第13章基础设施通行能力 介绍和概述 交通基础设施的通行能力是容纳人或车辆流量的能力的标志。对有关的范围 内车流各种分析假设的测量是敏感的,因此不适合进行明确的定义。一个交通设 施的通行能力(设计或实际)通常被定义为从工程的角度来看,拥有一定的流量 服务或质量的水平,能提供良好的交通运行状况。有时候,通行能力作为一个阈 值的概念来衡量公路项目投资的最低的交通设施投资,从经济的角度来看,它可 以被看出来,这是无可非议的。 最近人们在有关基础设施能力的分析和政策的问题上有越来越大的兴趣,这 反映了几个因素的一个趋同性。首先,在运输需求的快速增长以及由此产生的在 高速公路和杋场上的拥堵和延误,并且空域是目前在政策制定和媒体上的一个突 出问题。除了时间损失,交通拥堵和事故导致了严重的可靠性问题。而延迟的直 接成本显著一像荷兰这样的小国在1995年就估计损失约10亿美元。在1989年 的美国,也大大超过了此前16亿美元的估计值,而间接成本(包括因为到达目 的地在提早或延迟而产生的后续费用,和试图要按时的预防成本)则可能会高得 ( Small and Gomez-Ibanez, 1999; Bovy 1998) 为解决交通挤塞问题的传统解决方案,即基础设施产能扩张,从富裕的工业 化国家的一些发展情况来看,在近几年已经被认为是有缺陷的。这种基础设施产 能扩张的发展缺陷包括:在许多国家的经济压力以及随之而来的基础设施支出减 少:源于对环境的关注和当地社区的道路基础设施的路权的基础设施扩建的阻力 并且人们日益认识到,通行能力扩充而诱发交通量的增长将很快超过运力的增加 量 因此,分析师和政策制定者对于第二层能扩充现有的运输网络的通行能力的 互补的解决方案有了越来越多的兴趣。试图从现有的运输网络中挤出更多的通行 能力从而弥补基础设施的差距的政策分为两类:一个是通过增加基础设施能力的 供应来减少通行能力的不足,另一个是减少基础设施通行能力的需求。 在供应方面,一些运行或物理变化提供资讯及服务的措施有助于有效地提髙 目前的基础设施能力。这些措施包括:(一)各种动态交通管理措施(TMM)例 如,匝道控制,动态车道分配,动态信号配时,创意设计项目,出口,交织部分, 及(b)一系列的信息提高能力-无线电派遣出租车,自动车辆定位和计算机控 制的调车场,先进的空中交通管制,旅客信息提供,自动车辆间距等技术措施 需求方面的措施为通过处理需求-一般针对减少需求和修改其时间和空间 的使用模式来解决基础设施能力不足。这些措施可分为两大类:一是短期的措施
第 13 章 基础设施通行能力 1. 介绍和概述 交通基础设施的通行能力是容纳人或车辆流量的能力的标志。对有关的范围 内车流各种分析假设的测量是敏感的，因此不适合进行明确的定义。一个交通设 施的通行能力（设计或实际）通常被定义为从工程的角度来看，拥有一定的流量 服务或质量的水平，能提供良好的交通运行状况。有时候，通行能力作为一个阈 值的概念来衡量公路项目投资的最低的交通设施投资，从经济的角度来看，它可 以被看出来，这是无可非议的。 最近人们在有关基础设施能力的分析和政策的问题上有越来越大的兴趣，这 反映了几个因素的一个趋同性。首先，在运输需求的快速增长以及由此产生的在 高速公路和机场上的拥堵和延误，并且空域是目前在政策制定和媒体上的一个突 出问题。除了时间损失，交通拥堵和事故导致了严重的可靠性问题。而延迟的直 接成本显著 – 像荷兰这样的小国在 1995 年就估计损失约 10 亿美元。在 1989 年 的美国，也大大超过了此前 16 亿美元的估计值，而间接成本（包括因为到达目 的地在提早或延迟而产生的后续费用，和试图要按时的预防成本）则可能会高得 多（Small and Gomez-Ibanez，1999; Bovy 1998）。 为解决交通挤塞问题的传统解决方案，即基础设施产能扩张，从富裕的工业 化国家的一些发展情况来看，在近几年已经被认为是有缺陷的。这种基础设施产 能扩张的发展缺陷包括：在许多国家的经济压力以及随之而来的基础设施支出减 少；源于对环境的关注和当地社区的道路基础设施的路权的基础设施扩建的阻力； 并且人们日益认识到，通行能力扩充而诱发交通量的增长将很快超过运力的增加 量。 因此，分析师和政策制定者对于第二层能扩充现有的运输网络的通行能力的 互补的解决方案有了越来越多的兴趣。试图从现有的运输网络中挤出更多的通行 能力从而弥补基础设施的差距的政策分为两类：一个是通过增加基础设施能力的 供应来减少通行能力的不足，另一个是减少基础设施通行能力的需求。 在供应方面，一些运行或物理变化提供资讯及服务的措施有助于有效地提高 目前的基础设施能力。这些措施包括：（一）各种动态交通管理措施（TMM）例 如，匝道控制，动态车道分配，动态信号配时，创意设计项目，出口，交织部分， 及（b）一系列的信息提高能力 - 无线电派遣出租车，自动车辆定位和计算机控 制的调车场，先进的空中交通管制，旅客信息提供，自动车辆间距等技术措施。 需求方面的措施为通过处理需求---一般针对减少需求和修改其时间和空间 的使用模式来解决基础设施能力不足。这些措施可分为两大类：一是短期的措施
如交通需求管理(TDM)和定价政策,另外是可能从长远来看,例如的法规方面, 土地用途管制,公共交通强化等 本章旨在说明和澄清基础设施通行能力的概念,它已经以不同的模式在不同 的国家所采用,以支持基础设施的规划,设计和运营活动。第2节介绍这些概念 和关于已发展到水平的服务理念的背景下,来估计道路通行能力包括物理和 “经济”的方法的大量文献。它指出了一些能力评估方法(主要来自美国道路交 通能力手册),以及公路投资创建这样的能力估算方法所产生的交通设计和操作 中的实际进展。第3节介绍了各种能以不同的模式扩大现有的基础设施能力的新 兴的政策和措施。并且还广泛调査了左右运输能力的需求的政策和措施。最后, 以一些在这个简短的调査中所涉及的概念,测量,增强基础设施能力的相关分析 和政策的推断来结束本章。 基础设施能力:定义和测量 基础设施能力是指一个合理的预期内,现行设施,交通和控制条件下,在给 定的时间内通过一个给定的路段式或终端部分的最大数量的车辆,人员,或运费。 这个概念作为一个实体流(人或车),由交通运输研究委员会(TRB)(1998)提 出并广泛适用于各种运输模式的链路和节点。当前的流量情况由一些背景因素所 限制。管理基础设施的能力水平等因素包括(a)道路的几何属性,比如曲率, 坡度和长度,视距等,(b)路权的方式,例如道路或交叉口的方式;(c)交通的 组成,如在公路车道的不同车辆或在机场的各种飞机或在港口的不同船舶的大小 组合;(d)交通控制技术和监管制度,对传统的中央控制模型和新兴的协同决策 (CDM)模型通过全球定位系统(GPS)进行空域控制的差异的说明;(e)其他 因素,如气候条件,事故缓解等等。 不同的交通设施和控制条件下的基础设施的实际能力相关措施的制定和完 善等引起广泛的关注。通过刺激与扩大基础设施的规划,设计和经营活动,这项 工作已经在很大程度上一直在该地区的公路通行能力分析中展开。 正如下文所述,道路通行能力视为一个特定的道路最高可能通过的车流量, 特别是作为最大的体积密度或体积速度曲线(图1a和1b)。这样得到的流量的 实际通行能力一直存在于上下文流量或水平的服务的质量中。这项分析传统的测 量和估计道路通行能力和服务的满意水平推导道路设计标准开发的方法已在美 国率先推出,并已在工程实践中在欧洲和其他地方产生影响。近期的经济压力和 减少基础设施支出在这些经合组织国家中关于来自美国的上述道路设计标准做 法已获得注意-例如,使用30小时髙峰流量作为设计标准,导致髙投资,而使用 了200小时,不会产生不可接受的罚款交通运营。 正是在这一背景下,法国出现了以“经济能力”为农村公路投资的选择标准
如交通需求管理（TDM）和定价政策，另外是可能从长远来看，例如的法规方面， 土地用途管制，公共交通强化等。 本章旨在说明和澄清基础设施通行能力的概念，它已经以不同的模式在不同 的国家所采用，以支持基础设施的规划，设计和运营活动。第 2 节介绍这些概念 和关于已发展到水平的服务理念的背景下，来估计道路通行能力- 包括物理和 “经济”的方法的大量文献。它指出了一些能力评估方法（主要来自美国道路交 通能力手册），以及公路投资创建这样的能力估算方法所产生的交通设计和操作 中的实际进展。第 3 节介绍了各种能以不同的模式扩大现有的基础设施能力的新 兴的政策和措施。并且还广泛调查了左右运输能力的需求的政策和措施。最后， 以一些在这个简短的调查中所涉及的概念，测量，增强基础设施能力的相关分析 和政策的推断来结束本章。 2. 基础设施能力：定义和测量 基础设施能力是指一个合理的预期内，现行设施，交通和控制条件下，在给 定的时间内通过一个给定的路段式或终端部分的最大数量的车辆，人员，或运费。 这个概念作为一个实体流（人或车），由交通运输研究委员会（TRB）（1998）提 出并广泛适用于各种运输模式的链路和节点。当前的流量情况由一些背景因素所 限制。管理基础设施的能力水平等因素包括（a）道路的几何属性，比如曲率， 坡度和长度，视距等，（b）路权的方式，例如道路或交叉口的方式; （c）交通的 组成，如在公路车道的不同车辆或在机场的各种飞机或在港口的不同船舶的大小 组合; （d）交通控制技术和监管制度，对传统的中央控制模型和新兴的协同决策 （CDM）模型通过全球定位系统（GPS）进行空域控制的差异的说明；（e）其他 因素，如气候条件，事故缓解等等。 不同的交通设施和控制条件下的基础设施的实际能力相关措施的制定和完 善等引起广泛的关注。通过刺激与扩大基础设施的规划，设计和经营活动，这项 工作已经在很大程度上一直在该地区的公路通行能力分析中展开。 正如下文所述，道路通行能力视为一个特定的道路最高可能通过的车流量， 特别是作为最大的体积密度或体积速度曲线（图 1a 和 1b）。这样得到的流量的 实际通行能力一直存在于上下文流量或水平的服务的质量中。这项分析传统的测 量和估计道路通行能力和服务的满意水平推导道路设计标准开发的方法已在美 国率先推出，并已在工程实践中在欧洲和其他地方产生影响。近期的经济压力和 减少基础设施支出在这些经合组织国家中关于来自美国的上述道路设计标准做 法已获得注意--例如，使用 30 小时高峰流量作为设计标准，导致高投资，而使用 了 200 小时，不会产生不可接受的罚款交通运营。 正是在这一背景下，法国出现了以“经济能力”为农村公路投资的选择标准
阈值的方法(法国政府,交通运输部,公路办公室,1980)。如在某条道路项目 的成本效益分析框架,被定义为“最小的交通流量需要达到证明的道路项目的成 本效益分析”·特别是经济方面的能力标志着经济能力年平均日交通量(OECD 1983)。连续时间流道路工程(货币化的旅行时间的节省,安全的收益,维护 经营费用,驾驶的舒适性,通行费收费标准和燃油税的背景下的交通诱导)的好 处是投资成本方面。道路改善经济或通行能力阈值,在这里,交通道路改善短期 回报等于边际收益率水平 因此,道路的经济能力的概念-植根在特定情况下在现有的道路网络一同 公路通行能力分析中常用的现实的通行能力的概念是不同的(见下文)。在一个 拥挤的髙密度地区的道路项目可能无法进行,尽管收益很髙但成本更髙,而低流 量农村道路改善可能是合理的,因为道路的成本低,这种情况是可能的。而“经 济能力”提供了宝贵的决策标准,实际通行能力的概念,对于本章讨论的基础设 施能力是合适的。下面是关于主要运输方式的基础设施的实际通行能力的定义和 分析一个概述。 (a) 密度 (b) 密度 服务水平A 服务水平B 服务水早C 張务水平E D 服务水平F 密度 (d) 体积容量比 图1.(a)速度和密度之间的关系(b)速度和流量之间的关系(a)流量和密 度之间的关系(d)路段评级系统(来源:OECD,1983) 2.1.公路的通行能力分析 公路能力分析关注的是特定道路的能力,以适应预期的人或车辆流量。通行 能力分析以满足各种交通设计和管理的需要,其考核范围要素从现有的公路系统 扩展到规划的道路系统。在美国,公路通行能力分析的方法载于1950年首次出 版的道路通行能力手册。本手册现已出版,由交通运输研究委员会,国家研究理 事会(交通运输研究委员会,1998年)定期更新
阈值的方法（法国政府，交通运输部，公路办公室，1980）。如在某条道路项目 的成本效益分析框架，被定义为“最小的交通流量需要达到证明的道路项目的成 本效益分析”- 特别是经济方面的能力标志着经济能力年平均日交通量（OECD， 1983）。连续时间流道路工程（货币化的旅行时间的节省，安全的收益，维护， 经营费用，驾驶的舒适性，通行费收费标准和燃油税的背景下的交通诱导）的好 处是投资成本方面。道路改善经济或通行能力阈值，在这里，交通道路改善短期 回报等于边际收益率水平。 因此，道路的经济能力的概念 - 植根在特定情况下在现有的道路网络 – 同 公路通行能力分析中常用的现实的通行能力的概念是不同的（见下文）。在一个 拥挤的高密度地区的道路项目可能无法进行，尽管收益很高但成本更高，而低流 量农村道路改善可能是合理的，因为道路的成本低，这种情况是可能的。而“经 济能力”提供了宝贵的决策标准，实际通行能力的概念，对于本章讨论的基础设 施能力是合适的。下面是关于主要运输方式的基础设施的实际通行能力的定义和 分析一个概述。 图 1. (a) 速度和密度之间的关系 (b) 速度和流量之间的关系 (a) 流量和密 度之间的关系 (d) 路段评级系统(来源: OECD, 1983). 2．1．公路的通行能力分析 公路能力分析关注的是特定道路的能力，以适应预期的人或车辆流量。通行 能力分析以满足各种交通设计和管理的需要，其考核范围要素从现有的公路系统 扩展到规划的道路系统。在美国，公路通行能力分析的方法载于 1950 年首次出 版的道路通行能力手册。本手册现已出版，由交通运输研究委员会，国家研究理 事会（交通运输研究委员会，1998 年）定期更新
能力分析中的两个关键的概念是服务(LOS)的能力和水平。能力措施指出 了在一定的时间间隔期间的可以通过公路的车辆或人的最大数目。然而,他们没 有提供任何关于交通堵塞的信息。瞬时最大流量造成的交通挤塞,对于大部分旅 客是不能接受的,但这是可能发生的。评估现有或规划的公路基础设施的能力以 满足当前或预期的需求,因此,它是必要的补充措施能力与服务水平的措施,其 中包括交通堵塞信息 公路通行能力的标准定义是“在给定的时间内,根据现行的道路,交通和控 制条件,每小时可以穿越车道或道路的最高速率人士或车辆”(1998年交通运输 研究委员会)。因此,这是在每小时的车辆或人的测量的流量。虽然这个定义看 似简单,但也有一些重要的考虑因素,它的应用和解释。首先,通行能力是指 个点,或均匀的部分,而不是整个设施。例如,部分限行道路可能是不同的的车 道宽度,路肩,中线,等级等方面,因此可能具有不同的通行能力。在这种情况 下,道路的通行能力以最低路段的通行能力定义。其次,通行能力是以流速记, 而不是体积。由于流量的变化超过一小时的期间内,可以预期,通行能力一般是 指,可以实现在15分钟或更少一些高峰期的每小时流率。最后,通行能力没有 那么多的最大绝对值,而是一个可以合理预期发生。所以偶尔观测通行能力的流 速是不可能的。 连续流和间断流道路设施的通行能力分析方法明显不同。不间断的流存在于 限制大间距的多车道公路段和无信号交汇处。间断的流存在于信号交叉口或交存 在停止标志的交叉口 对于不间断流动,基本的方法是定义一个最大流量(通行能力)然后再应用 个理想的条件下调整的因素,理想的偏差 例如,在高速公路,理想的条件包括: (1)最小车道宽度为12英尺(3。6米), (2)最小的右边(路肩),左(中线)为6英尺(1。8米)和2英尺(0。 6米)的横向间隙, (3)在车流中,只有乘用车 (4)10个或10个以上车道, (5)立交间距在2英里(3。2公里)或以上, (6)水平地形 (7)所有司机熟悉设施。 在理想条件下的公路通行能力为每小时每车道约2400当量小汽车( pcphpl) (交通运输研究委员会,1998年)。这个数字向下偏离了理想的条件,如狭窄的 小巷:紧密间距的交叉口,高比例的卡车
能力分析中的两个关键的概念是服务（LOS）的能力和水平。能力措施指出 了在一定的时间间隔期间的可以通过公路的车辆或人的最大数目。然而，他们没 有提供任何关于交通堵塞的信息。瞬时最大流量造成的交通挤塞，对于大部分旅 客是不能接受的，但这是可能发生的。评估现有或规划的公路基础设施的能力以 满足当前或预期的需求，因此，它是必要的补充措施能力与服务水平的措施，其 中包括交通堵塞信息。 公路通行能力的标准定义是“在给定的时间内，根据现行的道路，交通和控 制条件，每小时可以穿越车道或道路的最高速率人士或车辆”（1998 年交通运输 研究委员会）。因此，这是在每小时的车辆或人的测量的流量。虽然这个定义看 似简单，但也有一些重要的考虑因素，它的应用和解释。首先，通行能力是指一 个点，或均匀的部分，而不是整个设施。例如，部分限行道路可能是不同的的车 道宽度，路肩，中线，等级等方面，因此可能具有不同的通行能力。在这种情况 下，道路的通行能力以最低路段的通行能力定义。其次，通行能力是以流速记， 而不是体积。由于流量的变化超过一小时的期间内，可以预期，通行能力一般是 指，可以实现在 15 分钟或更少一些高峰期的每小时流率。最后，通行能力没有 那么多的最大绝对值，而是一个可以合理预期发生。所以偶尔观测通行能力的流 速是不可能的。 连续流和间断流道路设施的通行能力分析方法明显不同。不间断的流存在于 限制大间距的多车道公路段和无信号交汇处。间断的流存在于信号交叉口或交存 在停止标志的交叉口。 对于不间断流动，基本的方法是定义一个最大流量（通行能力）然后再应用 一个理想的条件下调整的因素，理想的偏差。 例如，在高速公路，理想的条件包括： （1） 最小车道宽度为 12 英尺（3。6 米）， （2） 最小的右边（路肩），左（中线）为 6 英尺（1。8 米）和 2 英尺（0。 6 米）的横向间隙， （3） 在车流中，只有乘用车 （4） 10 个或 10 个以上车道， （5） 立交间距在 2 英里（3。2 公里）或以上， （6） 水平地形 （7） 所有司机熟悉设施。 在理想条件下的公路通行能力为每小时每车道约 2400 当量小汽车（pcphpl） （交通运输研究委员会，1998 年）。这个数字向下偏离了理想的条件，如狭窄的 小巷：紧密间距的交叉口，高比例的卡车
由于动态流量通过路口,路口类型的多重性,间断流设施的能力分析是一个 比较复杂的任务。通过信号交叉口取决于最大流量,当然,在一个小时的时间的 比例期间,信号指示灯为绿色。这也取决于运动的动态车辆随着信号灯由红变绿 而变化。第n车辆在运动中遇到一些延迟,统称为启动损失时间。所有其他车辆 通过路口的饱和流量。这样的交点的通行能力是相等的饱和流率倍量的绿灯时间 在一小时内,向下调整启动时损失时间。由于丢失的启动时间每次发生的信号的 变化,通行能力为信号周期的频率的递减函数。通行能力计算复杂,受几何调整, 交通状况,车辆在转弯的比例,和其他因素的影响。带有停车标志的交叉口而不 是信号灯交叉口同样复杂问题的能力分析。在这种情况下,一个典型的车辆运行 时,交叉点所花费的时间取决于:冲突的交通流的数量和分布。延误既取决于驾 驶员冲突时是否认为是可接受的间隙,还取决于间隙本身出现的频繁程度。 在许多情况下,可能没有足够的道路要素来看通行能力是否足以容纳所观察 到的或预期的需求水平,达到或接近通行能力的情况可能意味着高的堵塞级别。 通过速度(测量作为平均英里每小时),密度(乘用车每车道英里),流量(每小 时测量在乘用车)的的一组假设之间的关系,我们可以指出图1a所示,1b,和 lc(1990年5月)。速度随密度的增大而下降(图la)。流量随密度增加达到点(D *)车辆数量的增加所抵消其下降的速度,道路变得拥挤。因此,在速度(S*) 时流量最大(交通运输研究委员会,1998)。这意味着通行能力随着拥堵发生时 速度的显著减少而降低。现在的问题是,这样的拥堵可否容忍。 服务水平是衡量交通流质量的量度,它可以描述行驶速度,转向余地,交通 流中断的数量等。鉴于服务水平的多层面的性质,使用字母A至F等级的系统 用于评判路段,A代表一个几乎空置的道路,F代表走走停停的条件极端拥堵的 情况(见图1d)。用为服务水平评级不间断设施的关键变量是每车道英里乘用车 的密度。因此,在一定范围内,通行能力增加条件下服务水平下降。最高的流量 通常发生在服务水平在E级以下,但是E级的服务水平通常是不可接受的,通 行能力规划的目的的另一种定义流量的服务速率,定义为流量,同时保持了所需 的服务水平时,就可以实现 对于服务水平的类别,需要不同的标准来分配不同的间断流设施。例如,在 信号交叉口服务水平的情况下,控制延迟,其中包括减速时间的基础上,确定队 列移动时间,停止时间,加速时间:交叉口典型车辆的控制延迟小于10秒分配 被分配到A级,根据控制延迟间隔,范围从10到20秒为B级,超过80秒为F 级 根据所需要的信息的类型,应用能力分析分为三个基本类别运行分析,设 计分析和规划分析。运行分析旨在预测现有或规划的公路段所有已知的几何和流
由于动态流量通过路口，路口类型的多重性，间断流设施的能力分析是一个 比较复杂的任务。通过信号交叉口取决于最大流量，当然，在一个小时的时间的 比例期间，信号指示灯为绿色。这也取决于运动的动态车辆随着信号灯由红变绿 而变化。第 n 车辆在运动中遇到一些延迟，统称为启动损失时间。所有其他车辆 通过路口的饱和流量。这样的交点的通行能力是相等的饱和流率倍量的绿灯时间 在一小时内，向下调整启动时损失时间。由于丢失的启动时间每次发生的信号的 变化，通行能力为信号周期的频率的递减函数。通行能力计算复杂，受几何调整， 交通状况，车辆在转弯的比例，和其他因素的影响。带有停车标志的交叉口而不 是信号灯交叉口同样复杂问题的能力分析。在这种情况下，一个典型的车辆运行 时，交叉点所花费的时间取决于：冲突的交通流的数量和分布。延误既取决于驾 驶员冲突时是否认为是可接受的间隙，还取决于间隙本身出现的频繁程度。 在许多情况下，可能没有足够的道路要素来看通行能力是否足以容纳所观察 到的或预期的需求水平，达到或接近通行能力的情况可能意味着高的堵塞级别。 通过速度（测量作为平均英里每小时），密度（乘用车每车道英里），流量（每小 时测量在乘用车）的的一组假设之间的关系，我们可以指出图 1a 所示，1b，和 lc（1990 年 5 月）。速度随密度的增大而下降（图 la）。流量随密度增加达到点（D *）车辆数量的增加所抵消其下降的速度，道路变得拥挤。因此，在速度（S *） 时流量最大（交通运输研究委员会，1998）。这意味着通行能力随着拥堵发生时 速度的显著减少而降低。现在的问题是，这样的拥堵可否容忍。 服务水平是衡量交通流质量的量度，它可以描述行驶速度，转向余地，交通 流中断的数量等。鉴于服务水平的多层面的性质，使用字母 A 至 F 等级的系统 用于评判路段，A 代表一个几乎空置的道路，F 代表走走停停的条件极端拥堵的 情况（见图 1d）。用为服务水平评级不间断设施的关键变量是每车道英里乘用车 的密度。因此，在一定范围内，通行能力增加条件下服务水平下降。最高的流量 通常发生在服务水平在 E 级以下，但是 E 级的服务水平通常是不可接受的，通 行能力规划的目的的另一种定义流量的服务速率，定义为流量，同时保持了所需 的服务水平时，就可以实现。 对于服务水平的类别，需要不同的标准来分配不同的间断流设施。例如，在 信号交叉口服务水平的情况下，控制延迟，其中包括减速时间的基础上，确定队 列移动时间，停止时间，加速时间：交叉口典型车辆的控制延迟小于 10 秒分配 被分配到 A 级，根据控制延迟间隔，范围从 10 到 20 秒为 B 级，超过 80 秒为 F 级。 根据所需要的信息的类型，应用能力分析分为三个基本类别—运行分析，设 计分析和规划分析。运行分析旨在预测现有或规划的公路段所有已知的几何和流
量特性的服务水平。设计分析确定的物理特性(尤其是车道数)需要一个新的路 段,必须成为一个预定义的流量。规划分析与设计分析类似,但它的工作原理与 不太详细的信息-通常的平均的日常出行,而不是流动的时间表-确定公路通 行能力的要求(交通运输研究委员会,1998年)。规划分析,一般早于公路发展 过程 由于需求状况随时间而变化,通行能力要求在特定时间必须加以评估。在大 都市地区,通常是平日早上繁忙时间。城市以外,有可能是重要的一天的日常和 季节性变化。例如,农村地区的旅游设施可能会遇到周五或周日晚上,周末假日 的特别要求。因为它不是以经济来设计的道路能力,而是只需要每年几个小时的 水平,必须选择设计小时后,以此为基础设计分析。通常选择第30和第100小 时之间的一年最繁忙的时刻,最典型的是选择第30小时为农村公路设计小时交 通量。 道路通行能力分析是交通研究最成熟的部分之一。尽管这样,还有一些地方 是现有的分析方法有些不足。一个这样的部分是在确定路段之间的相互作用。上 面给出的通行能力的定义不允许任何下游交通条件的影响。整合上游和下游的影 响,允许在髙速公路上系统的分析能力,方法与其他能力的分析方法(交通运输 研究委员会,1998年)相比,仍然相对近似 第二个缺点是传统的方法,认识到失败的通行能力与需求之间的双向因果关 系。需求状况通常被作为外生变量,尽管硏究表明,提供新的通行能力可能刺激 需求增长(唐斯,1992;常设咨询委员会评估主干路,1994年)。这种现象,被称 为出行诱导,设计和规划分析复杂的问题。从本质上讲,交通诱导的存在意味着, 在确定支持需求所需的车道数,必须进行一些调整,以反映量将会刺激新的需求, 扩大公路。 2.2.运输能力分析 对于道路,运输通行能力分析必须关注原始的通行能力和添加服务水平措施 的通行能力。最常见的衡量通行能力的指标是个人通行能力,它定义为过去的某 条交通线路,一定的时间间隔(通常是一个小时)期间不得无故拖延,危险或 不适,可以可靠地移动的的人的数量(交通运输研究委员会,1998年)。人的通 行能力有时也被称为线路通行能力,以表明它是指一个特定的线路,而不是整个 系统 人的能力取决于对车辆及其取得进展的能力。反过来取得进展取决于对安全 方面的考虑,车辆每间隔时间,可以采取和解除乘客在一个典型的站数。它通常 是站通行能力(最大流速通过站),而不是“道路”约束系统性能的能力(路权 的最大流量部分)
量特性的服务水平。设计分析确定的物理特性（尤其是车道数）需要一个新的路 段，必须成为一个预定义的流量。规划分析与设计分析类似，但它的工作原理与 不太详细的信息 - 通常的平均的日常出行，而不是流动的时间表 - 确定公路通 行能力的要求（交通运输研究委员会，1998 年）。规划分析，一般早于公路发展 过程。 由于需求状况随时间而变化，通行能力要求在特定时间必须加以评估。在大 都市地区，通常是平日早上繁忙时间。城市以外，有可能是重要的一天的日常和 季节性变化。例如，农村地区的旅游设施可能会遇到周五或周日晚上，周末假日 的特别要求。因为它不是以经济来设计的道路能力，而是只需要每年几个小时的 水平，必须选择设计小时后，以此为基础设计分析。通常选择第 30 和第 100 小 时之间的一年最繁忙的时刻，最典型的是选择第 30 小时为农村公路设计小时交 通量。 道路通行能力分析是交通研究最成熟的部分之一。尽管这样，还有一些地方 是现有的分析方法有些不足。一个这样的部分是在确定路段之间的相互作用。上 面给出的通行能力的定义不允许任何下游交通条件的影响。整合上游和下游的影 响，允许在高速公路上系统的分析能力，方法与其他能力的分析方法（交通运输 研究委员会，1998 年）相比，仍然相对近似。 第二个缺点是传统的方法，认识到失败的通行能力与需求之间的双向因果关 系。需求状况通常被作为外生变量，尽管研究表明，提供新的通行能力可能刺激 需求增长（唐斯，1992;常设咨询委员会评估主干路，1994 年）。这种现象，被称 为出行诱导，设计和规划分析复杂的问题。从本质上讲，交通诱导的存在意味着， 在确定支持需求所需的车道数，必须进行一些调整，以反映量将会刺激新的需求， 扩大公路。 2．2．运输能力分析 对于道路，运输通行能力分析必须关注原始的通行能力和添加服务水平措施 的通行能力。最常见的衡量通行能力的指标是个人通行能力，它定义为过去的某 一条交通线路，一定的时间间隔（通常是一个小时）期间不得无故拖延，危险或 不适，可以可靠地移动的的人的数量（交通运输研究委员会，1998 年）。人的通 行能力有时也被称为线路通行能力，以表明它是指一个特定的线路，而不是整个 系统。 人的能力取决于对车辆及其取得进展的能力。反过来取得进展取决于对安全 方面的考虑，车辆每间隔时间，可以采取和解除乘客在一个典型的站数。它通常 是站通行能力（最大流速通过站），而不是“道路”约束系统性能的能力（路权 的最大流量部分）
交通系统在速度方面有很大的不同。因此,许多车辆以缓慢的速度移动的公 交系统可能同以更高的速度移动的车辆较少的轨道系统具有相同的人的通行能 力。由于后一种情况下是优选的,从乘客的角度来看,生产能力一商品载客量 和平均速度定义为一经常被用来作为一种替代衡量。生产能力的衡量没有一个 清晰直观的意义,它提供了一种加权车次速度。高速旅行比慢行有助于更多的生 产能力。 交通服务水平取决于每辆车的乘客和每小时的车辆。由于拥挤减少服务水平, 而后者则通过限制等待时间增加服务水平。持有的服务频率不变,因此,通行能 力是与服务水平成反比的。每车人数“高峰载荷”值是在F级服务水平,因此不 能用于规划的目的,即使它可能提供的最大通行能力,因此,对于大多数系统中, “通行能力”并不代表一个理想的工作条件 在运输过程中的通行能力是对车辆的大小和可接受的服务水平高度敏感的。 例如,估计铁路快速交通能力,假设50英尺(15米)轿车和2分钟的时距(每 小时30辆车),从6节车厢9000人为B级服务水平,而10节车厢30000人则为 D级服务水平。超过100000人的通行能力在理论上达到最大可能的列车的F级 服务水平(交通运输研究委员会,1998年)。 作为比较,表1显示了人的通行能力范围和生产能力为各种公路和过境选 项。注公路过境选项通行能力超过民营汽车车道的能力,这两个选项都或多或少 相当于在生产能力方面。该表显示在两个人的通行能力和生产能力方面的所有其 他选项上快速轨道交通的优势。这种通行能力优势转化为效率优势,如果比较髙 的过境负荷因素实现。 表1 公路和过境模式的的通行能力和生产能力 单位通行能力 单位生产能力 私人汽车(车道) 城市道路 720--1050 20000-50000 高速公路 1800--2600 60000--120000 城市道路运输 公交车 400--12000 20000-90000 街车 4000--20000 30000--150000 半捷运(一) 公交车 4000--12000 75000-200000 轻轨 6000--20000 120000--260000
交通系统在速度方面有很大的不同。因此，许多车辆以缓慢的速度移动的公 交系统可能同以更高的速度移动的车辆较少的轨道系统具有相同的人的通行能 力。由于后一种情况下是优选的，从乘客的角度来看，生产能力 - 商品载客量 和平均速度定义为 - 经常被用来作为一种替代衡量。生产能力的衡量没有一个 清晰直观的意义，它提供了一种加权车次速度。高速旅行比慢行有助于更多的生 产能力。 交通服务水平取决于每辆车的乘客和每小时的车辆。由于拥挤减少服务水平， 而后者则通过限制等待时间增加服务水平。持有的服务频率不变，因此，通行能 力是与服务水平成反比的。每车人数“高峰载荷”值是在 F 级服务水平，因此不 能用于规划的目的，即使它可能提供的最大通行能力，因此，对于大多数系统中， “通行能力”并不代表一个理想的工作条件。 在运输过程中的通行能力是对车辆的大小和可接受的服务水平高度敏感的。 例如，估计铁路快速交通能力，假设 50 英尺（15 米）轿车和 2 分钟的时距（每 小时 30 辆车），从 6 节车厢 9000 人为 B 级服务水平，而 10 节车厢 30000 人则为 D 级服务水平。超过 100000 人的通行能力在理论上达到最大可能的列车的 F 级 服务水平（交通运输研究委员会，1998 年）。 作为比较，表 l 显示了人的通行能力范围和生产能力为各种公路和过境选 项。注公路过境选项通行能力超过民营汽车车道的能力，这两个选项都或多或少 相当于在生产能力方面。该表显示在两个人的通行能力和生产能力方面的所有其 他选项上快速轨道交通的优势。这种通行能力优势转化为效率优势，如果比较高 的过境负荷因素实现。 表 1 公路和过境模式的的通行能力和生产能力 单位通行能力 单位生产能力 私人汽车（车道） 城市道路 720---1050 20000---50000 高速公路 1800---2600 60000---120000 城市道路运输 公交车 2400---12000 20000---90000 街车 4000---20000 30000---150000 半捷运（一） 公交车 4000---12000 75000---200000 轻轨 6000---20000 120000---260000
捷运 地铁 10000--72000 400000--1800000 区域(通勤)铁路 8000--60000 500000--2000000 2.3.航空旅游接待能力分析 空中运输是增长最快的主要交通方式。毫不奇怪,需要提供足够的能力,以 适应这种增长一直是交通规划的一大挑战。沿飞行航线的通行能力和机场的通行 能力两种类型的能力在空中旅行中发挥作用 为了维护国家或国际航空运输系统的控制和安全性,所有主要的商业航班被 分配到特定的航线。这些航线的通行能力取决于飞机由空中交通管制员之间允许 的最小间隔。特别是围绕杋场航线在这些领域,这方面通行的能力可能对飞机流 量将重要的限制。在美国,这些限制成为问题,因为早在20世纪50年代后期, 当商用喷气飞机的机队规模扩大创建运动沿着髙空飞行路线的不断增长的需求。 沿飞行航线扩大通行能力已经实现主要通过技术引进,允许控制器,以减少间隔 距离。首先,历代的地面雷达和全球定位系统的引入,最近更使人们有可能更精 确地追踪飞机的位置,从而降低了误差范围,从而允许较短的分离(美国联邦航 空管理局,1999年)。 但是,航线航班的通行能力仍然是一个问题。例如,目前的趋势,区域航空 承运人退休螺旋桨驱动的飞机,使用低空飞行路线,并取代它们支线喷气飞机高 空飞行路线的能力是把压力。 机场的通行能力放在对整体航空运输系统的最重要的制约因素。它被定义为 可以安全地在一个给定的时间内发生的,一个单独的机场的通行能力的操作次数 (起飞和着陆)。在美国,亚特兰大哈茨菲尔德国际机场和芝加哥奥黑尔机场两 个手柄每小时约180业务之间的7:00时至10:00时,而余下的顶25个机场处理 的范围从75到125每秒运算小时(美国联邦航空管理局,1999年)。这是平均 值,但是,实际通行能力可能稍高的。 机场单位能力是等价于单次每架飞机的乘客数量的通行能力。飞机的平均规 模有所增加,允许单位通行能力增长速度髙于整体通行能力。此外,近年来,各 航空公司已经能够减少空缺席位的比例,从而容纳登机旅客数的快速増长,尽管 放缓增长通行能力 公路和过境是真实的,也有可能是一个重大的权衡能力之间实现流量和服务 水平。航空旅行延误,定义为实际飞行时间和畅通的时间之间的差异,主要是由 于天气问题,但一个显着份额的延误是由于过度机场量。 空中旅行的情况说明,评估单个链路上(航线)和节点(机场)的能力并不
捷运 地铁 10000---72000 400000---1800000 区域（通勤）铁路 8000---60000 500000---2000000 2．3．航空旅游接待能力分析 空中运输是增长最快的主要交通方式。毫不奇怪，需要提供足够的能力，以 适应这种增长一直是交通规划的一大挑战。沿飞行航线的通行能力和机场的通行 能力两种类型的能力在空中旅行中发挥作用。 为了维护国家或国际航空运输系统的控制和安全性，所有主要的商业航班被 分配到特定的航线。这些航线的通行能力取决于飞机由空中交通管制员之间允许 的最小间隔。特别是围绕机场航线在这些领域，这方面通行的能力可能对飞机流 量将重要的限制。在美国，这些限制成为问题，因为早在 20 世纪 50 年代后期， 当商用喷气飞机的机队规模扩大创建运动沿着高空飞行路线的不断增长的需求。 沿飞行航线扩大通行能力已经实现主要通过技术引进，允许控制器，以减少间隔 距离。首先，历代的地面雷达和全球定位系统的引入，最近更使人们有可能更精 确地追踪飞机的位置，从而降低了误差范围，从而允许较短的分离（美国联邦航 空管理局，1999 年）。 但是，航线航班的通行能力仍然是一个问题。例如，目前的趋势，区域航空 承运人退休螺旋桨驱动的飞机，使用低空飞行路线，并取代它们支线喷气飞机高 空飞行路线的能力是把压力。 机场的通行能力放在对整体航空运输系统的最重要的制约因素。它被定义为 可以安全地在一个给定的时间内发生的，一个单独的机场的通行能力的操作次数 （起飞和着陆）。在美国，亚特兰大哈茨菲尔德国际机场和芝加哥奥黑尔机场两 个手柄每小时约 180 业务之间的 7:00 时至 10:00 时，而余下的顶 25 个机场处理 的范围从 75 到 125 每秒运算小时（美国联邦航空管理局，1999 年）。这是平均 值，但是，实际通行能力可能稍高的。 机场单位能力是等价于单次每架飞机的乘客数量的通行能力。飞机的平均规 模有所增加，允许单位通行能力增长速度高于整体通行能力。此外，近年来，各 航空公司已经能够减少空缺席位的比例，从而容纳登机旅客数的快速增长，尽管 放缓增长通行能力。 公路和过境是真实的，也有可能是一个重大的权衡能力之间实现流量和服务 水平。航空旅行延误，定义为实际飞行时间和畅通的时间之间的差异，主要是由 于天气问题，但一个显着份额的延误是由于过度机场量。 空中旅行的情况说明，评估单个链路上（航线）和节点（机场）的能力并不
定描述在整个系统中的状态的能力。显然,是在提高能力的一个组成部分(例 如,减少飞机之间的分离,以增加航班通行能力),如果系统的其他组成部分(机 场)无法以支持扩展的流没有什么好处。此外,个人能力往往不足整个系统的反 弹。例如,如果一个枢纽机场是无法处理其预定的流量,其他机场将无法使用其 全部通行能力,进港航班延误或取消。因此,系统的通行能力可能会严重降低 个或多个单独的机场小的通行能力 3.基础设施通行能力扩张:替代方法 在大多数国家,在最近的几十年的运输经验的一个共同特点是需求的爆炸性 增长,这似乎淹没基础设施的能力,从而导致拥堵表面和航空网络的重要部分 在经济合作与发展组织国家在人口密集的城市道路网络,拥塞日益严重,道路通 行能力扩张周期,其次是交通诱导和拥塞出现重复。汽车所有权和使用模式(与 历史的差距缩小在过去十年中,汽车保有量和道路使用强度之间的美国和其他经 合组织国家)比堆积在道路网络都在快速上涨。从1980年到1995年相比,城市 道路网里程在美国上涨了31%,在同一时期城市汽车使用了74%的增长(小和 戈麦斯伊瓦涅斯,1999年)。 表2提供最近一年在选定的经合组织国家的道路基础设施和使用的一些指 标。在大型的市区低收入国家的特点是机动利率的爆炸性增长,交通拥堵更为严 重,不仅是因为低库存道路的资金和有限的资源用于新的投资,但也因组织因素 减少道路如不发达的交通管理制度和广泛的机动组合模式(甚至非机动项目)在 车流中的能力。 提供广泛的办法来解决这个差距,现有的基础设施能力和出行需求放在这些 设施是:一代新的道路通行能力,增强现有道路通行能力的有效能力和操纵对公 路运输的需求,无论是通过减少或改变其时空格局。这些都将被依次考虑 表2 路网和使用的指标,选择国家,1992年 道路网络扩展 汽车保有量人均车辆公里公共交通 国家 (104男)(每100人)的汽车使用(城市出行百 分比%) 法国 西德 6228 瑞典 6713 西班牙 318 335 英国 375 6000 日本 1099 3108
一定描述在整个系统中的状态的能力。显然，是在提高能力的一个组成部分（例 如，减少飞机之间的分离，以增加航班通行能力），如果系统的其他组成部分（机 场）无法以支持扩展的流没有什么好处。此外，个人能力往往不足整个系统的反 弹。例如，如果一个枢纽机场是无法处理其预定的流量，其他机场将无法使用其 全部通行能力，进港航班延误或取消。因此，系统的通行能力可能会严重降低一 个或多个单独的机场小的通行能力。 3. 基础设施通行能力扩张：替代方法 在大多数国家，在最近的几十年的运输经验的一个共同特点是需求的爆炸性 增长，这似乎淹没基础设施的能力，从而导致拥堵表面和航空网络的重要部分。 在经济合作与发展组织国家在人口密集的城市道路网络，拥塞日益严重，道路通 行能力扩张周期，其次是交通诱导和拥塞出现重复。汽车所有权和使用模式（与 历史的差距缩小在过去十年中，汽车保有量和道路使用强度之间的美国和其他经 合组织国家）比堆积在道路网络都在快速上涨。从 1980 年到 1995 年相比，城市 道路网里程在美国上涨了 31％，在同一时期城市汽车使用了 74％的增长（小和 戈麦斯伊瓦涅斯，1999 年）。 表 2 提供最近一年在选定的经合组织国家的道路基础设施和使用的一些指 标。在大型的市区低收入国家的特点是机动利率的爆炸性增长，交通拥堵更为严 重，不仅是因为低库存道路的资金和有限的资源用于新的投资，但也因组织因素， 减少道路如不发达的交通管理制度和广泛的机动组合模式（甚至非机动项目）在 车流中的能力。 提供广泛的办法来解决这个差距，现有的基础设施能力和出行需求放在这些 设施是：一代新的道路通行能力，增强现有道路通行能力的有效能力和操纵对公 路运输的需求，无论是通过减少或改变其时空格局。这些都将被依次考虑。 表 2 路网和使用的指标，选择国家，1992 年 国家 道路网络扩展 （一） （1000 公里） 汽车保有量 (每 1000 人) 人均车辆公里 的汽车使用 公共交通 (城市出行百 分比%) 法国 805 420 5824 12 西德 --- 492 6228 11 瑞典 131 419 6713 11 西班牙 318 335 2003 --- 英国 --- 375 6000 14 日本 1099 313 3108 ---
加拿大 486 8746 美国 6233 600 9728 来源: Pucher and Lefevre,1996。 Note:(a) For year 1987 3.1.新的基础设施 第一种方法,以满足日益增长的基础设施的能力和需求之间的差距,从而减 少拥堵是在新的道路通行能力,这个过程发生了显着的时代道路建设在20世纪 50年代和20世纪60年代,在美国和欧洲的投资。在新的道路的投资在过去二 十年中急剧下降,无法跟上汽车和卡车流量的增长。公路资本增长按年率计算为 6。2%,1952年至1959年期间,在美国稳步下降,直到1979年,当它没有增 长,并在1982年恢复在L。2%的增长率( Nadiri和 Mamuneas,1996年)。欧洲 的模式是相似的,与真正的年度投资自1975年以来下降到小于L%的国内生产 总值(班尼斯特,1993) 如前所述,金融限制和政治因素的汇合,新的道路建设步伐大幅放缓。首先 在成本方面,在高密度的城市路段的建设成本是陡峭的爬升。其次,在美国在收 入方面,公路收入税源有效下降一燃油税的有效的实际利率下降,从3。56美 分/辆英里(195年价格)在1960年至1。67美分/车辆行驶公里在1995年(小 伊瓦涅斯G6mez,1999。第三,关注与汽车排气污染物排放,城市空气质量,汽 车使用和潜在的贡献温室气体的强大的刹车道路改善工程,需要精心和时间密集 的环境评估;最后,社区团体的反对,路权和相关的和必要的交易和缓解成本可 以提高公路项目成本。 由于道路扩建的经济和政治资源,因此下降,缓解拥堵的角色,新的基础设 施能力也有所下降。在特定情况下,私人收费公路可以提供一些救济,在某些情 况下,新的道路正在资金通过向开发商收取费用或征费。然而,有一个显着增长 的基础设施的能力和需求之间的差距。因此,组互补的解决方案的兴趣日渐浓厚 描述下,从现有的运输网络产生更多的通行能力。 3.2.从目前的基础设施更为有效的能力 当前的基础设施的能力,可以在两大方面增强: (1)运输管理系统进行物理或者操作的变化,这些措施作为TSM来表示; (2)利用信息技术的互补,增加了运输权的方式或终端的功能和能力 TSM措施 在许多国家相继出台的各种动态交通管理措施,以增强道路通行能力,缓解 拥堵,提高安全性。分配车道标志和速度控制系统是用来管制车辆使用,高峰时 段的行车速度。使用几个匝道入口匝道,以规范的进入限行的公路。其他措施包
加拿大 --- 486 8746 14 美国 6233 600 9728 3 来源： Pucher and Lefevre， 1996。 Note: (a) For year 1987。 3．1．新的基础设施 第一种方法，以满足日益增长的基础设施的能力和需求之间的差距，从而减 少拥堵是在新的道路通行能力，这个过程发生了显着的时代道路建设在 20 世纪 50 年代和 20 世纪 60 年代，在美国和欧洲的投资。在新的道路的投资在过去二 十年中急剧下降，无法跟上汽车和卡车流量的增长。公路资本增长按年率计算为 6。2％，1952 年至 1959 年期间，在美国稳步下降，直到 1979 年，当它没有增 长，并在 1982 年恢复在 L。2％的增长率（Nadiri 和 Mamuneas，1996 年）。欧洲 的模式是相似的，与真正的年度投资自 1975 年以来下降到小于 L％的国内生产 总值（班尼斯特，1993）。 如前所述，金融限制和政治因素的汇合，新的道路建设步伐大幅放缓。首先， 在成本方面，在高密度的城市路段的建设成本是陡峭的爬升。其次，在美国在收 入方面，公路收入税源有效下降 - 燃油税的有效的实际利率下降，从 3。56 美 分/辆英里（1995 年价格）在 1960 年至 1。67 美分/车辆行驶公里在 1995 年（小 伊瓦涅斯 G6mez，1999）。第三，关注与汽车排气污染物排放，城市空气质量，汽 车使用和潜在的贡献温室气体的强大的刹车道路改善工程，需要精心和时间密集 的环境评估; 最后，社区团体的反对，路权和相关的和必要的交易和缓解成本可 以提高公路项目成本。 由于道路扩建的经济和政治资源，因此下降，缓解拥堵的角色，新的基础设 施能力也有所下降。在特定情况下，私人收费公路可以提供一些救济，在某些情 况下，新的道路正在资金通过向开发商收取费用或征费。然而，有一个显着增长 的基础设施的能力和需求之间的差距。因此，组互补的解决方案的兴趣日渐浓厚 描述下，从现有的运输网络产生更多的通行能力。 3．2．从目前的基础设施更为有效的能力 当前的基础设施的能力，可以在两大方面增强： （1） 运输管理系统进行物理或者操作的变化，这些措施作为 TSM 来表示; （2） 利用信息技术的互补，增加了运输权的方式或终端的功能和能力。 TSM 措施 在许多国家相继出台的各种动态交通管理措施，以增强道路通行能力，缓解 拥堵，提高安全性。分配车道标志和速度控制系统是用来管制车辆使用，高峰时 段的行车速度。使用几个匝道入口匝道，以规范的进入限行的公路。其他措施包
