中美城市道路路段服务水平分析方法对比研究

程建梅

(四川警察学院道路交通管理系，四川 泸州 646000)

《城市道路工程设计规范》(CJJ37-2016)仅列出了服务水平划分标准，并未给出具体的分析方法。美国《道路通行能力手册》(HCM)经过多次改版和完善，2016年第六版发布，研究内容全面、完整，更具代表性。本文研究成果为城市道路路段通行能力分析提供参考。

1 中国CJJ37-2016的评价体系

1.1 评价标准

饱和度是衡量城市道路路段服务水平的主要评价指标，为理想条件下，最大服务交通量与通行能力之比，用v/c表示。根据饱和度取值大小，将城市道路路段服务水平划分为四级，具体划分标准如表1所示。

表1 中国城市道路路段服务水平等级划分标准

1.2 评价流程

通过v/c比确定研究路段的服务水平等级。

1.3 评价参数确定

CJJ37-2016将路段通行能力分为三种：基本通行能力、设计通行能力、可能通行能力。饱和度是指服务交通量与设计通行能力之比。

(1)服务交通量

服务交通量是指路段上指定地点单位时间到达的小时交通量。若对城市路段高峰时段进行服务水平评价，则服务交通量为该参考点高峰小时到达的车辆数。

(2)设计通行能力

确定城市道路路段的设计通行能力主要有两种方法：经验值和理论计算。CJJ37-2016列出了一条车道的通行能力建议值见表2。设计通行能力也可根据基本通行能力修正得到，修正系数主要包括自行车影响γ、车道宽度η、车道数n′及交叉口影响β四个方面。计算模型如下：

表2 城市道路路段一条车道的通行能力建议取值

CD=CB·γ·η·n′·β

(1)

其中：CD为设计通行能力，pcu/h；CB为基本通行能力，pcu/h。

(1)自行车影响折减系数

根据机动车与非机动车车道之间是否有分隔带及自行车道负荷程度，将自行车影响折减系数分成三种情况，具体如表3所示。

表3 自行车影响修正系数γ

其中：Qbic为自行车交通量，veh/h；Pbic为自行车道设计通行能力，veh/h/m；W1、W2分别为单向机动车道和自行车道的宽度，m。

(2)车道宽度影响系数

车道的标准宽度取3.5 m(η=1)，车道宽度与影响系数之间的变化关系见表4。

表4 车道宽度影响系数η与车道宽度W0

(3)车道数修正系数

当单向有多车道时，每个车道的通行能力均不相等，一般越靠近中心线的车道利用率越高。

(4)交叉口影响修正系数

交叉口影响修正系数由交叉口间距和控制方式决定。信号控制的好坏将直接影响路段的服务水平。当交叉口间距增大时，路段车速和通行能力也会提高。路段通行能力与交叉口间距基本呈线性关系，计算模型为

(2)

其中：s为交叉口间距，m；β0为交叉口有效通行时间比。

2 美国HCM2016的评价体系

2.1 评价标准

美国HCM2016机动车、评价指标主要包括平均行程速度、基本自由流速度及饱和度(v/c)。机动车服务水平等级划分标准如表5所示。

表5 美国机动车服务水平等级划分标准

当v/c≤1.0时，在不同的基本自由流速度和不同的行程速度下，服务水平等级划分也不一样；当v/c>1.0时，此时无需计算基本自由流速度和行程速度，直接将该城市道路路段服务水平确定为F等级。

2.2 评价指标确定

(1)交通需求量

交通需求量是指路段下游交叉口直行方向车辆的到达交通量。由于调查时间段不同，或未统计中间节点交通量等原因，导致统计的交通量不均衡，故需对路段出入口交通量进行检查和调整。检查内容包括两点：路段上游交通量和下游交通量。上游交通量主要检查的交通量是否超过通行能力，如果超过则需要调整；下游交通量主要检查的流量和出口流量是否均衡，如果不均衡则需调整。

(2)通行能力

HCM2016中定义的通行能力是指路段下游交叉口进口道直行流向通行能力。交叉口入口通行能力的确定方法有三种：实地测量法、通行能力校正系数法及饱和流率法。

①实地测量法

对路段下游交叉口直行流量和车速进行实地测量，根据测量结果建立流量-速度模型估计直行流向通行能力。实地测量法是最直接、最能真实反映道路通行能力的研究方法。

②通行能力校正系数法

(3)

③饱和流率法

(4)

其中：g/C为车道对应有效绿信比；s为车道饱和流率，veh/h/ln。

(3)基本自由流速度

基本自由流速度(BFFS)既可以通过理论计算，也可以通过实测法来获得，本文仅介绍实测法，计算模型如下：

(5)

(6)

(7)

其中：Sf0为基本自由流速度，mi/h；Ls为相邻信号交叉口之间的间距，ft；Sf为自由流速度，mi/h；Sspot为平均点速度，mi/h；σspot为点速度标准差。

(4)确定行程速度

行程速度是指路段长度与行程时间之比，计算模型如下：

(8)

其中：St,seg为行程速度，mi/h；L为路段长度，ft；tR为路段上的行驶时间，s；dt为下游边界交叉口直行流向的控制延误，s。

3 中美评价体系对比分析

3.1 等级划分

中美城市路段服务水平等级划分标准不一样，中国CJJ37-2016将城市路段服务水平划分为四级，美国HCM2016将城市路段服务水平划分为A、B、…、F六级。中国的一级对应美国A、B级，二级相当于C级，三级相当于D级，四级对应于E、F级。

3.2 评价指标

中美对路段服务水平评价指标的选取不同。中国常采用饱和度(v/c)作为城市道路路段服务水平评价指标；美国采用以饱和度(v/c)为辅，以行程速度-基本自由流速度为主的评价指标。且饱和度的定义也不相同，中国是指路段饱和度，美国是指路段下游边界交叉口直行流向的饱和度。

3.3 数据采集

(1)交通流量

中国CJJ37-2016中的交通量是指路段上某一点的服务交通量，而美国HCM2016中交通需求量是指路段下游交叉口直行方向车辆的到达交通量。

(2)通行能力

中国CJJ-2016中的城市路段通行能力是指设计通行能力，主要通过对基本通行能力进行修正而得，修正系数包括自行车影响、车道宽度、车道数及交叉口影响四种。美国HCM2016中的城市路段通行能力确定方法有三种，建议采用实地测量法获取。

4 展 望

我国人口密度大，属于混合交通，非机动、行人对机动车的干扰较大，所以直接照搬国外的方法，将无法满足我国混合交通发展的现状，所以应该立足于国情，加大对城市道路路段通行能力的评价体系研究，形成系统的、完善的通行能力和服务水平分析方法和指标体系。