1 簡(jiǎn)介
在公路投資分析和交通工程中,經(jīng)常要用到道路通行能力及車(chē)速——流量關(guān)系,國(guó)外對(duì)不同的道路及交通特性條件下車(chē)速與交通量及通行能力的關(guān)系 做過(guò)大量的的研究,其中最有影響的莫過(guò)于1965年出版的美國(guó)《道路通行能力手冊(cè)》(Highway
Capacity Manual,簡(jiǎn)稱(chēng)HCM)以及后來(lái)的1985年修訂本。最近,世界銀行又在印度尼西亞開(kāi)展了一項(xiàng)大規(guī)模的公路通行能力研究,其研究結(jié)論中不少與HCM的結(jié)論相似。?
國(guó)內(nèi)在這方面也開(kāi)展過(guò)一些研究,交通部公路科研所完成了雙車(chē)道公路通行能力研究,交通部公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院與全國(guó)5個(gè)省的交通部門(mén)協(xié)作完成《山區(qū)公路技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《指標(biāo)》)研究等,《指標(biāo)》的研究建立了山區(qū)低等級(jí)公路的車(chē)速——流量關(guān)系。但從總體上說(shuō),這方面研究無(wú)論是在深度還是在廣度上均是有限的。?
1994~1995年,交通部和世界銀行聯(lián)合委托我院及澳大利亞的RUSTPPK公司和蔡摩根公司一道開(kāi)展了“公路投資優(yōu)化和可行性方法改善研究”工作,用理論分析與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證相結(jié)合的辦法,對(duì)不同道路等級(jí)的通行能力及不同車(chē)型的車(chē)速——流量關(guān)系做了比較深入的研究,并建立了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。本文將介紹這一研究的主要成果。應(yīng)當(dāng)指出,這里建立的車(chē)速——流量關(guān)系及公路通行能力主要是針對(duì)可行性研究中的測(cè)算車(chē)輛運(yùn)營(yíng)成本而建立的,它的應(yīng)用范圍主要是宏觀分析。如果用于交通工程分析,則模型還應(yīng)更細(xì)一些,如道路的局部幾何條件等均應(yīng)考慮在內(nèi)。??
2 公路和車(chē)輛分類(lèi)??
2.1公路的分類(lèi)?
我國(guó)公路目前分為兩大類(lèi):汽車(chē)專(zhuān)用公路和普通公路。汽車(chē)專(zhuān)用公路又分為高速公路、一級(jí)公路和二級(jí)公路;普通公路分為二、三級(jí)和四級(jí)公路,各類(lèi)公路的幾何要求在《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中有嚴(yán)格的定義,這里不再贅述。?
2.2 車(chē)輛的分類(lèi)和換算系數(shù)?
目前我國(guó)將汽車(chē)分為六類(lèi),即小客車(chē)、大客車(chē)、小貨、中貨、大貨、拖掛,考慮到面包車(chē)(包括中巴)和小轎車(chē)雖然同屬小客車(chē),但它們的動(dòng)力性能、行駛速度區(qū)別較大,在本次研究中又對(duì)它們加以區(qū)分。各類(lèi)車(chē)輛換算系數(shù)(以中型汽車(chē)為標(biāo)準(zhǔn)車(chē)型)如表1。?
表1
|
車(chē) 輛 類(lèi) 型 |
換 算 系 數(shù) |
|
車(chē) 輛 類(lèi) 型 |
換 算 系 數(shù) |
|
小轎車(chē) |
0.5 |
|
中貨 |
1.0 |
|
面包 |
0.5 |
|
大貨 |
1.0 |
|
大客 |
1.0 |
|
拖掛 |
1.5 |
|
小貨 |
1.0 |
|
拖拉機(jī) |
1.0 |
3 公路通行能力的測(cè)算??
公路通行能力是指在給定的道路和交通條件下,公路上的某個(gè)斷面或某個(gè)規(guī)定的路段上單位時(shí)間內(nèi)平均能夠通過(guò)的最大車(chē)輛數(shù),一般采用小時(shí)為單位,故通行能力一般以每小時(shí)能夠通過(guò)的最大車(chē)輛數(shù)計(jì)。?
道路條件是指公路的幾何特性,包括車(chē)道的數(shù)量和寬度、路肩寬度、側(cè)向系寬、設(shè)計(jì)車(chē)速、平面和縱面線(xiàn)型等要素。交通條件是指道路上交通流的特性,包括車(chē)型分布、交通量的大小及車(chē)流在不同車(chē)道上的分布等要素。?
在“標(biāo)準(zhǔn)”或“理想”條件下的通行能力為基本通行能力,在這里,我們將符合《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的道路稱(chēng)之為滿(mǎn)足“標(biāo)準(zhǔn)”條件。一個(gè)路段確實(shí)能達(dá)到的通行能力稱(chēng)為實(shí)際通行能力,它是通過(guò)考慮道路、交通條件后對(duì)基本通行能力修正后獲得的。?
當(dāng)實(shí)際交通條件與“理想”條件不同時(shí),在本研究中所采取的處理方法是在計(jì)算交通量時(shí)按換算系數(shù)將不同類(lèi)型的車(chē)輛換算成標(biāo)準(zhǔn)中型車(chē),建立車(chē)速——流量曲線(xiàn)時(shí)分車(chē)型進(jìn)行。在影響通行能力的各種幾何條件中,路面寬度是最主要的因素,當(dāng)路面寬度與《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中的要求的寬度不同時(shí),必須對(duì)基本通行能力進(jìn)行修正。公路兩側(cè)的商業(yè)活動(dòng)、停車(chē)、行人活動(dòng)等通常稱(chēng)為路邊“摩阻”,它們也會(huì)對(duì)通行能力產(chǎn)生一定的影響,同時(shí),路邊“摩阻”也會(huì)對(duì)車(chē)速產(chǎn)生影響。對(duì)公路來(lái)說(shuō),路邊“摩阻”對(duì)車(chē)速的影響比對(duì)通行能力的影響要大一些,因此,我們這次采取了修正車(chē)速而不修正通行能力的做法。?
根據(jù)美國(guó)《道路通行能力手冊(cè)》所述,水平直線(xiàn)上的4車(chē)道、路面寬為14m的公路路段的理論通行能力為4000標(biāo)準(zhǔn)車(chē)/h,或1000標(biāo)準(zhǔn)車(chē)/車(chē)道/h(2000小汽車(chē)/車(chē)道/h),由于我國(guó)車(chē)輛的動(dòng)力性能較差及存在著混合交通(這樣外側(cè)車(chē)道路利用不充分),理論通行能力將小于這一數(shù)字。根據(jù)對(duì)廣佛高速公路觀測(cè)數(shù)據(jù)分析,每小時(shí)每個(gè)車(chē)道能力約為800輛中型車(chē),因此,我們以這一數(shù)值作為高速公路和一級(jí)汽車(chē)專(zhuān)用公路的基本通行能力。平原地區(qū)路面寬為9m的雙車(chē)道三級(jí)公路的基本通行能力約為1200輛/h中型車(chē),其它各種等級(jí)公路的基本通行能力均以這些數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),并考慮車(chē)道寬度、計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)和路肩寬度而測(cè)算的。各類(lèi)公路的基本通行能力見(jiàn)表2
。?
汽車(chē)專(zhuān)用公路及普通公路基本通行能力 表2
|
道 路 類(lèi) 別 |
等 級(jí) |
地 形 |
車(chē)道寬度(1) |
路肩寬度 |
通行能力(2) |
|
汽車(chē)專(zhuān)用公路 |
高速公路 |
平原微丘區(qū) |
3.75 |
2.50 |
800 |
|
山嶺重丘區(qū) |
3.75 |
2.5/2.0 |
750 |
||
|
一級(jí) |
平原微丘區(qū) |
3.75 |
2.50 |
800 |
|
|
山嶺重丘區(qū) |
3.50 |
2.5/2.0 |
750 |
||
|
二級(jí) |
平原微丘區(qū) |
8.00 |
3.00 |
1200 |
|
|
山嶺重丘區(qū)
mso-bidi-font-family:"Arial Unicode MS"'> |
7.50 |
1.5 |
1100 |
||
|
普通公路 |
二級(jí) |
平原微丘區(qū) |
9.00 |
3.00 |
1200 |
|
山嶺重丘區(qū) |
7.00 |
0.50 |
800 |
||
|
三級(jí) |
平原微丘區(qū) |
7.00 |
1.50 |
700 |
|
|
山嶺重丘區(qū) |
7.00 |
1.50 |
600 |
||
|
四級(jí) |
平原微丘區(qū) |
3.50 |
0.0 |
200 |
|
|
山嶺重丘區(qū) |
3.50 |
0.0 |
180 |
????注:(1)指汽車(chē)專(zhuān)用公路單車(chē)道寬度或普通公路的雙車(chē)道寬度;
(2)汽車(chē)專(zhuān)用公路和普通公路分別以(標(biāo)準(zhǔn)車(chē)/h/車(chē)道)和(標(biāo)準(zhǔn)車(chē)/h)為單位。??
高速公路和一級(jí)汽車(chē)專(zhuān)用公路的車(chē)道寬度是固定的,即在平原微丘區(qū)每個(gè)車(chē)道為3.75m,山嶺重丘區(qū)為3.5m,因此,不需要做寬度修正。但是,路面寬度對(duì)其它公路的通行能力卻有著十分重要的影響,當(dāng)路面寬度與《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的寬度有出入時(shí),必須考慮采用寬度修正系數(shù)對(duì)基本通行能力進(jìn)行修正,亦即:?
C=fw*Co?
式中:C——實(shí)際通行能力;?
fw——寬度調(diào)整系數(shù);?
CO——基本通行能力。?
某個(gè)等級(jí)公路的寬度修正系數(shù)是這樣測(cè)算的:首先測(cè)算標(biāo)準(zhǔn)寬度下的基本通行能力,并測(cè)算一個(gè)假想的4車(chē)道、路面寬度為14m的同類(lèi)公路的基本通行能力,然后采用線(xiàn)性?xún)?nèi)插法求取修正系數(shù)。寬度修正系數(shù)f?w可以通過(guò)下式計(jì)算:?
fw=aW+b?
式中:W ——行車(chē)道寬度;?
a,b——系數(shù),見(jiàn)表3。?
寬度修正系數(shù) 表3
|
公路類(lèi)別 |
等級(jí) |
地形 |
a |
b |
|
汽車(chē)專(zhuān)用公路 |
二級(jí) |
平原微丘區(qū) |
0.22 |
-0.778 |
|
山嶺重丘區(qū) |
0.196 |
-0.269 |
||
|
普通公路 |
二級(jí) |
平原微丘區(qū) |
0.250 |
-1.250 |
|
山嶺重丘區(qū) |
0.286 |
-1.000 |
||
|
三級(jí) |
平原微丘區(qū) |
0.265 |
-0.857 |
|
|
山嶺重丘區(qū) |
0.286 |
-1.000 |
||
|
四級(jí) |
平原微丘區(qū) |
0.619 |
-1.167 |
|
|
山嶺重丘區(qū)
mso-bidi-font-family:"Arial Unicode MS"'> |
0.619 |
-1.167 |
4 車(chē)速——流量關(guān)系??
4.1 簡(jiǎn)介
車(chē)速——流量關(guān)系一般形式,當(dāng)交通量較小時(shí),車(chē)輛之間的干擾不大,高速行駛的車(chē)輛超車(chē)機(jī)會(huì)較多,此時(shí),車(chē)輛行駛的速度主要取決于其機(jī)械性能和道路幾何特性,我們稱(chēng)這時(shí)交通流狀態(tài)為自由狀態(tài)。隨著流量的增大,車(chē)速也隨之降低,開(kāi)始時(shí),降低的速度不是很大,當(dāng)交通量接近道路的通行能力時(shí),降低的速度增大。當(dāng)交通量達(dá)到通行能力時(shí),車(chē)流量達(dá)到最大值。當(dāng)更多的車(chē)輛試圖進(jìn)入道路時(shí),交通流變得不穩(wěn)定,流量開(kāi)始下降,同時(shí)車(chē)速也會(huì)進(jìn)一步下降。
對(duì)車(chē)速——流量關(guān)系產(chǎn)生影響的主要因素包括:?
(1)地形及道路幾何特性,如平縱線(xiàn)型、視距等;?
(2)車(chē)輛特性;?
(3)非機(jī)動(dòng)車(chē)的混入;
(4)路邊“摩阻”。?
4.1.1 對(duì)地形及道路幾何特性的影響考慮
道路的平面線(xiàn)型及視距在設(shè)計(jì)中往往取決于設(shè)計(jì)車(chē)速,而設(shè)計(jì)車(chē)速又與地形及道路等級(jí)密切相關(guān)。為此,我們針對(duì)不同道路等級(jí)及地形(平原/微丘區(qū)和山嶺/重丘區(qū))分別建立了車(chē)速——流量關(guān)系。?
縱坡對(duì)車(chē)速的影響主要取決于坡度、坡長(zhǎng)以及車(chē)輛的爬坡性能 ,在平原微丘區(qū),縱坡對(duì)車(chē)速的影響非常小,通??梢院雎圆挥?jì),山嶺重丘區(qū)縱坡對(duì)車(chē)輛的影響是通過(guò)修正系數(shù)來(lái)反映的。?
4.1.2 對(duì)車(chē)輛特性的影響的考慮
由于不同汽車(chē)之間的機(jī)械性能差異很大,它們對(duì)應(yīng)的車(chē)速——流量關(guān)系也有很大的不同,為了能反映這種差異,我們分別建立了不同車(chē)型的車(chē)速——流量關(guān)系,考慮的車(chē)型有以下7種:(1)小轎車(chē),(2)面包車(chē),(3)大客車(chē),(4)小貨,(5)中貨,(6)大貨,(7)拖掛。?
4.1.3 對(duì)非機(jī)動(dòng)車(chē)的影響的考慮
非機(jī)動(dòng)車(chē)(如人力車(chē)、自行車(chē))對(duì)車(chē)輛的行駛速度有相當(dāng)大的影響,考慮的方法有兩種:一是將非機(jī)動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)車(chē)(如標(biāo)準(zhǔn)中型車(chē)),然后在計(jì)算車(chē)速時(shí)將其計(jì)入交通量;或者根據(jù)非機(jī)動(dòng)車(chē)流量的大小測(cè)算需要的行駛寬度,然后在計(jì)算通行能力時(shí)在路面寬度中將這部分扣除。?
前一種方法實(shí)際上修正的是交通量/通行能力比(v/c比)中的分子,而后者則是修正的分母,盡管大家對(duì)這兩種方法尚存不少爭(zhēng)議,但在目前條件下兩種方法均可使用,相對(duì)而言,前一種方法更為直觀和通俗易懂一些,因此本次研究采用前一種方法。?
4.1.4 對(duì)路邊摩阻影響的考慮
路邊摩阻通常是指那些對(duì)車(chē)速帶來(lái)負(fù)面影響的開(kāi)發(fā)活動(dòng),如人行道、交叉口、街邊商店,影響的程度取決于開(kāi)發(fā)的程度。由于這種開(kāi)發(fā)程度很難定量描述,因此建立一套標(biāo)準(zhǔn)的修正系數(shù)的難度很大。然而,對(duì)于某個(gè)特定的路段,這種修正系數(shù)卻不難確定,可以通過(guò)比較實(shí)際行駛時(shí)間與理論行駛時(shí)間(得自車(chē)速—流量關(guān)系)來(lái)確定。因此,在這個(gè)研究中我們建議采取這種處理方式。?
4.2 車(chē)速——流量關(guān)系的型式
多車(chē)道汽車(chē)專(zhuān)用公路與單車(chē)道或雙車(chē)道普通公路的主要區(qū)別在于超車(chē)機(jī)會(huì)。對(duì)單車(chē)道或雙車(chē)道普通公路而言,車(chē)輛的超車(chē)機(jī)會(huì)取決于雙向流量以及車(chē)速的分布,當(dāng)超車(chē)視距不夠時(shí),所有希望超車(chē)的車(chē)輛形成一個(gè)車(chē)隊(duì),其行駛速度受車(chē)隊(duì)中速度最慢的車(chē)輛控制。因此,在道路的通行能力尚未達(dá)到時(shí),不同車(chē)型車(chē)輛的行駛速度即趨一致。對(duì)多車(chē)道公路而言,一個(gè)方向至少有兩個(gè)車(chē)道,超車(chē)可以在一個(gè)行駛方向完成,超車(chē)所需要的車(chē)頭間距將小很多。因此,只有在交通量接近通行能力時(shí)不同車(chē)型的車(chē)速才能趨一致。?
二級(jí)汽車(chē)專(zhuān)用公路及普通公路、多車(chē)道汽車(chē)專(zhuān)用公路的車(chē)速——流量的一般關(guān)系。每條曲線(xiàn)代表一種車(chē)型的車(chē)速流量關(guān)系。從中可以看出,單、雙車(chē)道普通公路及二級(jí)汽車(chē)專(zhuān)用公路的車(chē)輛的行駛車(chē)速隨交通量增大而降低,當(dāng)交通量達(dá)到一定水平(未達(dá)到通行能力)時(shí)不同車(chē)輛的行駛速度
趨于一致,然后各種車(chē)輛以相同的車(chē)速行駛直至達(dá)到通行能力。我們將車(chē)速趨于一致時(shí)的交通量定義為收斂交通量,相應(yīng)的車(chē)速為收斂車(chē)速;達(dá)到通行能力時(shí)的交通量為飽和交通量,相應(yīng)的車(chē)速為飽和車(chē)速
。對(duì)于汽車(chē)專(zhuān)用公路而言,當(dāng)交通量較小時(shí),不同的車(chē)型其行駛速度也有所不同,隨著交通量的增大,所有的車(chē)速均有所下降,當(dāng)交通量達(dá)到通行能力時(shí),所有的車(chē)輛均以飽和車(chē)速行駛。
5 車(chē)速——流量關(guān)系的研究??
5.1 山區(qū)公路技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)研究?
《指標(biāo)》研究共收集了5省范圍內(nèi)的163個(gè)路段的資料,這些路段覆蓋了山區(qū)二、三、四級(jí)普通公路,我院在對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后建立了車(chē)速——流量關(guān)系。
《指標(biāo)》是我國(guó)首次大規(guī)模進(jìn)行這方面的研究,比較系數(shù)、完整,其結(jié)果比較可信。因此,在建立普通山區(qū)公路的車(chē)速——流量模型時(shí),我們直接引用了這些關(guān)系,并以此為基礎(chǔ),調(diào)整后建立了平原地區(qū)的車(chē)速——流量關(guān)系。?
5.2 研究范圍?
本次研究主要收集了《指標(biāo)》研究未覆蓋的高速公路、一級(jí)汽車(chē)專(zhuān)用公路和二級(jí)汽車(chē)專(zhuān)用公路。?
二級(jí)汽車(chē)專(zhuān)用公路的車(chē)速——流量關(guān)系與普通二級(jí)公路相似,它們的主要區(qū)別在于二級(jí)汽車(chē)專(zhuān)用公路的自由流車(chē)速、收斂及飽和車(chē)速比普通二級(jí)公路要高一些。本次研究特針對(duì)二級(jí)汽車(chē)專(zhuān)用公路這些指標(biāo)采集了數(shù)據(jù)。?
由于國(guó)內(nèi)關(guān)于高速公路和一級(jí)專(zhuān)用公路車(chē)速——流量關(guān)系的研究有限,很難基于現(xiàn)有的數(shù)據(jù)建立車(chē)速——流量關(guān)系,因此,我們進(jìn)行了比較大范圍的實(shí)地觀測(cè),收集了更多的資料。?
通過(guò)分析實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),我們測(cè)算了自由流下各種車(chē)型的車(chē)速。需要指出的是除廣佛路以外,幾乎所有的調(diào)查路段交通量均不大,收斂車(chē)速及飽和車(chē)速只能參照一般經(jīng)驗(yàn)以及美國(guó)《道路通行能力手冊(cè)》和印度尼西亞研究結(jié)果進(jìn)行確定。?
本次研究實(shí)測(cè)的路段主要為近年來(lái)完成的高速公路和一、二級(jí)汽車(chē)專(zhuān)用公路,年平均日交通量在5000~30000輛中型車(chē)之間,既包括平原地區(qū)的公路,也包括山區(qū)公路,路段的基本情況見(jiàn)表4。?
觀測(cè)路段一覽表 表4
|
省份 |
路名 |
路段 |
路段長(zhǎng)度 |
縱坡 |
地形 |
總車(chē) |
車(chē)道寬度 |
路肩寬度 |
|
遼 |
沈大高速
mso-bidi-font-family:"Arial Unicode MS"'> |
1 |
1.8 |
2.3 |
微丘 |
4 |
3.75 |
2.5 |
|
2 |
1.6 |
4.0 |
|
4 |
3.75 |
2.5 |
||
|
3 |
1.8 |
2.2 |
|
4 |
3.75 |
2.5 |
||
|
4 |
3.0 |
3.9 |
|
4 |
3.75 |
2.5 |
||
|
山東 |
濟(jì)青高速 |
1 |
2.2 |
2.0 |
平原 |
4 |
3.75 |
2.5 |
|
山 |
長(zhǎng)治——晉城二專(zhuān) |
1 |
2.0 |
3.0 |
重丘 |
2 |
4.5 |
1.5 |
|
2 |
2.1 |
3.0 |
|
2 |
4.5 |
1.5 |
||
|
3 |
2.0 |
3.0 |
|
2 |
4.5 |
1.5 |
||
|
4 |
2.0 |
2.0 |
|
2 |
4.5 |
1.5 |
||
|
四 |
成渝一專(zhuān) |
1 |
2.0 |
0.4 |
微丘 |
4 |
3.75 |
2.25 |
|
2 |
1.5 |
5.9 |
山嶺 |
4 |
3.75 |
2.25 |
||
|
3 |
1.5 |
5.0 |
山嶺 |
4 |
3.5 |
2 |
||
|
4 |
1.5 |
4.0 |
山嶺 |
4 |
3.75 |
2.5 |
||
|
廣東 |
廣佛高速
mso-bidi-font-family:"Arial Unicode MS"'> |
1 |
3.0 |
0.0 |
平原 |
4 |
3.75 |
2.5 |
車(chē)速及交通量觀測(cè)采用了“車(chē)牌法”進(jìn)行。采用車(chē)牌法時(shí),觀測(cè)者記錄下車(chē)輛進(jìn)出觀測(cè)路段的時(shí)間以及車(chē)輛種類(lèi),通過(guò)對(duì)牌照可以計(jì)算每臺(tái)車(chē)輛在路段上的行程時(shí)間,并根據(jù)路段長(zhǎng)度即可計(jì)算車(chē)輛的行駛速度,同種車(chē)輛的平均車(chē)速可以根據(jù)連續(xù)觀測(cè)的結(jié)果計(jì)算,相應(yīng)的交通量在觀測(cè)時(shí)也一并記錄,在本次研究中對(duì)每個(gè)路段共觀測(cè)10h左右。??
6
數(shù)據(jù)分析及研究結(jié)果??
6.1簡(jiǎn)介
數(shù)據(jù)分析的目的旨在建立車(chē)速——流量關(guān)系曲線(xiàn)。如前所述,對(duì)多車(chē)道汽車(chē)專(zhuān)用公路而言,我們需要針對(duì)每種車(chē)型建立完整曲線(xiàn),而對(duì)二級(jí)汽車(chē)專(zhuān)用公路、普通的二、三、四級(jí)公路,則需要測(cè)算以下參數(shù):?
(1)每種車(chē)型在自由流狀態(tài)下的車(chē)速;?
(2)收斂車(chē)速以及相應(yīng)的V/C比;?
(3)飽和車(chē)速(車(chē)輛達(dá)到通行能力時(shí)的車(chē)速)。?
6.2 多車(chē)道汽車(chē)專(zhuān)用公路車(chē)速——流量關(guān)系
6.2.1 平原地區(qū)車(chē)速——流量關(guān)系
繪出了以廣佛公路數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)建立的車(chē)速——流量關(guān)系,基本上與預(yù)期的結(jié)果相符合。大型卡車(chē)的自由流車(chē)速達(dá)80km/h,與其它路段實(shí)測(cè)獲得的數(shù)據(jù)相差較大,且其隨V/C比變化的速度與其它車(chē)型相比較大。造成這種結(jié)果可能有兩個(gè)原因,一是技術(shù)先進(jìn)的香港大貨的比例較大,二是大貨車(chē)的樣本較少。為了使車(chē)速——流量曲線(xiàn)能適用于更大范圍內(nèi),我們對(duì)大貨曲線(xiàn)進(jìn)行了必要的調(diào)整,從其它路段觀測(cè)數(shù)據(jù)看,大貨的自由流車(chē)速大致65km/h左右,因此,在調(diào)整時(shí),我們采用了這一
速度作為大貨的自由流車(chē)速。?????
廣佛路數(shù)據(jù)的另一個(gè)缺陷是最大V/C比只有0.8。因此,飽和車(chē)速無(wú)法實(shí)測(cè)到,而只能參照國(guó)際上的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定。美國(guó)《道路通行能力手冊(cè)》中采用的飽和車(chē)速為50km/h,印度尼西亞研究的結(jié)果為42km/h,綜合考慮我國(guó)的道路和車(chē)輛特性,我們采用45km/h作為我國(guó)多車(chē)道汽車(chē)專(zhuān)用公路的飽和車(chē)速。
平原微丘區(qū)車(chē)速——流量關(guān)系主要參數(shù) 表5
|
車(chē) 型 |
自由流車(chē)速 |
飽和車(chē)速 |
a |
m |
a1 |
m1 |
|
小 轎 車(chē) |
96.6 |
45.0 |
96.55 |
-0.350 |
86.039 |
-0.648 |
|
面 包 |
87.8 |
45.0 |
87.81
mso-bidi-font-family:"Arial Unicode MS"'> |
-0.244 |
83.288 |
-0.616 |
|
大 客 |
79.1 |
45.0 |
79.08 |
-0.154 |
78.710 |
-0.559 |
|
小 貨 |
73.7 |
45.0 |
73.67 |
-0.160 |
71.925 |
-0.469 |
|
中 貨 |
68.3 |
45.0 |
68.31 |
-0.060 |
70.956 |
-0.455 |
|
大 貨 |
65.0 |
45.0 |
65.00 |
-0.150 |
62.375 |
-0.327 |
|
拖 掛 |
61.4 |
45.0 |
61.43
mso-bidi-font-family:"Arial Unicode MS"'> |
-0.107 |
60.227 |
-0.291 |
|
車(chē) 流 |
80.1 |
45.0 |
80.14 |
-0.173 |
78.843 |
-0.561 |
6.2.2 縱坡度對(duì)車(chē)速的影響
交通量在200輛/h以下時(shí)縱坡對(duì)不同車(chē)型行駛速度的影響,不管哪種車(chē)型上坡和下坡都 對(duì)行車(chē)速度帶來(lái)負(fù)面影響。車(chē)速和縱坡呈線(xiàn)性關(guān)系,上坡和下坡的影響相似,產(chǎn)生這種情況的主要原因是車(chē)輛上坡時(shí)制約速度的主要因素是其動(dòng)力性能,而下坡時(shí)制約速度的主要因素是司機(jī)對(duì)安全的考慮??紤]上、下坡對(duì)車(chē)速影響的相似性,我們采用一個(gè)為坡度絕對(duì)值函數(shù)的修正系數(shù)來(lái)反映縱坡對(duì)速度的影響,具體公式如下:?
fg=1+ag?
式中:fg——坡度修正系數(shù);
g——縱坡絕對(duì)值;?
a——系數(shù)。?
不同縱坡下的車(chē)速調(diào)整系數(shù)見(jiàn)表6。?
不同縱坡下的縱坡修正系數(shù) 表6
|
車(chē) 型 |
a |
縱坡(%) |
||||||
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
||
|
小 轎 車(chē) |
-4.13 |
1.00 |
0.96 |
0.92 |
0.88 |
0.83 |
0.79 |
0.75 |
|
面 包
mso-bidi-font-family:"Arial Unicode MS"'> |
-4.42 |
1.00 |
0.96 |
0.91 |
0.87 |
0.82 |
0.78 |
0.73 |
|
大 客 |
-4.87 |
1.00 |
0.95 |
0.90 |
0.85 |
0.81 |
0.76 |
0.71 |
|
小 貨 |
-4.71 |
1.00 |
0.95 |
0.91 |
0.86 |
0.81 |
0.76 |
0.72 |
|
中 貨 |
-5.08 |
1.00 |
0.95 |
0.90 |
0.85 |
0.80 |
0.75 |
0.70 |
|
大 貨
mso-bidi-font-family:"Arial Unicode MS"'> |
-5.39 |
1.00 |
0.95 |
0.89 |
0.84 |
0.78 |
0.73 |
0.68 |
|
拖 掛 |
-5.16 |
1.00 |
0.95 |
0.90 |
0.85 |
0.79 |
0.74 |
0.69 |
6.3 普通公路及二級(jí)汽車(chē)專(zhuān)用公路的車(chē)速—一流量關(guān)系
以山區(qū)公路技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)研究為基礎(chǔ),根據(jù)調(diào)查的自由車(chē)速、收斂車(chē)速及飽和車(chē)速,我們建立了二級(jí)汽車(chē)專(zhuān)用公路及二、三、四級(jí)普通公路山區(qū)地形下的車(chē)速——流量關(guān)系,其中山區(qū)二級(jí)汽車(chē)專(zhuān)用公路自由流車(chē)速取自長(zhǎng)治——晉城二級(jí)汽車(chē)專(zhuān)用公路,其它數(shù)據(jù)參考國(guó)內(nèi)有關(guān)研究,特別是亞洲開(kāi)發(fā)銀行資助的吉林省公路網(wǎng)規(guī)劃研究。平原微丘區(qū)和山嶺重丘區(qū)二級(jí)汽車(chē)專(zhuān)用公路的車(chē)速——流量關(guān)系,其它公路上的車(chē)速——流量關(guān)系與它們相似,主要區(qū)別在于關(guān)鍵性的參數(shù),如自由流車(chē)速、收斂車(chē)速等,這些參數(shù)的測(cè)算結(jié)果見(jiàn)表7,具體公式如下:?
二級(jí)汽車(chē)專(zhuān)用公路及一般公路車(chē)速——流量關(guān)鍵參數(shù) 表7
|
車(chē)輛類(lèi)型 |
平原/微丘區(qū) |
山嶺/重丘區(qū) |
|||||||
|
自由流 |
車(chē)速 |
收斂 |
飽和車(chē)速 |
自由流 |
車(chē)速 |
收斂 |
飽和車(chē)速 |
||
|
二 |
小轎車(chē)
mso-bidi-font-family:"Arial Unicode MS"'> |
80.0 |
0.75 |
45.0 |
30.0 |
65.6 |
0.75 |
40.0 |
25.0 |
|
面包 |
72.7 |
0.75 |
45.0 |
30.0 |
58.6 |
0.75 |
40.0 |
25.0 |
|
|
大客 |
65.5 |
0.75 |
45.0 |
30.0 |
48.9 |
0.75 |
40.0 |
25.0 |
|
|
小貨 |
61.0 |
0.75 |
45.0 |
30.0 |
55.5 |
0.75 |
40.0 |
25.0 |
|
|
中貨 |
56.6 |
0.75 |
45.0 |
30.0 |
51.7 |
0.75 |
40.0 |
25.0 |
|
|
大貨 |
65.5 |
0.75 |
45.0 |
30.0 |
53.4 |
0.75 |
40.0 |
25.0 |
|
|
拖掛 |
50.8 |
0.75 |
45.0 |
30.0 |
45.0 |
0.75 |
40.0 |
25.0 |
|
|
一 |
小轎車(chē) |
80.0 |
0.75 |
35.0 |
20.0 |
60.0 |
0.75 |
27.0 |
14.3 |
|
面包 |
70.5 |
0.75 |
35.0 |
20.0 |
53.5 |
0.75 |
27.0 |
14.3 |
|
|
大客 |
53.9 |
0.75 |
35.0 |
20.0 |
43.9 |
0.75 |
27.0 |
14.3 |
|
|
小貨 |
60.5 |
14.30.75 |
35.0 |
20.0 |
50.5 |
0.75 |
27.0 |
14.3 |
|
|
中貨 |
56.7 |
0.75 |
35.0 |
20.0 |
46.7 |
0.75 |
27.0 |
14.3 |
|
|
大貨 |
58.4 |
0.75 |
35.0 |
20.0 |
48.4 |
0.75 |
27.0 |
14.3 |
|
|
拖掛 |
50.0 |
0.75 |
35.0 |
20.0 |
40.0 |
0.75 |
27.0 |
14.3 |
|
|
三 |
小轎車(chē) |
60.0 |
0.67 |
30.0 |
15.0 |
50.0 |
0.67 |
27.0 |
14.0 |
|
面包 |
58.3 |
0.67 |
30.0 |
15.0 |
48.3 |
0.67 |
27.0 |
14.0 |
|
|
大客 |
46.9 |
0.67 |
30.0 |
15.0 |
39.9 |
0.67 |
27.0 |
14.0 |
|
|
小貨 |
50.0 |
0.67 |
30.0 |
15.0 |
43.1 |
0.67 |
27.0 |
14.0 |
|
|
中貨 |
47.6 |
0.67 |
30.0 |
15.0 |
40.6 |
0.67 |
27.0 |
14.0 |
|
|
大貨 |
45.5 |
0.67 |
30.0 |
15.0 |
38.5 |
0.67 |
27.0 |
14.0 |
|
|
拖掛 |
41.5 |
0.67 |
30.0 |
15.0 |
34.5 |
0.67 |
27.0 |
14.0 |
|
|
四 |
小轎車(chē) |
55.0 |
0.67 |
30.0 |
15.0 |
48.0 |
0.67 |
25.0 |
12.0 |
|
面包 |
51.9 |
0.67 |
30.0 |
15.0 |
46.9 |
0.67 |
25.0 |
12.0 |
|
|
大客 |
40.0 |
0.67 |
30.0 |
15.0 |
38.0 |
0.67 |
25.0 |
12.0 |
|
|
小貨 |
44.5 |
0.67 |
30.0 |
15.0 |
42.5 |
0.67 |
25.0 |
12.0 |
|
|
中貨 |
41.7 |
0.67 |
30.0 |
15.0 |
39.7 |
0.67 |
25.0 |
12.0 |
|
