中国公路通行能力研究的发展与实践外文翻译资料

 2022-02-13 08:02

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Transportation Research Procedia

Volume 15, 2016, Pages 14–25

ISEHP 2016. International Symposium on Enhancing Highway Performance

中国公路通行能力研究的发展与实践

Ronggui Zhou, Liande Zhong ,Nale Zhao, Jing Fang, Hua Chai,

Jian Zhou, Wei Li, Bing Li

  1. Road Safety Research Center and Research Institute of Highway, MOT, China rg.zhou@rioh.cn, zhongliande@126.com, nl.zhao@rioh.cn, j.fang@rioh.cn, h.chai@rioh.cn,

j.zhou@rioh.cn, riohliwei@126.com, b.li@rioh.cn

摘要

“九五”期间我国“公路通行能力研究”项目的成果，支持现行《公路工程技术标准》和《公路线形设计规范》。这两本规范是我国公路设计和施工最重要的规范，也是数万公里公路建设和运营的指导。目前，我国公路工业仍处于快速发展时期。截至2014年底，我国公路网总里程超过440万公里，其中高速公路里程达到11.2万公里。“九五”以来，随着我国公路系统的快速发展，关于公路通行能力的研究仍在继续。.

本文简要介绍了我国公路通行能力研究和应用的研究历史、正在进行的研究和今后的工作。根据文章内容，我国公路通行能力研究主要分为四个主要阶段。第一阶段（1990年以前）被称为开始阶段。第二阶段（1991-2000）是一个广泛的研究阶段，是在国外先进的实践经验基础上，如美国的基础上进行大规模研究的。第三阶段（2001-2010年）是对重要设施的深入研究，第四阶段（2011年至今）是成果阶段的调整和更新。本文列举了各阶段的代表性研究项目和成果。

此外，本文还介绍了目前正在起草的《中国公路通行能力手册》的研究成果。手册的结构和新增的工作区容量分析等内容也在文本中有所涉及。本文还主要介绍了CHCM高速公路基本路段章节的成果，包括高速公路新的速度-流量关系、服务水平指数和分类、车辆分类和当量系数、通行能力分析程序和方法。

最后，本文介绍了我国通行能力研究的未来方向，如节假日大流量自由通行下的交通特性和通行能力的动态变化等。

关键词：公路通行能力、速度/流量关系、服务水平（LOS）

  1. Selection and peer-review under responsibility of the Scientific Programme Committee of ISEHP 2016

c The Authors. Published by Elsevier B.V.

doi:10.1016/j.trpro.2016.06.002

The Development and Practice of China Highway Capacity Research R. Zhou et al.

1 我国高速公路的发展

近年来，我国公路建设取得了令人瞩目的成就，极大地促进了公路运输的发展。截至2014年底，我国公路里程已达446万公里，高速公路里程已达11.2万公里，如图1所示。以高速公路为骨架，以其他公路为主体的公路网已经形成。在“国家公路网规划（2013-2030年）”的蓝图中，公路网总规模将达到580万公里，其中国家高速公路里程约11.8万公里，主要由北京7条辐射线、11条南北向线、18条东西向线以及区域环路、临街线、连接道路等组成。除了道路网的快速发展外，我国目前机动车保有量已达2.6亿辆，机动车驾驶人数已达2.5亿人，如图2所示。因此，中国正处于快速发展阶段。随着我国公路建设和机动化的发展，公路通行能力的研究和实践正在不断发展和提高。

图1：公路和高速公路的里程数（2006年以来的农村公路数据已包括在内）

图2：机动车辆和驾驶员的统计

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2 通行能力研究的历史背景

本节概述了交通运输部、大学以及一些省份的交通运输部和设计院的能力研究进展。由于高等级公路建设的滞后、机动化不发达，因此与美国等发达国家相比，我国的公路通行能力研究起步较晚。总的来说，我国公路通行能力研究一般分为四个阶段，以下各小节会分别介绍这四个阶段。

2.1 1990年之前的研究

公路通行能力研究的第一阶段是1990年以前。当时，中国没有高速公路。因此，对我国公路通行能力的研究是在借鉴国外公路通行能力研究的基础上进行的，尤其是美国的《公路通行能力手册》（HCM）1985。研究的基本方法是利用实测数据研究适合我国国情的能力和服务水平分析方法。然而，这些研究少且分散，无法形成我国公路通行能力分析的核心理论和框架。本阶段的研究主要集中在双车道公路的混合交通（张教授等人，1987年）、交叉口、交通流理论（何教授，1986年）等，典型研究如下：

  1. “典型的信号控制交叉口通行能力分析”，由北京工业大学在1982年提出。
  2. “基于可接受间隙理论的环形交叉口通行能力分析”，由东南大学提出。
  3. “小型环岛容量分析”，由长安大学提出。
  4. “混合交通双车道公路路段设计通行能力分析”，由交通运输部公路研究所提出，得到5省1市支持。本项目为容量分析提供了一种合理、实用的方法，但其可转让性较差。

2.2 九十年代的研究

从1991年到2000年，我国公路通行能力研究进入了广泛的研究阶段。在这一时期，随着我国高速公路建设的快速发展，道路建设对公路通行能力和交通流理论的研究提出了更高的要求。这一阶段的主要工作包括对美国HCM的系统研究，以及对现有公路设施进行容量研究——这对中国容量分析方法体系的形成起到了重要作用（研究者：蔡教授，1992年；陈教授，1997年；周教授等，1998年）。典型研究如下：

  1. “对美国HCM 85的注译”，由北京科技大学在1991年提出。
  2. “不同等级公路的一般每日服务量和车辆换算系数标准”，由交通部公路研究所在1994年提出。此研究成果已涉及到相关的公路技术标准，并被作为公路区划的基础。
  3. “中原腹地道路通行能力研究”，由世界银行提出，并在1995年于河北、河南两省实施（冯军，1994年）。
  4. “公路能力研究”——作为“九五”期间国家重点科技研究项目，由交通运输部公路研究所在1996年提出。

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在此阶段，最全面、最系统的项目是“公路通行能力研究”，该项目历时五年，取得了丰硕的成果：a) 促进了交通流量自动测试系统及数据统计分析软件的开发；b) 标志了我国代表区公路路段的速度流量统计分析模型的建立；c) 首次系统构建了高速公路和双车道公路交通仿真模型——它能够很好地描述我国的交通特性，并促进相关软件的发展；d) 提供适合我国国情的公路通行能力分析方法。上述成果有力地支持了《公路工程技术标准》等国家重要标准。这些项目的研究成果总体达到国际先进水平，获得国家科技进步二等奖。

2.3 二十一世纪初的研究

从2001年到2010年，公路通行能力研究进入了改善阶段。在这一阶段，中国政府和有关部门为提高公路通行能力开展了大量的项目研究。例如，为了提高“九五”期间平原地区双车道公路通行能力的成果，本阶段对山区双车道公路通行能力进行了研究。此外，容量研究的重点也逐渐从公路系统转移到城市道路系统，特别是城市高速公路系统。总的来说，以高速公路和城市道路为重点的典型项目如下：:

    1. “高速公路系统能力研究”——“九五”期间国家重点科技研究项目，2002年由RIOH主持。本项目取得以下重要成果：a) 建立了高速公路系统的速度-流量统计分析模型；b) 首次提出了适合我国国情的高速公路通行能力理论分析体系，确定了基本路段、交织路段、合流分流路段等高速公路各组成部分的理想通行能力值；c) 对交织区进行了分类，建立了基于间隙接受理论和优化理论的交织区通行能力估算方法；以及d) 建立了高速公路系统的交通仿真模型，出版了《高速公路通行能力分析指南》。这些成果有效地支持了《城市快速路设计规范》CJ129-2009（中华人民共和国行业标准，2009年）和《城市道路工程设计规范》（CJJ37-2012）（中华人民共和国行业标准，2012年）等多个行业标准。
  1. “交通流理论及其在城市快速路系统中的应用”，由国家科学基金会赞助，并哈尔滨工业大学在2003主持研究。
  2. “山区双车道公路通行能力研究”，由交通部赞助，RIOH于2003年主持研究。
  3. “城市道路通行能力与交通系统评价方法研究”，由国家科技支撑计划资助，并由北京工业大学在2006年主持研究。
  4. “公路建设区通行能力研究”，由RIOH在2007年主持研究。
  5. “关于美国HCM2000的注译”，由北京工业大学在2007年主持研究。
  6. “城市高速公路互通式立交能力研究”，由RIOH在2008年主持研究。

这一阶段的成果支持了我国最新版本的公路和城市道路标准规范，如《公路工程技术标准》、《公路线形设计规范》、《城市快速路设计规范》、《城市道路工程设计规范》。此外，这些成果为交通工程学科的发展奠定了重要的理论和实践基础，有助于提升RIOH、北

京工业大学、东南大学、同济大学等多个研究机构和大学的研究水平。

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2.4 2010年以后的研究

从2011年至今，道路通行能力研究进入了一个新的提升阶段。在这一阶段，容量分析的实际应用以及相关影响系数在容量分析中的修正越来越受到重视。目前，路网容量和交通效率的提高是两个研究热点。典型研究项目如下：

  1. “灾害天气下公路网的交通影响评估”，2010年。
  2. “公路网监测与服务技术要求”中道路网的机动性分类研究，2010年。
  3. “基于优化路网交通状况的建设和维护运营计划”，2012年。
  4. “中国公路通行能力手册”，由Rioh在2012主持研究。更多细节将在下一节进行介绍。

3 现行研究：中国公路通行能力手册（CHCM）

到目前为止，我国还没有正式版本的公路通行能力手册(HCM)，虽然一些公路设施的容量分析方法得到了很好的改进，并参与了指导数万公里公路建设的相关标准（中华人民共和国行业标准，2006、2014）。从2012年开始，RIOH开始开发中国公路通行能力手册（CHCM）（交通部公路局，2015年）。目前，这项工作已接近完成，其预计将于2016年正式出版。CHCM开发的总原则是“立足现状，突出重点，注重实践”，开发方法如下：a) 总结现有研究；b) 向其他国家的HCM学习，如美国的HCM和德国的HCM；以及c) 对收费站、环岛等设施进行专项调查研究。

3.1 中国公路通行能力手册的组成

中国公路通行能力手册分为13章，如下所示：

No. 章节

  1. 总纲
  2. 专业术语和符号
  3. 交通特性
  4. 高速公路基本路段
  5. 交织区段
  6. 合流分流段
  7. 高速公路工作区
  8. 一级公路（多车道）
  9. 二级或三级公路（两车道公路）
  10. 非信号交叉口
  11. 环形交叉口
  12. 信号交叉口
  13. 收费站

Table 1: 中国公路通行能力手册的组成

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如表1所示，CHCM具有以下特点:

  1. 高速公路相关章节共5章:高速公路基础段(第4章)、交织段(第5章)、合并分流段(第6章)、高速公路作业区(第7章)、收费站(第13章)。
  2. 第五章将织造工段分为单面织造工段和双面织造工段两种类型，给出了每种类型的计算公式。
  3. 在第6章中，合并和发散截面的计

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