(rèn)值對給定條件適用時(shí)，估計(jì)的服務(wù)流量很準(zhǔn)確。如果給定街道的條件與建立該表時(shí)的條件非常不同，該表的數(shù)值不適用。圖表10-7城市街道的服務(wù)流量表車道數(shù)服務(wù)流量（輛/h）ABCDEI類1N/A740920101011102N/A14901780194021203N/A22102580279030404N/A2970344037504060II類1N/AN/A6208208602N/AN/A1290159016503N/AN/A1920228023704N/AN/A262030703190III類1N/AN/A6007908402N/AN/A1250153016103N/AN/A1870222023104N/AN/A258029603080IV類1N/AN/A2706907902N/AN/A650144015203N/AN/A1070211021804N/AN/A151028202900注：N/A——沒達(dá)到假定條件。上表源自下表所列的條件類別IIIIIIIV信號燈密度（信號燈/km）0.83510自由流速度（km/h）50403530周期長度（s）110908070有效綠燈比例0.450.450.450.45修正的飽和流率1850180017501700到達(dá)類型3445單位增量（s）3333初始排隊(duì)0000其他延誤0000高峰小時(shí)系數(shù)0.920.920.920.92左轉(zhuǎn)比例%，右轉(zhuǎn)比例%10101010左轉(zhuǎn)候車區(qū)有有有有車道利用系數(shù)根據(jù)圖表10-23，默認(rèn)的車道利用系數(shù)10.3信號交叉口城市街道的通行能力主要是與信號配時(shí)和道路的幾何特征有關(guān)，也與設(shè)施的交通組成有關(guān)。幾何特征是設(shè)施的固定特征。因此，盡管交通組成可能隨著時(shí)間有些變化，設(shè)施的通行能力一般來說是一個(gè)穩(wěn)定值，只有通過改善設(shè)施的幾何條件才能明顯提高。在信號交叉口處，對通行能力概念引入了時(shí)間分配附加要素。交通信號的實(shí)質(zhì)是為企圖使用同一空間的沖突交通流分配時(shí)間。分配時(shí)間的方法明顯地影響交叉口及其引道的運(yùn)營和通行能力。在分析信號交叉口時(shí)，分析的物理單元是車道組。車道組是由交叉口某進(jìn)口的一條或多條車道組成。應(yīng)用本手冊方法得到的結(jié)果是以每車道組的數(shù)據(jù)。10.3.1信號交叉口交通流特征在某個(gè)信號交叉口，對給定車道組，有三種指示的信號顯示：綠、黃和紅。紅色顯示中可能包含一個(gè)比較短的時(shí)段（該時(shí)段內(nèi)所有指示均為紅色），稱為全紅間隔。它與黃色顯示形成兩個(gè)綠燈相位間的轉(zhuǎn)換和清尾間隔。圖表10-8描述了信號交叉口交通流的一些基本屬性，為本節(jié)中大部分討論提供了參考。該圖代表一種簡單的情況，一個(gè)周期內(nèi)有兩相位的單向行駛的信號交叉口。圖表10-8信號交叉口交通流基本屬性該圖分為三個(gè)部分。第一部分為從南往北通過交叉口的車輛的時(shí)空圖。圖上標(biāo)出了信號周期的時(shí)段。第二部分畫出了配時(shí)情況，并且以全章通用的符號標(biāo)記了各時(shí)段。第三部分是理想的通過停車線流率示意圖，說明了飽和流的定義。圖表10-9對這些變量和其他基本術(shù)語作了進(jìn)一步解釋。給定車道組的信號周期具有兩個(gè)簡單的組成成分：有效綠燈時(shí)間和有效紅燈時(shí)間。有效綠燈時(shí)間是指所研究的車道組在飽和流率條件下被車輛所利用的時(shí)間。有效紅燈時(shí)間定義為信號周期長度減去有效綠燈時(shí)間。信號燈顯示的實(shí)際綠燈、黃燈和紅燈時(shí)間與所認(rèn)定的有效綠燈和紅燈時(shí)間之間的關(guān)系很重要。每次行駛過程都包括啟動和停止，經(jīng)歷兩次損失時(shí)間。行駛之初，排隊(duì)車輛中的頭幾輛會有啟動延誤，使車流量低于飽和流率（圖表10-8）。行駛結(jié)束時(shí)，部分轉(zhuǎn)換間隔和清尾時(shí)段（黃燈和全紅）則不能供車輛行駛。圖表10-9信號交叉口處交通流基本變量的符號、定義和單位名稱符號定義單位轉(zhuǎn)換和清尾間隔Yi黃燈和全紅時(shí)段，發(fā)生在交通信號相位之間，以便在相交車流放行之前，使交叉口清場s清尾損失時(shí)間l2信號相位間的時(shí)間段，其間任何交通流都沒使用交叉口s控制延誤di由于控制信號使車道組減速或者停止而產(chǎn)生的延誤，是延誤的組成部分；控制延誤是通過對比沒有控制的情況來估計(jì)。s周期信號顯示過程的完整周期長度Ci信號循環(huán)一個(gè)周期所需的總時(shí)間s有效綠燈時(shí)間gi允許給定的一列交通流或一組交通流通行的時(shí)間；它等于周期長度減去有效紅燈時(shí)間s有效紅燈時(shí)間ri指示給定的一列交通流或一組交通流停止的時(shí)間；它等于周期長度減去有效綠燈時(shí)間s有效綠燈延時(shí)e某車道組相位結(jié)束時(shí)，可用于該車道組車輛通行的轉(zhuǎn)換和清尾間隔的總和。s綠燈時(shí)間Gi在信號交叉口，對給定交通流的綠燈顯示持續(xù)時(shí)間。s時(shí)段所有交通信號顯示保持不變的一段時(shí)間損失時(shí)間tL交叉口未能供任何車流有效利用的時(shí)間；它是清尾損失時(shí)間與啟動損失時(shí)間之和s相位分配給任一交通流向通行權(quán)的信號周期的部分時(shí)間紅燈時(shí)間Ri信號周期中的一段時(shí)間，對于給定相位或車道組，其信號顯示為紅色。s飽和流率si假設(shè)所有時(shí)間均為綠燈，沒有損失時(shí)間時(shí)，排隊(duì)的車輛在通常條件下通過交叉口引道的當(dāng)量小時(shí)流率輛/h啟動損失時(shí)間l1在信號交叉口，綠燈相位開始，因反應(yīng)、加速，排隊(duì)車輛中頭幾輛車比飽和車頭時(shí)距多耗費(fèi)的額外時(shí)間s總損失時(shí)間L交叉口未能供任何交通流向有效利用的每周期的總損失時(shí)間，發(fā)生在轉(zhuǎn)換和清尾時(shí)段以及大多數(shù)相位的開始時(shí)s綠燈開始時(shí)，啟動損失叫做啟動損失時(shí)間（l1）。黃燈開始時(shí)，短時(shí)間內(nèi)車輛繼續(xù)駛?cè)虢徊婵冢霈F(xiàn)了有效綠燈延時(shí)（e）。當(dāng)綠燈延時(shí)結(jié)束時(shí)，其余的轉(zhuǎn)換和清尾時(shí)段被視為清尾損失時(shí)間（l2）。車道組的損失時(shí)間（tL）是啟動損失時(shí)間和清尾損失損失時(shí)間的之和。研究（2）發(fā)現(xiàn)，啟動損失時(shí)間約為2s，有效綠燈延時(shí)大約是2s（在擁擠情況下有時(shí)更長）。因此，公式10-1中維系的關(guān)系在典型條件成立，而實(shí)際的綠燈時(shí)間、損失時(shí)間、有效綠燈時(shí)間延時(shí)和有效綠燈時(shí)間之間的關(guān)系如圖表10-10所示。當(dāng)l1=2且e=2（典型情況）時(shí)，則tL=Yi。（10-1）GiYiRil1el2RitLgiRirigiri圖表10-10實(shí)際的綠燈時(shí)間、損失時(shí)間、有效綠燈延時(shí)和有效綠燈時(shí)間之間的關(guān)系如圖表10-10所示，某流向的損失時(shí)間是從實(shí)際綠燈相位的開始時(shí)扣除的。因此，Gi的一小部分變成了有效紅燈時(shí)間ri的一部分。該部分等于某流向的損失時(shí)間tL。因?yàn)槟沉飨虻乃袚p失時(shí)間都從綠燈開始時(shí)扣除，所以可認(rèn)為有效綠燈時(shí)間持續(xù)到黃燈與全紅的轉(zhuǎn)換和清尾時(shí)段Yi結(jié)束。因此，對于任意給定的交通流向，可用公式10-2計(jì)算有效綠燈時(shí)間，用公式10-3計(jì)算有效紅燈時(shí)間。（10-2）（10-3）采用這種簡化觀念認(rèn)為所有損失時(shí)間發(fā)生在一列車啟動、加速時(shí)段，使分析包括保護(hù)型+許可型左轉(zhuǎn)相位的更復(fù)雜的信號變得比較容易。作為一般的規(guī)則，損失時(shí)間tL發(fā)生于每一次車輛啟動。因此，某一車流在保護(hù)型相位啟動，然后通過許可型相位（或者反過來），只扣除一次損失時(shí)間。對于連續(xù)行駛的車流，假定在許可型相位和保護(hù)型相位之間沒有時(shí)間損失。圖表10-11描繪了比較復(fù)雜的情況，包括保護(hù)型+許可型以及許可型+保護(hù)型的復(fù)合左轉(zhuǎn)相位，在典型的前導(dǎo)-滯后（lead-lag）相位方案中，相位1a[向東行（EB）]和相位1c[向西行（WB）]是保護(hù)型左轉(zhuǎn)，而一般的相位1b是許可型左轉(zhuǎn)。在這樣的相位序列中會產(chǎn)生多少損失時(shí)間，很重要。運(yùn)用一般的規(guī)則，某一交通流的全部損失時(shí)間發(fā)生于該交通流啟動時(shí)段，可以確定如下內(nèi)容：在相位1a中，向東行（EB）的直行車流和左轉(zhuǎn)車流開始啟動。因此，兩股交通流產(chǎn)生損失時(shí)間。在相位1b中，向東行（EB）的直行車流和左轉(zhuǎn)車流繼續(xù)行駛。在該相位中連續(xù)行駛的交通流沒有產(chǎn)生損失時(shí)間。向西行（WB）的直行車和左轉(zhuǎn)車流在該相位中啟動，則這兩股交通流產(chǎn)生損失時(shí)間。在相位1c中，只有向西行（WB）的直行車流和左轉(zhuǎn)車流繼續(xù)行駛。由于這兩股車流都不是在本相位中啟動的，所以這里不產(chǎn)生損失時(shí)間。更進(jìn)一步說，由于相位1c期間沒有車流啟動，因此相位1c期間任何交通流都不產(chǎn)生損失時(shí)間。在相位2中，向北行（NB）和向南行（SB）的車流啟動，產(chǎn)生損失時(shí)間。圖表10-11復(fù)合左轉(zhuǎn)相位產(chǎn)生的損失時(shí)間在信號周期L中，總的損失時(shí)間也很重要。這是整個(gè)信號周期關(guān)鍵路徑中包括的總損失時(shí)間。第16章討論了確定關(guān)鍵路徑和L的方法。10.3.2交通信號特征現(xiàn)代的交通信號有多種分配時(shí)間的方式，從最簡單的兩相位預(yù)定周期模式到最復(fù)雜的多相位感應(yīng)模式。這里有三種交通信號控制器：預(yù)定周期式：該方式中相位的排列按照一定順序重復(fù)顯示。每個(gè)相位都有固定的綠燈時(shí)間與轉(zhuǎn)換和清尾時(shí)段，這些時(shí)段在每一個(gè)周期內(nèi)重復(fù)，形成固定的周期長度。全感應(yīng)式：該方式中所有交叉口引道的配時(shí)受到車輛檢測器的影響。每個(gè)相位受最小和最大綠燈時(shí)間的限制，如果沒有檢測到交通需求，有些相位則可能被跳過。全感應(yīng)式控制的周期長度因周期不同而不同。半感應(yīng)式：該方式在某些引道（一般是次要街道）上設(shè)有檢測器，而有些引道（一般是主要街道）上不設(shè)檢測器。盡管這些基于設(shè)備的定義一直存在于交通工程術(shù)語中，而從分析人員的觀點(diǎn)看，交通控制技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)使交通信號設(shè)備的功能復(fù)雜化了。為了分析通行能力和服務(wù)水平，利用控制器類型描述整個(gè)交叉口的運(yùn)行狀況已經(jīng)不再充分。取而代之，必須針對每個(gè)車道組分別使用一組擴(kuò)展的定義。每個(gè)交通流可能利用一個(gè)相位，不是感應(yīng)式就是非感應(yīng)式。信號相位可能與同一路線上相鄰的信號協(xié)調(diào)，或者信號以一種孤立的模式運(yùn)行，不受其他信號的影響。非感應(yīng)式相位通常以固定的最小綠燈時(shí)間運(yùn)行，如果有感應(yīng)式相位，而且感應(yīng)式相位中交通需求較低有多余的綠燈時(shí)間，則最小綠燈時(shí)間因重新分配沒利用的燈時(shí)而延長。當(dāng)交通需求較低時(shí)，感應(yīng)式相位的時(shí)間縮短。如果一段時(shí)間內(nèi)沒有交通需求，感應(yīng)式相位可能完全被跳過，或者顯示最短的時(shí)間。在系統(tǒng)中，非感應(yīng)式相位協(xié)調(diào)控制，感應(yīng)式相位也得提早結(jié)束（強(qiáng)制中斷）以適應(yīng)系統(tǒng)的綠波設(shè)計(jì)。不但綠燈時(shí)間的分配而且轉(zhuǎn)彎車流也適應(yīng)相位排列的情況，對信號交叉口的通行能力及運(yùn)行狀況都有很顯著的影響。可針對保護(hù)型、許可型或者無對向型轉(zhuǎn)向車流，分別設(shè)計(jì)相位。許可型轉(zhuǎn)向交通流可穿越與之交叉的行人或自行車流或者對向機(jī)動車流。因此，允許左轉(zhuǎn)車流與對向直行車流同時(shí)通行，正如右轉(zhuǎn)車流與人行過街道的行人交叉一樣。保護(hù)型轉(zhuǎn)向行駛，沒有這些沖突，例如在禁止沖突人流通行的專用左轉(zhuǎn)相位或者右轉(zhuǎn)相位期間行駛的轉(zhuǎn)向車流。許可型轉(zhuǎn)向車流會受到因選擇穿越與之沖突的車流或人流間隙而產(chǎn)生摩阻。因此，單一的許可型轉(zhuǎn)向車流往往比單一的保護(hù)型轉(zhuǎn)向車流消耗更多可利用的綠燈時(shí)間。在給定的條件下，許可型與保護(hù)型轉(zhuǎn)向相位哪種更有效，這取決于轉(zhuǎn)向交通量和對向交通量、交叉口幾何條件和其他因素。無對向型轉(zhuǎn)向車流不設(shè)置左轉(zhuǎn)專用相位（例如，綠箭頭燈），但是由于交叉口的自身特性，這些轉(zhuǎn)向車流從來不會與直行交通發(fā)生沖突。這種情況發(fā)生在單向行駛街道、T型交叉口以及為對向所有車流提供完全分離的信號相位設(shè)計(jì)中（例如，分離相位運(yùn)行）。在一些情況下，這些車流必須做不同的處理，因?yàn)樵诓蛔璧K直行交通的情況下，共用車道能容納這些車流。任何時(shí)間都無對向型的左轉(zhuǎn)應(yīng)該與那些在信號周期部分時(shí)段內(nèi)無對向車流而在其他時(shí)段內(nèi)有對向車流的左轉(zhuǎn)區(qū)別開，在部分相序里，有對向車流的左轉(zhuǎn)車流將阻礙共用車道中的直行交通。10.3.3飽和流率飽和流率是一個(gè)用來計(jì)算通行能力的基本參數(shù)，其定義見圖表10-8和10-9。實(shí)質(zhì)上，飽和流率取決于車輛駛過交叉口時(shí)連續(xù)通過車道組停車線的最小車頭時(shí)距，按照為分析建立的每個(gè)車道組計(jì)算。通常條件下，某點(diǎn)的飽和流率可以直接通過現(xiàn)場測量來確定，并且不作修正。如果選用理想飽和流率的默認(rèn)值，則必須根據(jù)所研究地點(diǎn)的具體幾何、交通和環(huán)境條件的一系列影響進(jìn)行修正。10.3.4信號交叉口通行能力交叉口通行能力是按照每個(gè)車道組進(jìn)行定義的。車道組的通行能力是指在通常的交通、道路和信號條件下，車輛合情合理地期望通過交叉口的最大小時(shí)流率。流率通常以15分鐘時(shí)段來度量或計(jì)算，而通行能力則以輛/小時(shí)（輛/h）表示。交通條件包括每條引道的交通量、按流向（左轉(zhuǎn)、直行、右轉(zhuǎn)）的車輛分布、每一流向的車型分布、交叉口范圍內(nèi)公共汽車?？空镜奈恢煤褪褂们闆r、行人過街流量以及交叉口引道上的停車情況。道路條件包括交叉口基本幾何特征（包括車道數(shù)和車道寬度），坡度和車道功能劃分（包括停車車道）。信號條件是一組全面的界定，包括信號相位、配時(shí)、控制類型和對每一車道組信號聯(lián)動的評價(jià)。信號交叉口的通行能力分析（第16章）集中在車道組的飽和流率、通行能力、V/C比以及服務(wù)水平等的計(jì)算。10.3.5服務(wù)水平信號交叉口的服務(wù)水平是根據(jù)控制延誤來確定的?？刂蒲诱`是描述司機(jī)不舒適、受阻、油耗和行駛時(shí)間增加的指標(biāo)。司機(jī)所經(jīng)歷的延誤是由很多與控制、幾何、交通條件以及事件有關(guān)的因素構(gòu)成?？傃诱`是實(shí)際花費(fèi)的行程時(shí)間與參考行程時(shí)間之差，參考行程時(shí)間是在沒有交通控制、沒有幾何延誤、沒有任何交通事件以及其他車輛的理想條件下所花費(fèi)的行程時(shí)間。特別地，交通信號的服務(wù)水平標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)每輛車的平均控制延誤來規(guī)定的，通常以15分鐘作為分析時(shí)間段。延誤是一項(xiàng)復(fù)雜的指標(biāo)，它取決于大量的變量，包括聯(lián)動的質(zhì)量、周期長度、綠信比和車道組的V/C比。關(guān)鍵V/C比是反映交叉口總體飽和程度的一項(xiàng)大致的指標(biāo)。關(guān)鍵V/C比取決于關(guān)鍵的相交車道流率和信號相位。關(guān)鍵V/C比的計(jì)算在附錄A和第16章中有詳細(xì)介紹。平均排隊(duì)長度是用于分析信號交叉口特性的另一種測度。排隊(duì)長度是排隊(duì)車輛數(shù)，取決于車輛到達(dá)類型和在綠燈相位內(nèi)沒能通過交叉口的車輛數(shù)。平均長度的計(jì)算在第16章的附錄G中闡述。確定服務(wù)水平，給出控制延誤的合理范圍。A級服務(wù)水平，車輛運(yùn)行的控制延誤很小，最大到10s/輛。在綠波信號非常令人滿意，且大多數(shù)車輛在綠燈相位期間到達(dá)的情況下，出現(xiàn)A級服務(wù)水平。許多車輛根本不用停車。若周期長度短，則產(chǎn)生很小延誤。B級服務(wù)水平，車輛運(yùn)行的控制延誤為10s/輛到20s/輛。在綠波較好或短周期的情況下，或兩者兼有的情況下，出現(xiàn)B級服務(wù)水平。C級服務(wù)水平，車輛運(yùn)行的控制延誤為20s/輛到35s/輛。這種較高的延誤值緣于只是一般的綠波控制、周期較長，或兩者兼有的情況。在該級服務(wù)水平，個(gè)別信號周期可能開始出現(xiàn)失效。當(dāng)排隊(duì)車輛不能在給定的綠燈相位通過時(shí)，出現(xiàn)剩余排隊(duì)車輛，信號周期失效。在C級服務(wù)水平，盡管許多車輛仍舊不停車通過交叉口，但也有一定數(shù)量的車輛停車。D級服務(wù)水平，車輛運(yùn)行的控制延誤為35s/輛到55s/輛。在D級服務(wù)水平下，擁擠影響變得顯而易見。由于綠波不匹配、周期比較長和V/C比高等因素的組合作用，產(chǎn)生了比較大的延誤。許多車輛停車，不停車的車輛比例下降。信號周期失效現(xiàn)象增多。E級服務(wù)水平，車輛運(yùn)行的控制延誤為55s/輛到80s/輛。這種大延誤通常表示綠波差、周期長和V/C比高。信號周期失效現(xiàn)象時(shí)常發(fā)生。F級服務(wù)水平，車輛運(yùn)行的控制延誤超過80s/輛。這一服務(wù)水平，通常在過飽和狀態(tài)下出現(xiàn)，也就是車輛的到達(dá)流率大于車道組的通行能力的時(shí)候出現(xiàn)，大多數(shù)駕駛員認(rèn)為不可接受。該服務(wù)水平也可能在V/C比高且單個(gè)信號周期失效的情況下發(fā)生。綠波差和周期長也可能是導(dǎo)致延誤大的重要因素。然而，在V/C比小于1.0時(shí)，也可能出現(xiàn)F級服務(wù)水平范圍內(nèi)的延誤（不可接受）。當(dāng)下面一些條件的組合存在時(shí)，即使V/C比小于1，也會產(chǎn)生很大的延誤。周期很長、車道組的信號配時(shí)不好（紅燈時(shí)間很長）、信號聯(lián)動對所研究的流向不利。相反的情況也可能出現(xiàn)（對某一限定期間）：如果周期長度短或信號聯(lián)動滿意，或者兩者兼有，則飽和車道組（也就是V/C比大于1.0）的延誤也許會很小。因此，判定為F級服務(wù)水平，并不能機(jī)械地認(rèn)為交叉口、引道或車道組的車流就超出通行能力；也不能機(jī)械地認(rèn)為好于E級服務(wù)水平就有可利用的多余的通行能力。本章和第16章的方法需要同時(shí)分析通行能力和服務(wù)水平等級，以全面地評價(jià)信號交叉口的運(yùn)行狀況。10.3.6所需要輸入的數(shù)據(jù)和估計(jì)值圖表10-12給出了在缺乏當(dāng)?shù)財(cái)?shù)據(jù)時(shí)輸入?yún)?shù)的默認(rèn)值。如果交叉口的飽和流是估算值，那么需要補(bǔ)充飽和流率的修正數(shù)據(jù)。分析人員應(yīng)該注意：在分析中，用實(shí)測數(shù)據(jù)作為輸入數(shù)據(jù)是得到參數(shù)值最可靠的方法。只有實(shí)測不可行時(shí)，才應(yīng)該考慮用默認(rèn)值。圖表10-12信號交叉口所需的數(shù)據(jù)名稱默認(rèn)值幾何數(shù)據(jù)專用轉(zhuǎn)向車道圖表10-13交通需求數(shù)據(jù)交叉口轉(zhuǎn)向車流-PHF0.92分析周期長度0.25h交叉口數(shù)據(jù)控制類型-周期圖表10-16損失時(shí)間圖表10-17g/C-到達(dá)類型（AT）3沒有聯(lián)動控制，4聯(lián)動控制延時(shí)單位（UE）3.0s感應(yīng)式控制修正系數(shù)（k）0.40（規(guī)劃分析）上游過濾修正系數(shù)（l）1.00修正的飽和流率圖表10-19飽和流數(shù)據(jù)理想飽和流率1900輛小客車/h/車道車道寬度3.6m重車比例2%坡度0%停車調(diào)度圖表10-20地方公交圖表10-21行人圖表10-22區(qū)域類型-車道利用圖表10-2310.3.6.1交叉口處車道的增減在進(jìn)入交叉口的引道上增加的直行車道和在駛出交叉口處減少的直行車道也許不能全部發(fā)揮直行車道的功能。分析人員在決定引道的直行車道當(dāng)量數(shù)和為引道選擇車道利用系數(shù)時(shí)應(yīng)該考慮到這一點(diǎn)。10.3.6.2專用轉(zhuǎn)向車道當(dāng)現(xiàn)有條件或州或當(dāng)?shù)氐膽T例沒有規(guī)范交叉口幾何設(shè)計(jì)時(shí)，這里對交叉口幾何設(shè)計(jì)提出一些建議（3）。分析表明，當(dāng)交叉口存在通過改變幾何設(shè)計(jì)能修正的缺點(diǎn)時(shí)，也可以采用這些建議。然而，這一節(jié)中任何部分都不能視為一項(xiàng)嚴(yán)格的指導(dǎo)原則或分析標(biāo)準(zhǔn)。在可使用州或當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)、指導(dǎo)原則、政策或慣例的地方，都不用這些材料。這里的描述總體上包含了改進(jìn)信號交叉口的可能性。10.3.6設(shè)置專用左轉(zhuǎn)車道取決于左轉(zhuǎn)交通量、對向交通量和安全考慮（4）。為了分析將來所需要的關(guān)于車道組成的假設(shè)條件，圖表10-13給出了在缺乏當(dāng)?shù)財(cái)?shù)據(jù)條件下左轉(zhuǎn)交通量與需要的左轉(zhuǎn)車道之間的關(guān)系（5）。圖表10-13信號交叉口轉(zhuǎn)向交通量需要的專用左轉(zhuǎn)車道轉(zhuǎn)向車道最小轉(zhuǎn)向交通量（輛/h）一條專用左轉(zhuǎn)車道100兩條專用左轉(zhuǎn)車道300在信號交叉口設(shè)有專用左轉(zhuǎn)相位時(shí)，也需要設(shè)置專用左轉(zhuǎn)車道。當(dāng)沒有預(yù)測的轉(zhuǎn)向交通量時(shí)，分析人員應(yīng)該假設(shè)：未來所有的交叉口都按專用左轉(zhuǎn)車道的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，除非在商務(wù)中心區(qū)（CBD）（假如存在嚴(yán)格的通行權(quán)限制）、單向街道或者不具備建設(shè)專用左轉(zhuǎn)車道的管轄權(quán)限。10.3.6雖然右轉(zhuǎn)通常要比左轉(zhuǎn)更有效，但是專用右轉(zhuǎn)車道經(jīng)常是根據(jù)使用左轉(zhuǎn)車道的理由而設(shè)置。右轉(zhuǎn)可能會與行人流或自行車流發(fā)生沖突，但是不會與車流發(fā)生沖突。一般來說，如果右轉(zhuǎn)交通量超過300輛/h，并且鄰近的主線交通量超過300輛/h/車道，那么應(yīng)該考慮設(shè)置專用右轉(zhuǎn)車道。10.3.6一條引道所需的車道數(shù)取決于多種因素，包括信號設(shè)計(jì)。一般來說，應(yīng)該為主路提供足夠的車道，以避免直行和右轉(zhuǎn)（如果有左轉(zhuǎn)，加上左轉(zhuǎn)交通量）的總交通量超過450輛/h/車道。這是一個(gè)非常一般性的建議。如果將可利用綠燈時(shí)間的大部分分配給主要引道，那么這些引道能夠疏導(dǎo)更多的交通量。如果車道數(shù)未知，那么開始分析時(shí)，使用以前的數(shù)值。10.3.6如果車道寬度未知，應(yīng)該假設(shè)為標(biāo)準(zhǔn)車道寬3.6m，除非已知的約束條件不允許這樣的寬度。停車條件應(yīng)該與當(dāng)?shù)貞T例一致。如果沒有相關(guān)信息，為了分析目的，可假設(shè)沒有路邊停車和沒有當(dāng)?shù)毓卉?。專用轉(zhuǎn)向車道的待轉(zhuǎn)車道長度應(yīng)該足以容納轉(zhuǎn)向車輛，避免降低引道的安全性和通行能力。第16章的附錄G闡述了估計(jì)待轉(zhuǎn)車道長度的方法。10.3.6.3交叉口轉(zhuǎn)向車流在城市道路信號交叉口的分析當(dāng)中，使用轉(zhuǎn)向車流。如果沒有信號配時(shí)，也可以用轉(zhuǎn)向車流估計(jì)每個(gè)交叉口的有效綠信比（g/C）和周期長度。10.3.6如果分析人員能夠測到城市道路上的定向交通量，并估計(jì)出交叉口引道上轉(zhuǎn)向車輛的平均百分?jǐn)?shù)，則他們能夠在缺少交叉口轉(zhuǎn)向車流數(shù)據(jù)的情況下分析城市道路。根據(jù)平均日交通量（ADT）能夠按方向估計(jì)高峰小時(shí)交通量。用估計(jì)的轉(zhuǎn)向百分比，分解設(shè)置了專用轉(zhuǎn)向車道的交叉口引道的總交通量。交叉口專用車道所承擔(dān)的轉(zhuǎn)向百分比受到當(dāng)?shù)貤l件的制約。在完全缺乏當(dāng)?shù)匦畔⒌那闆r下，建議采用默認(rèn)值：引道總交通量的10%作為右轉(zhuǎn)，10%作為左轉(zhuǎn)。如果有些交叉口設(shè)有專用車道，而有些沒設(shè)專用車道，那么應(yīng)該計(jì)算城市道路上每個(gè)交叉口的延誤，求和得到路段的交叉口延誤。如果這樣做不可行，分析人員可以將交叉口分為兩類：有專用車道的交叉口和沒設(shè)專用車道的交叉口。計(jì)算每類交叉口的延誤，乘以同類交叉口的數(shù)量，求和得到城市道路上交叉口的延誤。10.3.6高峰小時(shí)轉(zhuǎn)彎車流的計(jì)數(shù)或預(yù)測值是估計(jì)轉(zhuǎn)彎車流最好的信息資源。如果缺乏這些信息，可以由交叉口每條相交道路的入口和出口的交通量估計(jì)轉(zhuǎn)彎車流。交叉口的每個(gè)入口作為一個(gè)起點(diǎn)，每個(gè)出口作為一個(gè)訖點(diǎn)，如圖表10-14所示。這個(gè)問題則成為已知交叉口每個(gè)入口和出口交通量，求起訖（OD）表的問題。圖表10-14交叉口轉(zhuǎn)向車流的起訖點(diǎn)標(biāo)識該估算方法來自于文獻(xiàn)（6）的研究。該方法認(rèn)為：從一條道路到另一條道路的車輛數(shù)直接與駛?cè)朐摰缆返目偭髁恳约傲硪粭l道路的駛出總流量成比例。當(dāng)出現(xiàn)其他因素或幾何條件變化時(shí)，這種假設(shè)可能不合理，如在高速公路附近的入口匝道，可能吸引量比正常出行量大。用公式10-4計(jì)算轉(zhuǎn)彎車流的OD矩陣。（10-4）式中：——從起點(diǎn)引道i到訖點(diǎn)引道j的出行數(shù)；——起點(diǎn)i生成的出行量；——離開訖點(diǎn)j點(diǎn)的出行量。調(diào)頭（）出行指定為零，除非分析人員知道導(dǎo)致調(diào)頭的原因，出行量相當(dāng)大。值得注意的是：公式10-4不能夠保證駛出交叉口每條道路總量的最后估計(jì)值與初始值相等。當(dāng)需要之和接近交叉口每個(gè)入口和每個(gè)出口的初始交通需求估計(jì)值時(shí)，可利用迭代算法增減。該算法是已知的矩陣平衡方法（7）。使用公式10-5、10-6、10-7和10-8做迭代計(jì)算的步驟如下：步驟1：計(jì)算每條道路出口期望駛離交通量與實(shí)際駛離交通量之比。（10-5）式中：——道路出口j的期望駛離交通量與實(shí)際駛離交通量之比；——道路出口j所期望的駛離交通量；——從起點(diǎn)i到訖點(diǎn)j的交通量的當(dāng)前估計(jì)值。步驟2：將所有的乘以相應(yīng)出口的比例。重復(fù)計(jì)算各道路出口。步驟3：計(jì)算每個(gè)道路入口期望駛?cè)虢煌颗c當(dāng)前的駛?cè)虢煌恐?。?0-6）式中：——道路入口i，期望駛?cè)虢煌颗c實(shí)際駛?cè)虢煌恐?；——道路入口i所期望的駛?cè)虢煌浚弧獜钠瘘c(diǎn)i到訖點(diǎn)j的交通量的當(dāng)前估計(jì)值。步驟4：將所有的乘以相應(yīng)道路入口的比例。重復(fù)計(jì)算各道路入口。步驟5：判斷是否用完指定的迭代次數(shù)或所有的出入口是否滿足確定的迭代結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。對于入口：（10-7）對于出口：（10-8）步驟6：如果任一計(jì)算差值大于迭代結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)（迭代結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)建議取10輛/h）且沒有超過迭代限制，則回到步驟1。10.3.6.4高峰小時(shí)系數(shù)參閱本章第2節(jié)城市街道、所需的輸入數(shù)據(jù)和估計(jì)值中對高峰小時(shí)系數(shù)的論述。10.3.6.5分析時(shí)段長度參閱本章第2節(jié)城市街道、所需的輸入數(shù)據(jù)和估計(jì)值中對分析時(shí)段長度的論述。10.3.6.6交叉口控制類型按照定義，現(xiàn)有設(shè)施的交叉口控制類型是已知的。在未來設(shè)施的案例中，可以根據(jù)圖表10-15和主、次街道中雙向高峰小時(shí)交通量預(yù)測值來預(yù)測可能的交叉口控制類型。需要注意的是：該圖是以一系列特定的假設(shè)條件為基礎(chǔ)，參見腳注。圖表10-15交叉口控制類型和高峰小時(shí)交通量（參見腳注中的假設(shè)數(shù)值）注：a.在這一范圍內(nèi)也可采用環(huán)島。資料來源：根據(jù)《交通控制設(shè)備手冊》（第8章，4-18頁）改寫——將高峰方向的8小時(shí)交通量轉(zhuǎn)換為雙向高峰小時(shí)交通量時(shí)，假設(shè)ADT是8小時(shí)交通量的兩倍，且高峰小時(shí)交通量是日交通量的10%。雙向交通量假設(shè)為高峰方向流量的150%。10.3.6.7周期長度如果城市道路上每個(gè)交叉口的周期長度已定，或者根據(jù)交叉口的詳細(xì)數(shù)據(jù)可以計(jì)算時(shí)，則可提高計(jì)算精度。當(dāng)需要的周期長度未定，或沒有交叉口的詳細(xì)數(shù)據(jù)時(shí)，城市道路沿線信號交叉口的周期長度可采用圖表10-16中的默認(rèn)值進(jìn)行估計(jì)。圖表10-16不同區(qū)位的周期長度默認(rèn)值區(qū)域類型默認(rèn)值（s）中心商務(wù)區(qū)（CBD）70其他地區(qū)100如果城市道路或者交叉口的分析結(jié)果表明一個(gè)或多個(gè)交叉口的關(guān)鍵V/C比大于1.00，則分析人員應(yīng)當(dāng)對幾何特征、信號配時(shí)和信號相位進(jìn)行全面地審視，同時(shí)考慮增加周期長度，直到V/C比小于等于1.00。第16章附錄B給出了用于感應(yīng)式信號的專門分析方法，本章附錄A介紹了一種比較簡單的分析方法。10.3.6.8損失時(shí)間和信號相位估計(jì)根據(jù)主要街道和次要街道的左轉(zhuǎn)相位是保護(hù)型還是許可型，可從圖表10-17得到信號周期中總的損失時(shí)間。圖表10-17不同左轉(zhuǎn)相位類型周期損失時(shí)間的默認(rèn)值主要街道次要街道相位數(shù)L（s）保護(hù)型保護(hù)型416保護(hù)型許可型312許可型保護(hù)型312許可型許可型28注：保護(hù)型和許可型是指左轉(zhuǎn)相位。運(yùn)用圖表10-17時(shí)，無對向車的左轉(zhuǎn)（單向街道或者T型交叉口中無對向引道的左轉(zhuǎn)）可按許可型處理，而保護(hù)+許可型左轉(zhuǎn)則按保護(hù)型處理。圖表10-17表明信號相位之間有4s的損失時(shí)間。注意這里的術(shù)語“相位”是本手冊中定義的相位，而不要與“NEMA相位”（用于感應(yīng)式交通控制中，指某一車流的綠燈時(shí)間）混淆。因此，NEMA控制器是8相位（所有4條引道的左轉(zhuǎn)都采用保護(hù)型左轉(zhuǎn)）信號燈是4個(gè)相位。如果已知實(shí)際的左轉(zhuǎn)處理方式，應(yīng)該據(jù)此確定損失時(shí)間。如果未知，可根據(jù)當(dāng)?shù)氐恼吆蛻T例進(jìn)行選擇。許多機(jī)構(gòu)使用左轉(zhuǎn)與對向直行交通量的乘積作為是否需要設(shè)保護(hù)型相位的指標(biāo)。下面的標(biāo)準(zhǔn)和閾值可用于確定是否需要設(shè)置保護(hù)型左轉(zhuǎn)相位。當(dāng)滿足下列任一標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)該考慮設(shè)置保護(hù)型左轉(zhuǎn)相位：提供了多余1條的轉(zhuǎn)彎車道；大于240輛/h的左轉(zhuǎn)交通需求持續(xù)1h以上；1h內(nèi)，左轉(zhuǎn)交通需求與對向直行交通需求的乘積大于50,000（1條對向直行車道），90,000（2條對向直行車道），或110,000（3條對向直行車道）。請注意，這些閾值僅用于規(guī)劃分析。當(dāng)用于設(shè)計(jì)和運(yùn)營分析時(shí)，應(yīng)考慮許多其他因素，包括事故情況、現(xiàn)場觀測和可能在分析時(shí)段之外的條件?！督煌刂圃O(shè)備手冊》（第8章，4-18頁）介紹了關(guān)于設(shè)置左轉(zhuǎn)相位的更多內(nèi)容。專用車道上不受保護(hù)的左轉(zhuǎn)不能明確地得到分配的綠燈時(shí)間，因?yàn)榧僭O(shè)左轉(zhuǎn)在直行車流的綠燈時(shí)間內(nèi)同時(shí)放行。在同一時(shí)間內(nèi)，分相位運(yùn)行只允許一條引道的所有車流通行，使反向的車流完全分離。只有滿足下列條件時(shí)，該方案才在規(guī)劃分析中采用。一組對向引道的實(shí)際間距大于20m；反向的2條單車道引道都采用保護(hù)型左轉(zhuǎn)相位；反向的2個(gè)左轉(zhuǎn)均為保護(hù)型，且其中一個(gè)左轉(zhuǎn)包括1條專用車道和1條直行+左轉(zhuǎn)的混行車道。10.3.6.9有效綠信比每股車流最好使用實(shí)際的值有效綠信比（g/C）。對半感應(yīng)式