فصل اول مفاهیم مهندسی ترافیک  صفحات 1 تا 15    مهندسی ترافیک :      Traffic Engineering

دانشگاه پیام نور دانشکده تهران شمال

دوره کارشناسی ارشد مهندسی عمران راه و ترابری

ترم 2 - درس : مهندسی ترافیک پیشرفته

استاد:           دکتر کامران رحیم اف

عنوان: خلاصه و حل سوال نمونه فصل1و2

امیر انجینی

منبع:   مهندسی ترافیک پیشرفته       سید فرزین فائزی   مهدی کوهیان

فصل اول مفاهیم مهندسی ترافیک  صفحات 1 تا 15

 

مهندسی ترافیک :                                              Traffic Engineering

***مهندسی حمل و نقل کاربرد تکنولوژی و اصول علمی در برنامه ریزی طراحی ، فراهم آوردن حمل و نقل ایمن ، سریع ، راحت ، اقتصادی ، و سازگار باشرایط محیطی برای حرکت افراد و کالا است.

***مهندسی ترافیک : بخشی از مهندسی حمل و نقل است که شامل برنامه ریزی ، طراحی هندسی و عملکردی و عملکرد ترافیکی راهها ، خیابانها ، بزرگراهها وشبکه آنها،  پایانه های زمینهای همجوار ، و ارتباط با انواع دیگرحمل و نقل است .

هدف مهندسی ترافیک: حفظ ایمنی ترافیک راهها

آمار:            73 تا 83 آمارتلفات سوانح رانندگی هرسال 9.3 %  افزایش دارد .

                   83 تا 92 این روند به طور متوسط  5%  کاهش دارد

                   92  کشته شدگان سوانح رانندگی 17 هزارنفر

خطای انسانی دربروز تصادفات رانندگی اثرزیادی دارد پس اقدمات پیشگیری به فرهنگ سازی و برنامه آموزشی بپردازد تا تلفات کاهش یابد .

اهداف مهندسی حمل ونقل ،«ترافیک» :  1. ایمنی  2. سرعت 3.راحتی 4.دسترسی = سهولت 5. اقتصادی بودن    6. سازگاری بامحیط

 

تقاضای سفر :                                                Transportation  Demand

تمایل و تقاضای تعداد وسایل نقلیه یا افراد که می خواهند از محل خاص در زمان خاص عبورکنند .

تقاضای سفر با الگوهای کاربری زمین و تسهیلات حمل و نقل موجود ارتباط مستقیم دارد .

زنجیره = چرخه :  تقاضای حمل و نقل تسهیلات حمل و نقل کاربری

افزایش ظرفیت حمل و نقل سبب افزایش تقاضای سفر می شود .

افزایش تقاضا سبب افزایش تسهیلات و افزایش تسهیلات سبب افزایش نیاز به کاربری می شود .

 - افزایش ظرفیت راه ها و سیستم های حمل و نقل هدف نیست . چرا؟

چون سبب افزایش تراکم و شلوغی می شود . در شهرها برای افزایش تقاضای سفر ، بر برنامه های حمل و نقل عمومی و هم پیماییCarpooling  ،بهبود راه ها ، حذف گلوگاه ها تاکید می شود .

 

سوال: مهمترین هدف مهندسی حمل و نقل چیست ؟               ایمنی  ، جابجایی مسافر و کالا

فراهم آوردن حمل و نقل ایمن ، سریع ، راحت ، اقتصادی ، و سازگار باشرایط محیطی برای حرکت افراد و کالا. ایمنی  2. سرعت 3.راحتی 4.دسترسی = سهولت 5. اقتصادی بودن    6. سازگاری بامحیط

 

قابلیت جابجایی و قابلیت سفر      Mobility  Accessibility

*** قابلیت جابه جایی : با سرعت و میزان ترافیک موتوری می سنجند ، هرچه تعداد وسیله نقلیه بیشتری باسرعت بالاتر بتوانند جابجا شوند نقش جابجایی راه بیشتر است . توانایی سفر به مقاصد مختلف همراه باامکان ارتباط آسان است . جابجایی از طریق آزادراه ها و بزرگراهها ، راههای شریانی درجه1و2 فراهم می شود .

*** قابلیت دسترسی : نحوه ارتباط ترافیک موتوری با املاک مجاوراست، با  تعداد تقاطع های هم سطح راه ، امکان پذیری و آسانی ورود و خروج ترافیک موتوری ، امکانات پارکینگ حاشیه ای  ، نزدیکی به ایستگاههای حمل و نقل عمومی می سنجند  .هر چه تقاطع و ورودی و خروجی را زیاد باشد نقش دسترسی راه بیشتر است . توانایی رسیدن به یک منطقه یا ورودی خاص را نشان می دهد. قابلیت دسترسی فاکتور مهم در ارزشمندی و قیمت زمین است .ازطریق شبکه خیابانهای محلی، دسترسی  فراهم می شود .

جابجایی و دسترسی : این دو مفهوم بسیار ارتباط دارند.بیشتر راهها هردو عملکرد را دارند . یک سیستم حمل و نقل خوب باید از عملکردهای قابلیت جابجایی و قابلیت دسترسی برخوردار باشد تا ایمنی و کارآیی لازم را داشته باشد . 

آیا باهم ارتباط معکوس دارند ؟ با افزایش دسترسی جابجایی کاهش می یابد ؟

 

سوال: قابلیت دسترسی را با کدام فاکتورها می سنجند؟

  1. تعدادتقاطع های هم سطح راه
  2. امکان پذیری و آسانی ورودی و خروجی ترافیک موتوری
  3. امکانات پارکینگ حاشیه ای 
  4. نزدیکی به ایستگاههای حمل و نقل عمومی

مسافر ، کالاها ، وسایل نقلیه

سوال: معمول ترین واحد مورد استفاده برای مهندس ترافیک چیست ؟           وسایل نقلیه

سوال: چرا سیستم راه ها برنامه ریزی و طراحی می شوند ؟

جواب :  تا مطمئن و کارا وسیله نقلیه را از جایی به جای دیگر انتقال دهند .

هدف جابجایی وسیله نقلیه نیست ، هدف جابجایی مسافر و کالا است .

-    مهندسی ترافیک مدرن تمرکز بر مسافر و کالا دارد .

برای افزایش ظرفیت آزادراه باید تعداد خطوط را زیاد کرد

ظرفیت آزاد راه = حرکت وسایل نقلیه و افراد

افزایش ظرفیت آزادراه  = افزایش حرکت وسایل نقلیه و افراد = افزایش خطوط عبور آزادراه

ولی برای افزایش ظرفیت حمل ، تعداد سرنشینان وسایل نقلیه نیز باید افزایش یابد .

سوال: دو روش افزایش ظرفیت آزادراه چیست ؟

1.   افزایش تعداد خطوط عبور ،             2.  افزایش تعداد سرنشینان وسایل نقلیه

مثال:    1) آزادراهی با 2000 وسیله نقلیه درهر ساعت با یک مسافر در هر وسیله 2000 مسافر در هرساعت ظرفیت دارد .

2) اگر تعداد متوسط سرنشینان هروسیله 2 نفرباشد ظرفیت به  4000 مسافر در هرساعت می رسد.

3) اگر یک خط ویژه اتوبوس برای این آزادراه در نظر بگیریم ، ظرفیت عبور 2000 سواری به 1000 اتوبوس کاهش ،  ولی هراتوبوس 50 مسافر را می برد در کل ظرفیت جابجایی مسافر به 50000 می رسد.

جایجایی کالا باید موثر و کارا باشد قابلیت دسترسی به تسهیلات اجازه می دهد که کامیون کالاها با آشفتگی کمتر در ترافیک باراندازی و بارگیری کنند ،

طراحی ، عملکرد و کنترل سیستم های راه ، متکی برمشخصه وسایل نقلیه و راننده است . ولی در تجزیه و تحلیل نهایی هدف حرکت مسافر و کالا است نه وسایل نقلیه .

انواع روش های حمل و نقل:   4 دسته         جاده ای ، ریلی ، دریایی ، هوایی

1) حمل و نقل جاده ایی        بیشترین سهم ، کمترین محدودیت فیزیکی

2) حمل و نقل ریلی              خطوط آهن : منو ریل ها  ، و خطوط آهن مغناطیسی

3) حمل و نقل دریایی          موثرترین شیوه انتقال محمول های سنگین و حجیم تا فوصل زیاد

4) حمل و نقل هوایی           محدودیتی برای راه هوایی وجود ندارد ، تراکم برفراز اقیانوس اطلس و آرام شمالی ، اروپا و آمریکای شمالی است

 

سوال: در بین روشهای مختلف حمل و نقل ، بیشترین سهم را کدام گروه دارند ؟   جاده ای

 

سیستم های حمل ونقل شهری برای مسافر: 1.اتومبیل 2.تاکسی 3.اتوبوس محلی 4.اتوبوس سریع السیر  5. پاراترانزیت  6. قطارسبک 7. قطار سنگین    8. فریFerrry = حمل ونقل عمومی آبی

  سیستم های حمل و نقل بین شهری برای مسافر :

  1. اتوبوس بین شهری   2. راه آهن  3. خطوط هوایی   4. خطوط آبی  5

  سیستم های حمل و نقل بین شهری کالا  :

1.کامیون بزرگ حمل بار    2. کامیون محلی   3. راه آهن   4. آبی   5. بارهوایی  6. خطوط لوله

اجزای کلیدی مهندسی ترافیک :   یکپارچه سازی سیستمهای حمل و نقل هوشمند

مطالعات مشخصه های ترافیکی        ارزیابی عملکرد           طراحی تسهیلات           کنترل ترافیک

عملیاتهای ترافیکی ،                             مدیریت سیستمهای حمل و نقل ،

 

مدیریت سیستم های حمل و نقل

مدیریت تقاضا در حمل و نقل شهری

مدیریت عرضه در حمل و نقل شهری

 

مراجع استاندارد برای مهندسی ترافیک

موسسه مهندسان حمل و نقل    ITE

موسسه تحقیقاتی حمل و نقل  TRB    شاخه ای از اکادمی ملی مهندسی  

گروه حمل و نقل مهندسان عمران جامعه آمریکا   ASCE

وزارت دولتی حمل و نقل                               DOT                

نظارت بزرگراهی فدرال                            FHWA          

نظارت امنیت ترافیک بزرگراهی ملی       NHTSA 

 

خود آزمایی فصل اول

1. مهمترین هدف مهندس حمل و نقل چیست؟ ؟        ایمنی  ، جابجایی مسافر و کالا

فراهم آوردن حمل و نقل ایمن ، سریع ، راحت ، اقتصادی ، و سازگار باشرایط محیطی برای حرکت افراد و کالا. ایمنی  2. سرعت 3.راحتی 4.دسترسی = سهولت 5. اقتصادی بودن    6. سازگاری بامحیط

2. تقاضای سفر بطور مستقیم در ارتباط با کدام عامل است؟

 تقاضای سفر با الگوهای کاربری زمین و تسهیلات حمل و نقل موجود ارتباط مستقیم دارد .

 

3. توانایی برای سفربه مقصدهای مختلف همراه باارتباط آسان را توضیح دهید.

قابلیت جابه جایی : با سرعت و میزان ترافیک موتوری می سنجند ، هرچه تعداد وسیله نقلیه بیشتری باسرعت بالاتر بتوانند جابجا شوند نقش جابجایی راه بیشتر است . توانایی سفر به مقاصد مختلف همراه باامکان ارتباط آسان است . جابجایی از طریق آزادراه ها و بزرگراهها ، راههای شریانی درجه1و2 فراهم می شود .

 

4. دربین روشهای مختلف حمل و نقل ، بیشترین سهم را کدام گروه دارند؟

حمل و نقل جاده ایی        بیشترین سهم ، کمترین محدودیت فیزیکی

 

5. مدیریت تقاضای سفر را توضیح دهید.

گسترش و جمعیت بالای شهرهاسبب شده حجم سفرها و ضرورت سفر بسیار بیشتر از تسهیلات باشد پس لازم است که سفرها بگونه ای مدیریت شود که از سفرهای غیر ضرور جلوگیری شود،  این مورد به مدیریت تقاضای سفر معروف است که با انجام اقدامات مدیریتی ، سعی در کاهش تقاضای سفر دارد

مدیریت تقاضا در حمل و نقل شهری : بارشد روزافزون ترافیک در معابر شهری و ایجاد تراکم ، مجموعه اقدامات مدیریتی که سبب کاهش تعداد سفرها درسیستم حمل و نقل شهری شود را مدیریت تقاضا گویند . رایج ترین روشهای مدیریت تقاضا : 1)یکپارچگی طراحی کاربری زمین ، 2) دورکاری 3) توسعه سامانه های الکترونیک  4) یکپارچگی سازمانی

 

سوال ، موثرترین شیوه انتقال محموله های حجیم و سنگین تا فواصل زیاد کدام است؟

روش حمل و نقل دریایی

شروع: 10/ 2 /1400        استاد : دکتر کامران رحیم اف    بهار 1400        امیر انجینی 01/02/1400

فصل دوم اجزاء سیستم ترافیک  صفحات 17 تا 31 (50)

هدف کلی ،   بررسی اجزا سیستم ترافیک

هدفهای یادگیری:

1. اجزاء اصلی در یک سیستم ترافیک و مشخصات آن ها را بین کند .

2. انواع میدان دید

3. مهمترین مشکلات بینایی

4. خصوصیات گردش وسایل نقلیه

 مقدمه

5 عامل اصلی مؤثردرسیستم ترافیک : 1)کاربران راه(رانندگان ، دوچرخه سواران ،  عابران پیاده)

2)وسایل نقلیه(شخصی و عمومی )  3)خیابانها و راهها  4)ابزار و دستگاههای کنترل ترافیک 5)محیط اطراف

کاربران راه 1ویژگیهای دیداری رانندگان ، 2میدان دید ، 3اختلالات مهم بصری ، 4زمان مشاهده و عکس العمل  ، 5توقع و انتظار ، 6مسافت عکس العمل ، 7خصوصیات عابران پیاده ،   

وسایل نقلیه   خصوصیات گردش وسایل نقلیه

 

خودآزمایی فصل دوم

 

1.انواع میدان دید را نام برده توضیح دهید؟ 

واضح یا دقیق : 3 تا10 درجه عناوینتابلوها و علائم فقط در این محدوده دید قابل خواندنند 

آشکار: 10 تا 12 درجه ، تشخیص رنگوشکل در این محدوده ممکن است.

3»پیرامونی = محیطی : راست وچپ 90 و بالا60 پایین70 درجه ، حرکت اشیادر آ« دیده می شود و اشیا ثابت در میدان دید محیطی دیده نمی شوند .

 

2. یکی ار عوامل بصری مؤثر در رانندگی حرکت در عمق است. این عامل را توضیح دهید.

تعریف : تشخیص تغییرات  در اندازه تصویر

نمونه قضاوت در مورد سرعت وسیله در حال نزدیک شدن یا دور شدن

 

3. زمان دید و عکس العمل شامل چه زمانهایی است هر کدام را توضیح دهید .  PRT=PIEV

1» درک ودریافت : راننده متوجه جسم ووضع آن درمیدان دیدمیشود که بایدبدان پاسخ مناسب دهد

2»شناسایی : راننده اطلاعات راآنالیز می کند تا درباره چگونگی پاسخ تصمیم بگیرد

3» تصمیم گیری : راننده درباره چگونگی پاسخ تصمیم می گیرد .

4 » پاسخ=واکنش: اجرای واکنش راننده   

 

4. ظرفیت تسهیلاتی که برای عابران پیاده در نظر گرفته می شود ، در حالت کلی بر حسب چه پارامتری بیان می شود؟

5. در حالی که تعداد عابران سالمند کمتر از 20% کل عابران باشد و شیب کمتر از 5% باشد .

 

7. در آیین نامه اشتو وسایل نقلیه به چند دسته تقسیم شده اند . هرکدام را توضیح دهید.

4دسته: سواری ،  اتوبوس، کامیون ، خودروی تفریحی

 

8. انواع  تجهیزات کنترل ترافیک افقی را نام ببرید؟  خط کشی ،نوشته ، نقش ها ، علائم برجسته

خط کشی ها : از علائم مهم برای افزایش ایمنی در عبور و مرور وسایل نقلیه ، کهسبب دقت در رانندگی و هشدار برای رانندگان می شود .در برخی موارد،خط کشی  مکمل سایر تجهیزات کنترل ترافیک مانند تابلوها و چراغهای راهنمایی است و در بقیه موارد بتنهایی بکار می رود.

 

سوالات     

توزیع نرمال :

بیشتر ویژگیهای انسانی از توزیع نرمال پیروی می کند، یکی از مهمترین توزیع های احتمالی پوسته در نظریه احتمالات است.

2. چرابه رنگ سبزچراغ راهنمایی رنگدانه آبی وبه رنگ قرمزرنگدانه زردمی افزایند؟

تا تشخیص رنگ برای رانندگان کور رنگ ساده تر باشد

3. برای اصلاح ناتوانی درتشخیص رنگ های چراغ راهنمایی به دلیل کور رنگی که شایع ترین نوع آن ناتوانی درتشخیص قرمزوسبز است چه اقداماتی صورت می گیرد؟

به رنگ سبزچراغ راهنمایی رنگدانه آبی وبه رنگ قرمزرنگدانه زردمی افزایند  ، محل قرار گیری رنگها در چراغ راهنمایی استاندارد و ثابت است ، در چراغ عمودی قرمز در بالاو سبز در پایین ، در چراغ افقی قرمز درچپ و سبز در راست ،    قرمز چپ بالا    قچب    ،،،       سرپا  سبز راست پایین

 

طراحی آزادراه - مهندسی ترافیک پیشرفته


دانشگاه پیام نور دانشکده تهران شمال
دوره کارشناسی ارشد مهندسی عمران راه و ترابری
ترم 2 - درس : مهندسی ترافیک پیشرفته
استاد:           دکتر کامران رحیم اف
عنوان پروژه: خلاصه و حل مساله نمونه
امیر انجینی
منبع:   مهندسی ترافیک پیشرفته       سید فرزین فائزی   مهدی کوهیان
فصل 3 و5
حجم ساعتی طرح      (  veh/h  )   وسیله نقلیه بر ساعت                                AADT*K*D=DDHV
K  قسمتی ازAADT  که درطول ساعت اوج اتفاق می افتد، سی امین ساعت اوج درطول سال،درKاعمال میشود
D = ضریب توزیع جهتی = نسبت ترافیک ساعت اوج در مسیر پرتردد
 
تخمین :حجم ترافیک ساعت طرح = 9-10%متوسط سالانه حجم ترافیک روزانه     DDHV=10%*AADT  
یا 15%متوسط حجم ترافیک روزانه 15%*ADT
 
     K , D  :  0.07 
سوال1، در یک راه حومه شهری ( veh/h ) AADT=25000  محدوده حجم ساعتی جهتی طرح را تعیین کنید؟
طبق جدول 3-2   فصل 3 ص62         K , D  :  0.12 
DDHV ( min )=25000*0.12*0.55=1650  
DDHV ( max )=25000*0.15*0.65=2437                         DDHV:             1650
 
سوال2،دریک راه  شهری(راه شعاعی)،veh/h AADT=15000 محدوده حجم ساعتی جهتی طرح تعیین شود؟
طبق جدول 3-2   فصل 3 ص62         K , D  :  0.07 
DDHV ( min )=15000*0.07*0.55=577      
DDHV ( max )=15000*0.12*0.60=1080                         DDHV:             577
 
خودآزمایی فصل3
1)رابطه سرعت – چگالی در یک قطعه آزادراه بصورت  S=25(LN142)/K      Sسرعت (km/h)               و K چگالی (معادل اتومبیل سواری در کیلومتر =    ) بدست آمده است.
ظرفیت ترافیکی این قطعه را برحسب ( معادل اتومبیل سواری برساعت=  veh/h  )محاسبه کنید .
D=K=چگالی   V=S*D          V=S*K           S=V/K    ,    LN142=4.956    25LN142=123.896 
پس V نرخ جریان یا تردد برابر است با 124 وسیله نقلیه بر ساعت      V=124 veh/h
اوج منحنی جریان-چگالی   و جریان-سرعت را نقطه ظرفیت راه یا بیشترین نرخ جریان گویند .
نرخ جریان در 2 نقطه صفر است :
 1)زمانی که چگالی صفرباشد به عبارتی هیچ وسیله نقلیه ای در جاده نباشد ،در این حالت سرعت را، سرعت آزاد گویند .
سرعت آزاد  Sf  =      ,    D=0
2) درشرایطی که آنقدر وسیله نقلیه در مسیر است که حرکت متوقف می شود نیز نرخ جریان صفر است به این حالت چگالی اشباع گویند و هیچ جریانی مشاهده نمی شود .         چگالی اشباع = Dj       و        S=0
نرخ جریان ماکزیمم = ظرفیت = چگالی بحرانی * سرعت بحرانی
 
سوال2)شمارش حجم ترافیک در 4 ربع ساعت متوالی در یک بزرگراهی بصورت جدول زیر است اگر PHF=0.8  باشد حجم ترافیک در ربع ساعت اول 8تا8:15 چقدر بوده است ؟
 
8تا9
8:45تا9
8:30تا8:45
8:15تا8:30
8تا8:15
زمان
جواب
4400+؟
1200
1400
1800
؟
تعداد اتومبیل
2000
6400
1200*4=4800
1400*4=5600
1800*4=7200
4*؟
تردد
 
 
4800
5600
7200
 
 
8000
 
فاکتور ساعت اوج = PHF= Peak Hour Factor = حجم ساعتی تقسیم برحداکثر نرخ جریان دریک ساعت
PHF=V/v15       0.8=V/v15(max)   0.8=(?+1800+1400+1200)/v15(max)
0.8=(4400+v15)/4*v15     3.2v15=4400+v15      2.2v15=4400   v15=4400/2.2    v15=2000
 
سوال3 ) اگر حداکثر نرخ تردد در شرایط ایده آل در یک خط آزاد راه برابر pcphpl  1900 باشد متوسط سرفاصله زمانی بین وسایل نقلیه را حساب کنید.    V=3600/ha      ha=3600/V=3600/1900=1.89 s
4)متوسط سرفاصله زمانی 2ثانیه، درقطعه ای به طول 1کیلومتر آزادراهی ، ومتوسط سرفاصله مکانی 25متراست.
میانگین سرعت مکانی ؟(km/h)                                                                     ha=2s    da=25m           
V=3600/ha=3600/2=1800 veh/h/ln نرخ جریان = تردد
S=3.6 da/ha=3.6*25/2=45 km/h   سرعت متوسط
D=1000/da=1000/25=40  veh/km/ln  چگالی = دانسیته  
سرعت متوسط مکانی S                            V=S*D   S=V/D=1800/40=45 km/h
 
5)در یک رابطه بین سرعت S(km/h) و چگالی ترافیک D(veh/km)  در یک جهت حرکت به صورت  S=80(1-D/130)  است ظرفیت راه مزبور در این جهت چقدر است؟
D=0      , S=80  سرعت آزاد Sf=80          و        نرخ جریان = تردد = V=0
S=0   ,  D=130   چگالی اشباع  Dj=130       و      نرخ جریان = تردد = V=0
 
6)  درآزاد راهی اتومبیلها باسرعت متوسط مکانی km/hr 75   و نرخ جریان  veh/hr 2250 حرکت می کنند . چگالی جریان چقدر است؟    تردد=V=2250  ,  S=75 سرعت      D=V/S=2250/75=30 veh/km چگالی
 
7)اگر یک خط آزادراه سرعت متوسط مکانی 50کیلومتر برساعت و چگالی مسیر 23اتومبیل در هر کیلومتر باشد، نرخ جریان چقدر است؟                       V=S*D=50*23=1150  veh/hr تردد، نرخ جریان
 
8) سرعت سه خودرو  60 و 70 و 90 کیلومتر برساعت ثبت شده سرعت متوسط زمانی و سرعت متوسط مکانی را حساب کنید؟                      سرعت متوسط زمانی =  3/(60+70+90) = 3/220 = 73.33 کیلومتر برساعت
زمان پیمایش 1کیلومتر 1و 7/6=857/0   و 9/6=667/0  دقیقه است . برحسب ثانیه 60
سرعت متوسط زمانی=                                          
SMS=n*d/(Σti)=3*1/((1/60)+(1/70)+(1/90))=3/(0.0167+0.0143+0.0111)=3/0.042=71.32km/h
 
9) برای سرعت های 20 و 40 و 60و 80 و100و120 زمان لازم برای پیمایش 1 کیلومتر را حساب کنید.
T=(1/v)*60 برحسب دقیقه =v/60
 
 
 
120
100
80
60
40
20
سرعت
فرمول
 
 
008/0
01/0
0125/0
0167/0
0.025
0.05
T  ساعت
1/v
 
 
5/0
6/0
75/0
1
1.5
3
T دقیقه
60/v
 
 
30
36
45
60
90
180
T ثانیه
3600/v
 
 
 
فصل 5 ص107تا216  تحلیل ظرفیت در آزادراهمشخصات انواع راهمشخصات نمودارهل جریان سرعت برای قسمتهای اصلی آزادراهمحاسبه ظرفیت قسمت اساسی یک آزادراهمشخصات هر سطح سرویستحلیل عملیاتی ، طراحی و برنامه ریزی اولیه آزادراه
انوع راه   1)شهری    2) برون شهری
عملکرد: 1)شریانی     2)اصلی     3) فرعی
راه شهری :   1) شریانی درجه1    2) شریانی درجه2    3) خیابانهای محلی
 
6نقش راه شهری :جابجایی :  فراهم آوردن امکان جابجایی وسایل نقلیه موتوری دسترسی :  امکان دسترسی وسایل نقلیه موتوری به بناها و تأسیسات اجتماعی  : بستر ارتباطات مانند کار ، گردش ، ملاقاتمعماری شهری : شکل دادن به ساختار معماریتأثیرات آب و هوایی : تأثیر در آب و هوای محیط اطراف راهاقتصادی : اثر راه بر اقتصاد
 
ظرفیت راه : حداکثر تعداد وسایل نقلیه که درزمان معین با کیفیت قابل قبول در مقطع مشخصی از جاده از یکی از خطوط جاده عبور کند .شرایط هندسی و ترافیکی جاده ایده آل باشد .Capacity
شرایط ایده آل: جریان ترافیک منظم باشد و رانندگان مقررات راهنمایی رانندگی را رعایت کنند
 
سطح سرویس LOS      Level  Of  Service  : معیارکیفی بیان کننده شرایط عملکرد ترافیک براساس عواملی مانند سرعت،زمان سفر،آزادی مانوروسایل نقلیه ، اختلالات ترافیکی ، راحتی بیان می شود.
قسمتهای اصلی آزادراه : Basic freeway segment   قسمت جدا شده ای از راه
فارغ از اثر اتصال شیبراهه ها ی ورود و خروج و مقاطع تغییر خط(ناحیه تداخلی)
سوال1 ) یک شیب سربالایی ترکیبی 4% باطول یک کیلومتر و در پی آن شیب سربالایی دیگر 5/2 % به طول 1200 متر داریم ، شیب معادل را حساب کنید ؟
h1=0.04*1000=40m   ,   h2=0.025*1200= 30m      h=h1+h2=40+30=70m
 شیب معادل                                                             :  slope=70/(1000+1200)=0.0318= 3.2%
 
مسئله2 ) تحلیل طراحی ،،، برای آزاد راهی با داده های زیر ، تعداد خطوط مورد نیاز برای رسیدن به سطح سرویس D راتعیین کنید؟            LOS  D
حجم تقاضا Veh/h   4000 دریک جهت         V=4000 veh/h
منطقه هموار                          Et=1.5 ضریب خودوی سواری معادل برای کامیون وEr=1.2  برای خودروی تفریحی ازجدول 5-8
ترکیب ترافیکی: کامیون 15%   ، وسایل تفریحی 3%         PR=3%=0.03     و  PT=15%=0.15
عرض خطوط = 65/3 متر                                          Flw=0 ضریب تعدیل عرض خط عبور     mi/h
فاصله آزاد جانبی راست = 83/1 متر                         Flc=0 تعدیل فاصله مانع از لبه سواره رو راست   mi/h
رانندگان آشنا به مسیر               1 =fp
ضریب ساعت اوج= 85/0            PHF=0.85
تراکم رمپ ها در هر مایل =   ramps/mi 3  = TRD
پاسخ : 1.محاسبه سرعت جریان آزاد 2.انتخاب تعدادخطوط موردنیاز 3.محاسبه سرعت وچگالی4.تعیین سطح سرویس
سرعت جریان آزادFFS بارابطه 5-1FFS=75.4-Flw-Flc-3.22TRD^0.84= 75.4-0-0-3.22*(3^0.84)=67.297 mi/h
FFS=67.297 *1.609= 108.28 km/h
انتخاب نمودار سرعت جریان آزاد : 297/62 بین دوعدد 5/ 62  و 5/67  قراردارد پس ازمنحنی 65 استفاده می کنیم . FFS=65
تعیین تعداد خط مورد نیاز : از رابطه 5-7                                                  N= V/(MSFi*PHF*fHV*fp)=
N  تعدادخطوط مورد نیاز  : ازجدول5-13 وFFS=65mi/h وlosD مقدارحداکثرمیزان ترددpc/h/ln 2030 می شود.MSFi=2030 ضریب خودروی سواری معادل برای کامیونEt=1.5و خودروی تفریحیEr=1.2در منطقه هموار از جدول 5-8  بدست می آید.
MSFi=2030 pc/h/ln   حداکثر تردد برای سطح سرویس i
V=4000 veh/h            حجم تقاضا تحت شرایط غالب
fp=1           ضریب تعدیل مربوط به آَشنایی رانندگان به مسیر      
fHV= 1/[1+PT(ET-1)+PR(ER-1)=1/[1+0.15(1.5-1)+0.03(1.2-1)=0.925
       ضریب تعدیل برای حضور خودروهای سنگین و تفریحی در جریان ترافیک
N= V/(MSFi*PHF*fHV*fp)=4000/[2030*0.85*0.925*1]=4000/1596=2.51
51/2 معنی ندارد یعنی امکان وجود 51/2 خط وجود ندارد پس برای فراهم کردن حداقل LOS D  لازم است که3 خط در مسیر تعریف شود پس آزادراه شش خط طراحی می شود  .
محاسبه سرعت : برای محاسبه میزان تردد واقعی برای هرخط تحت شرایط غالب از رابطه 5-2 داریم:
vp=V/{PHF*N*fHV*fp}= 4000/{0.85*3*0.925*1}= 4000/2.359 = 1696 pc/h/ln
سرعت مورد انتظار برای جریان ترافیک از نمودار 5-4  یا جدول 5-3 با FFS=65mi/h محاسبه می شود:
جدول5-3 سرعت 65و نقطه شکست 1400 ، عدد 1696 پس از نقطه شگست قرار دارد پس :
S=65-0.00001418-(vP—1400)^2=65-0.00001418(1696-1400)^2= 63.758 mi/h*1.609=102.6 km/h
D=VP/S=1696/63.758=26.6 pc/mi/ln    چگالی
تعیین سطح سرویس: چگالی 26.6  بین دوعدد 26تا35 قراردارد پس سطح سرویس D  می باشد .
اگر به اندازه 0.6 کمتر بود و بجای 26.6  یعنی  چگالی 26 در می آمد سطح سرویس C می شد.
 
مسئله22 )« تحلیل طراحی»: ، برای آزاد راهی با داده های زیر ، تعداد خطوط مورد نیاز برای رسیدن به سطح سرویس D راتعیین کنید؟            LOS  D
حجم تقاضا Veh/h   3500 دریک جهت         V=3500 veh/h
منطقه هموار                          Et=1.5 ضریب خودوی سواری معادل برای کامیون وEr=1.2  برای خودروی تفریحی ازجدول 5-8
ترکیب ترافیکی: کامیون 15%   ، وسایل تفریحی 3%         PR=3%=0.03     و  PT=15%=0.15
عرض خطوط = 65/3 متر                                          Flw=0 ضریب تعدیل عرض خط عبور     mi/h
فاصله آزاد جانبی راست = 83/1 متر                         Flc=0 تعدیل فاصله مانع از لبه سواره رو راست   mi/h
رانندگان آشنا به مسیر               1 =fp
ضریب ساعت اوج= 85/0            PHF=0.85
تراکم رمپ ها در هر مایل =   ramps/mi 3  = TRD
پاسخ : 1.محاسبه سرعت جریان آزاد 2.انتخاب تعدادخطوط موردنیاز 3.محاسبه سرعت وچگالی4.تعیین سطح سرویس
سرعت جریان آزادFFS بارابطه 5-1FFS=75.4-Flw-Flc-3.22TRD^0.84= 75.4-0-0-3.22*(3^0.84)=67.297 mi/h
FFS=67.297 *1.609= 108.28 km/h
انتخاب نمودار سرعت جریان آزاد : 297/62 بین دوعدد 5/ 62  و 5/67  قراردارد پس ازمنحنی 65 استفاده می کنیم . FFS=65
تعیین تعداد خط مورد نیاز : از رابطه 5-7                                                  N= V/(MSFi*PHF*fHV*fp)=
N  تعدادخطوط مورد نیاز  : ازجدول5-13 وFFS=65mi/h وlosD مقدارحداکثرمیزان ترددpc/h/ln 2030 می شود.MSFi=2030 ضریب خودروی سواری معادل برای کامیونEt=1.5و خودروی تفریحیEr=1.2در منطقه هموار از جدول 5-8  بدست می آید.
MSFi=2030 pc/h/ln   حداکثر تردد برای سطح سرویس i
V=3500 veh/h  حجم تقاضا تحت شرایط غالب  و   fp=1  ضریب تعدیل مربوط به آَشنایی رانندگان به مسیر      
fHV= 1/[1+PT(ET-1)+PR(ER-1)=1/[1+0.15(1.5-1)+0.03(1.2-1)=0.925
       ضریب تعدیل برای حضور خودروهای سنگین و تفریحی در جریان ترافیک
N= V/(MSFi*PHF*fHV*fp)=3500/[2030*0.85*0.925*1]=3500/1596=2.19
2/19 معنی ندارد یعنی امکان 19/2 خط وجود ندارد پس برای فراهم کردن حداقل LOS D  لازم است که3 خط در مسیر تعریف شود پس آزادراه شش خط طراحی می شود  .
محاسبه سرعت : برای محاسبه میزان تردد واقعی برای هرخط تحت شرایط غالب از رابطه 5-2 داریم:
vp=V/{PHF*N*fHV*fp}= 3500/{0.85*3*0.925*1}= 3500/2.359 = 1484 pc/h/ln
سرعت مورد انتظار برای جریان ترافیک از نمودار 5-4  یا جدول 5-3 با FFS=65mi/h محاسبه می شود:
جدول5-3 سرعت 65و نقطه شکست 1400 ، عدد 1484 پس از نقطه شکست قرار دارد پس :
S=65-0.00001418-(vP—1400)^2=65-0.00001418(1484-1400)^2= 64.9 mi/h*1.609=102.6 km/h
D=VP/S=1484/64.9=22.86 pc/mi/ln    چگالی
تعیین سطح سرویس: اگر چگالی بین دوعدد 26تا35 قرار می گرفت  سطح سرویس D  می شد . طبق جدول 5-5
حال که چگالی 22.86 شده و بین دوعدد 18تا26 قراردارد  سطح سرویس C می باشد. ولی صورت مسئله تعداد خطوط لازم برای  سطح سرویس D را خواسته است پس تعداد خطوط را کاهش می دهیم و دوباره میزان تردد واقعی برای هر خط را حساب می کنیم
N=2 , vp=V/{PHF*N*fHV*fp}= 3500/{0.85*2*0.925*1}= 3500/1.5725 = 2226 pc/h/ln
سرعت مورد انتظار برای جریان ترافیک از نمودار 5-4  یا جدول 5-3 با FFS=65mi/h محاسبه می شود:
جدول5-3 سرعت 65و نقطه شکست 1400 ، عدد 2226 پس از نقطه شکست قرار دارد پس :
S=65-0.00001418-(vP—1400)^2=65-0.00001418(2226-1400)^2= 55.32 mi/h*1.609=89 km/h
 D=VP/S=2226/55.32=40.23 pc/mi/ln    چگالی              این عدد 2226 از حداکثر میزان تردد2030 بیشتر می شود !
تعیین سطح سرویس: اگر چگالی طبق جدول 5-5 بین دوعدد 26تا35 قرار می گرفت  سطح سرویس D  می شد . ولی چون چگالی 23/40 بین 35 تا 45 قرار دارد پس سطح سرویس در اینحال برای این آزاد راه E می شود .  نتیجه این آزادراه با 3500خودرو در هرساعت با 3 خط در سطح سرویس C  و با 2 خط عبور در سطح سرویس E می گیرد و در هیچ کدام از دو حالت در سطح سرویس D  قرار نمی گیرد .
سوال : آیا در این حالت با تغییر نمودار سرعت انتخابی از 65mi/h به 60 می توان به سطح سرویس D با دو خط رسید؟
انتخاب نمودار سرعت جریان آزاد : 297/62 بین دوعدد 5/ 62  و 5/67  قراردارد ازمنحنی 65 استفاده کردیم به دو حالت بینابینی رسیدیم پس FFS=60 را دوباره تست می کنیم .         تعیین تعداد خط مورد نیاز : از رابطه 5-7   :                                              
N= V/(MSFi*PHF*fHV*fp)=
N  تعدادخطوط مورد نیاز  : ازجدول5-13 وFFS=60mi/h وlosD مقدارحداکثرمیزان ترددpc/h/ln 2010 می شود.MSFi=2010 ضریب خودروی سواری معادل برای کامیونEt=1.5و خودروی تفریحیEr=1.2در منطقه هموار از جدول 5-8  بدست می آید.
MSFi=2010 pc/h/ln حداکثرترددبرای سطح سرویس i و   V=3500 veh/h  حجم تقاضا تحت شرایط غالب
fHV= 1/[1+PT(ET-1)+PR(ER-1)=1/[1+0.15(1.5-1)+0.03(1.2-1)=0.925
       ضریب تعدیل برای حضور خودروهای سنگین و تفریحی در جریان ترافیک
N= V/(MSFi*PHF*fHV*fp)=3500/[2010*0.85*0.925*1]=3500/1581=2.21
21/2معنی ندارد یعنی امکان21/2 خط وجود ندارد پس برای فراهم کردن حداقل LOS D  لازم است که3 خط در مسیر تعریف شود پس آزادراه شش خط طراحی می شود  .
محاسبه سرعت : برای محاسبه میزان تردد واقعی برای هرخط تحت شرایط غالب از رابطه 5-2 داریم:
vp=V/{PHF*N*fHV*fp}= 3500/{0.85*3*0.925*1}= 3500/2.359 = 1484 pc/h/ln
سرعت مورد انتظار برای جریان ترافیک از نمودار 5-4  یا جدول 5-3 با FFS=60mi/h محاسبه می شود:
جدول5-3 سرعت 60و نقطه شکست 1600 ، عدد 1484 قبل از نقطه شکست قرار دارد پس :  S=60mi/h
S=60 mi/h*1.609=96.54 km/h 
D=VP/S=1484/60=24073 pc/mi/ln    چگالی
تعیین سطح سرویس: اگر چگالی بین دوعدد 26تا35 قرار می گرفت  سطح سرویس D  می شد . طبق جدول 5-5
حال که چگالی 22.86 شده و بین دوعدد 18تا26 قراردارد  سطح سرویس C می باشد. ولی صورت مسئله تعداد خطوط لازم برای  سطح سرویس D را خواسته است پس تعداد خطوط را کاهش می دهیم و دوباره میزان تردد واقعی برای هر خط را حساب می کنیم
N=2 , vp=V/{PHF*N*fHV*fp}= 3500/{0.85*2*0.925*1}= 3500/1.5725 = 2226 pc/h/ln
سرعت مورد انتظار برای جریان ترافیک از نمودار 5-4  یا جدول 5-3 با FFS=60mi/h محاسبه می شود:
جدول5-3 سرعت 60 و نقطه شکست 1600 ، عدد 2226 پس از نقطه شکست قرار دارد پس :
S=60-0.00001816-(vP—1600)^2=60-0.00001816(2226-1600)^2= 52.88 mi/h*1.609=85.09 km/h
 D=VP/S=2226/52.88=42.09 pc/mi/ln    چگالی              این عدد 2226 از حداکثر میزان تردد2010 بیشتر می شود !
تعیین سطح سرویس: اگر چگالی طبق جدول 5-5 بین دوعدد 26تا35 قرار می گرفت  سطح سرویس D  می شد . ولی چون چگالی 23/40 بین 35 تا 45 قرار دارد پس سطح سرویس در اینحال برای این آزاد راه E می شود .  نتیجه این آزادراه با 3500خودرو در هرساعت با 3 خط در سطح سرویس C  و با 2 خط عبور در سطح سرویس E می گیرد و در هیچ کدام از دو حالت در سطح سرویس D  قرار نمی گیرد .
 
مسئله3 )« تحلیل عملیاتی و برنامه ریزی »: ،ظرفیت و سطح سرویس آزادراه شش خطه زیر را حساب کنید.   
حجم موجود دریک جهت  Veh/h   5000                                          V=5000 veh/h
حجم پیش بینی شده در سال سوم دریک جهت  Veh/h   5000         V=5600 veh/h
ترکیب ترافیک : کامیون 10% و بدون خودروی تفریحی    PT=10%=0.10             PR=0%=0   
منطقه هموار                      Et=1.5 ضریب خودوی سواری معادل برای کامیون وEr=1.2  برای خودروی تفریحی ازجدول 5-8
سه خط در هر مسیر   N=3
سرعت جریان آزاد اندازه گیری شده = S=70mi/h=113km/h
رانندگان آشنا به مسیر               1 =fp                                                    PHF=0.95
رشد ترافیک پس از سه سال = 4% برای هرسال   r= 4% p/year
پاسخ : این مثال شامل دوآنالیز است،یکی برای حجم تقاضای فعلی5000،دیگری برای حجم تقاضای5600 که برای سال سوم انتظار می رود .                                                    مراحل حل مسئله:
1. تبدیل حجم به تردد 2. تعیین سرعت و چگالی 3.تعیین سطح سرویس 4. چه زمانی به حدسرویس می رسد.
fHV= 1/[1+PT(ET-1)+PR(ER-1)=1/[1+0.1(1.5-1)+0(1.2-1)=0.952
دو مقدار برای تردد حساب می شود یکی برای حال ، دیگری برای سال سوم :
   حال     vp=V/{PHF*N*fHV*fp}= 5000/{0.95*3*0.952*1}= 5000/2.7132 = 1843 pc/h/ln
سال3      vp=V/{PHF*N*fHV*fp}= 5600/{0.95*3*0.952*1}= 5600/2.7132 = 2064 pc/h/ln
سرعت جریان آزادFFS بارابطه 5-1  FFS=75.4-Flw-Flc-3.22TRD^0.84= 75.4-0-0-3.22*(2^0.84)=69.64mi/h
چون عرض خط 3.65و فاصله آزاد جانبی 1.83 متر و تعداد رمپ2 در هر مایل داده نشده ، بافرض سرعت 70دو مقدار سرعت حال و سال3 را از جدول 5-3 تخمین می زنیم.
  حال         S=70-0.0000116-(vP—1200)^2=70-0.0000116(1843-1200)^2= 65.2 mi/h*1.609=104.9 km/h
سال سوم    S=70-0.0000116-(vP—1200)^2=70-0.0000116(2064-1200)^2= 61.34 mi/h*1.609=98.7km/h
D=VP/S=1843/65.2=28.3pc/mi/ln=28.3/1.609=17.57pc/km/ln    چگالی حال              جریان در هر خط 1843
D=VP/S=2064/61.34=33.64pc/mi/ln=33.64/1.609=20.91pc/km/ln چگالی سال سوم   جریان در هرخط 2064
تعیین سطح سرویس:طبق جدول 5-5 بین دوعدد26تا35 درسطح سرویسD  می شد. ولی  چگالی از28 تا33 افزایش می یابد.
چه زمانی به ظرفیت می رسد؟ باجدول 5-13 حداکثرتردد برای سطح سرویس losE  و FFS=70mi/h برابر با   vp(max)=2400 pc/h/ln است که این میزان تردد برابر باظرفیت است .
طراح باید مطمئن شود که ظرفیت و تردد در شرایط مشابه و یکسان مقایسه می شود . حداکثر تردد = ظرفیت تحت شرایط ایده ال 2400 است که در این مسئله پس از 3 سال2064 تحت شرایط ایده ال تخمین می زنیم  شود و در نهایت این دو مقدار باهم باید مقایسه شوند.
ظرفیت برای شرایط غالب 3خطه از رابطه 5-9 محاسبه می شود:                SFi = MSFi*N*fHV*fp
نرخ ترددi (Sfi ) بالاترین میزان ترددی است که می تواندبرای سطح سرویس i درمدت 15 دقیقه تحت شرایط غالب وجودداشته باشد .                    SFE = MSFE*N*fHV*fp = 2400*3*0.952*1=6854.4 veh/h
ظرفیت = میزان تردد، حجم تقاضا= میزان حجم ساعتی ، ظرفیت میزان ترددرانشان می دهد وحجم تقاضامیزان حجم ساعتی رانشان می دهد. پس حجم سرویس برایlosE مورد نیازاست که ازرابطه 5-10 داریم:
SVi = SFi*PHF =
SVE = SFE*PHF= 6854.4*.95=6511 veh/h
برای مقایسه دو پارامتر را می توان باهم قیاس کرد : 1.حجم تقاضا  2. ظرفیت
حجم تقاضایveh/h 5600در3 سال با ظرفیت ساعتیveh/h 6511 می توان مقایسه کردکه کمتر است و ok
 
ترددتحت شرایط هم ارزpc/h/ln 2064 راباظرفیتpc/h/ln 2400 تحت شرایط ایده آل.  2064
محاسبه سطح سرویس درسال هدف : باداشتن حجم ساعتی ظرفیت ساعتی ورابطه:  6511=5600*1.04^n
حجم درسال هدف پس از n سال= حجم موجود* (1+r)^n                  1.04^n=6511/5600=1.1627
با سعی و خطا و عدد گذاری    n=3.845  بدست می آید که با جمع 3 سال می شود 6.845 سال،، بر اساس پیش بینی رشد ترافیک آزادراه طی 7 سال به ظرفیت می رسد ، تقاضایveh/h 5600در مدت سه سال از زمان حال اتفاق می افتد .سطح سرویس در این قطعه طی 3 سال علی رغم رشد تراکم در سطحD  باقی می ماند پیش بینی می شود تقاضا در طی 7 سال به ظرفیت برسد.
 
مسئله4)« تحلیل عملیاتی »: ، سطح سرویس آزادراه 4 خطه در سرازیری و سربالایی  زیر را حساب کنید.   
حجم تقاضا دریک جهت  Veh/h   2300                                          V=2300 veh/h
ترکیب ترافیک : کامیون 15% و بدون خودروی تفریحی    PT=15%=0.15             PR=0%=0   
منطقه هموار                      Et=1.5 ضریب خودوی سواری معادل برای کامیون وEr=1.2  برای خودروی تفریحی ازجدول 5-8
2 خط در هر مسیر   N=2
سرعت جریان آزاد اندازه گیری شده برای سربالایی = S=70mi/h=113km/h
 و سرازیری = S=75mi/h=121km/h
رانندگان نا آشنا به مسیر             fp=0.95
PHF=0.9
ترکیب شیب ها :914متر(3000فوت)باشیب3%و در ادامه آن 793متر (2600فوت)باشیب5%
 اگرترکیب شیب ساده بودبرای 5600 فوت  شیب میشدS%= (3000*0.03+2600*0.05)/5600= 3.92%
پاسخ : این قطعه هم شیب بیش از 4% دارد و هم طول کل ترکیب شیبها بیش از 4000 فوت است پس باید از روش ترسیمی (یک شیب ترکیبی) 2600+3000=5600 فوت استفاده کرد که تاثیر مشابهی روی خودروهای سنگین دارد.
شیب ترکیبی : ترکیب شیب3% باطول3000فوت و در ادامه شیب5%باطول 2600فوت را از نمودار 5-6 بدست می آوریم ، ابتداخط عمودی از3000 فوت به سمت بالا رسم می کنیم تا %3+ راقطع کندکه نشان می دهدسرعت کامیون پس ازطی 3000فوت mi/h 42 است . همان سرعتی که کامیون واردشیب %5می شودومعادل سرعتی است که کامیون باطی 1300 فوت روی شیب%5 دارد . – پس کامیون 1300+2600=3900 فوت را روی نمودار%5طی می کند و سرعت نهایی آن به mi/h27 میرسد کامیون در سرعت خزش قرار دارد و در این سرعت ، طول شیب تاثیر گذار نیست ، یعنی برای شیب%5با طول 5600 متر سرعت mi/h27 است.
سرعت خزش : پایین ترین سرعتی است که کامیونها در سربالایی سرعتشان کاهش یافته و با آن سرعت به بالا می خزند و دیگر کاهش سرعتی نخواهند داشت و هرچه شیب طولانی تر باشد با همین سرعت به بالا در سراشیب حرکت می کنند و می خزند.
 شیب ترکیبی در سرازیری : در سرازیری یا سرپایینی بیشترین سرعت  mi/h60 است ، بر روی شیب تند ممکن است سرعت زیادتر هم شود، پس کامیون باید از دنده سنگین درشیب تند استفاده کند، پس ضریب خودروی سواری معادل در سرازیری از جدول 5-11 تعین می شود .   
ضریب سواری معادل برای کامیون در سربالایی با شیب %5  به طول 3900 فوت = 1189متر، %15کامیون از جدول 5-9 برابربا=5/2 می شود .                                                                            L=3900 ft = 3900 *0.3048 = 1189 m
ضریب سواری معادل برای کامیون در سربالایی با شیب %5  به طول 5600 فوت = 1707 متر، %15کامیون از جدول 5-9 برابربا=3 می شود .              Et=3 سربالایی                                            L=5600 ft = 5600 *0.3048 = 1707 m
ضریب سواری معادل برای کامیون در سرازیری با شیب %5  به طول 5600 فوت = 1707 متر، %15کامیون از جدول 5-11 برابربا= 5/1 می شود .          Et=1.5 سرازیری                                     L=5600 ft = 5600 *0.3048 = 1707 m
ضریب تصحیح برای وسایل نقلیه سنگین از رابطه 5-3  :                           PT=15%=0.15          PR=0%=0
سربالاییfHV= 1/[1+PT(ET-1)+PR(ER-1)=1/[1+0.15(3-1)+0(1.2-1)=0.769   
سرازیریfHV= 1/[1+PT(ET-1)+PR(ER-1)=1/[1+0.15(1.5-1)+0(1.2-1)=0.93 
دو مقدار برای تردد حساب می شود یکی برای سربالایی، دیگری برای سرازیری طبق رابطه 5-2  :
  سربالایی vp=V/{PHF*N*fHV*fp}= 2300/{0.9*2*0.769*0.95}= 2300/1.315=1749 pc/h/ln
ترددسرازیری vp=V/{PHF*N*fHV*fp}= 2300/{0.9*2*0.93*0.95}= 2300/1.59= 1446 pc/h/ln
تعیین سرعت وچگالی جریان ترافیک :
تعیین سرعت : سرعت با رابطه 5-3 جریان ترافیک از نمودار 5-4  یا جدول 5-3 با FFS=70mi/h و میزان تردد بیشتر از pc/h/ln 1200 برابراست با :
  سربالایی      S=70-0.0000116-(vP-1200)^2=70-0.0000116(1749-1200)^2= 66.5mi/h*1.609=107 km/h
برای سرازیری سرعت آزاد 75 و میزان تردد بیش از 1000 باشد
سرازیری  S=75-0.00001107-(vP-1200)^2=70-0.00001107(1446-1000)^2= 72.8mi/h*1.609=117.1km/h
D=VP/S=1749/66.5=26.3pc/mi/ln=26.3/1.609=16.34pc/km/ln    سربالایی               D=VP/S=1446/72.8=19.86pc/mi/ln=19.86/1.609=12.34pc/km/ln سرازیری    
تعیین سطح سرویسlos: طبق جدول 5-5  چگالی سرازیری 26.3 بین دوعدد 26تا35  سربالایی سطح سرویس D  می شود .  چگالی 19.86 سرازیری دوعدد 18تا26 قراردارد سطح سرویس C می باشد. هردو سطح سرویس به مقدارهای مرزی روبه بهبود
هستند سربالایی به 26  losC و سرازیری به عدد 18 یعنی losB  نزدیک است . در این مثال هردو مسیر سربالایی و سرازیری مقدارهای قابل قبولی دارند ولی اگر ترافیک رشد داشته باشد خط اضافی برای کامیون در سربالایی Truck climbing lane
چاره کار است .
 
مسئله5)« تحلیل برنامه ریزی»: ،  حجم ساعتی طرح ، تعداد خطوط مورد نیاز آزادراه زیر را حساب کنید.   
حجم تقاضا برای دو    Veh/day   75000                                          AADT=75000 veh/day
K : نسبتAADT در ساعات اوج برابر با 09/0
D : توزیع جهتی :55-45 ، نوع منطقه : تپه ماهوری و سطح سرویس مورد طراحی  D
سرعت آزاد = FFS= 65 mi/h = 105 km/h
ترکیب ترافیک : کامیون 5% و بدون خودروی تفریحی    PT=5%=0.05             PR=0%=0   
منطقه تپه ماهوری     ET=2.5 ضریب خودوی سواری معادل برای کامیون و  ER=2  برای خودروی تفریحی ازجدول 5-8
رانندگان آشنا به مسیر             fp=1                                           PHF=0.95
مراحل حل مسئله: 1. تعیین حجم ساعتی طرح جهتی در روز اول گشایش 2.تعیین تعداد خطوط مورد نیاز 3. تعیین سرعت  4. چگالی   5. تعیین سطح سرویس
 
پاسخ :        گام اول " تعیین حجم ساعتی طرح جهتی در روز اول گشایش : چون حجم تقاضا بصورت AADT داده شده از رابطه 5-8 به حجم ساعتی طرح جهتی تبدیل می کنیم .               V=DDHV = AADT*K*D
V=DDHV = 75000*0.09*0.55 = 3713 veh/hتعیین تعداد خطوط مورد نیاز : از رابطه 5-7                                =  } MSFi*PHF*fHV*fp N=V/{
MSFiحداکثر میزان تردد برای سطح سرویس D و سرعت S=65mi/h=105km/h از جدول 5-13 برابر MSFi=2030 pc/h/ln  بدست می آید .
تعدیل برای وسایل نقلیه سنگین با ضریب ET=2/5 (طبق جدول 5-8) برابر است با :
fHV= 1/[1+PT(ET-1)+PR(ER-1)=1/[1+0.05(2.5-1)+0(2-1)=0.93   
خط}=3713/1794=2.07    /{2030*0.95*0.93*1 =3713 } MSFi*PHF*fHV*fp N=V/{
چون تعداد خط نمی تواند اعشاری باشد برای هر مسیر 3 خط در نظر می گیریم تا مطمئن باشیم سطح سرویس D  برای 15 دقیقه ساعت اوج تردد بدست آید .
سوال ؛اگر2.07 را 2 می گرفتیم چه میشد آیا سطح سرویس تنزل می کرد ؟
تعیین سرعت و چگالی :                        میزان تردد واقعی با3 خط از رابطه 5-2 :
    vp=V/{PHF*N*fHV*fp}= 3713/{0.95*3*0.93*1}= 3713/2.65=1401 pc/h/ln
تعیین سرعت : سرعت با رابطه 5-3 جریان ترافیک از نمودار 5-4  یا جدول 5-3 با FFS=65mi/h و حجم= میزان تردد بیشتر از pc/h/ln 1400 ، سرعت مورد انتظار = :
 S=65-0.00001418-(vp-1400)^2=65-0.00001418(1401-1400)^2= 65mi/h*1.609=105 km/h
D=VP/S=1401/65=21.55pc/mi/ln=21.55/1.609=13.39pc/km/ln    چگالی                
تعیین سطح سرویسlos: طبق جدول 5-5  چگالی 21.55 بین دوعدد18تا26 سطح سرویس C  می شود .
اگر2.07 را 2بگیریم  آیا سطح سرویسD تنزل می کند ؟
تعیین سرعت و چگالی :                        میزان تردد واقعی با3 خط از رابطه 5-2 :
    vp=V/{PHF*N*fHV*fp}= 3713/{0.95*2*0.93*1}= 3713/1.767=2101 pc/h/ln
تعیین سرعت : سرعت با رابطه 5-3 جریان ترافیک از نمودار 5-4  یا جدول 5-3 با FFS=65mi/h و حجم= میزان تردد بیشتر از pc/h/ln 1400 ، سرعت مورد انتظار = :
 S=65-0.00001418-(vp-1400)^2=65-0.00001418(2101-1400)^2= 58.03mi/h*1.609=93.4 km/h
D=VP/S=2101/58.03=36.2pc/mi/ln=36.2/1.609=22.5pc/km/ln    چگالی                
تعیین سطح سرویسlos: طبق جدول 5-5  ص118  چگالی 36.2 بین دوعدد35 تا45 سطح سرویس E  می شود .
نکته جالب برای 4 خط در دومسیر رفت و برگشت سطح سرویس E و برای 6 خط سطح سرویس C  می شود یعنی سطح سرویس Dدر روز افتتاح به دست نمی آید .
خودآزمایی فصل5
1. در سلسله مراتب راههای شبکه شهری در مورد خیابانهای شریانی درجه 2 ،کدام نقش اصلی است ؟  جابجایی و دسترسی
نقش های جابجایی و دسترسی هر دو اصلی است و نقش اجتماعی راه به نفع این دونقش تنظیم می شود . برای رعایت  این اولویت
حرکت پیاده ها از عرض خیابان کنترل می شود . راههای شریانی درجه دو دارای عملکرد درون شهری هستند و شبکه اصلی راههای درون شهری را تشکیل می دهند.
2. معیارهای اصلی تعیین سطح کیفیت ترافیک در یک آزادراه کدام است ؟ سرعت ، چگالی ؛ نرخ جریان =تردد
سطح راحتی فزیکی و روانی رانندگان ، آزادی مانور ،
3. اگر حجم تقاضا برابر باveh/day 75000 و نسبت AADT در ساعات اوج برابر با 0.09  و توزیع جهتی45/55 باشد، حجم ساعتی طرح جهتی را محاسبه کنید؟
پاسخ : نسبت AADT در ساعات اوج برابر با 0.09 K=0.09  ، توزیع جهتی45/55       D1=45,D2=55   max: D=55
تعیین حجم ساعتی طرح جهتی  : چون حجم تقاضا بصورت AADT داده شده از رابطه 5-8 به حجم ساعتی طرح جهتی تبدیل می کنیم .               V=DDHV = AADT*K*D
V=DDHV = 75000*0.09*0.55 = 3713 veh/h
 
4. اگر حداکثر میزان تردد 2030 و ضریب ساعت اوج 0.95 و ضریب تصحیح برای وسایل نقلیه سنگین برابر 0.93 و جاده بدون شیب باشد، تعداد خطوط مورد نیاز را محاسبه کنید . تعیین تعداد خطوط مورد نیاز : از رابطه 5-7                                =  } MSFi*PHF*fHV*fp N=V/{
MSFi=2030 pc/h/ln حداکثر میزان تردد   ؛
ضریب ساعت اوج 0.95 PHF=0.95
 ضریب تصحیح برای وسایل نقلیه سنگین برابر 0.93 fHV=0.93
و جاده بدون شیب = هموار از جدول 5-8 ص126        ET=1.5 ,  ER=1.2
بافرض رانندگان آشنا به مسیر   fp=1
                       =   } MSFi*PHF*fHV*fp=2030*0.95*0.93*1=1794 N=V/{
 
 
خط}=3713/1794=2.07    /{2030*0.95*0.93*1 =3713 } MSFi*PHF*fHV*fp N=V/{
 
5. اگر در یک آزادراه میزان تردد واقعی برای هر خط تحت شرایط غالب 1696 و سرعت 63.8 باشد چگالی را حساب کنید.
میزان تردد واقعی برای هر خط تحت شرایط غالب 1696   pc/h/ln  VP=1696
سرعت 63.8                 S=63.8mi/h
D=VP/S=1696/63.8=26.6pc/mi/ln=26.6/1.609=16.52pc/km/ln   چگالی