道路通行能力手册HCM2000中文版高速公路交织分析

第24章高速公路交织分析
24.1引言
工厂安全卫生规程24.1.1方法的适用范围
本章详细地介绍了高速公路交织区运行的分析方法。同时,对这些方法在多车道公路交织区分析中的应用也给予说明。
在第十三章《高速公路特性》中对高速公路交织区的基本概念和定义曾作过论述。该章完整地阐述交织区内约束、非约束车流运行的定义和A、B、C三种交织构型。理解这些概念与定义是正确应用本章方法以及充分解读分析结果的标准。
本章方法汇集了大量原始资料和研究成果。预测车速的计算公式是在二十世纪80年代的一个研究项目中的研究成果(1)。构造型式与运行类型的概念是二十世纪70年代早期研究中(2)建立的,并于1979(3)年发表的高速公路通行能力计算方法的另一项研究中(3)得到更新。同时也收录了1997年版HCM(4)中的交织分析方法。另外,其它几部文献也描述过交织区的分析方法(5-7)。
24.1.2方法的限制条件
本章方法不专门用于分析下列问题(在分析者不做任何修改的情况下):
1.交织区内的特殊车道,如高乘载率车辆专用车道;
2.交织区入口匝道的匝道测量段;
3.发生超饱和时的特殊运行情况;
4.速度限制或执法措施对交织区运行的影响;
5.智能交通系统技术对交织区运行的影响;
6.集散道(C-D Road)路的交织区;
7.城市街道上的交织区;
8.多重交织区。
在本手册以前的版本中对最后一项曾做过论述,这里删去了。现在,把多重交织区合理拆分为合流、分流和简单交织进行分析。
24.2方法
本章论述的方法具有五个明显的组成部分:
1.预测交织区内交织车辆与非交织车辆的区间平均车速(平均行驶车速)的模型(对于每种构型以及约束型与非约束型运行有特定的模型);
2.描述交织车辆与非交织车辆各自占用车道比例的模型,用于确定约束或非约束运行的类型;
3.将预测车速换算为交织区内平均车流密度的方法;
4.根据交织区内车流密度确定服务水平(LOS)的划分标准;
5.确定交织区通行能力的模型。
图表24-1是高速公路交织区分析流程。
图表24-1 高速公路交织分析流程
24.2.1服务水平
通过比较计算的车流密度与图表24-2中的标准确定交织区的服务水平。虽然在某些情况(尤其是约束型运行条件)下,非交织车辆的运行质量会比交织车辆高,但这里只用单一的服务水平值描述交织区内总体交通流的特性。
图表24-2 交织区服务水平标准
一般地,这些标准比高速公路基本路段和多车道公路路段相应服务水平等级下的车流密度稍高。这是符合逻辑的:司机在交织区内有思想准备接受比高速公路基本路段和多车道公路路段更高的车流密度。但E/F级服务水平的边界值不遵从上述规律。实际上,它们比高速公路基本路段和多车道公路路段上确定的值稍低。由于交织区内有更多的交通扰动,可以相信,在比高速公路基本路段和多车道公路路段稍低的车流密度时,交织区就会发生交通中断。
24.2.2 交织区参数
图表24-3中是用于交织区分析的变量和变量的定义,计算使用的这些变量都分散在分析方法中。
当应用本方法时,必须确定现有的和待建的道路与交通条件。道路条件包括交织区的长度、交织区内车道数、交织区构型以及地形或坡度条件等。如果不知道高速公路自由流车速,可用第二十一章或第二十三章的方法确定高速公路基本路段或多车道公路的有关特性。
24.2.3计算交通流率
本章所有模型与公式都以高峰15分钟流率为据,单位是pc/h 。因此,须使用公式24-1将小时流量进行转换。
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p HV f f PHF V v **=
(24-1)
式中: v —— 一小时中高峰15分钟的流率(pc/h )
; V —— 小时流量(辆/h );
streambox vcrHV f ——(根据高速公路基本路段或者多车道公路方法计算的)重型车修正
系数;
刘谷来p f ——(根据高速公路基本路段或者多车道公路方法计算的)驾驶员总体特
征修正系数。
因为你英文24.2.4交织区示意图
将交通量转换为流率后,建立如图表24-4所示的交织区示意图通常很有帮助。所有交通流都表示成每小时当量小客车流率,并且图中也标出了关键的分析变量。示意图作为应用本方法时需要输入信息的参考。
图表24-3  影响交织区运行的参数
图表24-4 交织区示意图
24.2.5交织区构造型式
根据每次交织所需变换车道次数确定交织区构造型式。在第十三章中,对这一概念做过详细论述。图表24-5可以用来确定构造型式。
图表24-5 确定交织构型标准
张卫平教你打篮球注:N/A表示实际中不存在。
三种构造型式定义如下:
1.A型——为完成交织运行,两个交织方向的所有车辆都必须进行一次变换车道;
2.C型——一个方向的交织车辆不需要变换车道即可完成交织运行,而另一方向的交织车辆,必须两次或两次以上变换车道才能完成交织运行。
24.2.6确定交织与非交织速度
交织区分析方法的核心内容就是预测交织区内交织车辆与非交织车辆的区间平均速度。分析者必须知
道,由于在某些条件下,交织速度与非交织速度可能
会差异很大,所以应该分别进行计算。
用公式24-2预测交织和非交织的平均速度:
i i W S S S S +-+
=1min max min              (24-2)
式中: i S  ——平均交织速度
(当w i =时)或平均非交织速度(当nw i =时)(km/h ); min S ——交织区内预期的最小速度(km/h )
; max S ——交织区内预期的最大速度(km/h )
; i W  ——交织车流
(当w i =时)和非交织车流(当nw i =时)的交织强度系数。 本方法中,最小速度min S 取为24km/h 。最大速度max S 取进入和离开交织区处高速公路基本路段上自由流的平均速度加上8km/h 。在自由
流速度上加8km/h 是为了调整本方法对高速度具有的低估倾向。将最大与最小速度做如上处理,可以使计算结果处于一个合理范围。根据这些假设,速度计算方法可以表示为公式24-3。
i FF i W S S +-+=11624      (24-3)
式中FF S 是进入和离开交织区处高速公路基本路段的平均自由流速度(km/h )。
一开始,通常按假设为非约束型的运行进行车速计算。随后检验该假设,若结果是约束型运行,则需要重新计算速度。
公式24-2与公式24-3表达的敏感度与对交织区的实际观测很一致: 1  当交织区长度增加时,速度也增大,变换车道强度下降;
2  当总交通流中交织车辆比例(VR )增大时,速度降低,反映出因交通流中交织比例大而产生的车辆扰动程度增大;
3  当平均每车道总流量(N v )增加时,车速降低,反映出较大的交通需求;
4  约束型运行比非约束型运行的交织速度低,非交织速度高。这反映了交织车辆被限制在比均衡运行条件下所需要的还少的空间内,但非交织车辆却相应地占用了比其在均衡运行时能占用多得多的空间。用图表24-6中的常量a 反映这种状况。
图表24-6  计算交织强度系数时的常量

本文发布于:2024-09-21 22:07:17,感谢您对本站的认可!

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