交叉口通行能力计算HCM.docx
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交叉口通行能力计算HCM
(三)交叉口流量、延误、信号配时调査与分析
1、交叉口流量、延误、信号配时调查
(1)交叉口流量调查
交叉口的交通状况比较复杂,交叉口交通量调査一般采用人工观测法,也可采用车辆检测器采集数据。
人工观测法在选左的交叉口,在规过的观测时段,记录通过交叉口每个进口道停车线断而的车辆数,一般要对每个进口道分方向(左转、直行、右转3个方向)、分车型进行观测。
分方向、分车型进行交叉口交通量进行观测时,一般需要较多的观测人员。
如果交通量较大,可在每个进口安排5~7名观测员,2人记录左转机动车和非机动车数量并报时,2~3人记录直行机动车和非机动车数量并报时,2人记录右转机动车和非机动车数量。
如果需要保证较髙的精度,可适当增加1~2名观测员。
调查时间一般选在髙峰时间段内进行,数据记录时至少每隔15min做一次记录,最好每5min记录一次将。
信号交叉口交通量的人工观测和交叉口延误的点样本法综合进行。
交叉口流量观测表见表5。
(2)交叉口延误调查(表6)
(3)交叉口道路条件和信号配时调査(表7)
2、交叉口分析
(1)交通量换算
在实测交通量时,一般分车型计测车辆数,在交通流中不同车型的车辆由于其占有的空间与时间的不同,同一车道的通过数量也不同,而在交通运营中常常需要将其换算成某种单一车型的数量,通称之为交通量换算。
获得交叉口交通虽数据后,一般需要进行车型换算,得到每个方向和进口的换算交通量(当量交通量)。
车型换算标准可参考表8、表9。
(2)交叉口交通疑汇总表(表10)
(3)交叉口流量流向图
绘制交叉口流量流向图时所采用的交通量为换算交通量,见图1。
(4)交叉口交通改善措施(参考案例二)
表5交叉口车流量调查表
调卉口期夭气调卉员统计员验收员
调查地点路口编号调查时段
交叉口控制方式进口路口类形力向:
冷行口直行口右行口
型时卩?
\
客车
货车
摩曲
淬
助力车电动车
自行车
小型
屮型
大型
小型
中型
人型
三轮
堆
卜5
6-10
11~15
1420
21〜25
2P30
31〜35
36-40
41〜45
46-50
51〜55
56-60
小计
1~5
6〜10
11〜15
16-20
21〜25
26-30
31-35
3440
41〜45
4450
51-55
5260
小计
注:
交叉口类型:
①十字形和X形交叉口②T形或Y形交叉口③环形交叉口④多路交叉口④错位交叉口交叉口控制方式:
①无信号控制②定时信号控制③感应信号控制
表6点样本法交叉口延误现场观测记录表
调查日期:
天气:
调查员姓名:
调査地点:
路口编号:
交叉口类型:
进口(东.南、西、北):
—控制方式:
方向(左、直.右):
开始时间
在下列时间内停在引道内的车辆数
引道交通量
00:
00
+0s
+15s
+30s
+45s
停驶车数
不停驶车数
小计
合计
注:
交叉口类型:
①十字形和X形交叉口②T形或丫形交叉口③环形交叉口④多路交叉口
④错位交叉口
交叉口控制方式:
①无信号控制②上时信号控制③感应信号控制
交叉口名称:
表7交叉口道路条件和信号配时调査表
类型:
调杳II期:
刀1丨M期人气:
调査员:
交义II名称:
炎型:
调金丨丨期:
H—I丨浪期—鬧金叭:
道路条件
J1I-I
坡度
(%)
机动乍道
数(左/
I”右)
机动车道宽度左/肓/右 非机动乍 道宽度 (m) 中央分隔 带宽度 (m) 机E分隔 带宽度 调榕停车 道Nm 公共汽车 系数 匝型乍比 例(%) 「•扰行人 流(人 /h) 行人按钮 最小 配时 到达炎型 东进LI南进口北进口 坡度: +表示I: 坡,-表示卜坡: 吟: 公共汽乍停隹乍站次/h: 最小配时: 彳f人横道放短绿灯时间: 电型乍: 影「4个轮的依: PHF: m小时系数: Nr: 停放乍次/h: I: 扰行人流: 相冲突的行人/h: 到达类型: 类型1〜5 卤北左转 东|H|ri.fr 配时 绿灯时间二黄灯时间二红时间二 S绿灯时间二 S全黄灯时间二 红时间二 绿灯时间二黄灯时间二红时间二 绿灯时间二黄灯时间二红时间二 固定周期或感应式I 允许转弯 行人 S S全 表8《城市道路交通规划设讣规范》GB50220-95中的当量小汽车换算系数 车种 换算系数 乍种 换算系数 自行车 0.2 旅行车 1.2 二轮摩托 0.4 大客车或小于9(的货车 2.0 三轮摩托或微型汽车 0.6 9~15t货车 3.0 小客车或小于3t的货车 1.0 狡接客车或大平板拖挂货车 4.0 表9《城市道路设计规范》(CJJ37J990)规圧车俩换算系数 车型 小汽车 普通汽车 狡接汽车 路段上换算系数 1 1.5 2 环形交叉口换算系数 1 1.4 2 信号交叉口换算系数 1 1.6 3.5 无信号控制交叉口换算系数 1 1.5 3.5 (4)交叉口延误计算 表10交叉口交通量汇总表 逬丨1 机动车 (veh/h) 机动车(pcu/h) 非机动车(veh/h) 非机动车(pcu/h) 换算合计(pcu/h) 行人(人/h) 东 左转 261 271 144 63 337 直行 568 586 640 232 818 右转 4 99 合计 124 6 1654 西 左转 3 66 直行 111 474 492 154 628 右转 252 260 168 55 315 合计 1 67 1309 南 左转 239 261 216 72 333 直行 1 66 1113 右转 2 73 合计 8 381 2019 北 左转 253 268 190 93 361 一 直行 1122 1 27 一 右转 232 248 216 65 313 — 合计 16 50 2101 图1某叉口髙邮小时流量流向图 (四)信号交叉口通行能力计算和服务水平分析(HCM2000) L、输入模型 输入交叉口的几何条件、交通条件和信号条件,最关键的交通特性是每一进口道上车辆的到达类型,有关信号设计的全部资料包括相位图、周期长、绿灯时间和绿灯间隔时间。 2、交通量校正模型 (1)运行交通量的校正 是把每小时交通量转换成髙唸小时内15min周期的流率。 将各流向的交通量除以相应的高峰小时系数,便的髙峰流率,即每一进口道或每一流向的髙峰流率。 S=v/phf‘5 (2)确左供分析用的车道组 是指在交叉口的一个进口道上,服务于一个或几个交通流向的一条或多条车道,把交叉口分成几个车逍组时,既要考虑交叉口的几何线形,又要考虑交通的流向分配。 这时要遵照下列原则: 1一条或几条专用左转车道应看作独立的车道组,专用右转车道也是如此配置。 2对于有专用左、右转车道的进口道,所有的直行车道视为一个独立的车道组。 3对多于一条车道的进口道,包括左、直混合道,则有必要确立车道使用的平衡状况,并估汁是否由于左转车过多而混合车道变成了专用左转车道。 3、饱和流率模型 在这一模型中,要对每个车道组计算其饱和流率。 饱和流率是假立进口道任全绿灯的条件下.所能通 S=S°NffgfpfbbfafRTfLTfLUfLpbfRpbT式中: S车道组饱和流率(pcu//i); 几——车道组在理想条件下的饱和流率(pen/11): N——车道组中车道数: 人——车道宽度修正系数: f,,v——交通流中大中型修正系数;人——引道坡度修正系数;几——停车修正系数; fhh——公交车(站台)阻塞系数; 仁——地区类型修正系数;fw——车道利用率修正系数; fLT——左转修正系数; 几7——右转修正系数; 修正系数汁算: 1车道宽度修正系数 (VV-3.6) 9 式中: W——车道宽度,一般大于2.4米,当车到大于4・8m时最好釆用2车道比较合适。 2重型车修正系数: 1+PHV(Ehv-1) ——重型车折算系数,取2.0; 3坡度修正系数 表示无论大型车还是小汽车相比在运行有影响,坡度修正系数人满足下面公式: 式中: G——引道坡度,一般取Ge[-0.06,0.10] 4停车次数校正系数 说明了停车对附近车道的摩阻影响,以及由于车辆出入停放区偶尔会对相邻车道有阻塞的影响,停车 次数校正系数几满足下面公式: 式中: N——车道数,Nm——止内的停车数。 一般几no・95 5公共交通阻塞系数,说明了该地区公共交通车辆因上下车而停靠在设置于靠近交叉口前后的公共汽车站对交叉口的影响。 公共交通阻塞系数几满足下式 r一3600 忌N— N——车道数,Nb——lh内公共车辆的停车数,一般05哲5250,一般情况下fhh>0.95 6地区类型系数 在商业区£=0.90: 其它地方,£=1° 7右转修正系数厶丁(包括行人流的影响) 专用车逍一 /rt0・85: 共用车道一 —Trt=10-0.57^.: 单一车道 -/^=1.0-0.135^ 8左转修正系数/存 设有左转专用相位且有专用车道时, 九7=095 设有左转专用相位但没有左转专用车道时, l+0.05^r PLT——左转车比例 9车道利用率修正系数 车道利用率修正主要考虑交通量在包含有多个车道的某一个车道组的几个车道上的不均匀分布,修正 系数主要考虑最髙流量车道,公式计算如下: 气——车道组未调整需求流率; ——最高流虽: 车道未调整需求流率; N——车道组车道数。 10行人自行车阻塞系数九刖和几打,交叉口进口道由于行人或自行车的左右转对交叉口车辆运行的影响,行人.自行车阻塞修正系数人刖和人刖满足下而公式: flpb=1-%(1-ApBT)(1-PLTA) /恥=1-Prt(1-ApBT)(1~f皿) 式中心——左转行人、自行车修正系数: fRph——右转行人、自行车修正系数: PLT——进口道左转行人占进口道总行人的比例: apbt——阶段允许调整系数; PLTA——行人专用左转绿灯时间占总左转绿灯时间比例: Prt——进口道右转行人占进口道总行人的比例: 呛.4——行人专用右转绿灯时间占总左转绿灯时间比例: 4.通行能力分析模型 通行能力分析中,前几个模型的il•算结果可用来汁算关键的通行能力变量,包括: 1每个车道组的通行能力; 首先汁算交叉口进口道每个车到组的饱和流率,最后乘以绿信比就可以得到这个车道组的通行能力了。 G=S.x人 几产% G=s: (g/c)i; 式中: C,.——车道组i的通行能力,pcu/h; 入——绿信比(有效绿灯时间/周期时间); S,——车道组i的饱和流率,pcu/ho 2引道和交叉口的实际通行能力 引道实际通行能力等于每个车道组通行能力之和,交叉口的际通行能力等于每个引道(进口道)通行 能力之和。 CA=XCi 1=1 (=1 式中: Ca、Cs——分别为引道和交叉口的通行能力,pcu/h; Ci车道组i或引道i的通行能力,pcu/h; n——引道的车道组数: 3每个车道组的v/C比值: X,-=v./C,. 4整个交叉口的v/C极限比值: Xe=[工(y/SLxc]/(c-L) 5、服务水平模型 在服务水平模型中,对每个车道组估算每辆车的平均停车延误,并估算各进口道和整个交叉口每辆车的平均停车延误。 1假左车辆是随机到达,可用下列公式汁算每个车道组每辆车的平均停车延误。 均匀延误: 唇鴿珞 附加延误: 〃2=900t[(X-1)+J(X-1)2+〃? X/C 初始排队附加延误: 3600也-1800T[1一min(1,x)] 1800鱼^ TxC 卡3 b.集合延误的估算 使用延误估算程序可以得到每个车道组每辆车的平均停车延误,集合这些数值后可得到交叉口一个进口及整个交叉口的平均延误。 dA=»仙/工气 进一步将各进口逍延误加权平均,得到交叉口的平均延误: dl=工〃心/工匕1 b.服务水平的确定 交叉口服务水平与每辆车的平均停车延误有关。 一旦估算岀每个车道组的延误,便可汇集出每一进口道以及整个交叉口的平均延误。 信号交叉口的服务水平用延误来衡量。 延误是反映驾驶员不舒适、受阻、 汕耗和行驶时间损失的指标。 服务水平标准用15min分析期间内每辆车的平均停车延误来表示• 美国信号交叉口服务水平标准 服务水平 每辆牟停车延误<s) 服务水平 每辆牟停车延误<s) A W5.0 D 25.1-40.0 B 5.1-15.0 E 40.1-60.0 C 15.1-25.0 F )60.0 北京市市政设讣院建议的服务水平 服务水平 一 四 路口交通负荷系数V/C <0.5 0.6-0.9 0.8-1.0 1 车辆通过路口平均损失时间(s) <30 30-40 40-50 50 红灯平均阻车长度(s) <50 <100 <150 >150 乘客与驾驶员在路口的感受 舒适通畅 接近饱和 常呈混乱 阻塞 6、运行分析结果说明 运行分析将产生两个必须考虑的关键成果: 1每个车道组及整个交叉口的v/C比; 2每个车道组和进口道及控制交叉口的平均停车延误以及对应的服务水平; 若极限比v/C小于1.00,但某些车道组的v/C比却大于1.00时,一般是由于绿灯时间分配不合理所致,应对现有的相位重新配时。 若极限比v/C大于1.00,表明整个信号和交叉口的几何线形设讣对现装货规划的流量没有提供足够的通行能力。 改进这种状况可考虑下列各点: 1根本改变交叉口几何线形设汁(车道数目及车道的使用); 2延长信号周期; 3改变信号相位方案。 还应注意,若v/C比接近于1.00,表明很少有可利用的通行能力来承担增长的交通流量。 特别是当使用设计交通量时,设计中的一般性误差就可能引起所设汁交叉口的运行接近通行能力甚至过饱和。 4.提高交叉口通行能力的对策 以减轻、缓解交叉口拥挤为主要目的的交叉口优化,首先要知道该交叉口能够处理多大的交通戢,这里处理交通疑的能力称为交通容量。 交通容量因道路的幅宽、车道的使用方法、信号控制方法等而不同,—I」达交叉口的交通量超过交通容量,则发生交通拥挤现象。 因此,要从各个角度探讨研究在现有条件大交通量的方法: I (1)交叉口的而积在保证需求的条件下尽量小; (2)将左、右转交通和直行交通分离; (3)注意交叉口的几何结构与交通控制方法的匹配: (4)注意相位数不可增加过多: (5)进口逍的车道数一般应小于或等于出口道的车道数: (6)在交叉口进口道有左转道有左转交通,要尽可能设置左转专用相位和左转专用车道: (7)信号周期长度不要设计过长: (8)在设il•信号相位方案时,要考虑到确保交通流的连续性,并且使驾驶员容易看懂: (9)人行横适尽疑与车道成直角设宜: (10)设置与车道分离的人行道。
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