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范文一：【doc】由月最高小时交通量预测设计小时交通量
由月最高小时交通量预测设计小时交通量
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国外交通工程?.国通工程i992年第2期 __
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月最高小时交通量预测泼计小时交
sAHcsHAQMA儿NY?0IO耄望室哆0蔫罨汉校 一
概述
根据样本交通量作出的对设计对交通量 (DHV)的估计,即通常在一年中第三一一一位最高 小时交通量(以下均简写为年30HV),是交通工 程实践中的一个重要途径.在研究如何乖j用其 地段的年平均日交通量(AAD0)与30HV之问 的互相符合和可预测的关系,来估计对交通 量(DHV)的文献中,推荐了一常用的方法. 选择30HV作为DHV早在卒世纪四年代由 peabody和Norman提出,并被美国的公路和交 通运输部门联合推荐使用在流量变化正常的乡 村公路上.美国和加拿大是根据年最高第十位 小时交通量(年1OHV)和年最高第五十位小时 交通量(年6OHV)之问的,作为设计小时交通量 是正确的.但是,年3OHV在许多公路部门还是 作为乡村公路的设计小时交通量.因此,将3OH
V作为设计小时交通量便是本文提出分析的意图. 本文的主要题目是对3OHV与AADT之问 关系作出概括的回顾,其目的在于用样本交通 量统计来预测设计小时交通量;建议迂择一种 用月最高小时交通量预测设计小对交通量的模 式.
本文对是否应HV作为设计小时交通量计 算值的问题并末论及.设计小时交通量选择哪 一
个最大值,上设计决定.然而,根据本文的推 断,用3OHV能较好地预测DVH,使用者还可根 据其它选用的小时交通量值,对其进行增加或 减少的调整.
一
些交通工程师认为3OHV值所AADT 的比率是随AADT的增加而降饫,仨" 设计小时交通预测值作为运行0亡._' 数(载于ITE,jourrcal和Fbruao1988), 我们详细地研究了AADT'30HV 通量
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锆恐,iK力30HVAADT::也
t巷的仁?型:,二致"K"有很,自-响一
j给定:一珞:t类型式-行{主性,毒数.K" 相对于AA二』.】,藐没有显的变亿.舀力,爱提 白的模兰中曲弦更量由一1,Jj的变通施善目 的30HV.ADT四变攻直接影苗.jA ADT对"K影定又-=:凌力以谆乏.
二'五料来源
本复一资王要来源于加拿太印俘物
(Albe,.洲:芝路同.,的囊久住交速=礁Ij 站.根据si:m&等人斯三研究,珂尔|当物的 永久性站表明,幺村公路的平j
屯量有着,r\7:?明豆分级变化的范围.运些变 化因素笔括地区通勃人员地区的旅游与通 人员,区i.-行,长距离出行,长距离旅蒜者, 旅游高峰,农民出行和乒交超以及其他特殊 情况,这些夏1'-每日,ff几百到二五子辆以 上.
考虑到资料的遗漏和本文研究开始时所获 有效资料统计的可靠性,将有测站在三年 时问(1983年至1985年)资剥的76%选用于 模型的建立与分析.出于交通特任可能遵祝雯 化,故所用数据均为三年的平均值.年最高 时交通量AADR,月最高小时交通量.月平均三 通量和为建立推荐模型所需的其他类型交通 振,譬从观测站观测资料的75%中取得. 当更多的观测站近期观测资料有效耐,『三j 1983年童1985年的基本数据所捶导的模型的 预测功能便得到了验证;1987午观测站的统计 姿科已经用必证实所推导出的模型. 了评价小对交通量与年平均舀交通量(D HAT)T)约关系,按照sharma{rwerer推荐 ,
一0交通浇季节变|u特仁,对观测站
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27?
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国外交通工程?《中国交通工程》1992年第2期 进行分组.得到了四个具有明显不同的主要的 季节变化的模型,即低,中,高和高(此后这些 模型分别归于1,2,3和4组).这样,观测站的 数日包括:第一组23;二组29;三组18个和第四 组5个.
三作为年平均臼交通量(AADT)函
数的设计小时交通量(DI-rv) 有两种线性的DHV模型常在一些着作中 提到.其中一种对予全部观测站或某一辖区道 路现场都是单一~30HV—AADT模型.另一种 是在某一辖区范围内,各类观测站或道路分组 分别导出的与之相对应的3OHV—AADT模型. 这两种模型分别称为模型1和模型2.后述之模 型1模型2仍部分是基于参考资料9. 表一1列出的模型1现模型2是根据Aiberta 的75个永久式观测站的3OHV与AADT的资料 所建立的.采用单元线性回归技术来计算模型 的有关参数.一些数值点用检验与模型和予则 误差曲线有关的统计项,这个误差将在本文的 的后面部分进行介绍.
模型的相关系数RI的数值等于94.8%,该 模型的Y值(3OHV)与X值(AADT)是高度相关 的.而T检验与F检验显着度为0.01(99%的置 信度)也是令人满意的.但过去的研究表明,在 模型1存在予测值的偶然误差和系数误差,尽管 所建立的回归方程的相关系数R值高.且其他 检验项目还都是满意的.例图一1所示出的模型
1的第1组和第4组观测站的预测误差,可观察出 第1组和第4组存在着典型的系统误差.第1类 观测站主要包括通勤者和上下班人员,其值均 为估计值之上,第4组观测站包含旅游者,其观 测值均在估计值之下.
30HV—AADT模武的回归方程武和有关的统计参数袭l 自变量(x)回归方程Iy~30HVR2t检验f检验 模型IAADTY=31.5+0.126X120.094.836.43l327,4
)Y罩3.4+0'II2)(29.599.789.917556.1 lAADT(I类
JAADT(2类)Y:一9.?+0,138X7798,542.40l797.4
一1AMYr(3类)Y:36.7+o,1??【3o.898,937,351394e
IAADT(4类)Y89,3+0,173X55.699.524,886l9,2
?
28?
图1模型1所选比测站予测误差别
按模型2分类建立的方程式,提供了更适合
的预测结果,并消除了模型1那种系统误差.如 表一1所示,模型2的分类统计值较之模型1有所 改善,模型2的R值较高.且估计的标准差S,较 低.
分别建立3OHV—AADT方程的概念,己为
交通工程师们广泛地应用.实际上工程师为使 该模型使用起来更简单,忽略了鼗距值一Y.3O HV=O.112(AADT)是阿尔伯特观测站第一组 的简化方程例子(来至表1).该站主要包括通 勤和上下班的道路使用者类型.
四关于DHV与AADT函数关系的说
明
仔细地模型2反映出的两个重要问题之下的
30HV-AADT的关系.第一是DHV预测的可靠 性问题,必须对各个观测站回归方程.因此,作 为建立模型2的先决条件,必须将观测站分组. 虽然,一些有效的根据交通流特性对观测站分 组的方法在一些工作中已经提到,但尚可考虑 下文所得到的实践中的大量主观因素.大量观 测站用于公路部门,且大量有关的观测站组变 化范围很大.在很多情况下,观测站的数量太
. 少,以致于不能分类建立3OHV—AADT模型另外一个值得注意的是3OHV的准确性问 题.它不仅有赖于30HV-AADT方程式的可靠 性,而且还有赖于预测设计流量所用的AADT 的准确性.在利用模型2预测DHV之前,必须对 有关的地点估计AADT.当前,常用的估计AA
?
国外交通工程?中国交通工程》1992年第2期 DT的方法是来自美国的国家道路局所提倡的( BPR)计算实例.该载于.交通量计算方手 册中.因此,如果所考虑的道路段被分到 错{夏的酸测站或道路类型,则(BPR)法可 l在选择对问,日期和季节_扩大_曩数方面的话 误.此时便能得到错误相当大的AADT预测 值.
五设计小时交通量为月最高小时交
通量的函数
用于模型1和模型2的30HV是从一年中所
最高小时交通 有的/J,时交通量中选出的第三}
奄,瓜文试图建立一替充模型用于从最高,,,
对交通量预测本年度的30HV.在这场古f: 受仔细地研究年度的30HV和月30HV之间?? 系.年30HV_~月30HV数据从尔伯特的75 个观测站得到.特别值得重视的是关于变量乩 预测,即年度30HV,它是根据5,6,7,8和9数 据得到的月30HV推算Lq{来的,所测的这些月份 的高峰季节的量的平均值加拿大和美国. 这些月份的流量.
也与加拿大突际观测值相符
合.线性回归技术用来建立作为月30HV函数 的年30HV~予测模型.所列的五个月中每个 月都有一个独立的方程式,所有的75个观测站 资料都用束建立简单的回归式,代表着阿尔伯 特地区的全部乡村道路.各个月份的交通量观 测值的回归方程式列于表一2所示的模型3.这 个模型的每一个方程式都有一个自变量X,即所 考虑的月30HV.其相应的统计资料也列于该 表中.
7月和8月两个月,几乎加拿大的所有州际 )~30HV来代替模型中自变量的模型3的
回归方程式和其它有关的统计参数表2
冉变量回归方程
(I)y30HvSyR2t检验f检验
五月份的30HVY=57.7+1.22X97.996544.?2023'6 六月份的301iVY=44.O+1.19X88.097,250.2252O.4
七月甜的30HVY口14.2+1.13X?7.499.294.258882.6
^月份的30h'VY#29.2+1.13X42.699.3104.8510999'3
九月价的30t~"y篁34,'+】,23X70.29乳263.264001.7
多种范围观测站的30HV值的误差分布表3
混差值模型1类别模型2类模型3类别 ()l2'34总数1234主敖l234总数
土5O45O91246325i】l09333
士:00{0049752:36632] 士JS9760222920L3.I520lJ 土2O3e20l:000:2lOi 土255d20U05lO60310{ 士3012I26030030l00: 土35:11O4O00O0ll0: ?4O301l50ll07O0000 士45OO022000O0000: ?500O0OO0000j:』000
+50O100lU0l0i011O: 总数2329185752329l85j3:l857j
公路都处于交通流量最高的情况下,其回归方 程式预测结果都显示出了相似的精度,旦较其 E月分模型约精度高.因此,这两个月的回归方 程式r.以洚为预.=5ilj}{标.然面,为了进一步起 兄,将8月纷的晒归方程式作为模型3. 矢2模型3的所有统计参数似乎都是合 理的,E它们比表…l中所列岛的模型1的参数 价值高些.模型3的参数有效度较之模型2好. 表,3示出了本文所选择的每种模型的30HV的 观测值与预测值之问的误差百分率均在各范田 观测站的分布之上,别如在=5%的误羞范周 内,模型3的测站数日高达33个,其次是模型2为 25个,而模型l仅9个.图一2提供了30HV的观 测值与预测值之问匿形上的比较.
应该注意到,模型3的方程适合所有范围的
观测站,而模型2则需四个不同的方程.因此, 模型3的一个优点是无需根据不同等级道路将 观测站分组.正知前述,对观测站的分类是主 观的,许多公路部门仅使用了其中少数部份,这 是由于在个别分组中可用的研究样本,不适合 分别建各的模型.
模型3的另一个优点是,有一个整月的样本 即可.别如当某地所关心交通流量资料为9月 份的,即可根据九月份的30HV作为方程的自变 量,据模型3来观测~a0HV.这个自变量是九 月份30HV~实测值,而不是估计的变量.如 果与在同样地区采用模型2来比较,则需要用A ADT的估计值来予测3OHV.因为,从样本数据 寒估计AADT所带来的误差是不可避免的.
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国外交通工程?《中国交通工程》1992年第2期 最后,推荐的DHV模型的建立无需道路部 门付出代价.因为模型的建立并不需费力去收 集任何新的交通流资料.模型的方程是根据观 测站己汇集的大量计算值,而这些都是由多数 公路部门按规定搜集的.
六对推荐的相关模型的检验
在使用建立模型进行预测之前,分析者们 应从实际去说明该模型能较合理地作出预测. 今有几个现存的检验模型的方法,Meyer和Mm er建议,一个模型至少必须作''合理性检 验.当用统计的效性和拟合优良度来检验模型 的方程和系数时,己论述过的(表1和表2)这些
检验(如相关系数,S,均方差,T检验和F检验 )本文己在该模型检验中示剀了.
另一种检验模型预测能力的方法:即使用 这个模型来预测某时问周期的相应变量而不采 用建模变量,然后,将这些预测值与在第二个时 间周期内实际调查的数值进行比较.在本项研 究的情况下,用ALberta年至1985年基本数据建 立的30HV模型可出该jjII较期得到的1986年至 1987年据来检验.实际的3OHV和相关变量即 月30HV可由检验数据来计算.将由检验数据 得来的月30HV值代入列于表2的模型中即可估 计年30HV值.比较实际的30HV和估计的30H V值就可对己建模型作出充分检验.图3表示实 30HV麓嗣值'_,小耐)
图2按模型3用8月份的公式30HV观测值予测值比较 ?
3O?
30HV现一位'?/4,耐)
图3用1987年资料30HV#~观测值与予测值比较 际观测值和用1987年8Yl份(表2)的模型观测的 3OHV值进行的图形比较.由图可看出预测值 与观测值非常接近.表2所列的所有模型用 1986年和1987年的数据检验都得到了好的预测 结果.可是,不出所料,用7月平口8月的方程式较 其它3个方程的预测结果为好.
如前所述,30HV模型的建立是采用来自A LBerta的1983年和1984年及1985年75个观测站 的资料.在1987年ALBerta洲己经有了109个 观测站.除此之外,公有82个观测站在良好地
运行并且记录着可利用的交通量;另外,用于建 模的75个预测站中的18个由于机械或其它故障 丢失了大量数据.推荐模型(见表一2和表-3)的 检验实际上是根据82个观测站的资料进行的. 而且,1987年的82个观测站,的资料,只用了67个 来建立模型.余下的1987年的25个测站是自30 HV模型建立之后在阿尔伯特交通监示系统建 立的新观测站.可利用25个新测站的资料为己 建模型提供良好的检验机会.图展示了在该 洲设置的25个新测站对8个月份模型的检验结 果.在该种情况下实测值和预测值的吻合性充 分证实了所推荐的模型.
七应用实例
1.题目
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国外变通工程?《中国交通工程》l992年第2期 图4所测站1987年资料30HV观测值与测值比较 1.题目
为了对公路路段进行分析运算得NDHV的 精确估计,决定在8月份采集31天的连续数据. 一
些由所收集的数据进行交通量统计的结果如 下:I
?公路类型交通量较少季节性变化的城 乡村公路(如本戈的第一组观测站);
?样本的平均月变系数:8B=o.95; 0实例的8月份的平均交通量(ADT)= 8524;
?8月份的1o0个最高小时交通量列于表4; ?实测的8月份的3O最高小时交通量-754( 见表-4);
将一年的30HV作.~DHV,并且用模型3来 确定其值.为同一日的也可以用模型2,并筠要 评述你的预测情况.
2.用推荐模型的解
采用表中模型3的8月份方程式
y-29.2+1.13x
式中:y一求解的DHV(辆/小时)
x,8)1份实测的第3O辆最高小时交通量(辆 /小时)
因而
D.2+11.3~754-=881(辆//』,时)
3.用模型2的解:
8月份公路路:}勺1o0个最高时交通量表4 9l4
804
775
754
737
715
684
662
636
622
872
800
774
750
736 7】4 681 662 635 622 855 758 773 7,50
733 7】4 681 662 635 621 ,
793 773 749 730 714 678 660 635 616 :43 ,93 77】
7d7
"/22
708 676 655 633 6l4 843 782 771 744 721 699 671 655 632 6n
8d3 782 769 7d1 719 699 699 6d0 629 609 837 78l 762 740
719 696 666 638 e29 6D7 835 777 757 738 718 693 664 6,'28
627 603 835 77
75d 738 7l5 685 664 637 626 603 按表,1的第1类关系方程式:
y---3,4+O.112x
式中:y一需求解的DHV(辆『/】,时)
x一予测的AADT值(辆/小时)
在因变量确定前必须估AADT值,用8月份 的ADT乘以月变系数可求得AADT值. AADT=8月份的ADTx该月的变系数= 8542xO.96--8098(辆/日)
则所要求的DHv可周下式计算:
DHV=3.4+o.112~8098~10(辆/小时)
用上述两个模型计算的DHV值,可以认为 互相具有合理的吻合性,然而必须注意到,即使 8g份全月的连续数据是可利用的,模型2仍旧 需要用一个自变量AADT估计值来预测所需的 DHV值.显而易见AADT因下列因素面具有误 差:道路观测站分组可能错误:在这条道路上观 测站的8月份月变系数在同一类型的观测站可 能不是一致的.例如8月份月变系数1O%的误 差如用模型2预测导致DHV产生9l辆/小时的误 差.例如推荐模型使用精确的观测值8月份的 30HV是754.因而,不能用预估的自变量来观 测四变量.
八结论
当某一地点的连续式观测站有可资利用在 全年的小时交通量时,由实测的小时交通量按 数量递减次序来确定DHV是可能的.因而,当 只有样本交通量可资利用的情况下,DHV也必 须估计.为此,传统的方法是根据估计的AAD T来观测设计流量.将30HV作为DHV,本文回 了传统的方法,并且指出,当建立了全部公路类 型单一的30HV-AADT关系时的,预测结果的 系统误手t乏为建立力程式所确定的系数很
高.(转24页)
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31?
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交通监控?《中国交通工程》1992年第2期 设备工程方面可节省投资:
14080000+10110808=15,091,080元
所以由半横向通风改为纵向式射流通风 后,可节笤直接投资:
(15516196一16192336)十15091~0 -
-
30,607,276,31,283416元
也就是说每米隧道长可节省直接投资: (3O6O7276,31283416)/11269 =
2716---,2776元,
由上述分析看出中梁山,缙云山隧道由半 横向通风改为纵向式射流通风后,一次性直接 投资大大降低,这很好地缓解了投资紧缺的问 题,充妥显示了这种通风方式的投资优势.我 们进一步分析,还可发现这种通风系统在隧道 投入正式使用后,可以节约大量运行费用,显示 出良好的经济效益.
;纵向式射流通风系统运
营费分.
假定中粱山,绪云山隧道原设计芈横向 通风系统为A系统,通风道内初始风速VI15m/
8(风速不宣过低,否则通风道面积增大,使造价 过大),改为纵向式射流通风系统后为系统B,车 道风速,l3.0m/o.根据流体力学规律,气流阻 力为气流速度平方的函数,在同样通风量条件 下,二种系统的压头损失之比为:
同时假设:A系统风机效率T1墨0.9(已属高值) B系统总效率T1a暑0.09(属低限)
?
只《两种通风系统的功率之比为:
N^HA]q^H^T1B0.09 一.一一X一=25X——---2.5 NBHBBH|T1^0.9
即N_|o.4N^
这说明系统B的功率满耗为系统A的4o%, 即纵向式射流通风系统的运营费用仅为半横向 通风系统l的40%.长期运营可节省大量资金. 从上述分析看出,纵向式射流通风在新建 公路隧道中可节省大量一次性直接投资,同时 在正常运营后,还可节省大量经常性费用,因而 这种通风方式值得推广..
虽然纵向式射流通风在投资方面能取得良 好的经济效益,技术上也是可行的.但这并不 是谠这,种通风方式没有缺点.它的通风效果没 有芈横向和横向通风方式好,新鲜空气均匀程 度差,随着纵l向风流方向污染橱裱度越来越 高.在纵向式射流通风系统中,射流机在隧 道中嗓音影响,风机故障时的维修是否影响 隧道的正常使用等问题都有待今后深入研究. (接31页)
30Hv—AADT关系武已经建立并用干不同道路分 组,得到了所期望的满意的预测值.
本文推荐的单元线性模型包括了用月份的3oHV为 预测一年的3OHV或DHV值.推荐模型的自变量仅是 单独一个月的30HV,如5月,6月,7月,8月或9月.对 所有推荐模型(如表一2所示)进行了统计有效度的检 验,和评价模型的各种测量值的检验..它们在自变量与 西变量之间似乎提出了良好的拱合性.利用季节交通 量最大的7月份和8份资料建立曲模型显然优于利用其 它月份资料建立的模型.
用1987年最据对19S3~到1985年资料建立的DHV 的选用模型进行检验时,获得了好的预测结果,利用不 同时段的长期观测站的数据检验模型的成功,就可以提 出用于计算DHV将来预测值的推荐模型.25个新的长 ?
24?
期观测站观寨和预测的DHV的吻合性,进一步说明了预 测DHV模型的适用性.
通过本文所提出的分析,可以说,所推荐的模型可 以提供作为传统的3oHV—AADT关系的西变量的可靠 估计值.但是,在许多情况下,选用的方法倪于传统的 方法.当一年中交通量较l高季节中有?1个完整月份的 样本交通置可资利用时,实测的?个月一#~30HV就可利 用来预测DHV,并且与用传统方法由AADT的估计值预 测的DHV进行比较.使用实测值'现显倪于使用只有一 个自变量的估计值,这是由于它避免了一个附加的误 差(印,通过月交通董估计AADT带来的误差',推荐的 模型的另.个倪点是除了:必j|I将道蓐类型分组,而这 是采用传统的DHV'AADT关系寨获得可拿的DHV预
测值所必需的. 5
2
5一l1—3 篁n
皇
一
范文二：[word格式] 内河航道设计小时交通量探讨
内河航道设计小时交通量探讨
2008年12月
第l2期总第422期
水运工程
Port&WaterwayEngineering
Dec.2008
No.12SerialNo.422
内河航道设计小时交通量探讨
张玮,朱俊,廖鹏2刘韬1,3
(1.河海大学交通学院,江苏南京210098;2.东南大学交通学院,江苏南京210096;
3.青岛港集团有限公司山东青岛266011)
摘要:为了进一步完善内河交通工程学,弥补航道网规划,航道升级改造理论依据不足的缺陷,结合京杭运河施桥船闸
多年的实际运行资料,应用数理统计原理,提出了内河航道设计小时交通量的概念,研究了航道设计小时交通量系数,讨论
了设计小时时位的稳定性,并给出了具体的计算方法和计算公式.研究表明:内河航道设计小时交通量取第200位最高小时
流量最为稳定,设计小时交通量系数在0.14,0.19之间.
关键词:水运工程;小时交通量;概率统计;航道规划
中图分类号:U612.1文献标志码:A文章编
号:1002—4972(2008)12—0128—05
Ondesign-hourtrafficvolumeofinlandwaterway
ZHANGWei,ZHUJun,LIAOPeng,LIUTao
(1.SchoolofTrafficandOceanEngineering,HohaiUniversity,Nanjing210098,China;
2.SchoolofTraffic,SoutheastUniversity,Nanjing210096,China;3.QingdaoPortGroupCo.,Ltd,Qingdao266011,china)
Abstract:Inordertorealizeaccuratelythetransformationbetweendesign—
—hourtrafficvolumeanddesign——
yeartrafficvolume,makeupforthedeficiencyofwaterwaynetplanning,weproposedtheconceptofinland
waterwaydesign-hourtrafficvolume.AccordingtothedataofBeijing—Han
gzhouGrandCanalShiqiaoLock,the
coefficientofdesign-hourtrafficvolumeofinlandwaterwaywasstudied,thestabilityofdesign-hourwasanalyzed,
andthespecificcalculationmethodsandformulaweregiven.Theresultsshowthatthefirst200——hourmaximum
flowofinlandwaterwaydesign-hourtrafficvolumeisthemoststable,andthecoefficientofdesign—hourtraffic
volumeiSbetween0.14,0.19.
Keywords:portandwaterwayengineering;trafficvolumeperhour;mathema
ticalstatistics;waterway
planning
在进行内河航道规划和设计时,交通量是所
需的基本数据之一.根据时间单位的不同,设计
交通量可分为设计年交通量或设计小时交通量,
相比较而言,设计小时交通量更能反映内河船舶
交通流的随机性,因此也更为合理,不过目前国
内主要使用年交通量作为内河航道设计和规划的
依据,而很少使用小时交通量.由于内河船舶交
通与道路交通具有一定的相似性,借鉴道路交通
工程的经验大有裨益.在道路交通工程中,交通
量具有随时间变化和出现高峰小时的特点,工程
上为了保证道路规划期内满足绝大多数小时车流
能顺利通过,不造成严重阻塞,同时避免建成后
车流量很低,投资效益不高,规定要选择适当的
小时交通量作为设计依据.国内外主要根据多年
的实测交通资料,提出采用设计小时交通量系数
作为控制指标,据此确定设计小时交通量的标准
收稿日期:2008—06—18
基金项目:江苏省交通科学研究计划项目(2006R17).
作者简介:张玮(1958一),男,教授,博士生导师,主要研究领域为港口
航道工程.
第12期张玮,等:内河航道设计小时交通量探讨?129?
值,并对照道路的通行能力,来确定道路的车道
数和车行道的总宽度,以此来规划道路的红线范
围llJ.与道路交通类似,内河船舶交通量同样具有
随时间变化的特点,主要表现在月不均衡系数,
日不均衡系数,小时不均衡系数等等,尽管如此,
国内进行内河航道设计时仍然主要以年交通量作
为主要指标.目前,有些学者已经逐步意识到这
种做法的不足,开始研究内河航道的设计小时通
过能力_2_31.但在研究过程中,一方面由于缺少实测
数据,无法给出内河航道设计小时交通量的合理
确定方法及其数值范围,另一方面,即使给出了
设计小时交通量也缺少简便的计算方法将其换算
至年交通量,以便与现行的常用方法相互参照.
由此可见,开展设计小时交通量的研究工作对于
内河航道的规划,设计和管理均具有重要意义l4_5l.
本文拟借鉴道路工程学的研究思路,结合京杭运
河施桥船闸多年的统计资料,对内河航道设计小
时交通量的确定方法及其取值范围进行初步探讨,
以期为航道设计,规划及管理提供参考依据.
1历年小时交通量系数的统计资料
小时交通量系数~lJ/J,时交通量与年平均日交
通量的比值.在道路交通工程中,为保证道路在
规划期内满足绝大多数小时车流能够顺利通过,
不造成严重堵塞,同时避免建成后车流量很低,
投资效益不高,规定要选择适当的小时交通量作
为设计小时交通量.在内河交通工程中,对设计
小时交通量的研究尚处于初步阶段,为此,首先
需要讨论小时交通量系数的稳定性.结合京杭运
河施桥船闸2001--2005年的实际运行资料(2003
年船闸大修,未进行统计),对历年不同设计小时
时位对应的小时交通量系数按船舶的额定吨位,
面积及艘次进行统计分析,具体如表1,3所示(表
1,3中为小时交通量系数,是无量纲的).
统计结果表明:1)不同的统计变量,如吨
位,面积,艘次,在同一设计小时时位下的小时
交通量系数比较接近;2)设计小时时位越大,小
时交通量系数越稳定,其变化区间越小.例如,
若以吨位作为统计量,第100位设计小时时位对
应的小时交通量系数为0.16,0.22,而第200位设
表1小时交通量系数统计表(吨位)
表2小时交通量系数统计表(面积)
表3小时交通量系数统计表(艘次)
?
l30?水运工程2008卑
计小时时位对应的值为0.14,0.16;同样,若以艘
次作为统计量,第100位设计小时时位对应的小
时交通量系数为0.16,0.22,而第200位设计小时
时位对应的值为0.13,0.16.
由此可见,年交通量与小时交通量之间存在
稳定的定量关系,且设计小时时位取的越大,由
年交通量转化的小时交通量就越稳定,但设计小
时时位取的过大,则相应的小时交通量可能偏小,
航道的阻塞机率就会较高,因此,必须选取合适
的设计小时时位.
2设计小时时位及小时交通量系数
设计小时时位的合理确定是研究设计小时交
通量系数()的关键.在道路交通工程学中,交
通量具有随时间变化和出现高峰小时的特点,根
据美国的研究认为一般选取第30位最高小时交通
量作为设计值最合适,因为相关研究表明:第30位
小时交通量与年平均日交通量之比十分稳定[61,在
0.12,0.18之间.根据我国道路工程的实际情况,
经过多年的基础资料搜集,整理与分析,也得出
类似美国的研究结果,并曾提出设计小时交通量
系数的计算公式[71.考虑到内河船舶交通量同样具
有随时问变化的特点,参照道路设计小时交通量
系数计算公式,通过回归分析,得出施桥船闸设计
小时交通量系数与设计时位的关系式.由于内河
船舶运输具有方向性,本文从船舶上行,下行以
及总体(即两者之和)3个角度分别进行拟合分析,
具体如图1.从图1中可知,内河船舶交通量系数
与设计小时时位(凡)无论是上行,下行或是总体
均满足幂函数关系式,其中总体的相关关系式为:
Kh=(0.7+A)n一0.3(1)
式中:为设计小时交通量系数;T/,为设计小时
时位;?为地区差异系数,根据施桥船闸的统计
数据可取0.05.
图1设计小时交通量系数与设计小时时位关系图
设计小时时位越小,设计小时交通量系数越
大,即确定的航道设计标准越高,航道越通畅,
但同时建设航道的工程费用也越多.因此,必须
选取合适的设计小时时位,在保障航道畅通的同
时尽可能地减少工程建设费用.由图1可知,当
设计小时时位小于150时,随着设计小时时位的
减少,的变化明显,且的值随统计变量的变
化,表现出不稳定性,变化幅度较大.同时,当
设计小时时位大于250时,随着设计小时时位的
增加,的变化缓慢,说明此时降低航道畅通的
保证率对于节约工程投资,降低设计标准已无明
显优势.因此,内河航道的设计小时交通量系数
建议取0.14,0.19,设计小时时位取150,250位.
综上所述,在进行航道设计和规划时,设计
小时交通量系数可分为两种情况选取:有充足资
料情况下,可按实际运行资料统计,设计时位取
150,250之间;无资料时,利用公式(1)进行计
算或根据经验取0.140.19.
3与传统计算方法的比较与分析
在内河航道网规划中,一般可根据各OD点
之间的运量,预测出航道上未来年的货运量.在
此基础上,根据年货运量和设计小时交通量系数,
可以求出内河航道小时交通量(Q的数值,具
体计算公式如下:
0o,,--0AADTKh(2)
式中:p删为设计小时交通量;为预测的年平
均日交通量.
第l2期张玮,等:内河航道设计小时交通量探讨?131.
设计小时交通量的研究可以简化年通过能力
的计算过程,综合考虑年通过能力向小时通过能
力转化的影响因素,同时设计小时交通量系数的
研究反应航道畅通保证率的概念[81,有助于航道服
务水平的研究.下面结合传统年通过能力的计算
方法,反推其设计小时交通量系数,并与本文的
推荐值比较,进一步说明设计小时交通量系数取
值的合理性和设计小时交通量简化设计过程的优
点.
首先,根据传统的计算方法计算其对应的设
计小时交通量系数.按闵朝斌公式[91对苏南运河的
年通过能力进行估算,进而可以得出日平均通过
能力的大小,再用小时设计通过能力除以日平均
通过能力便可得出设计小时交通量系数,各计算
参数取值及计算结果如表4所示.同样,根据长
江公式和苏南运河公式?可计算出各传统方法反推
的设计小时交通量系数,由于篇幅限制,这里仅
列出具体的结果,同时由公式(1)可以求出不同
设计小时交通量系数对应的设计小时时位,具体
计算结果详见表5.
表4设计年通过能力计算参数及参考值
表5不同计算方法的设计小时交通量系数
由表5可知,传统计算方法反推的设计小时
交通量系数与本文建议的取值范围基本一致,说
明本文在理论推导和公式拟合方面合理,可信,
证实了该理论在水运工程设计应用方面的实用性
和可行性.一方面,设计小时交通量系数的研究
不仅实现了年设计通过能力向小时设计通过能力
的相互转换,而且通过设计小时交通量系数反推
出对应的设计小时时位,可以计算出一年内航道
不能满足货运量通航要求的时间保证率,为航道
服务水平的研究奠定理论基础.例如,闵朝斌公
式计算的设计小时交通量系数为0.162,对应的设
计时位为165h,说明该航道全年有165h不能满
足货运量需求,在这些时间段内航道会出现拥挤
甚至堵塞现象;长江公式计算的设计小时交通量
系数为0.121,对应的设计时位为440h,说明该
航道全年有440h不能满足货运量需求.从计算
结果来看,闵朝斌的计算结果偏安全,长江公式
的计算结果偏经济,苏南运河公式的计算结果介
于两者之间,可能与本文选取的计算航道为苏南
运河,而苏南运河计算公式更具有代表性和针对
性有关.另一方面,通过进一步比较,不难发现
传统的计算方法需要确定大量的经验参数和折减
系数,由于水运工程中长年的观测资料匮乏,这
些参数的调查十分困难;而新提出的计算思路回
避了这一问题,简化了计算过程,在实际生产应
用中,再也不需要至少完整的一年资料来统计到
船不均衡系数等资料,大大节省了规划项目中昂
贵的交通调查费用.因此,内河航道设计小时交
通量的研究不仅具有理论意义而且具有很强的实
用价值,其应用前景非常广阔.
4结语
内河航道设计小时交通量的研究不仅进一步
完善了内河船舶交通工程学,而且为航道网规划
以及航道设计开辟了新思路,提供了新方法.本
文通过研究京杭运河施桥船闸多年的实际运行资
料,在分析航道设计小时交通量相关系数计算方
法的基础上,建立了设计小时交通量的计算公式,
并结合一个实例应用说明该方法的可行性和合理
性.经过研究得到主要结论如下:
1)实测资料表明,无论是船舶吨位还是船舶
艘数,年交通量与小时交通量之间存在稳定的定
量关系,且设计小时时位越大,小时交通量系数
越稳定.
?
l32?水运工程2008点
2)内河航道设计小时交通量第150,250位最
高小时交通量与年平均日交通量的比值较为稳定.
建议当有充足资料时,可按实际资料统计第150,
250位最高小时交通量作为设计值;无实测资料
时,可按本文推荐的计算公式计算,或取经验值
0.14,0.19.
3)设计IJ,H~交通量系数的研究不仅实现了年
设计通过能力向小时设计通过能力的相互转换,
而且通过设计小时交通量系数反推出对应的设计
小时时位,可以计算出1年内航道不能满足货运
量通航要求的时间保证率,为航道服务水平的进
一
步研究奠定了基础.
4)文中所提出的研究思路回避了传统计算方
法中需要确定大量经验参数和折减系数的过程,
简便实用,大大节省了规划项目中昂贵的交通调
查费用,具有广阔的应用前景.
由于本文仅有江苏地区京杭运河的相关运行资
料,未能对内河航道设计小时交通量系数计算公式
中的地区差异系数进行系统全面的研究.因此,如
果要推广应用,该系数还有待于进一步研究.
参考文献:
[1】刘景星,段源华,孑L繁松.设计小时交通量研究哈尔
滨建筑工程学院,1980.
[2]卞艺杰.航道通过能力研究[J1.水运工程,2000(8):27—
30.
【3]董宇,姜哗.内河航道通过能力计算方法研究[J]_水运
工程.2007(1):59—65.
【4】余劲,张玮.航道网规划多级模糊综合评价IJ1.交通运输
工程,2005,5(4):96—100.
【5]朱俊,张玮,余劲.基于DEA法的航道网规划综合评价
与决策模型lJ1.交通运输工程,2007,7(4):34—38.
[6】王炜,过秀成.交通丁程学[M】.南京:东南大学出版社,
2000.
【7]孙立仁.设计小时交通量系数计算公式的简化公路,
1991(9):14一l5.
[8]张玮,廖鹏,陶桂兰,等.船闸设计服务水平概念的引入
及其确定方法【J】.中国港湾建设,2004(1):lO一14.
【9]余劲.基于交通量理论的内河航道通行能力研究【D】.南
京:河海大学,2007.
[10】长江航道局.航道工程手册[rv1].北京:人民交通出版社,
2005.
f本文编辑武亚庆)
(上接第123页)
是维持航槽稳定的有效措施.
2)对航槽进行炸礁,疏浚,并将滩险上段航
槽挖成喇叭口形状;调整洲头坝,增大主航槽分
流比;调整洲尾坝等措施,对于归顺水流,增加
通航水深,加大航宽,改善左右两汊汇流条件,
改善流态有显着作用.
3)根据数值模拟分析,本工程方案措施能有
效地改善滩险航道的水流条件,并且不会对滩险
上下游的流态造成影响.
参考文献:
[1]JrrJ214--2000,内河航道与港口水文规范【s]
[2J长江航道局.航道工程手册IM】.北京:人民交通出版社,
2004.
[3JJTJ212i2003,航道整治工程技术规范【S】.
[4】中交上海航道勘察设计研究院有限公司,重庆市交通
规划勘察设计院.嘉陵江f草街一河口段)航道整治一期
工程施工图设计【重庆:重庆市交通规划勘察设计
院,2008.
【5]上海航道工程咨询有限公司,中交上海航道勘察设计
研究院有限公司.嘉陵江(草街一河口段)航道整治二维
水流数值模拟研究【RJ_上海:上海航道工程咨询有限公
司2008.
(本文编辑武亚庆)
范文三：内河航道设计小时交通量探讨
内河航道设计小时交通量探讨
水运工程. 年 月. .第 期 总第期
内河航道设计小时交通量探讨
张 玮 ,朱 俊 ,廖 鹏 刘 韬
.河海大学交通学院,江苏 南京 ;.东南大学交通学院,江苏 南京 ;
.青岛港集团有限公司山东青岛
摘要:为了进一步完善内河交通工程学,弥补航道网规划、航道升级改造理论依据不足的缺陷,结合京杭运河施桥船闸
多年的实际运行资料,应用数理统计原理,提出了内河航道设计小时交通量的概念,研究了航道设计小时交通量系数,讨论
了设计小时时位的稳定性,并给出了具体的计算方法和计算公式。研究表明:内河航道设计小时交通量取第 位最高小时
流量最为稳定,设计小时交通量系数在. ~ . 之间。
关键词:水运工程;小时交通量;概率统计;航道规划
中图分类号: . 文献标志码: 文章编号: ? ? ? , ,,. , , , ;
. , , , ; . ., , ,: ?? ?? ,, .?, , ,. ?? , ? .
~ . . : ; ;;
在进行内河航道规划和设计时,交通量是所 工程的经验大有裨益。在道路交通工程中,交通
需的基本数据之一。根据时间单位的不同,设计 量具有随时间变化和出现高
峰小时的特点,工程
交通量可分为设计年交通量或设计小时交通量,
上为了保证道路规划期内满足绝大多数小时车流
相比较而言,设计小时交通量更能反映内河船舶 能顺利通过,不造成严重阻
塞,同时避免建成后
交通流的随机性,因此也更为合理,不过目前国
车流量很低,投资效益不高,规定要选择适当的
内主要使用年交通量作为内河航道设计和规划的
小时交通量作为设计依据。国内外主要根据多年
依据,而很少使用小时交通量。由于内河船舶交 的实测交通资料,提出采用
设计小时交通量系数
通与道路交通具有一定的相似性,借鉴道路交通
作为控制指标,据此确定设计小时交通量的标准
收稿日期: ? ?基金项目:江苏省交通科学研究计划项目。
作者简介:张玮 一 ,男,教授,博士生导师,主要研究领域为港口航道工程。
第 期 张 玮,等:内河航道设计小时交通量探讨
表 小时交通量系数统计表吨位
值,并对照道路的通行能力,来确定道路的车道
数和车行道的总宽度,以此来规划道路的红线范
围。与道路交通类似,内河船舶交通量同样具有
随时间变化的特点,主要表现在月不均衡系数、
日不均衡系数、小时不均衡系数等等,尽管如此,
国内进行内河航道设计时仍然主要以年交通量作 为主要指标。目前,有些学者已经逐步意识到这 种做法的不足,开始研究内河航道的设计小时通 过能力。但在研究过程中,一方面由于缺少实测 数据,无法给出内河航道设计小时交通量的合理 确定方法及其数值范围,另一方面,即使给出了 设计小时交通量也缺少简便的计算方法将其换算 至年交通量,以便与现行的常用方法相互参照。 由此可见,开展设计小时交通量的研究工作对于 表 小时交通量系数统计表面积
内河航道的规划、设计和管理均具有重要意义。 本文拟借鉴道路工程学的研究思路,结合京杭运 河施桥船闸多年的统计资料,对内河航道设计小 时交通量的确定方法及其取值范围进行初步探讨, 以期为航道设计、规划及管理提供参考依据。 历年小时交通量系数的统计资料
小时交通量系数 / 时交通量与年平均日交 通量的比值。在道路交通工程中,为保证道路在 规划期内满足绝大多数小时车流能够顺利通过, 不造成严重堵塞,同时避免建成后车流量很低, 投资效益不高,规定要选择适当的小时交通量作 为设计小时交通量。在内河交通工程中,对设计
表 小时交通量系数统计表艘次
小时交通量的研究尚处于初步阶段,为此,首先
需要讨论小时交通量系数的稳定性。结合京杭运
河施桥船闸 年的实际运行资料年船闸大修,未进行统计 ,对历年不同设计
小时
时位对应的小时交通量系数按船舶的额定吨位、
面积及艘次进行统计分析,具体如表 ~ 所示 表
~ 中为小时交通量系数,是无量纲的。
统计结果表明: 不同的统计变量,如吨
位、面积、艘次,在同一设计小时时位下的小时
交通量系数比较接近; 设计小时时位越大,小
时交通量系数越稳定,其变化区间越小。例如,
若以吨位作为统计量,第 位设计小时时位对
应的小时交通量系数为 . ~ . ,而第位设 水 运 工 程 卑 计小时时位对应的值为 . ~ . ;同样,若以艘 小时交通量与年平均日交通量
之比十分稳定,在
次作为统计量,第位设计小时时位对应的小 . ~ . 之间。根据我国道路工
程的实际情况,
经过多年的基础资料搜集、整理与分析,也得出
时交通量系数为 . ~ . ,而第位设计小时
时位对应的值为 . ~ . 。 类似美国的研究结果,并曾提出设计小时交通量 由此可见,年交通量与小时交通量之间存在 系数的计算公式。考虑到内河船
舶交通量同样具
有随时问变化的特点,参照道路设计小时交通量
稳定的定量关系,且设计小时时位取的越大,由
年交通量转化的小时交通量就越稳定,但设计小 系数计算公式,通过回归分析,得出施桥船闸设计
时时位取的过大,则相应的小时交通量可能偏小, 小时交通量系数与设计时位的关系式。由于内河
船舶运输具有方向性,本文从船舶上行、下行以
航道的阻塞机率就会较高,因此,必须选取合适
的设计小时时位。 及总体即两者之和 个角度分别进行拟合分析,
具体如图 。从图 中可知,内河船舶交通量系数
设计小时时位及小时交通量系数 与设计小时时位 凡 无论是上行、下行或是总体
设计小时时位的合理确定是研究设计小时交 均满足幂函数关系式,其中总体的相关关系式为: . 一 .通量系数 的关键。在道路交通工程学中,交
通量具有随时间变化和出现高峰小时的特点,根 式中: 为设计小时交通量系数;/为设计小时
据美国的研究认为一般选取第 位最高小时交通 时位;?为地区差异系数,根据施桥船闸的统计
数据可取 . 。
量作为设计值最合适,因为相关研究表明:第 位
图 设计小时交通量系数与设计小时时位关系图
设计小时时位越小,设计小时交通量系数越 小时交通量系数可分为两种情况选取:有充足资
大,即确定的航道设计标准越高,航道越通畅, 料情况下,可按实际运行资料统计,设计时位取
但同时建设航道的工程费用也越多。因此,必须~之间;无资料时,利用公式进行计
选取合适的设计小时时位,在保障航道畅通的同 算或根据经验取 .. 。
时尽可能地减少工程建设费用。由图 可知,当
设计小时时位小于 时,随着设计小时时位的
与传统计算方法的比较与分析
减少, 的变化明显,且 的值随统计变量的变 在内河航道网规划中,一般可根据各 点
化,表现出不稳定性,变化幅度较大。同时,当 之间的运量,预测出航道上未来年的货运量。在
设计小时时位大于时,随着设计小时时位的 此基础上,根据年货运量和设计小时交通量系数,
增加, 的变化缓慢,说明此时降低航道畅通的 可以求出内河航道小时交通量的数值,具
保证率对于节约工程投资,降低设计标准已无明 体计算公式如下:
显优势。因此,内河航道的设计小时交通量系数建议取 . ~ . ,设计小时时位取~位。 式中: 删为设计小时交通量; 为预测的年平
综上所述,在进行航道设计和规划时,设计 均日交通量。第 期 张 玮,等:
内河航道设计小时交通量探讨 .
设计小时交通量的研究可以简化年通过能力 和可行性。一方面,设计小时交通量系数的研究
不仅实现了年设计通过能力向小时设计通过能力
的计算过程,综合考虑年通过能力向小时通过能
力转化的影响因素,同时设计小时交通量系数的 的相互转换,而且通过设计小时交通量系数反推
出对应的设计小时时位,可以计算出一年内航道
研究反应航道畅通保证率的概念,有助于航道服
务水平的研究。下面结合传统年通过能力的计算 不能满足货运量通航要求的时间保证率,为航道
方法,反推其设计小时交通量系数,并与本文的 服务水平的研究奠定理论基础。例如,闵朝斌公
式计算的设计小时交通量系数为 . ,对应的设
推荐值比较,进一步说明设计小时交通量系数取
值的合理性和设计小时交通量简化设计过程的优 计时位为,说明该航道全年有不能满
点。 足货运量需求,在这些时间段内航道会出现拥挤
甚至堵塞现象;长江公式计算的设计小时交通量
首先,根据传统的计算方法计算其对应的设
系数为 . ,对应的设计时位为 ,说明该
计小时交通量系数。按闵朝斌公式对苏南运河的
年通过能力进行估算,进而可以得出日平均通过 航道全年有 不能满足货运
量需求。从计算
能力的大小,再用小时设计通过能力除以日平均 结果来看,闵朝斌的计算结
果偏安全,长江公式
的计算结果偏经济,苏南运河公式的计算结果介 通过能力便可得出设计小时交通量系数,各计算 于两者之间,可能与本文选取的计算航道为苏南 参数取值及计算结果如表 所示。同样,根据长 江公式和苏南运河公式四可计算出各传统方法反推 运河,而苏南运河计算
公式更具有代表性和针对
性有关。另一方面,通过进一步比较,不难发现 的设计小时交通量系数,由于篇幅限制,这里仅 传统的计算方法需要确定大量的经验参数和折减 列出具体的结果,同时由公式 可以求出不同 系数,由于水运工程中长年的观测资料匮乏,这 设计小时交通量系数对应的设计小时时位,具体 些参数的调查十分困难;而新提出的计算思路回 计算结果详见表 。
避了这一问题,简化了计算过程,在实际生产应 表 设计年通过能力计算参数及参考值
用中,再也不需要至少完整的一年资料来统计到 船不均衡系数等资料,大大节省了规划项目中昂
贵的交通调查费用。因此,内河航道设计小时交 通量的研究不仅具有理论意义而且具有很强的实 用价值,其应用前景非常广阔。
结语
内河航道设计小时交通量的研究不仅进一步 完善了内河船舶交通工程学,而且为航道网规划 以及航道设计开辟了新思路,提供了新方法。本 文通过研究京杭运河施桥船闸多年的实际运行资 表 不同计算方法的设计小时交通量系数 料,在分析航道设计小时交通量相关系数计算方 法的基础上,建立了设计小时交通量的计算公式, 并结合一个实例应用说明该方法的可行性和合理 性。经过研究得到主要结论如下:
由表 可知,传统计算方法反推的设计小时 实测资料表明,无论是船舶吨位还是船舶 交通量系数与本文建议的取值范围基本一致,说 艘数,年交通量与小时交通量之间存在稳定的定 明本文在理论推导和公式拟合方面合理、可信, 量关系,且设计小时时位越大,小时交通量系数 证实了该理论在水运工程设计应用方面的实用性 越稳定。
范文四：内河航道设计小时交通量探讨
水运工程 2008 年 12 月 Dec. 2008
o. 12 Serial No. 422 Port & Waterway Engineering N第 12 期 总第 422 期
*内河航道设计小时交通量探讨
1121，3张 玮 ，朱 俊 ，廖 鹏 ，刘 韬
(1. 河海大学 交通学院，江苏 南京 210098;2. 东南大学 交通学院，江苏 南京 210096;
3. 青岛港集团有限公司 山东 青岛 266011)
摘要:为了进一步完善内河交通工程学，弥补航道网规划、航道升级改造理论依据不足的缺陷，结合京杭运河施桥船闸 多年的实际运行资料，应用数理统计原理，提出了内河航道设计小时交通量的概念，研究了航道设计小时交通量系数，讨论 了设计小时时位的稳定性，并给出了具体的计算方法和计算公式。研究表明:内河航道设计小时交通量取第200 位最高小时流量最为稳 定，设计小时交通量系数在 0.14~0.19 之间。
关键词:水运工程;小时交通量;概率统计;航道规划
中图分类号:U 612.1 文献标志码:A 文章编号:1002-4972(2008)12-0128-05
On design-hour traffic volume of inland waterway
1121,3ZHANG Wei, ZHU Jun, LIAO Peng, LIU Tao
(1. School of Traffic and Ocean Engineering, Hohai University, Nanjing 210098, China;
2. School of Traffic, Southeast University, Nanjing 210096, China;3. Qingdao Port Group Co., Ltd, Qingdao 266011, china)
Abstract: In order to realize accurately the transformation between design-hour traffic volume and design-
year traffic volume, make up for the deficiency of waterway net planning, we proposed the concept of inland waterway design-hour traffic volume. According to the data of Beijing-Hangzhou Grand Canal Shiqiao Lock, the coefficient of design-hour traffic volume of inland waterway was studied, the stability of design-hour was analyzed, and the specific calculation methods and formula were given. The results show that the first 200-hour maximum flow of inland waterway design-hour traffic volume is the most stable, and the coefficient of design-hour traffic
volume is between 0.14~0.19.
Key words: port and waterway engineering; traffic volume per hour; mathematical statistics; waterway planning
在进行内河航道规划和设计时，交通量是所 工程的经验大有裨益。在道路交通工程中，交通 需的基本数据之一。根据时间单位的不同，设计 量具有随时间变化和出现高峰小时的特点，工程 交通量可分为设计年交通量或设计小时交通量， 上为了保证道路规划期内满足绝大多数小时车流 相比较而言，设计小时交通量更能反映内河船舶 能顺利通过，不造成严重阻塞，同时避免建成后 交通流的随机性，因此也更为合理，不过目前国 车流量很低，投资效益不高，规定要选择适当的 内主要使用年交通量作为内河航道设计和规划的 小时交通量作为设计依据。国内外主要根据多年 依据，而很少使用小时交通量。由于内河船舶交 的实测交通资料，提出采用设计小时交通量系数 通与道路交通具有一定的相似性，借鉴道路交通 作为控制指标，据此确定设计小时交通量的标准
收稿日期:2008-06-18
*基金项目:江苏省交通科学研究计划项目(2006 R17)。
作者简介:张玮(1958—)，男，教授，博士生导师，主要研究领域为港口航道工程。
*第 12 期 张 玮，等:内河航道设计小时交通量探讨 129 ??
表 1 小时交通量系数统计表(吨位) 值，并对照道路的通行能力，来确定道路的车道 2001 2002 2004 2005 设计小数和车行道的总宽度，以此来规划道路的红线范 时时位 上行 下行 上行 下行 上行 下行 上行 下行 [1]围。与道路交通类似，内河船舶交通量同样具有 75 0.20 0.17 0.18 0.18 0.22 0.23 0.19 0.25 随时间变化的特点，主要表现在月不均衡系数、 100 0.18 0.16 0.17 0.17 0.20 0.21 0.18 0.22 日不均衡系数、小时不均衡系数等等，尽管如此， 110 0.18 0.16 0.17 0.17 0.20 0.20 0.18 0.21
120 0.17 0.16 0.16 0.16 0.19 0.20 0.17 0.21 国内进行内河航道设计时仍然主要以年交通量作
130 0.17 0.15 0.16 0.16 0.19 0.19 0.17 0.20 为主要指标。目前，有些学者已经逐步意识到这 140 0.16 0.15 0.16 0.16 0.18 0.18 0.17 0.19 种做法的不足，开始研究内河航道的设计小时通 150 0.16 0.15 0.15 0.15 0.18 0.18 0.17 0.19 [2-3]过能力。但在研究过程中，一方面由于缺少实测 160 0.16 0.15 0.15 0.15 0.18 0.17 0.16 0.18
170 0.15 0.14 0.15 0.15 0.17 0.17 0.16 0.18 数据，无法给出内河航道设计小时交通量的合理
180 0.15 0.14 0.15 0.15 0.17 0.17 0.16 0.17 确定方法及其数值范围，另一方面，即使给出了 190 0.15 0.14 0.15 0.15 0.16 0.17 0.15 0.17 设计小时交通量也缺少简便的计算方法将其换算 200 0.15 0.14 0.14 0.14 0.16 0.16 0.15 0.16 至年交通量，以便与现行的常用方法相互参照。 210 0.15 0.14 0.14 0.14 0.16 0.16 0.15 0.16
由此可见，开展设计小时交通量的研究工作对于 表 2 小时交通量系数统计表(面积)
[4-5]内河航道的规划、设计和管理均具有重要意义。 设计小 2001 2002 2004 2005 上行 下行 上行 下行 上行 下行 上行 下行 时时位 本文拟借鉴道路工程学的研究思路，结合京杭运 75 0.18 0.16 0.17 0.17 0.21 0.23 0.18 0.25 河施桥船闸多年的统计资料，对内河航道设计小 100 0.18 0.16 0.17 0.17 0.20 0.21 0.18 0.22 时交通量的确定方法及其取值范围进行初步探讨， 110 0.18 0.16 0.17 0.17 0.20 0.20 0.18 0.21 以期为航道设计、规划及管理提供参考依据。 120 0.17 0.16 0.16 0.16 0.19 0.20 0.17 0.21 130 0.17 0.15 0.16 0.16 0.19 0.19 0.17 0.20 140 0.16 0.15 0.16 0.16 0.18 0.18 0.17 0.19 1 历年小时交通量系数的统计资料 150 0.16 0.15 0.15 0.15 0.18 0.18 0.17 0.19 小时交通量系数即小时交通量与年平均日交 160 0.16 0.15 0.15 0.15 0.18 0.17 0.16 0.18 通量的比值。在道路交通工程中，为保证道路在 170 0.15 0.14 0.15 0.15 0.17 0.17 0.16 0.18 规划期内满足绝大多数小时车流能够顺利通过， 180 0.15 0.14 0.15 0.15 0.17 0.17 0.16 0.17 190 0.15 0.14 0.15 0.15 0.16 0.17 0.15 0.17 不造成严重堵塞，同时避免建成后车流量很低， 200 0.15 0.14 0.14 0.14 0.16 0.16 0.15 0.16 投资效益不高，规定要选择适当的小时交通量作 210 0.15 0.14 0.14 0.14 0.16 0.16 0.15 0.16 为设计小时交通量。在内河交通工程中，对设计 表 3 小时交通量系数统计表(艘次) 小时交通量的研究尚处于初步阶段，为此，首先 2001 2002 2004 2005 设计小 时时位 上行 下行 上行 下行 上行 下行 上行 下行 需要讨论小时交通量系数的稳定性。结合京杭运
75 0.19 0.17 0.17 0.17 0.22 0.23 0.19 0.25 河施桥船闸 2001—2005 年的实际运行资料 (2003
100 0.18 0.16 0.17 0.16 0.20 0.21 0.17 0.22 年船闸大修，未进行统计)，对历年不同设计小时 110 0.17 0.15 0.16 0.15 0.20 0.20 0.17 0.21 时位对应的小时交通量系数按船舶的额定吨位、 120 0.17 0.15 0.16 0.15 0.19 0.19 0.17 0.20 面积及艘次进行统计分析，具体如表 1~3 所示 (表 130 0.16 0.15 0.15 0.15 0.18 0.19 0.16 0.19 1~3 中为小时交通量系数，是无量纲的)。 140 0.16 0.15 0.15 0.15 0.18 0.18 0.16 0.19
150 0.16 0.14 0.15 0.14 0.18 0.17 0.16 0.18 统计结果表明:1) 不同的统计变量，如吨
160 0.15 0.14 0.15 0.14 0.17 0.17 0.16 0.17 位、面积、艘次，在同一设计小时时位下的小时 170 0.15 0.14 0.15 0.14 0.17 0.16 0.15 0.17 交通量系数比较接近;2) 设计小时时位越大，小 180 0.15 0.14 0.14 0.14 0.17 0.16 0.15 0.16 时交通量系数越稳定，其变化区间越小。例如， 190 0.15 0.13 0.14 0.13 0.16 0.16 0.15 0.16 若以吨位作为统计量，第 100 位设计小时时位对 200 0.14 0.13 0.14 0.13 0.16 0.16 0.15 0.16
210 0.14 0.13 0.14 0.13 0.16 0.15 0.14 0.16 应的小时交通量系数为 0.16~0.22，而第 200 位设
水 运 工 程 2008 年 ?130?
[6]计小时时位对应的值为 0.14~0.16;同样，若以艘 ，在 小时交通量与年平均日交通量之比十分稳定次作为统计量，第 100 位设计小时时位对应的小 0.12,0.18 之间。根据我国道路工程的实际情况，经 时交通量系数为 0.16~0.22，而第 200 位设计小时 过多年的基础资料搜集、整理与分析，也得出 类时位对应的值为 0.13~0.16。 似美国的研究结果，并曾提出设计小时交通量 系
[7]由此可见，年交通量与小时交通量之间存在 数的计算公式。考虑到内河船舶交通量同样具 有稳定的定量关系，且设计小时时位取的越大，由 随时间变化的特点，参照道路设计小时交通量 系年交通量转化的小时交通量就越稳定，但设计小 数计算公式，通过回归分析，得出施桥船闸设计 小时时时位取的过大，则相应的小时交通量可能偏小， 交通量系数与设计时位的关系式。由于内河 船舶航道的阻塞机率就会较高，因此，必须选取合适 运输具有方向性，本文从船舶上行、下行以 及总体的设计小时时位。 (即两者之和) 3 个角度分别进行拟合分析， 具体
如图 1。从图 1 中可知，内河船舶交通量系数 与设
计小时时位 (n) 无论是上行、下行或是总体 均满足2 设计小时时位及小时交通量系数
设计小时时位的合理确定是研究设计小时交 幂函数关系式，其中总体的相关关系式为:
K=(0.7+Δ)n-0.3 (1) 通量系数(K)的关键。在道路交通工程学中，交 hh
通量具有随时间变化和出现高峰小时的特点，根 式中:K为设计小时交通量系数;n 为设计小时 h
时位;Δ 为地区差异系数，根据施桥船闸的统计 据美国的研究认为一般选取第 30 位最高小时交通
数据可取 0.05。 量作为设计值最合适，因为相关研究表明:第 30 位
图 1 设计小时交通量系数与设计小时时位关系图
设计小时时位越小，设计小时交通量系数越 小时交通量系数可分为两种情况选取:有充足资大，即确定的航道设计标准越高，航道越通畅， 料情况下，可按实际运行资料统计，设计时位取 但同时建设航道的工程费用也越多。因此，必须 150~250 之间;无资料时，利用公式 (1) 进行计 选取合适的设计小时时位，在保障航道畅通的同 算或根据经验取 0.14~0.19。
时尽可能地减少工程建设费用。由图 1 可知，当
设计小时时位小于 150 时，随着设计小时时位的 3 与传统计算方法的比较与分析 减少，K的变化明显，且 K的值随统计变量的变 在内河航道网规划中，一般可根据各 OD 点 h h
化，表现出不稳定性，变化幅度较大。同时，当 之间的运量，预测出航道上未来年的货运量。在 设计小时时位大于 250 时，随着设计小时时位的 此基础上，根据年货运量和设计小时交通量系数， 增加，K的变化缓慢，说明此时降低航道畅通的 h 可以求出内河航道小时交通量 (Q) 的数值，具 DH保证率对于节约工程投资，降低设计标准已无明 体计算公式如下:
显优势。因此，内河航道的设计小时交通量系数 Q=Q?K(2) DHAADTh 建议取 0.14~0.19，设计小时时位取 150~250 位。 式中:Q为设计小时交通量;Q为预测的年平 DH AADT
均日交通量。 综上所述，在进行航道设计和规划时，设计
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和可行性。一方面，设计小时交通量系数的研究设计小时交通量的研究可以简化年通过能力 的计算过程，综合考虑年通过能力向小时通过能 不仅实现了年设计通过能力向小时设计通过能力 力转化的影响因素，同时设计小时交通量系数的 的相互转换，而且通过设计小时交通量系数反推
[8]研究反应航道畅通保证率的概念，有助于航道服 出对应的设计小时时位，可以计算出一年内航道 务水平的研究。下面结合传统年通过能力的计算 不能满足货运量通航要求的时间保证率，为航道
服务水平的研究奠定理论基础。例如，闵朝斌公 方法，反推其设计小时交通量系数，并与本文的
式计算的设计小时交通量系数为 0.162，对应的设 推荐值比较，进一步说明设计小时交通量系数取
计时位为 165 h，说明该航道全年有 165 h 不能满 值的合理性和设计小时交通量简化设计过程的优
点。 足货运量需求，在这些时间段内航道会出现拥挤
首先，根据传统的计算方法计算其对应的设 甚至堵塞现象;长江公式计算的设计小时交通量
[9]系数为 0.121，对应的设计时位为 440 h，说明该 计小时交通量系数。按闵朝斌公式对苏南运河的
年通过能力进行估算，进而可以得出日平均通过 航道全年有 440 h 不能满足货运量需求。从计算 能力的大小，再用小时设计通过能力除以日平均 结果来看，闵朝斌的计算结果偏安全，长江公式 通过能力便可得出设计小时交通量系数，各计算 的计算结果偏经济，苏南运河公式的计算结果介 参数取值及计算结果如表 4 所示。同样，根据长 于两者之间，可能与本文选取的计算航道为苏南
[10]江公式和苏南运河公式可计算出各传统方法反推 运河，而苏南运河计算公式更具有代表性和针对 的设计小时交通量系数，由于篇幅限制，这里仅 性有关。另一方面，通过进一步比较，不难发现 列出具体的结果，同时由公式 (1) 可以求出不同 传统的计算方法需要确定大量的经验参数和折减 设计小时交通量系数对应的设计小时时位，具体 系数，由于水运工程中长年的观测资料匮乏，这 计算结果详见表 5。 些参数的调查十分困难;而新提出的计算思路回
避了这一问题，简化了计算过程，在实际生产应 表 4 设计年通过能力计算参数及参考值 用中，再也不需要至少完整的一年资料来统计到 航道等级 ?级 ?级
小时理论通过能力(载重吨)/万 t 5.90 3.60 船不均衡系数等资料，大大节省了规划项目中昂 年通航时间/d 350 350 贵的交通调查费用。因此，内河航道设计小时交 通航保证率 95, 95, 通量的研究不仅具有理论意义而且具有很强的实 日工作系数 0.67 0.67
用价值，其应用前景非常广阔。 货船比重 0.95 0.95
标准船型折减系数 0.9 0.9 船舶平均装载系数 0.6 0.6 4 结语 到船不均衡系数 1.5 1.5 内河航道设计小时交通量的研究不仅进一步 年设计通过能力(货运量)/万 t 10 788.4 6 601.1
完善了内河船舶交通工程学，而且为航道网规划 小时设计通过能力/万 t 4.78 2.92
设计小时交通量系数 0.162 0.162 以及航道设计开辟了新思路，提供了新方法。本
文通过研究京杭运河施桥船闸多年的实际运行资 表 5 不同计算方法的设计小时交通量系数
闵朝斌 长江 苏南运河 本文推荐 料，在分析航道设计小时交通量相关系数计算方 各计算方法 公式 公式 公式 结果 法的基础上，建立了设计小时交通量的计算公式， 设计小时交通量系数 0.162 0.121 0.149 0.14~0.19 并结合一个实例应用说明该方法的可行性和合理对应设计时位 165 440 220 150~250 性。经过研究得到主要结论如下:
由表 5 可知，传统计算方法反推的设计小时 1) 实测资料表明，无论是船舶吨位还是船舶 交通量系数与本文建议的取值范围基本一致，说 艘数，年交通量与小时交通量之间存在稳定的定 明本文在理论推导和公式拟合方面合理、可信， 量关系，且设计小时时位越大，小时交通量系数 证实了该理论在水运工程设计应用方面的实用性 越稳定。
水 运 工 程 2008 年 ?132?
2) 内河航道设计小时交通量第 150~250 位最 参考文献:
[1] 刘景星, 段源华, 孔繁松. 设计小时交通量研究[J]. 哈尔 高小时交通量与年平均日交通量的比值较为稳定。
滨建筑工程学院学报, 1980. 建议当有充足资料时，可按实际资料统计第 150~
[2] 卞艺杰. 航道通过能力研究[J]. 水运工程, 2000(8): 27- 250 位最高小时交通量作为设计值;无实测资料
30. 时，可按本文推荐的计算公式计算，或取经验值
[3] 董宇, 姜晔. 内河航道通过能力计算方法研究[J]. 水运 0.14~0.19。 工程, 2007(1): 59-65. 3) 设计小时交通量系数的研究不仅实现了年 [4] 余劲, 张玮.航道网规划多级模糊综合评价[J]. 交通运输 设计通过能力向小时设计通过能力的相互转换， 工程学报, 2005, 5(4): 96-100. 而且通过设计小时交通量系数反推出对应的设计 [5] 朱俊, 张玮, 余劲. 基于 DEA 法的航道网规划综合评价 小时时位，可以计算出 1 年内航道不能满足货运 与决策模型[J]. 交通运输工程学报, 2007, 7(4): 34-38. 量通航要求的时间保证率，为航道服务水平的进 [6] 王炜, 过秀成. 交通工程学[M]. 南京: 东南大学出版社, 一步研究奠定了基础。 2000.
[7] 孙立仁. 设计小时交通量系数计算公式的简化[J]. 公路, 4) 文中所提出的研究思路回避了传统计算方
1991(9): 14-15. 法中需要确定大量经验参数和折减系数的过程，
[8] 张玮, 廖鹏, 陶桂兰, 等. 船闸设计服务水平概念的引入 简便实用，大大节省了规划项目中昂贵的交通调 及其确定方法[J]. 中国港湾建设, 2004(1) :10-14. 查费用，具有广阔的应用前景。 [9] 余劲. 基于交通量理论的内河航道通行能力研究[D]. 南 由于本文仅有江苏地区京杭运河的相关运行资 京: 河海大学, 2007.
料，未能对内河航道设计小时交通量系数计算公式 航道工程手册[M]. 北京: 人民交通出版社, [10] 长江航道局.
中的地区差异系数进行系统全面的研究。因此，如 2005.
果要推广应用，该系数还有待于进一步研究。 (本文编辑 武亚庆)
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
(上接第 123 页) 是维持航槽稳定的有效措施。
2) 对航槽进行炸礁、疏浚，并将滩险上段航 [2] 长江航道局. 航道工程手册[M]. 北京: 人民交通出版社, 槽挖成喇叭口形状;调整洲头坝，增大主航槽分 2004.
[3] JTJ 212—2003, 航道整治工程技术规范[S]. 流比;调整洲尾坝等措施，对于归顺水流、增加
[4] 中交上海航道勘察设计研究院有限公司, 重庆市交通 通航水深，加大航宽、改善左右两汊汇流条件、
规划勘察设计院. 嘉陵江(草街—河口段)航道整治一期 改善流态有显著作用。 工程施工图设计 [R]. 重庆: 重庆市交通规划勘察设计
3) 根据数值模拟分析，本工程方案措施能有 院, 2008.
效地改善滩险航道的水流条件，并且不会对滩险 [5] 上海航道工程咨询有限公司, 中交上海航道勘察设计 上下游的流态造成影响。 研究院有限公司. 嘉陵江(草街-河口段)航道整治二维
水流数值模拟研究[R]. 上海: 上海航道工程咨询有限公
司, 2008. 参考文献:
(本文编辑 武亚庆) [1] JTJ 214—2000, 内河航道与港口水文规范[S].
范文五：第一节 设计小时交通量
第一节 设计小时交通量
机动车道通行能力按单位时间通过道路某断面的小客车数计;中、小第,(,(,条
城市小型汽车很少时，可按普通汽车计。
计算路段的通行能力时，车种换算系数见表,(,(,-,。计算平面交叉口的通行能力时，车种换算系数见表,(,(,-,。
第,(,(,条 确定车道数的设计小时交通量，按下式计算。
,,,,,,?,?δ(,(,(,)
式中 ,,——设计小时交通量(,;,/,);
,,,——设计年限的年平均日交通量(,;,/,);
,——设计高峰小时交通量与年平均日交通量的比值。当不能取得年平均日交通量时，可用有代表性的平均日交通量代替;
δ——主要方向交通量与断面交通量的比值。
第,(,(,条 年平均日交通量或平均日交通量与,、δ值均应由各城市观测取得。未进行观测的城市可参照性质相近的邻近城市的数值选用。新辟道路可参照性质相近的同类型道路的数值选用。不能取得时，,值可采用,,,，δ值可采用,(,。 第,(,(,条 确定设计年限的年平均日交通量时，应综合考虑现有交通量、正常增长交通量、吸引交通量、发展交通量等。
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