交通工程学-服务水平分级及设计

道路通行能力的计算离不开交通运行质量的分析，因此，通行能力的分析计算必须与服务水平的分析计算一并进行。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。其中，通行能力反映的是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。

1. 服务水平的概念

服务水平是指道路使用者从道路状况、交通与管制条件、道路环境等方面可能得到的服务程度或服务质量，是衡量交通流运行条件及驾驶员和乘客所感受的服务质量的一项指标，反映了道路在某种交通条件下所提供运行服务的质量水平，通常根据交通量、速度、行驶时间、驾驶自由度、行车的舒适性和经济性等指标确定服务水平。在实际确定服务水平等级时，难以全面考虑和综合上述各个因素，往往仅以其中的某几项指标作为代表，常取行车速度及服务交通量与通行能力之比，作为路段评定服务等级的主要影响因素。

2. 服务水平的衡量指标

为了清楚地表述服务水平的概念，对每种道路设施，需要采用能说明其运行质量的一项或几项运行参数来确定其服务水平。为确定每种设施服务水平而选择的参数称为效率度量，表示能最好地描述该类设施运行质量的合用度量。不同道路设施服务水平的衡量指标如表6-4所示。

表6-4　不同道路设施服务水平的衡量指标

3. 服务水平的分级

交通量在达到基本通行能力（或可能通行能力）之前，交通量越大，交通密度越大，车速越低，运行质量也越低，即服务水平越低；当交通量达到基本通行能力（或可能通行能力）之后，交通量在减少，交通密度在增大，运行质量在降低，直至车速及交通量均下降至零为止。通过对统计模型的分析，得到在理想条件下，我国高速公路上交通量与车速及交通流密度的关系，如图6-1和图6-2所示。

图6-1　理想条件下交通量-车速的关系图

图6-2　理想条件下交通量-交通流密度的关系图(https://www.daowen.com)

为了衡量道路为驾驶员、乘客所提供的服务质量，需要对服务水平进行分级。各国服务水平等级划分不一，一般根据本国的道路交通具体条件划分为3～6个等级。例如，日本分为3个等级，美国定为6个等级，我国划分为4个等级。

美国对于连续流的道路设施，各级服务水平的交通流状况描述如下：

服务水平A：交通量很小，交通为自由流，使用者不受或基本不受交通流中其他车辆的影响，有非常高的自由度来选择所期望的速度，为驾驶员和乘客提供的舒适和便利程度极高。

服务水平B：交通量较前增加，交通处在稳定流范围内的较好部分。在交通流中，开始易受其他车辆的干扰，但选择速度的自由度相对来说还未受到影响，只是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，交通处在稳定流范围的中间部分，车辆间的相互作用变得大起来，选择速度受到其他车辆的制约，驾驶时需特别注意其他车辆的动态，舒适和便利程度有明显下降。

服务水平D：交通量再增大，交通处在稳定交通流范围的较差部分。速度和驾驶自由度均受到严格约束，舒适和便利程度低下。当接近这一服务水平的下限时，交通量有少量增加，就会在运行方面出现问题。

服务水平E：此服务水平下的交通常处于不稳定流范围，接近或达到该水平最大交通量时，交通量稍有增加，或交通流内部有较小的扰动就将产生较大的运行障碍，甚至发生交通中断。在此服务水平下，所有车速均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，驾驶员受到的限制通常是很大的。此服务水平下限制的最大交通量即为基本通行能力（理想条件下）或可能通行能力（具体公路）。

服务水平F：交通处于强制流状态，车辆经常排成队，跟着前面的车辆停停走走，极不稳定。在此服务水平下，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。

我国由于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，高速公路服务水平现分为四级。一级相当于美国的A、B两级，二、三级分别相当于美国的C级及D级，四级相当于美国的E、F两级。

在选用服务水平时，原则上高速公路、一级公路采用二级服务水平，二级公路、三级公路采用三级服务水平。一级公路作为集散公路时，可采用三级服务水平设计。互通式立体交叉的分、合流区段，匝道及交织区段，可采用三级服务水平设计。

4. 服务交通量

服务交通量是指在通常的道路条件、交通条件和管制条件及规定的服务水平下，道路的某一断面或均匀路段在单位时间内所能通过的最大小时交通量。

在不同的服务水平下，服务交通量是不同的，服务水平高的道路行车速度快，驾驶自由度大，舒适与安全性好，但是其相应的服务交通量小；反之，允许的服务交通量大，则服务水平低。服务交通量不是一系列连续值，而是不同的服务水平条件允许通过的最大值，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，是不同服务水平之间的流量界限。