浅谈道路通行能力的计算、影响因素及如何提高

浅谈道路通行能力的计算、影响因素及如何提高道路通行能力是指在特定的道路条件和交通条件下，单位时间（通常指一小时）内能够通过一条车道或道路某断面的最多车辆数(或换算为轿车的当量车数)，也称道路容量。道路通行能力是道路与交通工程中一个十分重要的指标，是道路与交通规划、设计及交通管理的基本依据之一，也是评价各种道路与交通设施及管理措施的交通效果的基本依据之一。按车流状态，道路通行能力可分为连续车流通行能力和间断车流通行能力两大类。连续车流通行能力两个道路交叉口间路段上及全面控制车辆出入的高速公路上的通行能力。根据不同的道路、交通状态，有人曾把连续车流通行能力分为三种。①基本通行能力:在道路、交通可能达到的最接近于理想状态时的通行能力。基本通行能力是确定其他通行能力的基础。道路的理想状态是指有足够的车道宽度与侧向余宽，纵坡、弯道线形良好，且有足够的视距。交通的理想状态是指单一的轿车车流且无车速限制的状态。基本通行能力C（辆/小时）在理论上可用车头间距与车速的关系来确定，即用车流保持同一车速V（公里/小时）时的最小安全车头间距H（米）来计算：C＝1000V/H②可能通行能力:在现实的道路、交通状态下的通行能力,它是在基本通行能力的基础上,根据道路、交通的现实状态相对于理想状态的差别加以修正而得，即：C’=acp*Cac——机动车道道路分类系数③实用通行能力:在现实的道路、交通状态下，车辆能够安全顺利通过时的通行能力。考虑到实用通行能力不能充分客观地表达出交通状态与通行能力的关系，有人以“服务流量”代替实用通行能力，同时提出了“服务等级”和“服务流量”的概念。服务等级就是道路使用者在不同的道路、交通状态下能够获得的行车的通畅程度。它定性地综合反映了道路、交通等多种因素对行车的影响程度。这些因素包括车速与行驶时间、交通受阻或受干扰的程度、驾车的自由度、行车安全与经济性等。实际确定服务等级时，要全面考虑这些因素是困难的，只能以其中有代表性的主要因素作为评定的依据。通常是根据车辆的运行车速及流量v与通行能力c之比(v/c)两个因素把服务等级划分为6级，并规定公路以B级、城市道路以C级作为设计依据。服务流量就是指行车条件相当于某级服务等级时所能达到的通行能力，因此，相当于B（或C）级服务等级时的服务流量就是设计通行能力。间断车流通行能力道路交叉口、交织段及立体交叉匝道出入口等的通行能力。研究较多的是设信号灯的交叉口的通行能力。美国有人把设有各类信号灯的交叉口进口道的通行能力实测资料,归纳成6张通行能力基本计算图及转弯车辆、大型车辆、公共汽车停靠站等三种交通因素修正系数表。这些计算图是按交叉口可能出现的荷载系数（即一小时内信号灯满流周期数与周期总数之比）绘制的进口道宽度和绿灯小时服务流量间关系的曲线图，分别适用于单向交通街道不准停车、允许一侧停车、允许两侧停车，双向交通街道不准停车和允许停车,双向交通的公路不准停车等6种进口道。图上还附有城市人口及高峰系数修正表和地区修正表。确定有信号灯的交叉口进口道的通行能力分为两步：①在通行能力基本计算图上确定进口道每个绿灯小时的服务流量。先根据交叉口进口道的类型，选择适用的通行能力基本计算图，再根据进口道宽度及交叉口荷载系数从图上查出每绿灯小时服务流量的图解值，然后根据城市人口、高峰系数、交叉口所在地区,从附表上查出各修正系数,把服务流量图解值修正为要求的服务流量。②根据绿灯小时服务流量计算实际小时服务流量（即进口道的设计通行能力）。在三种交通因素修正系数表上查得适用的修正系数，再根据信号配时定出信号绿信比，把绿灯小时服务流量乘上这些修正系数及绿信比，得出要求的设计通行能力。在英国有人提出了另一种确定交叉口进口道通行能力的方法。此法分为三步：①定交叉口进口道的饱和流量，就是在一次连续绿灯时间内，进口道上的连续车队能够通过进口道停车线的桥车最大流量。②作进口道饱和流量的坡度修正、环境修正、大型车换算以及同直行车混合行驶的右转车（英国靠左行车）换算。③根据进口道的到达流量与饱和流量之比，定出信号最佳周期及有效绿灯时间,然后用有效绿灯时间与周期时间之比,从修正后的饱和流量算得交叉口进口道的通行能力。环形交叉口的通行能力以英国研究最多。采用实型行车试验的方法得出：常规环形交叉口随其交织段宽度及交织长度而定的交织段实际通行能力，以及微型环形交叉口随其进口道路宽总和与进口道展宽部分的面积总和而定的交叉口实际通行能力。通行能力的概念繁多，计算方法亦随道路类别及交通控制方法而异；影响因素十分复杂，不少因素对通行能力的影响程度，尚难作出定量的分析。所以目前各国多致力于研究改进确定道路各类通行能力的方法。同时，随着新型交通控制设施的出现，还将研究使用这些设施时的道路通行能力。此外，不少国家的自行车交通量日益增长，研究自行车在各种道路、交通条件下的通行能力，对于改善道路交通状况具有重大意义。影响道路通行能力的主要因素有道路状况、车辆性能、交通条件、交通管理、环境、驾驶技术和气候等条件。道路条件是指道路的几何线形组成，如车道宽度、侧向净空、路面性质和状况、平纵线形组成、实际能保证的视距长度、纵坡的大小和坡长等。车辆性能是指车辆行驶的动力性能，如减速、加速、制动、爬坡能力等。交通条件是指交通流中车辆组成、车道分布、交通量的变化、超车及转移车道等运行情况的改变。环境是指街道与道路所处的环境、景观、地貌、自然状况、沿途的街道状况、公共汽车停站布置和数量、单位长度的交叉数量及行人过街道等情况。气候因素是指气温的高低、风力大小、雨雪状况。在城市中加强交通宣传教育、规范交通秩序、均衡交通负荷、提高运输效率等均可有效地提高道路通行能力。提高道路通行能力还可以通过改善道路条件来进行。《城市道路设计规范》（CJJ37——90）根据道路在道路网中的地位，交通功能以及对沿线建筑物的服务功能等，城市道路分为四类：快速路、主干道、次干道、支路。一般来说，道路的等级愈高其通行能力愈高。但在我国目前条件下，快速路、主干道在城市道路网中所占的比例还小。而城市车辆的增长却迅猛异常，致使交通量的发展失衡。许多道路上的交通量已接近或超过了设计通行能力。迫切需要对这样的道路进行改造，提级增容，提高其通行能力。虽然，道路的等级对道路的通行能力具有制约作用，但并不是说，将所有的道路都设计成高等级的。这要根据当地的交通流量、经济战略地位等诸多因素综合考虑。若在交通量较低的路线修建快速路或主干路，势必给国家造成巨大的浪费。道路等级的确定，应是根据道路在城市中的功能进行，各等级的道路应在城市中有明确分工，缺一不可。各种道路只有互相配合协调，才能适应城市中各种交通需求，完成各种交通任务。提高道路通行能力还可以通过改善交通条件、提高服务水平等办法来实现。再次，就不进行一一赘述。城市道路应具备方便、安全、快捷的特点。若道路通行能力低，便不能发挥路的使用功能。因此，通过对影响城市道路通行能力因素的分析，可以发现要提高道路的通行能力，既要合理确定道路的技术要素，提高道路的设计水平，又要提高道路的管理水平。只有这样，才能最大限度地减少车辆行驶过程中的交通延误，从根本上提高道路的通行能力。