中美城市道路路段服務水平分析方法對比研究

程建梅

(四川警察學院道路交通管理系，四川 瀘州 646000)

《城市道路工程設計規范》(CJJ37-2016)僅列出了服務水平劃分標準，并未給出具體的分析方法。美國《道路通行能力手冊》(HCM)經過多次改版和完善，2016年第六版發布，研究內容全面、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CJJ37-2016的評價體系

1.1 評價標準

飽和度是衡量城市道路路段服務水平的主要評價指標，為理想條件下，最大服務交通量與通行能力之比，用v/c表示。根據飽和度取值大小，將城市道路路段服務水平劃分為四級，具體劃分標準如表1所示。

表1 中國城市道路路段服務水平等級劃分標準

1.2 評價流程

通過v/c比確定研究路段的服務水平等級。

1.3 評價參數確定

CJJ37-2016將路段通行能力分為三種：基本通行能力、設計通行能力、可能通行能力。飽和度是指服務交通量與設計通行能力之比。

(1)服務交通量

服務交通量是指路段上指定地點單位時間到達的小時交通量。若對城市路段高峰時段進行服務水平評價，則服務交通量為該參考點高峰小時到達的車輛數。

(2)設計通行能力

確定城市道路路段的設計通行能力主要有兩種方法：經驗值和理論計算。CJJ37-2016列出了一條車道的通行能力建議值見表2。設計通行能力也可根據基本通行能力修正得到，修正系數主要包括自行車影響γ、車道寬度η、車道數n′及交叉口影響β四個方面。計算模型如下：

表2 城市道路路段一條車道的通行能力建議取值

CD=CB·γ·η·n′·β

(1)

其中：CD為設計通行能力，pcu/h；CB為基本通行能力，pcu/h。

(1)自行車影響折減系數

根據機動車與非機動車車道之間是否有分隔帶及自行車道負荷程度，將自行車影響折減系數分成三種情況，具體如表3所示。

表3 自行車影響修正系數γ

其中：Qbic為自行車交通量，veh/h；Pbic為自行車道設計通行能力，veh/h/m；W1、W2分別為單向機動車道和自行車道的寬度，m。

(2)車道寬度影響系數

車道的標準寬度取3.5 m(η=1)，車道寬度與影響系數之間的變化關系見表4。

表4 車道寬度影響系數η與車道寬度W0

(3)車道數修正系數

當單向有多車道時，每個車道的通行能力均不相等，一般越靠近中心線的車道利用率越高。

(4)交叉口影響修正系數

交叉口影響修正系數由交叉口間距和控制方式決定。信號控制的好壞將直接影響路段的服務水平。當交叉口間距增大時，路段車速和通行能力也會提高。路段通行能力與交叉口間距基本呈線性關系，計算模型為

(2)

其中：s為交叉口間距，m；β0為交叉口有效通行時間比。

2 美國HCM2016的評價體系

2.1 評價標準

美國HCM2016機動車、評價指標主要包括平均行程速度、基本自由流速度及飽和度(v/c)。機動車服務水平等級劃分標準如表5所示。

表5 美國機動車服務水平等級劃分標準

當v/c≤1.0時，在不同的基本自由流速度和不同的行程速度下，服務水平等級劃分也不一樣；當v/c>1.0時，此時無需計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水平確定為F等級。

2.2 評價指標確定

(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輛的到達交通量。由于調查時間段不同，或未統計中間節點交通量等原因，導致統計的交通量不均衡，故需對路段出入口交通量進行檢查和調整。檢查內容包括兩點：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通行能力，如果超過則需要調整；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：實地測量法、通行能力校正系數法及飽和流率法。

①實地測量法

對路段下游交叉口直行流量和車速進行實地測量，根據測量結果建立流量-速度模型估計直行流向通行能力。實地測量法是最直接、最能真實反映道路通行能力的研究方法。

②通行能力校正系數法

(3)

③飽和流率法

(4)

其中：g/C為車道對應有效綠信比；s為車道飽和流率，veh/h/ln。

(3)基本自由流速度

基本自由流速度(BFFS)既可以通過理論計算，也可以通過實測法來獲得，本文僅介紹實測法，計算模型如下：

(5)

(6)

(7)

其中：Sf0為基本自由流速度，mi/h；Ls為相鄰信號交叉口之間的間距，ft；Sf為自由流速度，mi/h；Sspot為平均點速度，mi/h；σspot為點速度標準差。

(4)確定行程速度

行程速度是指路段長度與行程時間之比，計算模型如下：

(8)

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

3 中美評價體系對比分析

3.1 等級劃分

中美城市路段服務水平等級劃分標準不一樣，中國CJJ37-2016將城市路段服務水平劃分為四級，美國HCM2016將城市路段服務水平劃分為A、B、…、F六級。中國的一級對應美國A、B級，二級相當于C級，三級相當于D級，四級對應于E、F級。

3.2 評價指標

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

3.3 數據采集

(1)交通流量

中國CJJ37-2016中的交通量是指路段上某一點的服務交通量，而美國HCM2016中交通需求量是指路段下游交叉口直行方向車輛的到達交通量。

(2)通行能力

中國CJJ-2016中的城市路段通行能力是指設計通行能力，主要通過對基本通行能力進行修正而得，修正系數包括自行車影響、車道寬度、車道數及交叉口影響四種。美國HCM2016中的城市路段通行能力確定方法有三種，建議采用實地測量法獲取。

4 展 望

我國人口密度大，屬于混合交通，非機動、行人對機動車的干擾較大，所以直接照搬國外的方法，將無法滿足我國混合交通發展的現狀，所以應該立足于國情，加大對城市道路路段通行能力的評價體系研究，形成系統的、完善的通行能力和服務水平分析方法和指標體系。