山區(qū)雙車(chē)道公路通行能力研究報(bào)告

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1、山區(qū)雙車(chē)道公路通行能力研究報(bào)告簡(jiǎn)本0引言隨著國(guó)家西部大開(kāi)發(fā)政策的深入執(zhí)行，西部地區(qū)的公路建設(shè)進(jìn)入蓬勃發(fā)展時(shí)期，與此同時(shí)，決定公路建設(shè)規(guī)模和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的公路通行能力研究就顯得異常迫切和關(guān)鍵。為此，國(guó)家專(zhuān)門(mén)設(shè)立了西部交通建設(shè)科技項(xiàng)目“山區(qū)雙車(chē)道公路通行能力研究”，來(lái)深入持久地研究西部山區(qū)公路道路和交通特性。該項(xiàng)目由交通部公路科學(xué)研究院承擔(dān)，并聯(lián)合北京工業(yè)大學(xué)、云南省公路規(guī)劃勘查設(shè)計(jì)院、貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院、山西省公路局等單位共同公關(guān)。在各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的支持下，在項(xiàng)目承擔(dān)與參加單位的共同努力下，經(jīng)過(guò)近兩年的研究圓滿(mǎn)完成了合同規(guī)定的各項(xiàng)研究任務(wù)，達(dá)到了預(yù)期的研究目標(biāo)。1項(xiàng)目背景截至2003

2、年底，西部地區(qū)公路通車(chē)?yán)锍虒⒔?4萬(wàn)公里，其中，雙車(chē)道公路占總里程的70%以上。巨大的建設(shè)規(guī)模和巨大的資金投入，要求各級(jí)決策和設(shè)計(jì)部門(mén)在建設(shè)項(xiàng)目的決策和設(shè)計(jì)過(guò)程中，要依據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和交通量的發(fā)展需求和公路的通行能力適應(yīng)狀況等多方面因素來(lái)確定。山區(qū)公路超規(guī)模建設(shè)的嚴(yán)重后果，不僅造成設(shè)施閑置浪費(fèi)，投資無(wú)法按期收回，而且也不利于山區(qū)生態(tài)和植被保護(hù)，不符合國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略決策。16多年來(lái)，針對(duì)山區(qū)公路的通行能力研究一直是我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系中的一項(xiàng)空白。交通部于2003年頒布的“公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JTGB01-2003）”和即將頒布的“公路路線(xiàn)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTGB20-xx）”由于缺少專(zhuān)項(xiàng)的研

3、究支持，規(guī)范中引入的有關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，大部分引用了美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家的設(shè)計(jì)參數(shù)。因此該項(xiàng)目的研究也是完善標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范相關(guān)內(nèi)容的需要。2主要研究?jī)?nèi)容在分析國(guó)內(nèi)外關(guān)于雙車(chē)道公路通行能力研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)山區(qū)雙車(chē)道公路的實(shí)際情況，研究?jī)?nèi)容主要包括以下內(nèi)容：?山區(qū)雙車(chē)道公路交通運(yùn)行特性研究?山區(qū)雙車(chē)道公路服務(wù)水平研究?各種車(chē)型的當(dāng)量換算方法研究?山區(qū)雙車(chē)道公路微觀仿真模型研究?山區(qū)雙車(chē)道公路通行能力及影響因素研究?編制雙車(chē)道公路通行能力分析指南3研究思路、關(guān)鍵技術(shù)與技術(shù)路線(xiàn)本課題研究的思路：16利用先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，采集大量的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，分析山區(qū)雙車(chē)道公路路段通行能力及其影響因素；針對(duì)我國(guó)山

4、區(qū)雙車(chē)道公路的道路、交通特性，開(kāi)發(fā)微觀雙車(chē)道公路交通仿真模型。結(jié)合計(jì)算機(jī)模擬試驗(yàn)和實(shí)際采集的數(shù)據(jù)，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，確定山區(qū)雙車(chē)道公路服務(wù)水平指標(biāo)體系；以理論分析為指導(dǎo)，建立通行能力理論分析模型，揭示通行能力狀態(tài)下交通流的內(nèi)在機(jī)理。圖1研究思路和技術(shù)路線(xiàn)下面是野外試驗(yàn)觀測(cè)的部分現(xiàn)場(chǎng)圖片。16線(xiàn)形檢測(cè)車(chē)和數(shù)據(jù)采集軟件界面斷面法檢測(cè)區(qū)間自由流速度標(biāo)定仿真模型參數(shù)P值的實(shí)驗(yàn)調(diào)查圖和彎道視距測(cè)量16交通流數(shù)據(jù)采集儀設(shè)備（NC-97和Metrocount）的鋪設(shè)4關(guān)鍵技術(shù)和技術(shù)創(chuàng)新本項(xiàng)目的關(guān)鍵技術(shù)和技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)如下：（1）自主開(kāi)發(fā)了適合我國(guó)國(guó)情的雙車(chē)道公路交通仿真軟件，為全面、系統(tǒng)地開(kāi)展山區(qū)雙

5、車(chē)道公路通行能力研究搭建了可靠的分析平臺(tái)，還為將來(lái)研究雙車(chē)道公路交通問(wèn)題創(chuàng)造了條件。（2）選取加速度干擾和超車(chē)率指標(biāo)作為服務(wù)水平的分級(jí)指標(biāo)，根據(jù)交通流內(nèi)在的變化規(guī)律提出了服務(wù)水平的量化分級(jí)方法，突破了傳統(tǒng)主觀經(jīng)驗(yàn)分級(jí)方法的局限，提高了雙車(chē)道公路服務(wù)水平分級(jí)的客觀性和科學(xué)性。（3）針對(duì)山區(qū)雙車(chē)道公路道路、交通特點(diǎn)，在考慮其安全水平和服務(wù)水平的條件下，量化了爬坡車(chē)道和超車(chē)道的設(shè)置條件，提供了爬坡車(chē)道和超車(chē)道的運(yùn)行分析方法，填補(bǔ)了該領(lǐng)域國(guó)內(nèi)研究的空白。（4）16在分析雙車(chē)道公路交通流特性的基礎(chǔ)上，運(yùn)用車(chē)輛跟馳理論，提出了基于可變減速時(shí)間的通行能力計(jì)算方法和基于車(chē)輛行駛占用動(dòng)態(tài)空間的車(chē)輛折

6、算系數(shù)分析方法，為確定雙車(chē)道公路通行能力和分析其影響因素提供了科學(xué)依據(jù)。（1）項(xiàng)目組對(duì)山區(qū)雙車(chē)道公路通行能力及影響因素進(jìn)行了全面的分析，量化了平、縱線(xiàn)形指標(biāo)對(duì)通行能力的影響，提出了操作性較強(qiáng)的分析方法，補(bǔ)充完善了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。5主要研究成果在歷時(shí)兩年的研究中，山區(qū)雙車(chē)道公路通行能力研究不僅注重通行能力的理論研究，而且非常重視最新研究成果與工程實(shí)踐的銜接，在將研究成果轉(zhuǎn)化成指導(dǎo)工程實(shí)踐的可操作程序的環(huán)節(jié)中做了大量深入、細(xì)致的工作。整個(gè)項(xiàng)目研究取得如下主要成果：（1）明確了雙車(chē)道公路的地形分類(lèi)及道路、交通特點(diǎn)根據(jù)道路平縱線(xiàn)形的不同，提出了“梯度”和“曲率”的地形分類(lèi)參數(shù)，將雙車(chē)道公路

7、的地形分為三類(lèi)，如表1所示。表1推薦的地形分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)地形分類(lèi)平均曲率（rad/km）梯度(m/km)平原<1.0<10微丘≤2.5<30山區(qū)＞2.530~60陡坡路段＞60（2）構(gòu)建了基于雙車(chē)道公路交通流特征的車(chē)輛折算系數(shù)模型16本研究綜合考慮了車(chē)輛縱向的運(yùn)行特性——車(chē)頭時(shí)距的關(guān)系和車(chē)輛橫向的運(yùn)行特性——車(chē)輛行駛過(guò)程中所占用道路寬度，提出了適用于交通仿真試驗(yàn)分析的山區(qū)雙車(chē)道公路車(chē)輛折算系數(shù)算法。式中，Hi—i型車(chē)的車(chē)頭時(shí)距Hp—小客車(chē)的車(chē)頭時(shí)距P—交通組成中i型車(chē)的比例