道路通行能力评价方式的分析

摘要：道路通行能力决定性的关键因素是车辆的组成、车速和车流密度等。在无信号交叉路口的路段，假定车流的到达规律服从泊松分布以及行人过街优先原则，交叉路口的交通冲突对于相应路段的车速和车辆延误以及排队长度产生影响，路面上的安全设施对于车速有一定的限制，从而影响道路的通行能力。使用VISSIM道路仿真软件，设置车速和车流量以及道路的安全设施设置情况，根据软件得出的数据计算道路的通行能力的大小，分析道路设计的合理性。

关键词：道路通行能力、车速、车流量

引言

道路通行能力是指在给定的一段路面和特定交通环境下，路面的某个断面或某一长度的路段上单位时间内平均通过的最大车辆数。流通行能力不仅与驾驶员的反应时间、车辆长度、车辆速度、车头间距有关，还与道路的线性、路面设施等道路环境有关。特别是无信号交叉口的路段，因为无信号交叉口是路网中交通流的瓶颈，无信号交叉口的交通通行状况直接影响着整个路段的通行能力。目前国际厂商对于道路通行能力的预测主要是使用VSSIM交通仿真软件，以实际数据仿真道路交通状态，根据软件输出的能够分析通行能力的相关因素的数据来评价道路通行能力。

1、模拟道路交通特性

1.1 交叉路口的通行原则

无信号交叉口路口通常执行的是全路停车让行和主路优先的次路停车让行原则，即主路和次路等级相差交大时，主路交通车辆优先通过交叉路口，次路车辆等候主路车辆通行，当住路车辆的车头间距较大能够满足次路车辆穿插通行时，次路车辆可以通行。行人过街遵循行人优先原则，与行人有交通冲突的车辆需要停车等候行人穿过交叉口后通行，VISSIM交通仿真软件遵循行人过街优先原则。

对于某一景区路段，是两车道组成的机动车车道的三级公路，非机动车辆和机动车辆组成混合交通，采用护栏将自行车道与机动车道分隔，道路内侧设置有停车场，并且临近村落。道路分成三段，分别为观光一号路、观光二号路、观光三号路，每段道路对应相对的车速分布，每段道路的线性设计和道路交通安全设施也不相同，观光一号路段在交叉口前60米左右设置有减速区域，降低即将到达的车辆的车速，使车辆能安全通过交叉口。观光二号路段中的车辆行驶速度相对观光一号和三号路段上的车辆的车速要低，在观光二号路段的中间位置同样设置有减速区域，这段道路通过景区，过往车辆会相应地降低车速。

2、模拟道路交通仿真

2.1 仿真软件设计原理

VISSIM软件系统能分析在车道类型、交通组成、交通信号控制、停让控制等众多条件下的交通运行情况，具有分析、评价、优化交通网络、设计方案比较等功能。VISSIM采用的核心模型是生理-心理驾驶行为模型。该模型的基本思路是：后车驾驶员认为他与前车之间的距离小于其心理（安全）距离时，后车驾驶员开始减速。由于后车驾驶员无法准确判断前车车速，后车车速会在一段时间内低于前车车速，直到前后车间的距离达到另一个心理（安全）距离时，后车驾驶员开始缓慢地加速。

2.2 仿真软件设置道路交通模型

期望车速是每段道路的车辆期望能够达到的车速，车辆限制是不同的道路通行的车辆类型可能不一样，对于这条三级道路，并且通行的车辆主要是小轿车和货车，其他类型的交通流类型都限制通行，人行横道和自行车道只分别允许行人和自行车通行。路径分为静态路径和动态路径，主要是决定车辆的行驶方向。在设置交通仿真模型中，对于交通流量和期望车速两个任何因素变化，形成的交通模型就不相同，模拟的交通通行能力就不一样，每一组的交通流量和期望车速对应一组相应的交通模型。

2.3延误和行程时间评价道路的通行能力

使用VISSIM交通仿真软件，对于这条道路设置不同的交通流量和期望车速。道路的车辆期望车速和道路车流量大小的不同，将道路通行情况分成8种情况，对于同一种道路期望车速，道路的车流量有四种情况，道路的车速期望分成了两种情况。道路的交通通行状况，随着每一种的车辆行驶速度和路面交通流量不同而不同，对于每一种车速期望和车流量，道路就有不同的交通状况，通过表现道路交通通行状况的因素体现。

车辆到达交叉路口遵循泊松分布，对于不同车型构成的主路车队而言，其等待延误可能不同。由于主路是由多种车型构成的车流且各种车型到达交叉口互相独立，因此首先应对支路的排队构形及其出现的概率进行分析。

延误和行程时间两个因素是评价道路通行能力大小，延误是指车辆在非自由流状态下通过路岔口时，相对于道路的交通流在自由流状态下需要的多余时间，时间越多说明道路的通行能力越小，道路越不通畅。行程时间更是能够直接判断交通状况的因素，行程时间越大说明道路的通行能力越小，通过同一道路需要的时间越多。

当主路排队长度一定时，随着主路车流量的增加，主路车流等待延误呈上升趋势，这是符合实际情况的。由于主路车流量的增加，主路车流密度随之上升，车辆之间的间隙减小，故支路车辆可穿越的机会减少，导致支路车辆的等待延误增加。

2.4车速和交流量对于道路通行能力的影响

通过改变道路的车流量和车速的大小，来观察排队长度、停车次数、行程延误和行程时间几项判断道路交通通行状况，以此来分析车流量和车速对于道路通行能力的影响性。道路在不同的交通流量状况下通行能力不相同，对于相同一段道路，随着道路上车流量的增加，道路的通行能力降低，在车流量相对较少时，适当提高车速能够提高道路的通行能力，道路对于车辆疏导能力增加。因此对于相应的道路，应该适当地提高道路的行车速度，但是为了车辆安全，车速的提升高度要有一定的限制，例如在城市主干道车速控制在60千米/小时，在告诉公路上有些路段的行车速度限制在120千米/小时，在提高车速增强道路通行能力的同时也要保证道路安全性。

同一种车速状态下，不同的交通流状况，路面的交通状况不相同，对于道路在设计阶段设计的车速和相应的车流量量对于，但是随着社会的发展和周边城市的建设，道路上通行的车流量会逐渐增加，在达到道路的通行能力的极限值时，就会出现路面交通的堵塞等，这时的车流量已经超出了道路的通行能力。

3.总结

对于道路设计速度的限制以及道路在设计阶段的道路标准，都需要根据未来道路所需要的道路通行能力的大小而设定，以往很多情况下都是根据经验判断所设计的道路限制的速度以及道路的通行能力大小是否满足所涉及的道路的需求。VISSIM是另一种相对精确的判断道路的通行能力大小的方式，对于设计人员来讲，可以在设计的初级阶段，模拟道路的设计情况，来分析道路的限制速度和相应状态下的通行能力大小，为设计提供可靠的参考依据。