城市高架道路匝道设置的交通影响分析方法研究

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1、城市高架匝道设置对地面道路（路网）的交通影响评估方法0引言城市高架道路是用地密集型大都市实现路网空中扩容的重大交通设施，其具有通行能力大、在城市内实现连续交通、提供快速通道等优点。上海市高架道路的建设实践证明，高架道路不仅可以有效地缓解市区的交通拥挤、而且对于促进城市用地模式和总体布局的转变起着十分重要的作用。而城市高架道路系统的车流来源于地面路网，最终还将返回地面路网，其与地面道路系统的车流交换是通过高架道路的匝道完成的，故高架匝道设置是否合理将直接影响到高架道路的利用率及其使用效果。从近期的调查与分析看[1]，上海高架系统一半以上的匝

2、道高峰小时流量都超过了1000pcu/h，其中最大流量的上、下匝道分别达到2543pcu/h和2504pcu/h，如此密集的车流集散将对地面局部路网造成非常大的冲击，并且上下匝道流量的高峰也正是地面路网交通的高峰，因此在高峰期间容易出现地面局部路网超负荷的状况，这不仅使车流上下高架困难，而且也增加了地面车流的延误，降低了局部路网的服务水平。因此，在以往分析单一匝道设施的基础上，从高架匝道对地面路网交通影响层面解析高架道路匝道定位的合理性问题具有重要的理论和现实意义。1评估指标的确定1.1影响特征分析高架道路为连续流设施，其上运行的车流一般

3、不会受到交通流外部的固定元素影响而中断，交通流状况取决于交通流内部车辆之间以及车辆与道路线形、道路环境的相互作用；而城市道路一般为间断流设施，其交通流外部存在着引起交通流周期性间断的固定元素，这些元素包括交通信号、停车标志和其它类型的交通管制设备。高架匝道则是连续流设施与间断流设施的衔接设备，因而下匝车流一般表现为从连续流到间断流的变化，反之，上匝车流一般表现为从间断流到连续流的变化（因交叉口黄灯时间相对较短，所以其影响可忽略）。若将匝道看成是车流产生点或到达点（即车流的O点是在局域路网之内，而D点大多在局域路网之外），其对局域路网的影响

4、是从内到外扩散的，由于下匝道车流在交叉口不断分流，因此一般来说，距离下匝道越远的地方受到的影响将越小。1.2评估指标的确定路段的影响度Is：指有、无匝道车流的情况下局部路网各路段基于V/C的服务水平等级的变化值。比如，不设置匝道某路段服务水平为B级，设置匝道后其服务水平为C级，则匝道对该路段的影响度为1。11交叉口的影响度Ic：指有、无匝道车流的情况下局部路网各交叉口基于延误的服务水平等级的变化值。对于一个交叉口的进口道不同流向（左转、直行、右转）的延误一般是不同的，所以在详细分析时，应按各交叉口进口道流向分别计算。对于四肢交叉口流向可按

5、左、直、右区分，而对于三肢或多于四肢的交叉口，可将每个流向按从左至右顺时针编号区分。局部路网的影响度In：是指高架匝道设置给地面局部路网交通状况带来变化的程度。其较准确地反映了由于匝道设置对地面局部路网造成的冲击。2评估指标的计算2.1路段影响度的计算由前述路段的影响度定义可知，若计算路段的影响度首先要确定路段的服务水平。对于城市道路的路段来说，衡量服务水平的主要指标为拥挤程度（即V/C）和平均车速，并且二者是相关的，文献⑵将V/C与车速之间的关系可描述为：式中：U0：交通量为零时的运行车速（km/h），其确定方法详见文献⑵和《城市道路交

6、通规划设计规范》，这里不再赘述。由公式(1)见，在V/C小于0.9，即正常车流的情况下，车速基本上与V/C成线性相关关系；而V/C大于0.9的情况下，车速与V/C呈非线性关系。因城市道路受交叉口通行能力的限制，路段的V/C一般不大于0.9，所以，用V/C或平均车速来评价路段服务水平效果基本上是相同的，因此，可采用表1的评价标准评价路段服务水平，为了论文叙述方便，将表中第2列称为服务水平对应值。则路段影响度的计算公式为：式中，：路段的影响度；：局部路网有匝道车流情况下路段服务水平对应值，由表1查得；：局部路网无匝道车流情况下路段服务水平对应

7、值，由表1查得；表1路段服务水平服务水平对应值V/C描述A1＜0.4畅通车流，基本无延误B20.4~0.6稳定车流，有少量延误C30.6~0.75稳定车流，用一定延误D40.75~0.9接近不稳定车流，有较大延误E50.9~1.0不稳定车流，交通拥挤，延误很大11F6＞1.0强制车流，交通严重阻塞2.2交叉口影响度的计算同理，计算交叉口的影响度也需要确定交叉口的服务水平，衡量交叉口服务水平的指标为拥挤程度（即V/C）和平均延误，而且二者也非独立，HCM提供的车均延误与V/C之间的计算公式为[3]：上式中，d：一条车道的每辆车平均停车延误；

8、T：交叉口信号周期时长；g/T：交叉口的绿信比；X：车道V/C；C：交叉口进口一条车道的通行能力，C=S×g/T。其中，S是交叉口进口道的饱和流率。交叉口是城市道路网的节点，其要疏解不同方向的