中美城市道路路段服務(wù)水平分析方法對(duì)比研究

程建梅

(四川警察學(xué)院道路交通管理系，四川 瀘州 646000)

《城市道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(CJJ37-2016)僅列出了服務(wù)水平劃分標(biāo)準(zhǔn)，并未給出具體的分析方法。美國(guó)《道路通行能力手冊(cè)》(HCM)經(jīng)過(guò)多次改版和完善，2016年第六版發(fā)布，研究?jī)?nèi)容全面、完整，更具代表性。本文研究成果為城市道路路段通行能力分析提供參考。

1 中國(guó)CJJ37-2016的評(píng)價(jià)體系

1.1 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

飽和度是衡量城市道路路段服務(wù)水平的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)，為理想條件下，最大服務(wù)交通量與通行能力之比，用v/c表示。根據(jù)飽和度取值大小，將城市道路路段服務(wù)水平劃分為四級(jí)，具體劃分標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 中國(guó)城市道路路段服務(wù)水平等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)

1.2 評(píng)價(jià)流程

通過(guò)v/c比確定研究路段的服務(wù)水平等級(jí)。

1.3 評(píng)價(jià)參數(shù)確定

CJJ37-2016將路段通行能力分為三種：基本通行能力、設(shè)計(jì)通行能力、可能通行能力。飽和度是指服務(wù)交通量與設(shè)計(jì)通行能力之比。

(1)服務(wù)交通量

服務(wù)交通量是指路段上指定地點(diǎn)單位時(shí)間到達(dá)的小時(shí)交通量。若對(duì)城市路段高峰時(shí)段進(jìn)行服務(wù)水平評(píng)價(jià)，則服務(wù)交通量為該參考點(diǎn)高峰小時(shí)到達(dá)的車(chē)輛數(shù)。

(2)設(shè)計(jì)通行能力

確定城市道路路段的設(shè)計(jì)通行能力主要有兩種方法：經(jīng)驗(yàn)值和理論計(jì)算。CJJ37-2016列出了一條車(chē)道的通行能力建議值見(jiàn)表2。設(shè)計(jì)通行能力也可根據(jù)基本通行能力修正得到，修正系數(shù)主要包括自行車(chē)影響γ、車(chē)道寬度η、車(chē)道數(shù)n′及交叉口影響β四個(gè)方面。計(jì)算模型如下：

表2 城市道路路段一條車(chē)道的通行能力建議取值

CD=CB·γ·η·n′·β

(1)

其中：CD為設(shè)計(jì)通行能力，pcu/h；CB為基本通行能力，pcu/h。

(1)自行車(chē)影響折減系數(shù)

根據(jù)機(jī)動(dòng)車(chē)與非機(jī)動(dòng)車(chē)車(chē)道之間是否有分隔帶及自行車(chē)道負(fù)荷程度，將自行車(chē)影響折減系數(shù)分成三種情況，具體如表3所示。

表3 自行車(chē)影響修正系數(shù)γ

其中：Qbic為自行車(chē)交通量，veh/h；Pbic為自行車(chē)道設(shè)計(jì)通行能力，veh/h/m；W1、W2分別為單向機(jī)動(dòng)車(chē)道和自行車(chē)道的寬度，m。

(2)車(chē)道寬度影響系數(shù)

車(chē)道的標(biāo)準(zhǔn)寬度取3.5 m(η=1)，車(chē)道寬度與影響系數(shù)之間的變化關(guān)系見(jiàn)表4。

表4 車(chē)道寬度影響系數(shù)η與車(chē)道寬度W0

(3)車(chē)道數(shù)修正系數(shù)

當(dāng)單向有多車(chē)道時(shí)，每個(gè)車(chē)道的通行能力均不相等，一般越靠近中心線(xiàn)的車(chē)道利用率越高。

(4)交叉口影響修正系數(shù)

交叉口影響修正系數(shù)由交叉口間距和控制方式?jīng)Q定。信號(hào)控制的好壞將直接影響路段的服務(wù)水平。當(dāng)交叉口間距增大時(shí)，路段車(chē)速和通行能力也會(huì)提高。路段通行能力與交叉口間距基本呈線(xiàn)性關(guān)系，計(jì)算模型為

(2)

其中：s為交叉口間距，m；β0為交叉口有效通行時(shí)間比。

2 美國(guó)HCM2016的評(píng)價(jià)體系

2.1 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

美國(guó)HCM2016機(jī)動(dòng)車(chē)、評(píng)價(jià)指標(biāo)主要包括平均行程速度、基本自由流速度及飽和度(v/c)。機(jī)動(dòng)車(chē)服務(wù)水平等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)如表5所示。

表5 美國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)服務(wù)水平等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)

當(dāng)v/c≤1.0時(shí)，在不同的基本自由流速度和不同的行程速度下，服務(wù)水平等級(jí)劃分也不一樣；當(dāng)v/c>1.0時(shí)，此時(shí)無(wú)需計(jì)算基本自由流速度和行程速度，直接將該城市道路路段服務(wù)水平確定為F等級(jí)。

2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)確定

(1)交通需求量

交通需求量是指路段下游交叉口直行方向車(chē)輛的到達(dá)交通量。由于調(diào)查時(shí)間段不同，或未統(tǒng)計(jì)中間節(jié)點(diǎn)交通量等原因，導(dǎo)致統(tǒng)計(jì)的交通量不均衡，故需對(duì)路段出入口交通量進(jìn)行檢查和調(diào)整。檢查內(nèi)容包括兩點(diǎn)：路段上游交通量和下游交通量。上游交通量主要檢查的交通量是否超過(guò)通行能力，如果超過(guò)則需要調(diào)整；下游交通量主要檢查的流量和出口流量是否均衡，如果不均衡則需調(diào)整。

(2)通行能力

HCM2016中定義的通行能力是指路段下游交叉口進(jìn)口道直行流向通行能力。交叉口入口通行能力的確定方法有三種：實(shí)地測(cè)量法、通行能力校正系數(shù)法及飽和流率法。

①實(shí)地測(cè)量法

對(duì)路段下游交叉口直行流量和車(chē)速進(jìn)行實(shí)地測(cè)量，根據(jù)測(cè)量結(jié)果建立流量-速度模型估計(jì)直行流向通行能力。實(shí)地測(cè)量法是最直接、最能真實(shí)反映道路通行能力的研究方法。

②通行能力校正系數(shù)法

(3)

③飽和流率法

(4)

其中：g/C為車(chē)道對(duì)應(yīng)有效綠信比；s為車(chē)道飽和流率，veh/h/ln。

(3)基本自由流速度

基本自由流速度(BFFS)既可以通過(guò)理論計(jì)算，也可以通過(guò)實(shí)測(cè)法來(lái)獲得，本文僅介紹實(shí)測(cè)法，計(jì)算模型如下：

(5)

(6)

(7)

其中：Sf0為基本自由流速度，mi/h；Ls為相鄰信號(hào)交叉口之間的間距，ft；Sf為自由流速度，mi/h；Sspot為平均點(diǎn)速度，mi/h；σspot為點(diǎn)速度標(biāo)準(zhǔn)差。

(4)確定行程速度

行程速度是指路段長(zhǎng)度與行程時(shí)間之比，計(jì)算模型如下：

(8)

其中：St,seg為行程速度，mi/h；L為路段長(zhǎng)度，ft；tR為路段上的行駛時(shí)間，s；dt為下游邊界交叉口直行流向的控制延誤，s。

3 中美評(píng)價(jià)體系對(duì)比分析

3.1 等級(jí)劃分

中美城市路段服務(wù)水平等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)不一樣，中國(guó)CJJ37-2016將城市路段服務(wù)水平劃分為四級(jí)，美國(guó)HCM2016將城市路段服務(wù)水平劃分為A、B、…、F六級(jí)。中國(guó)的一級(jí)對(duì)應(yīng)美國(guó)A、B級(jí)，二級(jí)相當(dāng)于C級(jí)，三級(jí)相當(dāng)于D級(jí)，四級(jí)對(duì)應(yīng)于E、F級(jí)。

3.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)

中美對(duì)路段服務(wù)水平評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取不同。中國(guó)常采用飽和度(v/c)作為城市道路路段服務(wù)水平評(píng)價(jià)指標(biāo)；美國(guó)采用以飽和度(v/c)為輔，以行程速度-基本自由流速度為主的評(píng)價(jià)指標(biāo)。且飽和度的定義也不相同，中國(guó)是指路段飽和度，美國(guó)是指路段下游邊界交叉口直行流向的飽和度。

3.3 數(shù)據(jù)采集

(1)交通流量

中國(guó)CJJ37-2016中的交通量是指路段上某一點(diǎn)的服務(wù)交通量，而美國(guó)HCM2016中交通需求量是指路段下游交叉口直行方向車(chē)輛的到達(dá)交通量。

(2)通行能力

中國(guó)CJJ-2016中的城市路段通行能力是指設(shè)計(jì)通行能力，主要通過(guò)對(duì)基本通行能力進(jìn)行修正而得，修正系數(shù)包括自行車(chē)影響、車(chē)道寬度、車(chē)道數(shù)及交叉口影響四種。美國(guó)HCM2016中的城市路段通行能力確定方法有三種，建議采用實(shí)地測(cè)量法獲取。

4 展 望

我國(guó)人口密度大，屬于混合交通，非機(jī)動(dòng)、行人對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)的干擾較大，所以直接照搬國(guó)外的方法，將無(wú)法滿(mǎn)足我國(guó)混合交通發(fā)展的現(xiàn)狀，所以應(yīng)該立足于國(guó)情，加大對(duì)城市道路路段通行能力的評(píng)價(jià)體系研究，形成系統(tǒng)的、完善的通行能力和服務(wù)水平分析方法和指標(biāo)體系。