車輛換算係數是道路通行能力研究的重要組成部分，車輛換算係數：確定一種車型為標準車，取其係數為1，根據各種車輛行車時所占用道路程度，分別確定其換算係數。
用車輛換算法計算信號交叉口的通行能力，車輛換算係數的確定是一個非常重要的問題，車輛類型、流向及車流中車輛的排列次序，都影響著換算係數的大小。
車輛換算係數是在通行能力研究中提出的，用於混合交通流與100%標準車流之間流量的換算，為的是使各道路、交通條件下的混合交通量之間具有可比性。可見，車輛折算係數的當量關係應該建立在混合交通流和100%標準車流的之間。也就是說，不論車輛折算係數算法的計算標準如何選擇，車輛折算係數最終都應該在現實交通流與理想交通流的流量之間建立等量關係，而不是泛泛的討論各車型之間的任何一種當量關係。
基本介紹
- 中文名：車輛換算係數
- 外文名：vehicle conversion factor
- 作用：研究道路通行能力
- 影響因素：車輛類型、流向等
- 首次提出：1965年美國《道路通行能力手冊》
- 以往簡稱：PCE
基本介紹,計算方法,分析,
基本介紹
我國公路交通是各種車輛混雜的混合交通，且車輛種類繁多、車型構成複雜，各種車型間的動力性能相差懸殊，造成不同車型在道路上行駛時所占用的時間和空間大不相同。在進行通行能力研究時不同車型的交通量之間沒有可比性，為此需將不同車型的交通量換算成某一標準車型的交通量，以量化不同車型的車輛對通行能力的影響。1965年美國《道路通行能力手冊》首先提出換算係數的概念，定義為：在通常的道路和交通條件下，貨車或公共汽車相當於小汽車的數量，此量即為小汽車換算係數PCE（小客車當量）。同時，美國《道路通行能力手冊》中還考慮了坡度、坡長以及交通組成、道路等級等諸多因素的影響。但是由於相關因素太多，使用起來很不方便。為了得到準確可靠而又簡單易用的換算係數，各國的科研人員做了大量有意義的探索和嘗試，其理論和方法繁多、各有特色。但是，車輛換算係數仍然沒有統一的標準，甚至PCE的具體含義都沒有統一的定義。由於我國在這方面的研究較晚，現行規範中基本沿用國外的研究成果，這顯然不符合我國的國情，因而很有必要研究適合我國道路交通條件的車輛換算係數。
《城市道路工程設計規範（CJJ37-2012）》規定，交通量換算應採用小客車為標準車型，各種車輛的換算係數應符合下表的規定。
車輛類型 | 小客車 | 大型客車 | 大型貨車 | 鉸接車 |
換算係數 | 1.0 | 2.0 | 2.5 | 3.0 |
計算方法
車輛換算係數的計算方法，主要有基於速度、延誤、密度、流量，及東南大學基於動力學特性等的算法、計算機模擬方法等。其中基於流量的Huber公式法較典型：
式中：p為交通組成中大型車的比例，qb小汽車情況下的車流率，輛/s，可用交通流中小車跟隨小車的平均車頭時距Hpp求得，qb=1/Hpp，輛/s；qm為混合車流率，輛/s，可用交通流中所有車頭時距的平均值Hm求得，qm=1/Hm，輛/s；Hm為混合車流中各種車頭時距之平均值。
Huber公式假設小車跟隨小車和小車跟隨大車的車頭時距相等，大車跟隨大車和大車跟隨小車的車頭時距相等，其換算係數計算可簡化為下式：
式中：Hi為第i種車型的車頭時距，s；Hp為標準車的車頭時距，s。
分析
速度和車頭時距的車輛換算係數分析法
對影響PCE的因素的分析
不同車型組合的車輛換算係數
傳統的車輛換算係數只考慮不同車型之間的換算，卻沒有考慮車型的不同組合時車輛之間的相互影響，因此應考察不同車型組合時車輛之間跟隨行駛時對車頭時距的占用情況。
車頭時距模型
車頭時距與交通流中各自成對的車輛有關，與交通流三參數關係相比，常被認為這些特徵是“微觀”的，實際上由於車頭時距的隨機性，在任何交通流中，各自車頭時距都分布在一定的數值範圍之內，而且與交通流的速度和運行條件有關。在通行能力研究中，傳統的方法都是從三參數關係的角度考慮，但是由於實際的道路交通條件等因素的不同，對三參數的數據採集常常因為技術條件、道路交通狀況難盡如人意，但可從車頭時距的分布入手，進行車輛換算係數的研究。
式中：l為最小安全車頭間距，m；l0為前車車長，m；ls安為安全距離，m；lr為從司機發現前方車輛制動時開始到制動生效車輛所走過的距離，lr=vt；v為後車制動前的速度，m/s，t0為司機發現前方車輛異常開始反應到制動生效的時間，s；lbb為後車制動距離，m；lbf為前車制動距離，m。
