公路通行能力的测算和车速流量关系的建立

第一篇：公路通行能力的测算和车速流量关系的建立

公路通行能力的测算和车速流量关系的建立

摘要： 本文采用 理论 分析 与实测数据验证相结合的 方法，对不同等级道路的通行能力及不同车型的车速与流量关系进行了较深入的 研究，并建立了相应的于公路运输的宏观分析，对用于 交通 工程分析也有着较好的 参考 数学模型，可 应用 价值。

关键词： 公路 通过能力 车速 流量 关系 研究 1 简介 在公路投资分析和交通工程中，经常要用到道路通行能力及车速 ——流量关系，国外对不同的道路及交通特性条件下车速与交通量及通行能力的关系 做过大量的的研究，其中最有 影响 的莫过于1965年出版的美国《道路通行能力手册》(Highway Capacity Manual，简称HCM)以及后来的1985年修订本。最近，世界银行又在印度尼西亚开展了一项大规模的公路通行能力研究，其研究结论中不少与HCM的结论相似。

国内在这方面也开展过一些研究，交通部公路科研所完成了双车道公路通行能力研究，交通部公路规划设计院与全 国5个省的交通部门协作完成《山区公路技术 经济 指标》(以下简称《指标》)研究等，《指标》的研究建立了山区低等级公路的车速——流量关系。但从总体上说，这方面研究无论是在深度还是在广度上均是有限的。

1994～1995年，交通部和世界银行联合委托我院及澳大利亚的RUSTPPK公司和蔡摩根公司一道开展了“公路投资优化和可行性方法改善研究”工作，用理论分析与实测数据验证相结合的办法，对不同道路等级的通行能力及不同车型的车速——流量关系做了比较深入的研究，并建立了相应的数学模型。本文将介绍这一研究的主要成果。应当指出，这里建立的车速——流量关系及公路通行能力主要是针对可行性研究中的测算车辆运营成本而建立的，它的应用范围主要是宏观分析。如果用于交通工程分析，则模型还应更细一些，如道路的局部几何条件等均应考虑在内。 2 公路和车辆分类  2.1公路的分类

我国公路 目前 分为两大类：汽车专用公路和普通公路。汽车专用公路又分为高速公路、一级公路和二级公路；普通公路分为二、三级和四级公路，各类公路的几何要求在《公路工程技术标准》中有严格的定义，这里不再赘述。

2.2 车辆的分类和换算系数

目前我国将汽车分为六类，即小客车、大客车、小货、中货、大货、拖挂，考虑到面包车(包括中巴)和小轿车虽然同属小客车，但它们的动力性能、行驶速度区别较大，在本次研究中又对它们加以区分。各类车辆换算系数(以中型汽车为标准车型)如表1。 表 1 车 辆 类 型 换 算 系 数 车 辆 类 型 换 算 系 数 小轿车

0.5

中货

1.0

面包 0.5 大货 1.0 大客 1.0 拖挂 1.5

小货

1.0

拖拉机

1.0 3 公路通行能力的测算  公路通行能力是指在给定的道路和交通条件下，公路上的某个断面或某个规定的路段上单位时间内平均能够通过的最大车辆数，一般采用小时为单位，故通行能力一般以每小时能够通过的最大车辆数计。

道路条件是指公路的几何特性，包括车道的数量和宽度、路肩宽度、侧向系宽、设计车速、平面和纵面线型等要素。交通条件是指道路上交通流的特性，包括车型分布、交通量的大小及车流在不同车道上的分布等要素。

在“标准”或“理想”条件下的通行能力为基本通行能力，在这里，我们将符合《公路工程技术标准》的道路称之为满足“标准”条件。一个路段确实能达到的通行能力称为实际通行能力，它是通过考虑道路、交通条件后对基本通行能力修正后获得的。

当实际交通条件与“理想”条件不同时，在本研究中所采取的处理方法是在 计算 交通量时按换算系数将不同类型的车辆换算成标准中型车，建立车速——流量曲线时分车型进行。在影响通行能力的各种几何条件中，路面宽度是最主要的因素，当路面宽度与《公路工程技术标准》中的要求的宽度不同时，必须对基本通行能力进行修正。公路两侧的商业活动、停车、行人活动等通常称为路边“摩阻”，它们也会对通行能力产生一定的影响，同时，路边“摩阻”也会对车速产生影响。对公路来说，路边“摩阻”对车速的影响比对通行能力的影响要大一些，因此，我们这次采取了修正车速而不修正通行能力的做法。

根据美国《道路通行能力手册》所述，水平直线上的4车道、路面宽为14m的公路路段的理论通行能力为4000标准车/h，或1000标准车/车道/h(2000小汽车/车道/h)，由于我 国车辆的动力性能较差及存在着混合交通(这样外侧车道路利用不充分)，理论通行能力将小于这一数字。根据对广佛高速公路观测数据分析，每小时每个车道能力约为800辆中型车，因此，我们以这一数值作为高速公路和一级汽车专用公路的基本通行能力。平原地区路面宽为9m的双车道三级公路的基本通行能力约为1200辆/h中型车，其它各种等级公路的基本通行能力均以这些数据为基础，并考虑车道宽度、计算标准和路肩宽度而测算的。各类公路的基本通行能力见表2。

汽车专用公路及普通公路基本通行能力 表2 道 路 类 别 等级 地形 车道宽度(1)

(m)路肩宽度

(m)通行能力(2)汽车专用公路 高速公路平原微丘区 3.75 2.50

800

山岭重丘区

3.75 2.5/2.0

750

一级

平原微丘区 3.75 2.50 800 山岭重丘区 3.50 2.5/2.0

750

二级

平原微丘区 8.00 3.00 1200 山岭重丘区 7.50 1.5 1100 普通公路 二级平原微丘区 9.00 3.00 1200 山岭重丘区 7.00 0.50 800 三级平原微丘区 7.00 1.50 700 山岭重丘区 7.00 1.50 600 四级平原微丘区 3.50 0.0 200 山岭重丘区 3.50 0.0 180 

注：(1)指汽车专用公路单车道宽度或普通公路的双车道宽度；

(2)汽车专用公路和普通公路分别以(标准车/h/车道)和(标准车/h)为单位。 高速公路和一级汽车专用公路的车道宽度是固定的，即在平原微丘区每个车道为 3.75m，山岭重丘区为3.5m，因此，不需要做宽度修正。但是，路面宽度对其它公路的通行能力却有着十分重要的影响，当路面宽度与《公路工程技术标准》规定的宽度有出入时，必须考虑采用宽度修正系数对基本通行能力进行修正，亦即：

C=fw*Co 式中： C——实际通行能力；

fw——宽度调整系数；

CO——基本通行能力。

某个等级公路的宽度修正系数是这样测算的：首先测算标准宽度下的基本通行能力，并测算一个假想的4车道、路面宽度为14m的同类公路的基本通行能力，然后采用线性内插法求取修正系数。宽度修正系数fw可以通过下式计算：

fw=aW+b

式中：W ——行车道宽度；

a，b——系数，见表3。 宽度修正系数 表 3 公路类别 等级 地形 a b 汽车专用公路 二级平原微丘区 0.22-0.778

山岭重丘区

0.196

-0.269 普通公路

二级

平原微丘区

0.250-1.250

山岭重丘区

0.286

-1.000 三级平原微丘区 0.265-0.857 山岭重丘区 0.286-1.000 四级平原微丘区

0.619

-1.167

山岭重丘区 0.619-1.167 4 车速——流量关系  4.1 简介

车速——流量关系一般形式，当交通量较小时，车辆之间的干扰不大，高速行驶的车辆超车机会较多，此时，车辆行驶的速度主要取决于其机械性能和道路几何特性，我们称这时交通流状态为自由状态。随着流量的增大，车速也随之降低，开始时，降低的速度不是很大，当交通量接近道路的通行能力时，降低的速度增大。当交通量达到通行能力时，车流量达到最大值。当更多的车辆试图进入道路时，交通流变得不稳定，流量开始下降，同时车速也会进一步下降。对车速 ——流量关系产生影响的主要因素包括：

(1)地形及道路几何特性，如平纵线型、视距等；

(2)车辆特性；

(3)非机动车的混入；

(4)路边“摩阻”。

4.1.1 对地形及道路几何特性的影响考虑

道路的平面线型及视距在设计中往往取决于设计车速，而设计车速又与地形及道路等级密切相关。为此，我们针对不同道路等级及地形(平原/微丘区和山岭/重丘区)分别建立了车速——流量关系。

纵坡对车速的影响主要取决于坡度、坡长以及车辆的爬坡性能，在平原微丘区，纵坡对车速的影响非常小，通常可以忽略不计，山岭重丘区纵坡对车辆的影响是通过修正系数来反映的。

4.1.2 对车辆特性的影响的考虑

由于不同汽车之间的机械性能差异很大，它们对应的车速——流量关系也有很大的不同，为了能反映这种差异，我们分别建立了不同车型的车速——流量关系，考虑的车型有以下7种：(1)小轿车，(2)面包车，(3)大客车，(4)小货，(5)中货，(6)大货，(7)拖挂。

4.1.3 对非机动车的影响的考虑

非机动车(如人力车、自行车)对车辆的行驶速度有相当 大的影响，考虑的方法有两种：一是将非机动车转换成标准车(如标准中型车)，然后在计算车速时将其计入交通量；或者根据非机动车流量的大小测算需要的行驶宽度，然后在计算通行能力时在路面宽度中将这部分扣除。

前一种方法实际上修正的是交通量/通行能力比(v/c比)中的分子，而后者则是修正的分母，尽管大家对这两种方法尚存不少争议，但在目前条件下两种方法均可使用，相对而言，前一种方法更为直观和通俗易懂一些，因此本次研究采用前一种方法。

4.1.4 对路边摩阻影响的考虑

路边摩阻通常是指那些对车速带来负面影响的开发活动，如人行道、交叉口、街边商店，影响的程度取决于开发的程度。由于这种开发程度很难定量描述，因此建立一套标准的修正系数的难度很大。然而，对于某个特定的路段，这种修正系数却不难确定，可以通过比较实际行驶时间与理论行驶时间(得自车速—流量关系)来确定。因此，在这个研究中我们建议采取这种处理方式。

4.2 车速——流量关系的型式

多车道汽车专用公路与单车道或双车道普通公路的主要区别在于超车机会。对单车道或双车道普通公路而言，车辆的超车机会取决于双向流量以及车速的分布，当超车视距不够时，所有希望超车的车辆形成一个车队，其行驶速度受车队中速度最慢的车辆控制。因此，在道路的通行能力尚未达到时，不同车型车辆的行驶速度即趋一致。对多车道公路而言，一个方向至少有两个车道，超车可以在一个行驶方向完成，超车所需要的车头间距将小很多。因此，只有在交通量接近通行能力时不同车型的车速才能趋一致。

二级汽车专用公路及普通公路、多车道汽车专用公路的车速——流量的一般关系。每条曲线代表一种车型的车速流量关系。从中可以看出，单、双车道普通公路及二级汽车专用公路的车辆的行驶车速随交通量增大而降低，当交通量达到一定水平(未达到通行能力)时不同车辆的行驶速度趋于一致，然后各种车辆以相同的车速行驶直至达到通行能力。我们将车速趋于一致时的交通量定义为收敛交通量，相应的车速为收敛车速；达到通行能力时的交通量为饱和交通量，相应的车速为饱和车速。对于汽车专用公路而言，当交通量较小时，不同的车型其行驶速度也有所不同，随着交通量的增大，所有的车速均有所下降，当交通量达到通行能力时，所 有的车辆均以饱和车速行驶。5 车速——流量关系的 研究  5.1 山区公路技术 经济 指标研究

《指标》研究共收集了5省范围内的163个路段的资料，这些路段覆盖了山区二、三、四级普通公路，我院在对这些数据进行 分析 后建立了车速——流量关系。《指标》是我国首次大规模进行这方面的研究，比较系数、完整，其结果比较可信。因此，在建立普通山区公路的车速 ——流量模型时，我们直接引用了这些关系，并以此为基础，调整后建立了平原地区的车速——流量关系。

5.2 研究范围

本次研究主要收集了《指标》研究未覆盖的高速公路、一级汽车专用公路和二级汽车专用公路。

二级汽车专用公路的车速——流量关系与普通二级公路相似，它们的主要区别在于二级汽车专用公路的自由流车速、收敛及饱和车速比普通二级公路要高一些。本次研究特针对二级汽车专用公路这些指标采集了数据。

由于国内关于高速公路和一级专用公路车速——流量关 系的研究有限，很难基于现有的数据建立车速——流量关系，因此，我们进行了比较大范围的实地观测，收集了更多的资料。

通过分析实测数据，我们测算了自由流下各种车型的车速。需要指出的是除广佛路以外，几乎所有的调查路段 交通 量均不大，收敛车速及饱和车速只能参照一般经验以及美国《道路通行能力手册》和印度尼西亚研究结果进行确定。

本次研究实测的路段主要为近年来完成的高速公路和一、二级汽车专用公路，年平均日交通量在5000～30000辆中型车之间，既包括平原地区的公路，也包括山区公路，路段的基本情况见表4。 观测路段一览表表 4 省份 路名 路段

编号 路段长度

(km)纵坡

(%)地形 总车

道数 车道宽度

(m)路肩宽度

(m)辽 宁 沈大高速 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 济青高速 1 2.2 2.0平原 4 3.75 2.5 山西 长治 ——晋城二专 1 2.0 3.0 重丘 2 4.5 1.5 2 2.1

3.0

4.5

1.5 2.0

3.0

4.5

1.5 2.0 2.0 2 4.5 1.5 四

川 成渝一专 1 2.0 0.4 微丘 4 3.75 2.25 2 1.5

4 山东

5.9 山岭 4 3.75 2.25 3 1.5 5.0 山岭 3.5 2 4 1.5 4.0 山岭 4 3.75 2.5

广东

广佛高速

3.0 0.0平原 4 3.75 2.5 车速及交通量观测采用了 “车牌法”进行。采用车牌法时，观测者记录下车辆进出观测路段的时间以及车辆种类，通过对牌照可以 计算 每台车辆在路段上的行程时间，并根据路段长度即可计算车辆的行驶速度，同种车辆的平均车速可以根据连续观测的结果计算，相应的交通量在观测时也一并记录，在本次研究中对每个路段共观测10h左右。

数据分析及研究结果  6.1简介

数据分析的目的旨在建立车速——流量关系曲线。如前所述，对多车道汽车专用公路而言，我们需要针对每种车型建立完整曲线，而对二级汽车专用公路、普通的二、三、四级公路，则需要测算以下参数：

(1)每种车型在自由流状态下的车速；

(2)收敛车速以及相应的V/C比；

(3)饱和车速(车辆达到通行能力时的车速)。

6.2 多车道汽车专用公路车速——流量关系

6.2.1平原地区车速——流量关系

绘出了以广佛公路数据为基础建立的车速——流量关系，基本上与预期的结果相符合。大型卡车的自由流车速达80km/h，与其它路段实测获得的数据相差较大，且其随V/C比变化的速度与其它车型相比较大。造成这种结果可能有两个原因，一是技术先进的香港大货的比例较大，二是大货车的样本较少。为了使车速——流量曲线能适用于更大范围内，我们对大货曲线进行了必要的调整，从其它路段观测数据看，大货的自由流车速大致65km/h左右，因此，在调整时，我们采用了这一

速度作为大货的自由流车速。 广佛路数据的另一个缺陷是最大 V/C比只有0.8。因此，饱和车速无法实测到，而只能参照国际上的实践经验确定。美国《道路通行能力手册》中采用的饱和车速为50km/h，印度尼西亚研究的结果为42km/h，综合考虑我国的道路和车辆特性，我们采 用45km/h作为我国多车道汽车专用公路的饱和车速。平原微丘区车速 ——流量关系主要参数表5 车型 自由流车速

(km/h)饱和车速

(km/h)a m a1 m1 小 轿 车 96.6 45.0 96.55-0.350 86.039-0.648 面 包 87.8 45.0 87.81-0.244 83.288-0.616 大 客

79.1

45.0

79.08

-0.154 78.710-0.559 小 货 73.7 45.0 73.67-0.160 71.925-0.469 中 货

68.3

45.0

68.31

-0.060 70.956-0.455 大 货 65.0 45.0 65.00-0.150 62.375-0.327 拖 挂

61.4

45.0

61.43

-0.107 60.227-0.291 车 流 80.1 45.0 80.14

-0.173

78.843

-0.561 6.2.2 纵坡度对车速的 影响

交通量在200辆/h以下时纵坡对不同车型行驶速度的影 响，不管哪种车型上坡和下坡都 对行车速度带来负面影响。车速和纵坡呈线性关系，上坡和下坡的影响相似，产生这种情况的主要原因是车辆上坡时制约速度的主要因素是其动力性能，而下坡时制约速度的主要因素是司机对安全的考虑。考虑上、下坡对车速影响的相似性，我们采用一个为坡度绝对值函数的修正系数来反映纵坡对速度的影响，具体公式如下： fg=1+ag 式中： fg——坡度修正系数；

g——纵坡绝对值；

a——系数。

不同纵坡下的车速调整系数见表6。 不同纵坡下的纵坡修正系数 表 6 车型 a 纵坡(%)0 1 2 3 4 5 6 小 轿 车-4.13 1.00 0.96 0.92 0.88

0.83

0.79

0.75

面包-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

小货

-4.71

1.00 0.95

0.91

0.86

0.81

0.76 0.72

中货

-5.08

1.00

0.95 0.90

0.85

0.80

0.75

0.70 大货

-5.39

1.00

0.95

0.89 0.84

0.78

0.73

0.68

拖挂-5.16

1.00

0.95

0.90

0.85 0.79 0.74 0.69 6.3 普通公路及二级汽车专用公路的车速—一流量关系

以山区公路技术经济指标研究为基础，根据调查的自由车速、收敛车速及饱和车速，我们建立了二级汽车专用公路及二、三、四级普通公路山区地形下的车速——流量关系，其中山区二级汽车专用公路自由流车速取自长治——晋城二级汽车专用公路，其它数据 参考 国内有关研究，特别是亚洲开发银行资助的吉林省公路网规划研究。平原微丘区和山岭重丘区二级汽车专用公路的车速——流量关系，其它公路上的车速——流量关系与它们相似，主要区别在于关键性的参数，如自由流车速、收敛车速等，这些参数的测算结果见表7，具体公式如下： 二级汽车专用公路及一般公路车速 ——流量关键参数 表7 车辆类型平原 /微丘区 山岭 /重丘区 自由流

车速

(km/h)车速

收敛时 的V/C比 车速

(km/h)

(km/h)车速

(km/h)收敛时 的V/C比 车速

收敛 饱和车速 自由流 车速 收敛 20

(km/h)饱和车速

(km/h)二

级

汽

专 包

小轿车 80.0 0.75 45.0 65.6

72.7

0.75

0.75

45.0

0.75

0.75 40.0

45.0

30.0

40.0 45.0 30.0 小货 55.5 25.0 30.0 客48.9 61.0 0.75

30.0

面

58.6

25.0

大 65.5

0.75

40.0 25.0

0.75

40.0

25.0

中货

56.6

0.75 45.0

30.0

51.7

0.75

40.0 25.0

大货

65.5

0.75

45.0 30.0

53.4

0.75

40.0

25.0 拖挂

50.8

0.75

45.0

30.0 45.0 0.75 40.0 25.0

般

二

级 20.0

面包

53.5

53.9

小轿车 80.0 0.75 35.0 60.0

0.75

70.5

0.75

0.75

27.0

0.75

35.0

一

27.0

35.0

20.0

14.3 20.0 客 43.9

14.3 大

0.75

27.0

14.3

小货

60.5 14.30.75 35.0 20.0 50.5 0.75 27.0

14.3

中货

56.7

0.75 35.0

20.0

46.7

0.75

27.0 14.3

大货

58.4

0.75

35.0 20.0

拖挂

40.0 0.75 27.0 14.3

级 15.0

面包

48.3

46.9

0.67

0.67

27.0

30.0

48.4

0.75

50.0

0.75

小轿车 60.0 0.67 30.0 50.0

0.67

58.3

0.67

0.67

27.0

0.67

30.0

27.0

14.0

30.0

15.0

14.0

中货

15.0

40.6

27.0

35.0

三

27.0

30.0

15.0

小货

43.1

47.6

0.67

14.3 20.0 14.0 15.0 客 39.9 50.0 0.67 0.67 27.0

14.0 大

14.0

大货

45.5

0.67

30.0 15.0

38.5

0.67

27.0

14.0 拖挂

41.5

0.67

30.0

15.0 34.5 0.67 27.0 14.0 四

级 15.0

面包

46.9

40.0

0.67

0.67

25.0

30.0

12.0 小轿车 55.0 0.67 30.0 48.0

51.9

0.67

0.67

25.0

30.0

12.0

15.0

0.67

0.67

25.0

30.0

12.0

15.0

中货

39.7

25.0

30.0

15.0

小货

42.5

41.7

0.67

12.0 15.0 客 38.0 44.5 0.67 0.67 25.0

12.0 大

第二篇：提高公路收费站通行能力的方法探讨

提高公路收费站通行能力的方法探讨

陈得道孙广远

（铁道第一勘察设计院公路与城市道路设计研究院730000）

[摘要]收费站是用来对通过车辆收取通行费的设施，然而对曾建成的收费站，随着交通量的增长，已不能满足目前的收费现状，为此结合串列式收费方式，对如何提高公路收费站通行能力的方法进行探讨。

[关键词]公路收费站；通行能力；串列式收费

Research into Way of Improvement for Passing Power of the Toll Station

Chen DedaoSun Guangyuan

（Design Research Institute For Highways And Urban roads of The First Survey And Design

Institute Of Railways730000China）

[Abstract] The toll station is used to toll passing vehicles.However the built station can’t content with the toll reality with the growth of traffic estimation.So combining tandem tolling mode , we discuss how to improve passing power of the toll station.[Key words] Toll Road Station； Power passing； tandem tolling mode1、概述

在一些建成的公路收费站，随着交通量的不断增长，服务时间与服务水平已愈来愈不能满足要求，而传统的方法是扩建收费站、增加收费车道数量，即横向拓宽收费广场。然而这样做存在着一些问题，其中包括征用土地、拆迁、施工工期、交通干扰等，而工程费用则可能是最重要的问题。在一些收费站特别是城市的收费站，这种扩建方案基本上是行不通的。另外，计算表明，收费广场的占地面积和车道数平方成正比，扩建将大大增加占地面积。因而，在现有收费广场的情况下，如何提高收费广场的通行能力是很重要的问题。现探讨串列式收费方式对提高公路收费站通行能力的方法。

2、串列式收费方式

一个简单、经济、实用的做法是采用串列式收费亭(TTB)的配置形式，TTB就是在一条收费车道上设置两个或多个收费亭，同时为两辆或多辆车服务，从而提高收费车道的通行能力。

2.1单一收费亭

普通的收费广场每车道只设一个收费亭，如图1所示，服务位置SP是指车辆检测、发卡或验卡位置，等待位置WP是指车道上位于正在接受服务车辆的下

一辆车的位置。

以SP开始将车辆编号，设1号车离开SP时，1号车与0号车之间的车头时距为：

H=H0+S

式中：H——0号车离开SP时的车头时距；

S——1号车的服务时间。

2号车1号车0号车

→

WP2WP1SP（收费亭处）

图1收费广场单一收费亭示意图

一般情况下

H0=R+M

式中：R——反应时间，是指0号车离开SP和1号车开始进入SP所经历的时间；

M——推进时间，是指车辆在等待位置进入服务位置所需要的时间。如果对于每一辆车来说，车头时距是随机变化的话，那么其数学期望值为

EXP（H）=EXP（H0）+EXP（S）

=EXP（R）+EXP（M）+EXP（S）

每辆车是按车头时距列队行进的，故每个收费车道的通过能力Ca为EXP（H）的倒数

Ca=1EXP（H）

2.2 TTB：邻近服务的情况

一般的TTB有两个SP（SP1在前，SP2在后），二者之间无等待空间，如图2所示。跟随在后的两辆车的WP也分别标以WP1、WP2，等待在WPl的车辆在SPl处服务，等候在WP2的车辆在SP2处服务，今以SP2开始将车辆编上号。

2号车1号车0号车

→

WP2WP1SP2（收费亭2处）SP1（收费亭1处）

图2收费广场收费车道TTB邻近服务示意图

图2中，设0号车离开SP2的瞬间到1号车离开SP1的瞬间之间经过的时间为T’1，则有

T’1=R’1+M’1+S’

1式中R’

1、M’

1、S’1分别是1号车的反应时间、推进时间和服务时间。同理，0号车离开SP2的瞬间到2号车离开SP2的瞬间之间经过的时间T’2为

T’2=R’1+（R’2+M’2+S’2）

式中R’1是2号车附加的反应时间，因为1号车未进入SP2以前，2号车不能进人SP2。

由于SPl和SP2之间仅有一辆车的间隙，故2号车的驾驶员在看到1号车离开SP1之前是不会离开SP2的，因此从0号车离开SP2所经过的周期时间H’必须为

H’> T’1+ R’

2事实上，2号车将在SPl和SP2都过后才会离开SP的位置，故0号车和2号车之间的周期时间H’应由下式决定：

H’= max（T’2，T’1+ R’2）

= max[R’1+（R’2+M’2+S’2），R’2+（R’1+M’1+S’1）]一般情况下，可以认为R’

1、R’2等于单一收费亭情况的反应时间R1、R2，S’

1、S’2等于单一收费亭情况下的服务时间S1、S2。但单一收费亭情况下的推进时间要小于TTB时间的M’值，即

M’=M+△M

式中△M是车辆驶过两个SP之间距离需要的附加时间。若假设反应时间和△M不随车辆有较大的变化，那么，可以求得简化的周期方程为

H’≈R+△M+ max（H1，H2）

式中H1、H2就是在单一收费亭情况下观测到的车头时距。

邻近服务情况下，TTB的通过能力C’a为

C’a=2 EXP（H'）

与单一收费亭相比，TTB通过能力增加的百分数为

△Ca（%）=100×{2/EXP（H')－1} 1/EXP(H)

=100×{2EXP（H）1} RMEXP[max（H1，H2）]

从上式可以看出，如果TTB的周期时间小于普通收费亭车头时距的2倍，那么采用TTB方式可以提高通行能力。同时，由于R和M值比S值小，故通过能力的增加是显著的，如果车头时距是个常数，那么Ca的增加最显著。

2.3 TTB：成批服务的情况

如果在TTB情况下，采取成批服务的方法，那么通过能力还可提高。所谓成批服务是指每一个收费亭每次对几辆车同时进行服务，而不是每次一辆。这种方案的优点是服务时间中随机变化成分减轻，空闲时间减少。

如果设每一个收费亭每次处理n辆车，那么在SP2后可跟随2n辆车。前面的n辆车在SPl处服务，后面的n辆车在SP2处服务。为了保证在SP2处服务不被在SP1处服务的车辆中断，两个收费亭之间的空间距离要稍大于n辆车的位置长度。事实上，只要位置数m值满足下列关系式，则一般不会出现中断现象：

m≥n+[2σH／EXP（H）]（n-1）1/

2式中：σH ──H的标准偏差。

一般情况下

2σH／EXP（H）→

1对应于不同n的m值为

m=INT[n+（n-1）1/2]

m值取得太大，导致不必要的收费亭之间的空间距离。

0号车离开收费亭到2n辆车离开收费亭所经过的时间H’’可由下式来决定：

H’’=n（R+△m）+ max（Hi,Hi）

i1in1n2n

通行能力

C’’a=2n/EXP（H’’）

n如果用H1n和H2表示两组n个独立车头时距的平均值，那么上式可简化为

nEXP（H’’）=nEXP[R+△M+max（H1n，H2）]

n若两个收费亭的业务水平相近，则H1n和H2具有相同的期望值EXP（H）和

n标准偏差σH／n1/2，只要n>2，H1n和H2具有相似的正态分布。在这些条件下，最大值的期望值为

nEXP[max（H1n，H2）]≈EXP（H）+0.4σH／n1/2

此时C’’a=2n/EXP（H’’）可改写成C’’a=2[EXP（R）+EXP（△M）+ EXP（H）+0.4σH／n1/2]-1

当n=1时，C’’a →C’a。

2.4通行能力的比较

设EXP（R）+EXP（△M）=2s，EXP（R）=5s，σH=2.5s，则单一收费亭的通行能力Ca=0.2辆／s（即720辆／h）；邻近服务的TTB（n=1），C’a=0.250辆／（即s900辆／h），车道通行能力提高25％；成批服务的TTB（n=4），C’’a=0.267（0.267辆／s（即960辆/ h），增加车道通行能力33％；n=16，C’’a≈0.276辆／s（即1000辆/ h）；n→∞，C’’a≈0.286辆／s（即1028辆/ h）。

由此可见，采用TTB方案后，在同等条件下，其通过能力要比单一收费亭大25％以上，最大不超过43％。

3、结束语

总之，由上文分析可知，采用收费口串列式收费确实是一种行之有效的提高收费站服务效率的方法。事实上根据前文论述不难发现，如果在一条收费车道上多设几个收费口，会相应地提高收费口的通行能力，但这样会增加收费系统的建设成本，与两个收费口相比，其效益费用比反而下降了，而且采用串列式收费要求前后车辆行动一致，收费口多了，难以做到这一点。

参考文献：

[1] 刘伟铭王哲人郑西涛高速公路收费系统理论与方法人民交通出版社.2000.4

[2] 高速公路丛书编委会高速公路交通工程及沿线设施人民交通出版社.1999

[3] 当代科技重要著作·交通领域道路通行能力手册美国交通研究委员会专题报告209号中国建筑工业出版社.1991.6

作者简介：陈得道（1964 —），男，甘肃兰州人，铁道第一勘察设计院公路与城市道路设计研究院工程师孙广远（1971 —），男，甘肃武威人，铁道第一勘察设计院公路与城市道路设计研究院工程师

第三篇：2013数学建模A题公路通行能力的计算方法

车道被占用对城市道路通行能力的影响

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!

公路通行能力的计算方法

公路通行能力的计算方法(一)、无平交路段通行能力(1)基本通行能力一般路段是指不受信号、暂停标志、铁公路口等外界因素的中断，保证大体连续的交通流的公路部分。多车道公路的基本通行能力是以高速公路上观测到的最大交通量为基准确定的。根据观测结果，城市快速路比城际间高速公路的值来得大一些，在大体接近城市快速路最大交通量处确定了多车道公路的基本通行能力为每车道2200pcu/h。往返2车道公路的基本通行能力用往返合计值表示。其理由为往返2车道公路通常不进行往返车道的分离，以供对面车辆超车用，这种方法是比较现实的。实际上，在往返2车道公路上发生超车时的最大交通量的观测数据非常少，在美国《公路通行能力手册》中写明往返2车道公路的基本通行能力大约为多车道公路中2车道基本通行能力的二分之一，并确定为2500pcu/h。另外，与多车道公路相同，对单向通行公路，把其基本通行能力定为每车道2200pcu/h。(2)可能通行能力可能通行能力是用基本通行能力乘以公路的几何结构、交通条件对应的各种补偿系数求出的。亦即C= CB*γL*γC*γI*……(2.1)式中，C：可能通行能力；

CB:基本通行能力；

γLγCγI:各种补偿系数。就多车道公路而言，先用(2.1)式求出每车道的可能通行能力，然后乘以车道数求出公路截面的可能通行能力。对往返2车道公路，用往返合计值求出。在用实际车辆数表示可能通行能力时，需要用大型车辆的小客车当量系数换算成实辆数。影响通行能力的因素有以下几种，各因素的补偿系数也已决定。a)车道宽度(γL)：基本通行能力方面而言，必要充分的车道宽度WL为3.50m；根据日本的观测结果，最大交通量在宽度为3.25m的城市快速路上得到，对车道宽度小于3.25m的公路应进行补偿,其系数如参考表2.1。表2.1 公路宽度补偿系数车道宽度WL补偿系数γL3.25m1.003.00m0.942.75m0.882.50m0.82b)侧向净空(γC):称从车道边缘到侧带或分隔带上的保护轨、公路标志、树木、停车车辆、护壁及其它障碍物的距离为侧向净空，必要充分的侧向净空为单向l.75m，在城市内高速公路上，以0.75m的侧向净空时的最大交通量出现次数多，所以，对比0.75m窄的情况需要进行补偿，如表2.2所示。c)沿线状况(γI)：在沿线不受限制的公路上，通行能力的减少原因有从其它道路和沿道设施驶入的车辆或行人、自行车的突然出现等潜在干涉。并且，在市内因有频繁停车，所以停车的影响也较大，因为通常认为通行能力与沿道的城市化程度有很大关系，所以确定了城市化程度补偿系数，如表2.3所示。表2.1 公路宽度补偿系数γL车道宽度WL(m)补偿系数γL3.25m1.003.00m0.942.75m0.882.50m0.82表2.2 侧向净空补偿系数γC侧向净空Wc(m)补偿系数γc0.75m1.000.50m0.950.25m0.910.00m0.86表2.3 沿线状况补偿系数γI(a)不需要考虑停车影响城市化程度补偿系数非城市化区域0.95-1.00部分城市化区域0.90-0.95完全城市化区域0.85-0.90(b)考虑停车影响的场合城市化程度补偿系数非城市化区域0.90-1.00部分城市化区域0.80-0.90完全城市化区域0.70-0.80d)坡度:因为坡度对大型车辆的影响尤其大，所以通常包含在大型车辆影响中。e)大型车辆(γT)：大型车辆比小客车车身长，即使保持同一车间距离，车头距离也较大。并且因大型车在坡道处降低车速，故通行能力将减小。大型车辆的影响程度用一辆大型车辆相当的小客车辆数即小客车当量系数

(passenger car equivalent)来表示。一般认为，小客车当量系数随大型车辆混入率、车道数、坡度大小及长度而变化，并用表2.4所示值表示。在用实辆数表示通行能力时，应该用下式所示补偿系数乘以小客车当量交通量γT=100/[(100-T)+ET*T]

(2.2)

式中，γT：大型车辆补偿系数^fen^

ET：大型车辆的小客车当量系数^fen^

T：大型车辆混入率(%)。f)摩托车和自行车:对摩托车和自行车交通量应该用表2.5示小客车当量系数乘以交通量求出小客车当量交通量。但是，在用实辆数表示通行能力时，应与大型车辆的方法相同，对当量交通量进行补偿。g)其它因素:除上述几种因素外，使通行能力降低的原因还有:公路线形，尤其是曲线路段和隧道、以及驾驶技术、经验的不同等，但这些原因目前还没有较好的定量化方法。表2.4 大型车的小客车换算系数表2.5 摩托车和自行车的小客车换算系数车型地区摩托车自行车地方0.750.50城市市区0.500.33真的是不太懂,答案来自新浪爱问,希望对你有帮助.

第四篇：影响城市道路通行能力的因素和改进措施

影响城市道路通行能力的因素和改进措施

摘要：作为城市道路交通建设的一项基础性工作，城市道路通行能力及其影响因素研究，不仅可以确定城市道路建设的合理规模和模式还为城市道路路网规划，工程可行性研究，城市道路设计，交通管理与控制及评价等方面提供更为科学的理论依据。针对目前城市道路交通状况，对影响其通行能力的道路条件，交通条件，服务水平等因素进行分析，试图找出改善城市道路通行能力的措施。

关键词：城市道路，通行能力，因素，分析

Influence factors of city road traffic capacity and improvement measures Abstract: as a basic work of city road traffic construction, factors of city road traffic capacity and its influence, not only can determine the reasonable scale and pattern of city road construction for the city road network planning, project feasibility study, city road design, traffic management and control and evaluation to provide a more scientific basis.In view of the current traffic situation of City Road, the traffic capacity of the road conditions, traffic conditions, factors of service level and so on, trying to find out to improve the traffic capacity of city road measures.Keywords: City Road, traffic capacity, factor, analysis

引言近年来，随着我国经济快速增长和城市化进程加快，城市人口和车辆不断增加，我国城市交通面临着越来越艰巨的任务，城市交通拥堵、交通安全和环境污染问题日益受到人们的重视。为了实现城市交通系统快捷、安全、高效地运转，对我国城市交通发展现状进行分析，针对一些突出的问题提出对策建议显得尤为重要。城市交通系统作为现代国民经济中的一个重要组成部分，对于维持宏观经济的健康发展、保证人民的生活质量以及合理控制生态环境污染都起着举足轻重的作用。城市交通系统是由道路系统、流量系统和管理系统组成的一个典型的开放的复杂系统。城市交通系统中的交通流具有自适应性、动态、随机、反馈、多行为主体、非线性等基本特征。由此可以看出城市交通系统包括很多方面的因素，对城市交通现状及存在的问题进行分析是一项复杂的任务 我国城市交通现状分析 随着城市规模的不断扩大，人口在大城市中大量聚集，以及机动车数量快速增长，使得城市交通需求激增，因此，城市交通矛盾也越来越突出。

1.1 城市交通拥堵严重 在我国快速城市化进程中，大城市机动车的急剧增长带来了严重的交通拥堵问题，严重影响了居民的日常生活，已经成为制约城市发展的瓶颈。主要表现为： “路上车挤车、车上人挤人”状况严重，平均出行时间较长，出行效率下降；交通量过于集中在干线道路而引起主要节点出现堵塞；道路网应变能力差，遇事故极易引起大范围交通瘫痪等。

1.2 城市交通带来的环境问题日益严重

交通运输业是继工业和建筑业之后的第三大排放源，城市交通的碳排放在城市整体的碳排放结构中占据较高的比例。近年来随着城市机动化水平的提高以及交通运输业对油品的消耗较大的用能特点，城市大气环境污染严重，环境质量每况愈下，所带来的环境问题也越来越严重。另外，交通噪声对居民的影响越来越严重。近年来，在我国环境投诉案件中，噪声投诉的比重正逐年提高，在特大城市已经高达40%以上，交通噪声的影响已经从单纯的环境问题逐渐发展成为社会问题。

1.3 机动化出行比例明显提高

随着我国经济的快速发展，机动化也进入高速发展期。据统计，2000年至2010年，全国民用汽车年均增长率为35%，私人汽车年均增长率为77%，2010年民用汽车和私人汽车保有量分别达到7801.83万辆和5938.71万辆，私人汽车占民用汽车比例由2000年的38.87%增至2010年的76.12%。

1.4 停车难问题突出

随着城市机动化水平的迅猛发展，尤其是私家车的急剧增长，城市“停车难、乱停车”等问题日益突出。乱停车不仅挤占道路资源，还直接影响城市交通安全，严重影响城市的可持续发展 我国城市交通存在的问题 随着城市经济的快速发展，人民生活水平显著提高，机动车保有量急剧上升，交通需求迅速增长，城市交通在需求、供给和运行方面呈现出不同以往的特征，更多地体现在对质的要求上，城市交通问题更加综合化、复杂化和多元化，城市交通发展滞后已成为制约城市经济社会发展和人民生活水平提高的瓶颈之一。

2.1 城市道路基础设施相对不足近年来，虽然我国城市道路基础设施的建设发展较快，大中城市的道路数量、道路等级都得到了前所未有的提高，很多城市对城市的道路空间利用的非常充分，尤其在一些大城市，地面交通和地下交通都很发达。但由于我国城市化进程加快，人口和车辆基数较大，因此出现了我国道路基础设施相对不足，道路网密度与其他国家比较相对低的问题。

2.2 城市公共交通发展缓慢

由于我国城市交通的法律法规建设严重滞后，以及对公共交通投入不足，公交优先战略落实不到位，城市公共交通行业改革滞后，市场运作不规范等，因此，我国城市公共交通发展缓慢。不足的地方主要体现在：公交分担率低、服务水平低、服务质量差、基础设施缺乏统一规划、公共交通网络规划不合理等方面

2.3 城市交通规划不尽合理 在我国大中城市中，瓶颈路、断头路、畸形路口较多，且路网结构不尽合理，城区主干路、次干路、支路的比例国家规范为1∶1.5∶3.5，呈金字塔结构，以济南为例，济南市的比例为1∶0.41∶1.81，加之占道经营、违章建筑现象较突出，交通微循环不畅，致使过多的流量涌入主干路，造成交通拥堵[5]。

2.4 交叉路口的交通状况 与道路相比，平面交叉口的交通行为更为复杂，更易遭受到交通环境、人流、车流等的影响。因为其交通安全性差，通行能力低而成为影响城市道路通行能力的“瓶颈”。据统计，机动车在城市市区中的旅行时间约有1/3花在了平面交叉口，60%以上的交通事故发生在平面交叉口及其周围，而且随着城市机动车社会保有量和年增长幅度的逐步提升，作为在城市道路网中起着转换交通流向作用的平面交叉口面临的交通矛盾日益突出，平面交叉口的交通治理在城市交通管理中就显得越来越重要。交通信号控制技术作为一种投资省、见效快的措施在平面交叉口的交通治理中作用就日渐突出。

2.5 交通管理水平相对落后

无论在交通政策的制定与实施，还是交通信息服务、公共交通管理等方面，整体水平有待提高。一是交通组织不合理，客流分布不均，影响交叉口路段的通行效率，导致路网交通拥堵；二是缺乏交通需求管理，目前我国仅有北京、上海、广州、成都等部分城市实施了少量的交通需求管理政策，而大部分城市仍然缺乏有效的需求管理措施，迅猛增长的交通需求与发展滞后的交通管理水平之间的矛盾日益突出[6]。城市交通发展的对策建议 在大城市、尤其是特大城市中心区，道路建设永远不能满足汽车交通增长的需要。发达国家和国内部分先进城市的经验证明，要解决城市交通问题，不能只把注意力集中于交通基础设施的建设上面，而应给予交通规划、交通管理等以足够重视，才有可能找到解决城市交通难题的途径

3.1 实施智能运输系统 智能运输系统是解决交通问题的有效且高效途径。它是通过对关键基础理论模型的研究，将先进的信息技术、通信技术、电子控制技术和系统集成技术等有效地应用于交通运输系统，从而建立起大范围内发挥作用的实时、准确、高效的交通运输管理系统[7]。

3.2 促进公共交通发展 促进大容量、快速、便捷的公共交通的发展，确立公共交通的主导地位，形成以地面公共交通为主体，以客运轨道交通为骨干，各种交通方式协调发展的立体化、高效、安全、经济的现代化城市综合交通体系。[8] 3.3 加强交通需求管理

交通拥挤的矛盾其实就是交通供给和需求之间的矛盾[9]。传统的解决办法是加大城市道路基础设施的建设力度，增加交通供给，然而，往往会吸引更多的私人交通，导致公共交通的服务水平下降，并且随着公共交通的服务水平下降又会促使更多的人选择私人交通，最终使得道路又重新变得拥挤。因此，只有通过控制交通需求的增长才能从根本上解决交通拥挤的问题。

3.4 引导居民低碳出行

低碳出行是指以低能耗、低排放、低污染为基础的绿色出行。运用交通政策和市场机制引导和鼓励居民在出行中选择低碳交通方式，倡导尽量减少碳足迹与二氧化碳的排放，鼓励和推进以公共交通为导向的城市交通发展模式 结语

交通在城市发展中的战略地位极为重要，城市交通的发展必须要适应经济社会的发展。现代城市交通正在进入以信息化为目标的新时期，一个包括道路建设、客货运体系和交通控制管理组成的快速、便捷、舒适、高效的城市交通系统，是衡量当前城市现代化水平的重要标志。

城市交通问题是涉及社会经济、城市规划、管理体制和政策法规的综合性问题。解决城市交通问题是一个长期的发展战略问题，最终的目标是实现城市交通和城市本身的可持续发展

参考文献：

[1]柳丹.长沙市交通现状及对策分析[j].企业家天地，2009,.[2]陈星光，周晶，朱振涛.城市交通出行方式选择的演化博弈分析[j].管理工程学报，2009, [3]邵源，宋家骅.大城市交通拥堵管理策略与方法[j].城市交通，2010，： [4]何建中.中国城市交通可持续发展对策[j].环境经济，2010, [5]杨兆升.智能运输系统概论[m].北京：人民交通出版社

[6]刘小明.城市交通与管理-中国城市交通科学发展之路[j].交通运输系统工程与信息，2010,（12）：11-21 ［7］城市道路设计规范（CJJ 37-90）【8】任福田、肖秋生、薛宗惠.城市道路规划与设计【M】北京：中国建筑工业出版社

1998 【9】国家统计局的《国民经济和社会发展统计公报》

第五篇：政府形象的建立和公众的关系

政府形象的建立和公众的关系侯秀明文管11012011150050

政府是公众生活的服务者和监管者。为了工作的有效进行，政府必须和公众建立一个和谐、有序和高效的相互关系，以便政策的有效实施。

政府在人们生活中的作用比较多而重要，政府政策的有效实施会给人们的生活带来很重要的影响。如果政府在实施政策之前没有经过研究，没有通过民意调查，那么所实施的政策便无法做到惠民，就会引起公众的不满甚至激起民愤。此时，政府在公众心中便是一个无用的政府。因此，作为政府，在工作的时候必须经行民主决策。没有调查就没有发言权。同时，政府在进行调查时也会给民众留下亲民的印象。这时，政府便在民众中树立了一个好的形象。再者，政府决策的实施要真实公开。只有落实，公众才真正树立起的政府的信任，公开才能增加政府工作的透明度，公众才会真正放心政府的工作。从而搭建起与政府的友好关系，更有利于决策的执行。从而皆大欢喜。这里涉及的一个政府公共关系的工作原则是：真实公开原则。政府公共关系活动强调真实公开原则，就是要求政府在开展公关活动中要讲真求实、实事求是地传播信息，该公开的的信息一定要公开，通过与广大公众之间的双向信息交流来建立和维持相互信任和理解的关系，树立政府在国内外公众中的良好信誉和形象。

政府是为人民服务的政府，是人民的公仆，因此，政府在工作时必须做到为人民服务，对人民负责。政府必须要以严谨的工作态度，对人民做到有求必应。且首先要有一个良好的服务态度。如果政府工作人员对人民反映的问题视而不见，还冷言冷语，人民就会对政府失去信心。因此。政府必须端正态度，认识到要把人民赋予的权利用于人民。这里涉及一个政府公共公共关系的工作原则：公众利益至上原则。政府公共关系是一项服务性很强的工作，要求政府工作人员首

先要在思想上树立政府的一切公共关系活动都必须体现社会公众利益的思想，这既是政府公关活动的出发点，也是其归宿。政府公共关系的启动和开展，意味着政府与公众信息的交换方式由专制的单向宣传转向现代民主的双向传播，意味着已把能否维护和增进公众利益作为衡量政府工作好坏的最高标准。

政府工作质量也与政府形象的树立有很大关系，现在很多政府搞；“形象工程”，花费大量了公款，劳民伤财，最后还是没有解决关键问题，都是面子惹的祸。殊不知，面子是公众给的。如果不为公众办实事，一味追求外在美，那公众最后也只能把这些政府工作人员“拉下水了”到时候，面子里子都没有了，岂不得不偿失

政府是社会公共活动的重要参与者，政府工作参与的好，建会促进社会的发展，反之，则起到了不尽人意的作用。同时，社会的发展与公众息息相关，受到支持的政府一定会深得民心，从而推动社会进步。政府也获得了良好的公共关系，树立了好的形象。