第一章绪论
干道网的平均饱和度达到０．９；南京市主要道路的路段饱和度达到Ｏ．８７，一般城市干道 上机动车的运行速度只有１５～２０ｋｍ／ｈ，大城市中心区的车速已降至１０～１５ｋｍ／ｈ。城市 中汇集了各种车辆和行人，交通方式复杂多样，居民出行结构和私人化的进程的加快， 公交线路多，客运需求量大，往往形成交通过分集中，彼此互相干扰，交通更加拥挤， 加上交通服务设施严重不足，我国的道路率（城市道路面积率）平均仅为８．５９％，北京 的道路率也只有１１％，国际上通常道路面积率不应低于２０％，但我国仍在执行的《城市 用地分类与规划建设用地标ＧＢＪｌ３７—９０》中却明文规定城市道路面积率为８％一１５％。交
通管理技术水平相对较低，交通组织管理的科学化、现代化程度不够，交通参与者缺乏 交通法规意识和现代交通意识等，又进一步降低了道路利用率。以上这些因素严重影响 了道路的通行能力、车速，造成道路服务水平低下，延缓了城市前进的步伐，居民出行 所要求的安全、舒适、便捷等基本条件也难以很好地满足，缺乏和谐的行人交通环境， 从而导致城市交通拥挤堵塞日趋严重、交通事故频发、环境污染加剧、城市环境恶化。
１．２道路通行能力
１．２．１国外道路通行能力的研究现状
道路通行能力的研究起始于美国，从２０世纪４０年代起，尤其是第二次世界大战结 束以后，美国加速建成了全国四通八达的公路网，并针对公路的规划、设计、修建、养 护及营运管理中出现的问题，有针对性地开始对道路通行能力研究。１９５０年美国道路 运
Ｒｅｓｅａｒｃｈ输研究委员会（ＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＢｏａｒｄ）出版了《道路通行能
力手册》
ＣａｐａｃｉｔｙＭａｎｕａｌ，简称ＨＣＭ）第一版，随后于１９６５年修订出版了第二版Ｈ（ＨｉｇｈＷａｙ
ＣＭ 在１９８５年第三版ＨＣＭ也随之问世。与前两版相比，第三版除详细论述了公路与城市道 路的通行能力外，还增加了分析高速公路、自行车道、人行道和无信号交叉口等交通设 施通行能力的内容。随着时间的推移，车辆拥有量、交通条例和交通行为均发生了变化， 美国的公路通行能力手册仍在继续修订中，１９９４年又出版了对第三版《道路通行能力 手册》的修订本，它着重对信号交叉口和无信号交叉口通行能力的研究方法进行了修正， 采用了许多新思想、新方法。新编制手册《ＨＣＭ２０００》的工作也已启动运转，它对在不 同交通条件下现有道路、交叉口的通行能力进行新的修订，并增加车辆安全设施、ＩＴＳ 的内容，这使ＨＣＭ的内容越来越丰富。通过美国通行能力手册编纂的变化，可以看出通 行能力的研究是多么的迅速和深入。
德国在无信号交叉口通行能力的研究中做出了突出的成就，他们在道路与交叉口通
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行能力的研究中发表了相当数量的学术论文，取得了较为深入的研究成果，这些成果中 有许多结论被美国《道路通行能力手册》直接引用；同时，德国通行能力手册直接采用 了他们的研究成果。德
国巫宁博士（１９９８）提出了一种可以更精确地计算同优先等级车流 对通行能力影响的理论方法，在共享车道和有限停车位情况下，巫宁博士也提出了一种 理论方法。这些成果，就目前无信号交叉口通行能力研究的进展看，是处于国际领先水 平，但这些理论成果进入实际应用还需要十分复杂的计算程序【ｌ】。
继美国之后，许多发达国家如英、法、德、日等国均也根据本国实情组织专门研究 队伍开展了这方面的实地研究，编制出各自的ＨＣＭ手册。２０世纪８０年代至９０年代初， 一些发展中国家如印度、巴西、印度尼西亚、韩国、马来西亚等国也在各国政府的支持 下，对公路通行能力进行研究，编制出了适合各自国情的通行能力手册。
纵观世界许多国家，道路及交叉口通行能力研究过程，大部分都是以美国道路通行 能力手册为基础，结合本国的具体情况，进行有针对性的开发和补充，并在一定的领域
内进行深入研究，取得相应成果。 随着计算机技术的迅猛发展，以计算机作为辅助工
具，利用其可重复性、可延续性，
模拟交通运输使得对道路通行能力的研究又揭开了新的篇章。目前国际上较为流行的四 套模拟软件分别是：美国的ＨＣＭ系统，它与１９９４年版相配套，用于各种交通设施下的 交通运行分析；澳大利亚ＡＲＲＢ开发的ＳＩＤＲＡ系统，主要适用于各类交叉口的运行分析； 瑞典公路局的ＣＡＰＣＡＬ系统和荷兰公路局的Ｐ，Ｉ＇ＤＥＳＧＮ软件，分别为交叉口和环岛的交通 模拟模型。
发达国家已完成了道路网通行能力研究的基础研究的基础部分，仍对一些问题进行 着更深入的研究，例如：具有让停控制交叉口通行能力计算的新方法、无明显优先让停 控制的四路停车交叉口的通行能力、交通标志与服务水平的关系、无信号交叉口规划方
法等。
环形交叉口早在２０世纪初就在英国、法国等地出现，经过几十年的广泛使用，直 到１９４０年才开始形成一个“ＭｏＴ”的设计方法，此法为英国人Ｃｌａｙｔｏｎ提出，是非常近 似的经验性方法，但却是环形交叉口设计的第一个估计通行能力的模型。１９５１年， Ｗａｒｄｒｏｐ在英国运输与道路实验研究所的支持下开始研究新的环形交叉口通行能力公 式，经过大量的观测实验、分析、归纳，终于在１９６２年正式发表，这就是著名的沃氏
公式。
７０年代初，英国各地普遍实行“远边先行＂的交通管理方法（即环岛内的车辆享有
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优先通过权），这就使沃氏公式失去了使用的基础（沃氏公式是以交织理论为依据而提出 的），于是又开始寻求适合此项法规的环形交叉口通行能力计算公式的研究，经过多年 的探索，由环境部正式发表了“ＤＯＥ”公式。在此期间及以后的时间内，还有其他学者
如Ｔａｎｎｅｒ，Ｒ．Ｆ．Ｂｅｎｎｅｔ等等，采用概率论、排除论以及回归分析的方法来推导环形交叉口的通行能力。其他国家，如澳大利亚、德国、日本等也对环形交叉口进行了大量的 研究，提出了适合本国的环形交叉口通行能力公式，形成了自己的一套比较成熟的方法。 近年来，由于计算机的发展与普及，一些国家通过计算机模拟来研究环形交叉口的通行
能力。
１．２．２国内道路通行能力研究现状 在我国改革开放的发展过程中，汽车保有量和
公路建设都处于急剧的增长，在此种
情况下，道路通行能力的研究也日趋扩大和深入，并将相应的研究成果应用到正在进行
的项目上。从２０世纪８０年代开始，交通部公路科学研究所，公路规划研究院、东南大 学、同济大学、北京工业大学等有关科研单位一方面在学习国外有关通行能力研究方法 及内容的同时，对其相应的成果做了适合国情的引进，对相应的问题也作了较为深入的 研究。如交通部公路科学研究所开展的“混合交通双车道公路通行能力”“缓解近郊公 路交通拥挤对策＂、“公路纵坡与车辆运行速度、油耗关系’’、“混合交通公路横断面尺寸 及通行能力标准＂、“各级公路通车初期的交通量标准”等课题的研究，参与了“公路工 程技术标准＂及“公路路线设计规范”的制定。东南大学曾就环形交叉口的通行能力、 信号交叉口的通行能力、混合交通路段及无信号交叉口通行能力的影响等进行了较深入 的研究，并分析了交通特性等，取得了一定的研究成果。北京工业大学曾于１９９１年主 持翻译了美国《道路通行能力手册》，完成了“北京道路通行能力及公共汽车交通线路 的通行能力＂的研究，提出了城市中心区路网通行能力计算方法，开展了交叉口交通模 拟和高速公路交通模拟的探索性研究。此外，全国各省市公路局、设计院对公路通行能 力也做过研究，并采集了一批有价值的数据【２１。
随着经济的不断发展，公路里程的增加与公路质量的提高迫在眉睫，对通行能力的
研究提出了更新更高的要求。在１９９５年，河北省交通厅、河南省交通厅利用世界银行 贷款，组织进行了较为系统的“中原腹地道路通行能力的研究＂之后，交通部项目组申 报、国家计委批准了“道路通行能力研究’’作为国家“九五”重点科技攻关项目立项， 其目的在于系统地、深入地进行道路连接线及平面交叉口（主要指无信号交叉口）通行能
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力研究，以满足道路规划、设计对通行能力的要求，也为进一步完善技术标准和规范提 供依据。
国内对于环形交叉口的研究起步较晚，在７０年代末和８０年代初，一些科研单位和 学者对环形交叉口通行能力进行了研究。北京市政设计研究院在７０年代末运用交织理 论对环形交叉口的通行能力进行了研究。东南大学王炜教授、徐吉谦教授运用排队论对 环形交叉口通行能力进行了长期、深入地研究，并以南京为实例进行了分析，取得了一 系列成果。其他一些单位及学者也进行过该方面的研究，但比较零散，系统性不强。８０ 年代后期及９０年代，国内对于该方面的研究较少。近年来，由于经济的发展，道路及 车辆的条件与８０年代有很大的差别，因此有必要对环形交叉口通行能力进行进一步的 研究，建立适合我国道路和交通条件的理论模型。
１．３研究的意义和内容
近些年，我国大、中城市的交通拥堵问题日益突出，道路通行能力下降，为了缓解 城市道路的交通问题，需要扩大道路基础设施的建设，以满足交通需求的增长。但是道 路基础设施建设的主要决策依据为预测交通量和道路设施的通行能力，由于我国目前还 缺乏统一的通行能力分析方法与标准体系，道路设施通行能力的分析不够准确，导致对 某些已有道路的通行能力估计过高，使得在交通严重阻塞时仍得不到改建，或在建成后 不久就又产生交通阻塞而影响道路运输效率，造成经济损失。因此，研究影响城市道路 通行能力与服务水平的因素，对优化城市交通通行状况具有重要的科学意义和现实意 义，并具有一定的经济效益和社会效益（与修建道路同等重要），其必然使得城市道路交 通通行得到进一步的改善。
与此同时，我国在城市道路项目前期工作如路网规划、可行性研究、效益分析、后 评估等方面未明确规定进行道路服务水平和通行能力分析。而在国外的设计文件中“道 路服务水平”这一设计理念，是设计的重要依据。为了使有限的资金投入到急需的建设 项目上，提高工程项目可行性研究、规划、设计的准确性，对道路服务水平的研究十分 必要，这是城市道路建设的需要，也是城市道路向科学化迈进的必然要求。
本论文通过实际调查洛阳市城市道路交通流量，分析其服务水平，研究洛阳市城市 道路通行能力和服务水平及其主要影响因素，旨在为洛阳市城市主干道的规划、设计和 交通管理等提供科学依据。
本论文在阐述城市道路网络的形式、不同功能等级城市道路适应的横断面形型式，
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以及通行能力的基本理论基础上，对城市道路交叉口和路段通行能力进行详细的阐述， 并从道路条件、交通条件和管制条件方面分析了影响通行能力的主要因素，结合洛阳市 城市道路实例，研究其交通运行特征，确定洛阳市道路通行能力的主要影响因素，并提 出具体改进措施。论文研究的主要内容有：
１．城市道路网络系统主要是由快速路、主干路和次干路组成，主干路与快速路共同
组成城市骨架网，次干路与主干路结合组成城市干道网。根据交通流量、交通特征、交 通组织、交通设施等因素对各级道路横断面型式选择进行分析，以提高道路通行能力。 ２．道路通行能力是评价路网运行状态的重要的指标之一。通过对道路基本通行能 力、可能通行能力和设计通行能力和饱
和度的讨论，对城市道路交叉口和路段的通行能
力计算方法进行较为详细的比较和分析。 ３．在对影响城市道路通行能力的道路条件、
交通条件和交通管制条件进行讨论的基
础上，从以道路纵坡、平曲线半径，道路横断面车道宽度和车道数以及中间带设置对通
行能力的影响；交通流特性、车辆类型的分布对通行能力影响；交通信号位置对通行能 力的影响等进行综合分析。
４．结合洛阳城市道路实际，通过对洛阳市主要道路交通流量和饱和度的调查，从道 路条件、交通条件以及管制条件等对影响洛阳市道路通行能力的主要因素进行分析，并 提出具体的改进措施。
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