公路交叉口的通行能力利用率分析方法(2)

Ｇ

号周期才能确保交通运行。

１０９．０％ＩＣＵ

Ｈ

超过通行能力９％以上，交通可能经历１２０ｍｉｎ以上的拥堵期，频繁出现长排队，１２０ｓ以上的信号周期才能确保交通运行。

细中间过程可参见有关文献∞］。下列公式中以符号ＥＢ、ＳＢ、ＷＢ、ＮＢ分别表示向东、向南、向西、向北的交通流，以Ｌ、丁、Ｒ分别表示左转、直行和右转，例如ＮＢＬ表示向北左转交通流。

（１）计算保护模式下的调整参考时间（单位：ｓ）。

Ｔ驯棚一了■ｓ硝舢Ｔ＋了■ｓ加瑚丁

ＴｓｍＥＷ

２

Ｔ＾ｄ｝ＳｍＥＢＴ＋ＴＡｄｊＳｐｌｉｔＷＢＴ

（５ｂ）（５ｃ）

％脚ｍ为分离模式下的调整参考时间，瓦州棚

为南北向调整参考时间，Ｔ。州，Ｅｗ为东西向调整参考

时间，丁ｍ删。为分离模式下的参考时间。

（４）计算右转弯的组合时间。包括ＴＥＢＲ、ＴｗｒＢＲ、ＴＮＢＲ、ＴＳ８Ｒ。

％，胁一瓦。＋ｍａｘ（Ｒ脚，ｋ）×（１一Ｐ删）＋

１ＴＩａＸ（Ｒ俨。，Ｒ。，Ｔ矗）×Ｐ州

ＴＰｒｏ￡Ｎｓ—ｍａｘ（了ｋ，ＰｒｏｔＮＢＬ＋了ｋ，Ｐｒ０瑚Ｔ，

１ｋｉＰ。舢Ｌ＋Ｔ削ｆＰ。。ＮＢｒ）

ＴＰｒｏｆＥｗ—ｍａｘ（了■，Ｐ。删Ｌ＋Ｔ艏ｉＰｒｏｔｗＢＴ，

Ｔ

』

（３ａ）

（３ｂ）

ＩＣＵ一婴卫巫堡李照州（６）

（５）计算ＪＣ【，和服务水平。

ＬＬ

ＰｒｏｔＷＢＬ

＋Ｔ刖ｉＰ』刖ｉＰｒｏｔＥＢ了’／了’）

＼

根据ＩＣＵ值查表１得到服务水平ＩＣＵＬＯＳ。

氏脚。为保护模式下的调整参考时间，Ｔｍ椰为

南北向调整参考时间，丁ｍ：￡Ⅳ为东西向调整参考时

（了ｋ。ＮＳ，ｋ鹏，了■。。ⅣＳ），Ｔ，均ａｗ—ｗｉｎ（１ｋ，删，

Ｒ。Ｅｗ，了■ｆ。删）。

３公路立体交叉口的ＩＣＵ分析

通行能力利用率分析方法还适用于分离式立体交叉口和菱形立体交叉口。分离式立交如图２所示，在交叉口处设置一座跨线桥或地道桥，供主要公路的直行交通通行，保证直行交通互不干扰，允许左转车辆与次要公路的直行车辆作平面交叉，相交道路上、下之间无特设匝道连通，适宜于直行交通交通量大、转弯车辆不多的情况。菱形立交如图３所示，直行交通以立交形式分离，设有连接上、下层公路的匝道，转弯车辆通过４条匝道与直行车道连通，适用于次要公路的交通量和左转车辆较少的交叉口。

式（６）中，％一‰Ｍ＋％肼，而％Ｍ—ｗｉｎ

间，Ｔ妇为信号控制损失时间，Ｒ伊。。为保护模式下

的参考时间，Ｔ州为行人通过时间，Ｐ州为行人概率。

（２）计算容许模式下的调整参考时间（单位：ｓ）。

Ｒ帅一Ｌ＋ｍａｘ（Ｒ脚，Ｌ。）×（卜％）＋

ｍａｘ（Ｒ肚。，Ｌ。，Ｔ删）×Ｐ州

Ｔ＾。Ｎｓ—ｍａｘ（Ｔ艋ｆＰ㈨ＮＢＴ，１ｋ以ｍｓＢＴ）了■。ＦⅣ一ｍａｘ（了ｋ，ＰｅｒｍＥＢｒ，了么，ｎ。孵ｒ）

（４ａ）

（４ｂ）（４ｃ）

ｋ，ｎ。。为容许模式下的调整参考时间，Ｔｎ。煳

为南北向调整参考时间，Ｔｎ。。Ｅｗ为东西向调整参考

时间，Ｒ伊一为容许模式下的参考时间。

（３）计算分离模式下的调整参考时间（单位：ｓ）。了ｋ，ｓ纠ｎ＝瓦。＋ｍａｘ（丁ｋ，剐“，１ｋ）×（１一Ｐ删）＋

ｍａｘ（Ｒ例ｎ，Ｌ。，ｋ）×Ｐ倒

（５ａ）

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公路

２００９年第３期

（１）在次要公路上采用左转弯专用道和保护模式，不考虑容许左转模式、左转直行共享车道、分离模式，因此立体交叉口在调整参考时间的计算上与平面交叉口差异较大。

（２）信号控制损失时间更长，这是因为车辆驶过立体交叉口需要更长时间，立体交叉口对左转的默认损失时间是８Ｓ，对其他流向的默认损失时间是

６

Ｓ，而平面交叉口的默认损失时间是４

Ｓ。

（３）理想饱和流率更高，立体交叉口理想饱和流率的默认值为２

图２分离式立体交叉口

０００

ｖｅｈ／ｐｈ／ｐｌ，而平面交叉口理想

９００ｖｅｈ／ｐｈ／ｐｌ。

饱和流率的默认值为１

（４）菱形立体交叉口（图３）中，出入主要公路的匝道与次要公路形成２个交叉口Ａ和Ｂ，是ＩＣＵ分析的关键，两者之间（图中阴影部分）是进出主要公路匝道的储流区，储流区对防止交通流溢出非常关键，因此计算时需要输入储流区的设计长度。

４实例研究

下面分别使用Ｓｙｎｃｈｒｏ软件和Ｅｘｃｅｌ计算表，说明如何使用工具软件快速完成公路平面交叉口和菱形立体交叉口的ＩＣＵ分析，分离式立体交叉口比较简单，不再举例。

图３菱形立体交叉口

实例一：公路平面交叉口的ＩＣＵ分析

公路平面交叉口的车道分布和小时流量如图４所示。

公路立体交叉口ＩＣＵ分析的流程与平面交叉口大体相同，如下。

器一

ｏｏｏＮＮ口

Ｌ１２０

‘一５５０

＝

４弋￡厂—／

、ｒ

—、

√ｌ弋

：

２２０——一６６０——’

厂一２７０

、ｆ，ｏｏｏ

∞Ｎ∞

２８０—、

ｊ

图４公路平面交叉口的车道分布和小时流量

启动Ｓｙｎｃｈｒｏ软件，在ＭａｐＷｉｎｄｏｗ界面中，用ＡｄｄＬｉｎｋ工具绘制平面交叉口几何形状；在

Ｌａｎｅ

８２．０％，ＩＣＵＬＯＳ为Ｄ。

本例也可以用Ｅｘｃｅｌ计算表完成。输人数据后，计算表将按照（３ａ）～（５ｃ），得到保护模式下的调整参

Ｗｉｎｄｏｗ界面中，输入车道分布、理想流率、信

号控制损失时间等参数；切换到ＶｏｌｕｍｅＷｉｎｄｏｗ界面，输入小时流量。Ｓｙｎｃｈｒｏ软件计算出ＩＣＵ为

考时间为ｋ。Ｅｗ一４５．９Ｓ，ｋ郴一５２．５

ｓ；容许模式

下的调整参考时间为Ｒ。Ｅ。一２７３．３

ｓ，Ｒ。Ｎ。＝

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２００９年第３期胡明伟：公路交叉口的通行能力利用率分析方法

１８３．５

ｓ；分离模式下的调整参考时间为氏姑ｗ一

Ｓ。按照公式（６），得到：

Ｓ，

５０．７Ｓ，１乙跏Ｎ。一６２．６

一———————弦矿————一一面

ｍａｘ（９８．４，８２．７，５３．３，５１．５，４７．９）一８２．０

９８．４

了ｋ，Ｅｗ—ｍｉｎ（ＬｈＥｗ，Ｒ。Ｅｗ，Ｔ赢Ｅｗ）一４５．９

。丁■，＿Ｎｓ—ｍｉｎ（’丁＿“Ｎｓ，了、ｆｈ。Ｎｓ，’Ｉｋ酣：。～ｓ）一５２．５

ｓ；

查表１得到ＩＣＵＬＯＳ为Ｄ，正常情况下将不发生拥挤。

实例二：公路菱形立体交叉口的ＩＣＵ分析。公路菱形立体交叉口的车道分布和小时流量如图５所示。

Ｔ刖，＝丁倒，～ｓ＋了ｋ，Ｅｗ一９８．４

Ｓ。

而右转弯的组合时间％。一８２．７５，‰。＝

／ＣＵ一竺塑互玉≤霉卫型

５３．３Ｓ，ＴＮＢＲ一５１．５

Ｓ，民Ｒ一４７．９

Ｓ，于是：

８９磊

’。寸－＿寸《—一８００

公路

ＪＩＬ

ｒ４００

一

≥３５８

开，ｏＩｎ

次§公路

锷８ｊ７

目

吲图５

吲

罢３三ｏｏ

蚓

公路菱形立体交叉口的车道分布和小时流量

在Ｅｘｃｅｌ计算表中输入车道分布、理想流率、储流区、信号控制损失时间等数据，计算得到ＩＣＵ为７８．４％，ＩＣＵＬＯＳ为Ｄ，正常情况下将不发生拥挤。

从以上两个实例可见，利用Ｓｙｎｃｈｒｏ软件或Ｅｘ—ｅｅｌ计算表，能够快速完成公路交叉口的通行能力利用率分析。５结语

通行能力利用率分析方法是辅助公路交叉口规划和设计的有效工具，它能够定量、直观、方便地评估交叉口的通行能力和服务水平，不仅能分析公路平面交叉口，而且能分析分离式立体交叉口和菱形立体交叉口。其输出的交叉口通行能力利用率和通行能力利用率服务水平指标，可说明交叉口的饱和程度及剩余通行能力，估计交通拥挤程度。实例研究表明，利用Ｓｙｎｃｈｒｏ软件或Ｅｘｃｅｌ计算表，可快速完成公路交

叉口的通行能力利用率分析。

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