第一节概述
道路通行能力也称道路容量，是指道路的某一断面在单位时间内所能通过的最大车辆数。当道路上的交通量接近道路的通行能力时，就会出现交通拥挤现象。当道路上的交通量小于道路通行能力时，驾驶员驱车前进就有一定的自由度，有变换车速和超车的机会。
研究道路通行能力，会有助于科学地解决下面一些问题：
①根据交通需求预测以及设计交通量的分析，可以正确地规划道路等级、性质和设计道路的横断面形式，选择正确的交通设施。
②通过分析现有道路的交通量，可评价该道路在交通高峰期间，能够提供什么样的服务水平，还能进一步疏导多少交通量；进而发现道路系统的缺陷，并针对问题提出改建措施。
③根据道路通行能力和运营状况的分析，可提出各种改进交通管理的措施，更加充分地利用道路的时空资源。
④根据居民出行特征和公共交通通行能力分析，确定在交通高峰期间需要多少公交车辆来满足交通需求，以及公交车站能否满足运营要求，并确定这些运营过程中可能出现的瓶颈地带。
⑤根据交通需求和行人、自行车通行能力分析，确定拥挤的街道中人行道、自行车道的布局、宽度等主要技术指标。
一、道路通行能力概述
（一）道路通行能力的种类及其定义
通行能力按作用性质可分为三种：
1．基本通行能力
基本通行能力是指在一定的时段，理想的道路、交通、控制和环境条件下，道路的一条车道或一均匀段上或一交叉点，合情合理地期望能通过人或车辆的最大小时流率。
2．可能通行能力
可能通行能力是指在一定时段，在具体的道路、交通、控制及环境条件下，一条车道或一均匀段上或一交叉点，合情合理地期望能通过人或车辆的最大小时流率。
3．设计通行能力
设计通行能力是指在一定时段，在具体的道路、交通、控制及环境条件下，一条车道或一均匀段上或一交叉点，对应服务水平的通行能力。
可见，基本通行能力是在理想条件下道路具有的通行能力，也称为理想通行能力；而可能通行能力则是在具体条件的约束下，道路具有的通行能力，其值通常小于基本通行能力。设计通行能力则是指在设计道路时，为保持交通流处于良好的运行状况所采用的特定设计服务水平对应的通行能力，该通行能力不是道路所能提供服务的极限。
（二）通行能力的时间计算单位、交通量和交通流率
对交通量而言，时间计算单位越大，交通量不均匀性越不明显，越不能很好地反映出交通量与运行质量之间的关系。比如，以lh为单位统计的交通量变化，就不可能反映出不同15min的交通量变化。通常，以“小时”为单位来计算通行能力和设计交通量。而对于通行能力研究则通常采用“15min”的分析时段，这样能更清楚出研究交通高峰对道路运行状况的影响。
交通量是在一定时段内实际统计到的通过观测点的车辆数。交通流率是交通量（观测周期小于流率的计时周期）扩大为某一计时单位的数值。美国认为稳定交通流的最短存在时间为15min，故观测15min的交通量，将15min的交通量乘以4，扩大为小时流率，用此交通流率而不以小时交通量来计量通行能力。中国现行的“公路工程技术标准”中则仍然采用小时交通量而不用交通流率。
（三）理想条件
所谓理想条件，原则上是指对条件更进一步提高也不能提高基本通行能力的条件。具体内容包括道路条件、交通条件、控制条件和交通环境。
①道路条件是指公路的几何特征。包括车道数，车道、路肩和中央带等的宽度，侧向净宽，设计速度及平、纵线形和视距等。
②交通条件是指交通特征。它包括交通流中的交通组成、交通量以及在不同车道中的交通量分布和上、下行方向的交通量分布。
③控制条件是指交通控制设施的形式及特定设计和交通规则。其中交通信号的设置地点、形式和配时对通行能力的影响最大。其他重要的交通控制包括“停车”和“让路”标志库道使用限制及转弯限制等。
④交通环境主要是指横向干扰程度以及交通秩序等。
（四）车辆换算系数和换算交通量
1．车辆换算系数
车辆换算系数。此系数的定义是：在通行能力方面，某类车辆的一辆车等于标准车辆的车辆数。目前，我国现行“公路工程技术标准”中采用的车辆换算系数如表9-l所示。
2．换算交通量
换算交通量也称为当量交通量，就是将总交通量中各类车辆交通量换算成标准车型交通量之和。其计算式如式（9－l）所示：
Ve＝V∑PiEi （9－1）
其中：Ve——当量交通量；
V－一总的自然交通量，辆；
Pi——第i类车交通量占总交通量的百分比，％；
Ei一—第i类车的车辆换算系数。
（五）通行能力的主要影响因素
道路通行能力的主要影响因素包括道路条件、交通条件、控制条件、交通环境以及人为的度
量标准。
（六）道路设施的形式
根据车辆运行特征，交通流可分为连续性交通流（简称连续流）和间断性交通流（简称间断流）。连续流的道路上没有交通信号等固定因素从外部来导致交通流的中断，交通流状况是交通流内部车辆之间相互作用和影响以及道路几何构造、环境条件等对车辆作用和影响的结果。间断流道路的通行能力不仅受到几何构造等条件的限制，而且还受到交通流利用道路的有效时间的限制。连续流道路的通行能力则与时间利用效率无关。一般来讲，当从外部导致交通周期性中断或显著减慢的信号相距超过3.2km时，其间的交通流就可以认为是连续流。常见的道路设施形式见表9－2。
二、服务水平概述
（一）服务水平的定义
服务水平是衡量交通流运行条件以及驾驶员和乘客所感受的服务质量的一项指标，通常根据交通量、速度、行驶时间、驾驶自由度、交通间断、舒适和方便等指标确定服务水平。服务水平是指道路使用者根据交通状态，从行车速度、舒适、方便和经济等方面所能得到的服务程度。应该注意的是，安全性并不包括在服务水平的影响因素之列。
（二）服务水平分级及运行质量描述
在达到基本通行能力（或可能通行能力）之前，交通量愈大，则交通密度也愈大，而车速愈低，运行质量也愈差，即服务水平愈低。达到基本通行能力（或可能通行能力）之后，则交通量不再增加，其间运行质量愈低交通量也愈低，但交通密度愈大，直至车速及交通量均下降至零为止。美国HCM2000中的高速公路的速度一流量关系图见图9－l，图中交通流率以当量小汽车为单位，即 Passenger CarUnit简称 PCU。中国高速公路基本路段中的速度一流量关系图如图9-2所示。
美国将服务水平分为A至F六级，对于连续流的道路设施，各级服务水平的一般描述如下：
服务水平A：交通量很小，车流为自由流，使用者不受或基本不受交通流中其他车辆的影响，驾驶自由度大，可自由地选择所期望的速度，为驾驶员和乘客提供的舒适便利程度极高。
服务水平B：交通量较服务水平A有所增加，车流处于稳定流的较好部分。在交通流电开始易受其他车辆的影响，选择速度的自由度相对来说还不受影响，驾驶自由度比服务水平A稍有下降。由于其他车辆开始对少数驾驶员的驾驶行为产生影响，因此所提供的舒适和便利程度较服务水平A低一些。
服务水平C：交通量大于服务水平B，车流处在稳定流范围的中间部分，但车辆问的相互影响变大，选择速度受到其他车辆的影响，驾驶时需相当留心其他车辆，舒话和舒适程度显下降。
服务水平D：交通量进一步增大，车流处在稳定交通流的较差部分。速度和驾驶自由度受到严格约束，舒适和便利程度低下。当接近这一服务水平下限时，交通量有少量增加就会导致运行出现问题。
服务水平E：车流常处于不稳定流状态，接近或达到最大交通量时，如果交通量有小的增加，或交通流内部有小的挑动就将产生大的运行问题，甚至发生交通中断。该水平内所有车速降到一个较低的但相对均匀的值，驾驶自由度极低，舒适和便利程度也非常低，驾驶员受到很大的抑制。该服务水平下限时的最大交通量即为基本通行能力（对理想条件而言）或可能通行能力（对实际道路而言）。
服务水平F：车流处于强制流状态，车辆经常排成队，跟着前面的车辆停停走走，极不稳定。在该服务水平中，交通量与速度同时由大变小，直到零为止，而交通密度则随交通量的减少而增大。
由于我国对通行能力的研究起步较晚，对交通流变化规律的把握不够细致，因此，我国公路服务水平现分为四级，一级相当于美国的A级，M级相当于美国的B级、三级相当于美国的C。D两级，四级的上半段相当于美国的E级，而四级的下半段则相当于美国的F级。
（三）最大服务交通量
每一服务水平有其服务质量的范围。因此，除四级下半段（相当于美国的F级）外，一、二、三级及四级上半段服务水平都有相应于该级服务水平最差时的服务交通量，该服务交通量在该级服务水平中是最大的，故称最大服务交通量（Maximum Service Flow）最大服务交通量反映的是在某一特定服务水平下道路所能提供的疏导交通的能力极限。
（四）设计服务水平等级
为保证道路在具备较好的运行质量的同时，又不至于浪费道路设施的能力，通常设计道路时不采用最大通行能力，而采用设计服务水平等级对应的最大服务交通量。中国现行的设计服务水平等级规定如下：
①高速公路基本路段、匝道一主线连接处、交织区均采用二级服务水平。但在不得已的情况下，匝道一主线连接处及交织区可降低要求采用三级服务水平；
②不控制进入的汽车多车道公路路段在平原微丘区采用二级服务水平，在山岭重丘区及城市近郊采用三级服务水平；
③不控制进入的汽车双车道公路路段采用三级服务水平；
④混合交通双车道公路段采用三级服务水平。
三、通行能力和服务水平的作用及其相互关系
（一）用于道路设计 根据设计通行能力与设计小时交通量的对比，可计算所设计道路的技术等级及多车道道路的车道数，以及是否需要设置爬坡车道。另外，通过分析道路各组成部分的通行能力和服务水平，发现潜在的瓶颈路段，以改进设计，消除隐患。
（二）用于道路规划
通过通行能力分析和服务水平分析，可评估现有道路网承受交通的适应程度；通过交通量预测及投资效益和环境影响的评估，提出改善和提高道路网的规模和建设项目及其实施步骤
（三）用于道路交通管理
根据预测交通量的增长情况，以及不同交通量对交通运行条件的需求，确定各阶段合理的交通管理措施。
（四）通行能力和服务水平的关系
通行能力和服务水平是一个事物的两个方面，它们同时反映道路所提供的服务。只是通行能力是反映道路服务的数量或服务的能力，是道路所能提供的疏导交通能力的极限；而服务水平反映的是道路服务的质量或服务的满意程度，是在满足特定交通运行条件下的极限能力。
可以认为服务水平是通行能力前提下的细致分析。
