11.教材第六章-匝道及匝道连接点通行能力分析(匝道连接点)

第六章匝道连接点通行能力分析匝道连接点形式匝道连接点处车流特点匝道连接点的通行能力分析方法第六章第二节匝道连接点通行能力分析在高等级道路基本路段上，交通流比较稳定，通行能力与服务水平一般能达到设计水平。而在分合流影响区内，随着交通量的增大，由于车辆的分合流行为，往往会引起主线交通流紊乱，行车速度降低，延误增大，形成高速公路系统通行能力的“瓶颈”地段。因此，高等级道路出、入口匝道连接点——分合流影响区的通行能力问题一直引起人们的高度重视。对缓解分、合流影响区的瓶颈，保证高等级道路的通行能力和服务水平有着十分重要的意义。匝道连接点微观形式车辆的运行特征下游段中游段上游段匝道连接点形式匝道汇入连接点：从驶入匝道来的车辆试着去找到邻接的主线车道上交通流中可用的空隙以便汇人。由于绝大部分匝道在主线右边，因此主线上右边第1车道(也叫路肩车道)是主线车道中最直接受影响者。在汇人区中，汇人的车流与过境车流之间是相互影响的，而驶入匝道上来的车流对整个运行具有相当影响。匝道驶出连接点：基本是车辆从过境交通中分离出来的车辆必须先到与匝道相邻的车道1上来。因此就使得其他驾驶员们在车行道之间调整车辆的分布百分率。在有双车道匝道的地方，车辆分离的影响会扩大到高速公路若干车道上。车辆在匝道结合处运行特征匝道连接点的宏观形式——独立匝道、非孤立匝道独立匝道：当匝道与相邻匝道的间距大于对匝道交通产生影响的间距时，此匝道就是孤立匝道。连续匝道当其与相邻匝道之间的间距小至足以影响其交通运行者就是非孤立匝道。匝道连接点宏观形式——独立匝道、非孤立匝道匝道连接点的宏观形式——独立匝道、非孤立匝道（1）独立式单车道驶入匝道、（2）独立式单车道驶出匝道、（3）相邻单车道驶入匝道、（4）相邻单车道驶出匝道、（5）驶入匝道后接驶出匝道、（6）驶出匝道后接驶入匝道、（7）车道附加、（8）车道消失、（9）双车道匝道匝道连接处的车流特征合流点：越远离鼻端越少，分流点：越靠近鼻端越多。数据采集仪数据采集仪花杆(间距均为30m)摄像机（自动检测仪）数据采集仪数据采集仪数据采集仪200m在匝道与主线连接处需要分析计算的三个关键交通量(1)汇合交通量Vm，用于驶入匝道，它是相互汇合的车流交通量之和(veh／h)；(2)分离交通量Vd，用于驶出匝道，它是即将进行分岔的交通流的交通量(veh／h)；(3)主线交通量Vf，用于任何汇合或分离点，它是匝道与主线连接处最大的主线单向交通量，即驶入匝道下游或驶出匝道上游主线单向行车道的交通量(veh／h)。以上三个交通量是匝道与主线连接处的三个检验点交通量。三个关键交通量不同服务水平标准对应的三个检验点处交通量Vm、Vd、Vf分流点、合流点服务水平标准应用主线基本路段的车辆换算系数，将三个检验交通量均换算成当量小客车交通量(pcu／h)，然后与检验点交通量服务水平标准中的有关数值进行比较即可得到三个检验点Vm、Vd及Vf的服务水平。三个检验点中如果有低于所采用的服务水平者，则要采取改变几何设计或其他措施以使三个检验点的服务水平均达到所采用服务水平的要求。检验点的服务水平计算汇合交通量Vm和分离交通量Vd的计算式Vm=V1+VrVd=V1式中：Vm－－汇合交通量(veh/h)；Vd－－分离交通量(veh/h)；V1－－车道1交通量(veh/h)；Vr－－匝道交通量(veh/h)。汇合交通量Vm分离交通量Vd的计算式匝道连接处1车道的交通量因为汇入和分离发生在匝道邻接的1车道上，1车道的交通量和其特性就成为分析计算中主要关心的因素。一般，1车道交通量根据以下几个因素而变化：(1)匝道交通量Vr；(2)匝道上游高速公路单向交通量Vf；(3)与相邻上游和(或)下游匝道的距离Du、Dd；(4)相邻上游和(或)下游匝道的交通量Vu、Vd；(5)匝道型式(驶入匝道还是驶出匝道等)。在决定1车道交通量时，相邻匝道的位置及交通量是重要因素，因为它们很大程度上影响着主线交通量的车道分布。1车道交通量V1是计算Vm和Vd的基础。计算V1有多种方法，不同情况的计算方法不同。1车道交通量V1(veh／h)的计算1车道交通量V1(veh／h)的计算1车道交通量V1(veh／h)的计算1车道交通量V1(veh／h)的计算匝道连接处服务水平计算步骤(1)建立匝道几何构造及交通量。几何构造的建立(包括匝道的型式和位置)是计算交通量的基础。交通量是指匝道上及匝道附近的交通量。在初步考虑时，与所分析的匝道相距在1800m以内的相邻匝道应按对所分析的匝道有影响者来处理。在一单独匝道的上、下游均有相邻匝道时，常常成双进行分析。对此，在诸计算图式中有更详细的数值来说明什么情况下另一“相邻”匝道是隔离的，对所分析的匝道没有影响，什么情况下必须将相邻匝道对所分析的匝道的影响考虑进去。(2)计算1车道交通量。1车道交通量可用相应情况的计算式计算。(3)将所有交通量(veh／h)换算成每小时小客车交通量，在将1车道交通量换算为当量小客车交通量之前必须确定1车道中的大型车百分率。(4)计算检验点交通量Vm、Vd及Vf。(5)确定各检验点的服务水平。对于一个分析过程来讲，是用检验点交通量Vm、Vd及Vf分别与服务水平标准表中相应的数字相比较以得到三个检验点处的服务水平等级。许多情况下，合流、分流和主线单向交通流在运行质量上是不平衡的。也就是说三个检验点没有相同的服务水平。在这种情况下，三者中服务水平最差者是控制因素，对其所求得的服务水平不能被接受的一种或几种要素要进行改进。最令人满意的是匝道与主线连接处和高速公路整体在运行上达到平衡。例6—1孤立匝道运行质量的分析计算。(1)已知：如下图中的驶入匝道在它的1800m范围内无相邻匝道，可以作为一孤立匝道，处于平原地形中，设计速度为120km／h，问其运行质量在几级服务水平之内。解①几何构造及交通量见下图。驶入匝道是一孤立匝道，单独进行分析。②计算1车道的交通量V1，孤立驶入匝道，四车道高速公路情况的计算式来求V1。③将所有以veh/h为单位的交通量转换成理想条件下的以pcu/h为单位的交通量，见车型当量系数见下表④计算检验点交通量Vm及VfVm=V1+Vr=1227+554=1781pcu/hVf=Vf′+Vr=2699+554=3253pcu/h⑤确定服务水平。对比服务水平表，Vf＝3253puc/h属于三级服务水平，但靠近二、三级服务水平交界处。汇合交通量Vm=1781pcu/h属于四级服务水平，靠近三、四级服务水平交界处。因此汇合交通量所处位置的服务水平最差，是控制因素，最好设法加以改进，其措施之一是实行匝道调节。hvehVVVrf/779410115.02000345.0136115.0345.0136'1加速车道长度分、合流区车辆运行特征匝道车辆运行方式包括车辆在匝道出入口的运行及车辆在匝道上的行驶。合流分流分、合流区车辆运行指标合流影响区主线上游、下游流量匝道流量加速车道长度外侧1、2车道流量合流影响区流量、速度、密度分流影响区主线上游、下游流量匝道流量减速车道长度外侧1、2车道流量分流影响区流量、速度、密度匝道连接点（分、合流影响区）通行能力分析1、合流区分析方法2、分流区分析方法3、分合流区交通流平均速度分析4、应用【例题】分析1、合流区分析方法外侧1、2车道流量计算公式通行能力确定服务水平确定双车道匝道合流区外侧1、2车道流量计算公式外侧1、2车道流量计算公式的选用外侧1、2车道流量计算公式的选用IfLup≥LEQ,Equation1isused.IfLupLEQ,Equation2isused.外侧1、2车道流量计算公式的选用Ifthedistancetothedownstreamoff-rampisgreaterthanorequaltoLEQThatisifLdown≥LEQ,Equation1isused.IfLdownLEQ,Equation3isused.外侧1、2车道流量计算公式的选用Aspecialcaseexistswhenbothadownstreamandanupstreamadjacentoff-rampexist.Insuchcases,theanalysisresultinginthelargestvalueofPFMisused.确定通行能力TotalflowfrommergeTotalflowintomergeinfluencearea主路匝道确定通行能力主路匝道确定通行能力确定服务水平双车道匝道合流区(调整计算公式)Four-lanefreeways,PFM=1.000;Six-lanefreeways,PFM=0.555;Eight-lanefreeways,PFM=0.209.densityintherampinfluencearea,Equation25-5isappliedexceptthatthelengthoftheaccelerationlane,LA,isreplacedbytheeffectivelengthoftheaccelerationlane,LAeff,ascomputedbyEquation25-6.2、分流区分析方法外侧1、2车道流量计算公式通行能力确定服务水平确定双车道匝道分流区外侧1、2车道流量计算公式外侧1、2车道流量计算公式外侧1、2车道流量计算公式IfLup≥LEQ,Equation5isused.IfLupLEQ,Equation6isused.外侧1、2车道流量计算公式Ifthedistancetothedownstreamoff-rampisgreaterthanorequaltoLEQThatisifLdown≥LEQ,Equation5isused.IfLdownLEQ,Equation7isused.外侧1、2车道流量计算公式Aspecialcaseexistswhenbothadownstreamadjacentoff-rampandanupstreamadjacenton-rampexist.Insuchcases,theanalysisresultinginthelargestvalueofPFDisused.确定通行能力Capacityoftheupstreamfreewaysegmentisexceededbytotalarrivingdemandflow,Capacityofthedownstreamfreewaysegmentisexceededbythedemandflowproceedingonthedownstreamfreeway,Capacityoftheoff-rampisexceededbytheoff-rampdemandflow.确定通行能力确定服务水平双车道匝道分流区(调整计算公式)Four-lanefreeways,PFD=1.000;Six-lanefreeways,PFD=0.450;Eight-lanefreeways,PFD=0.260.thedensityinthedivergeinfluencearea,Equation25-10isused.whenthegeometryofthetwo-laneoff-rampissimilartothatshownintheleft,thelengthofthedecelerationlaneisreplacedintheequationbytheeffectivelength,LDeff(Equation25-11).Whenthegeometryissimilartothatshownintherightthelengthofthedecelerationlaneisusedwithoutmodification.3、分合流区平均速度分析匝道影响区平均速度匝道影响区外侧车道平均速度整个匝道结合部平均速度分、合流区平均运行速度合流影响区平均速