第一章
1.交通工程学定义：
运用交通规划、设计、管理理论、方法和技术来协调交通系统中各要素之间的关系，使之达到调整交通需求、提高服务能力的目的，实现最终目标：安全、高效、舒适、经济、环保。
2.交通工程学的特点（详见书p3）
系统性
综合性
交叉性
社会性
超前性
动态性
3.交通工程学科的产生与发展
基础理论形成阶段（20世纪30年代初~40年代末）
交通规划理论形成阶段（20世纪50年代初~70年代初）
交通管理技术形成阶段（20世纪70年代初~90年代初）
智能化交通系统研究阶段（20世纪年代中期开始）
第二章
1. 车辆交通特性：
汽车基本特性
a设计车辆尺寸
b动力性能：
最高车速
加速时间（加速度） 最大爬坡能力 c 制动性能 2.道路基本特性
? 道路道路结构：路基、路面、桥涵… ? 道路线形：平面、纵断面、横断面 ? 路网密度 ? 道路网布局 3.交通量(Volume)的定义
在单位时间段内，通过道路某一地点、某一断面或某一条车道的交通实体数
4.交通量与通行能力的联系与区别？
5.平均日交通量（Average Daily Traffic , ADT)
? 年平均日交通量 (Annual Average Daily Traffic , AADT)
? 月平均日交通量 (Monthly Average Daily Traffic , AADT)
? 周平均日交通量 (Weekly Average Daily Traffic , AADT)
∑==365
1
3651i i Q AADT 301
130i
i MADT Q ==∑∑==7
1
71i i
Q WADT
月变系数
6.
高峰小时系数PHF (Peak Hour Factor)
高峰小时交通量与高峰小时内高峰时段交通量扩大为高峰
小时流率之比
看例题2-3
7. 设计小时交通量及其应用
利用设计通行能力及设计小时交通量计算车道数及路幅宽度
式中 DHV — 设计小时交通量(辆/h) K — 设计小时交通量系数(%) n — 车道数
C 1 — 每一车道设计通行能力(辆/h) AADT — 规划年度的年平均日交通量(辆/d)
W — 路幅宽度(m) W 1 — 车道宽度(m)在考虑方向不均匀系数的情况下，单向设计小时交通量为：
式中：DDHW — 单向设计小时交通量(辆/h)
KD — 方向不均匀系数(%) AADT K MADT
=
月t
t PHF t 60?
=
通量时段内统计所得最高交高峰小时交通量
n
W W C DHV n K
AADT DHV ?==
?=11
D
K K AADT DDHV ??=221
1???=?=D K K C AADT C DDHW n
8.行车速度特性（判断）
基本定义
? 地点车速(Spot speed)：车辆通过某一地点时的瞬时车速 ? 行驶速度(Running speed)：从行驶某一区间所需时间及其区间距离求得的车速
? 行程车速(Travel speed)：车辆行驶路程与通过该路程所需的总时间(包括停车延误）之比
? 运行车速(Operating speed)：中等技术水平的司机在良好气候条件、实际道路状况和交通条件下能保持的安全车速 ? 临界车速(Critical speed) 道路理论通行能力达到最大时的车速
? 设计车速(Design speed)：在道路交通与气候条件良好的情况下仅受道路物理条件限制时所能保持的最大安全车速
9.时间平均车速与空间平均车速（计算） ? 时间平均车速
在某一时间段内测得通过道路某断面各车辆的地点车速的算术平均
值式中： －时间平均车速(km/h) Vi －第i 辆车的地
点车速(km/h) n －时间段内观测到车辆总数(辆)
v s t
=∑==n
i i t V n V 1
1t V
? 区间平均车速
在某一特定瞬间行驶于道路某一特定长度内的全部车辆的车速分布平均值
当观测长度为一定时，其数值为地点车速观测值的调和平均值，计算
公式为：
式中： －区间平均车速(m/s) s －路段长度(m) ti －第i 辆车的时间(s)
n －车辆行驶于路段长度s 的次数 Vi －第i 辆车行驶速度(m/s) ? 相互关系 式中：σt ―时间平均车速观测值的均方差 σs ―区间平均车速观测值的均方差 10.影响车速变化的因素（简答） ? 驾驶员对车速的影响 ? 车辆对车速的影响 ? 道路对车速的影响
? 街道类型及等级、平均线型、纵断面线型、车道数及车道位置、视距、侧向净空、路面
? 交通条件对车速的影响
? 交通量、交通组成、超车条件 交通管理 交通环境影响
11
111
s n n
i i i i ns
V t n V ====∑∑t V t
t t s V V V 2
σ-
=2
s
t s
s
V V
V
σ=+
11．交通密度(Density)的定义
某一瞬时每单位长度一条车道上的车辆数，又称车流密度
式中：K ―车流密度（辆/km ）
N ―单车道路段内的车辆数（辆） L ―路段长度（km ）Q ―单车道上交通量（辆/h ） ―区间平均车速（km/h ） 12.车头间距(Spacing)与车头时距(Headway)
? 在同向行驶的一列车队中，相邻两辆车的车头之间的距离称为车头间距(hs) ? 车头时距(ht) ? 属微观指标
车头间距和密度之间的关系 hs=1000/K 式中：hs ― 车头间距（m/辆）
K ― 密度（辆/km ）
车头时距和交通量之间的关系 ht=3600/Q
式中：Q ― 道路的交通量（辆/h ） ht ― 平均车头时距（s/辆） 车头时距、车头时距及速度三者关系 式中：V ― 汽车行驶速度（km/h ） 看例题2-5
L
N K =
s
V Q K =
s V 3.6
s t V h h =
第三章 交通调查
? 定义：是一种用客观的手段,测定道路交通流以及与其有关现象的判断，并进行分析，从而了解与掌握交通流的规律 调查方法 人工计数法
浮动车法 机械计数 法录像法
浮动车法（掌握 简答及计算）
? 调查方法
需要有一辆测试车，一人记录与测试车同向行驶的车辆中，被测试车超越的车辆数和超越测试车的车辆数；另一人报告和记录时间及停驶时间
? 调查数据计算
? 测定方向上的交通量 ? 平均行程时间 ? 平均车速 ? 实例p42
地点车速调查的目的（简答）
掌握某地点车速分布规律及速度变化趋势 作为交叉口交通设计的重要参数 用于交通事故分析 判断交通改善措施的成效 确定道路限制车速 设置交通标志的依据 局部地点如道路弯道等处的交通改善设计的依据 交通流理论研究中的重要参数
c
a c a c t t Y X q ++=c
c c c q Y t t -=60?=
c
c t l
υ
区间车速调查的目的（简答）
?作为评价道路服务水平的主要指标
?路线改善设计的依据
?衡量道路上车辆运营经济性的重要参数
?作为交通规划中路网交通流量分配的重要依据
?确定交通管理措施及联动信号配时的重要依据
?判断道路工程改善措施前后效果对比的重要指标
?交通流理论研究中的重要参数
行驶速度与行程(区间)速度调查
?量测方法：
?牌照法
?流动车法
?跟车法
行车延误（详解看书p59）
?固定延误
?停车延误
?行驶延误
?排队延误
?引道延误
影响行车延误的因素(简答详见p60)
?驾驶员
?车辆
?道路
?转向车比例
?交通负荷
?服务水平
?交通控制
?环境
延误资料的应用
评价道路交通堵塞程度
探求行车延误的发展趋势
评价道路服务质量
道路改建的依据
运输规划
经济分析前后对比研究交通管制
点样本法 计算
可穿越空挡
交叉口对向左转车辆穿越直行车流中的最小空档或直行车辆穿越对向左转车流中的最小空档。 起迄点调查(OD 调查)
基本定义与术语（重点掌握下面4个）
期望线：又称愿望线，为连接各小区形心间的直线，它的宽度表示区间出行的次数
主流倾向线：又称综合期望线，是将若干条流向相近的期望线合并汇总而成
调查区域境界线：包围全部调查区域的一条假想线，有时还分设内线和外线
分隔查核线：为校核OD 调查成果精度而在调查区域内按天然、人工障碍设定的调查线
pN
p 1%%1002
K s s s ）（＝
停车百分比的容许误差）
（入口交通量停驶车辆数
停驶车辆百分比＝）
（入口交通量
总延误
误＝每一入口车辆的平均延）
（停驶车辆数总延误误＝每一停驶车辆的平均延）抽样时间间隔（辆总延误＝总停驶车辆数-???
起迄点调查目的
通过搜集出行类别与数量资料，在计算机上模拟现状出行，为发现主要交通症结，调整与改善道路系统功能，从系统上和政策上对近远期工程项目排序提供依据
由OD调查资料、土地使用资料建立各类交通预测模型，为远期交通规划提供依据
客观地分析评价各类交通出行的特征，特别是公共交通服务水平，为提高公共交通系统运行效率，制定近期、远期交通政策提供有效信息
起迄点调查类别
?个人出行
?车辆出行
?货物流通出行
起迄点调查实施步骤
?组织调查机构
?调查准备
?OD调查的抽样率及抽样方法
?简单随机抽样、分层抽样、等距抽样、整群抽样
?人员训练
?制订计划
?典型试验
?实地调查
第四章 道路交通流理论
? 连续流主要存在于设置了连续流设施的高速公路及一些限制出入口的路段。
? 间断流设施是指那些由于外部设备而导致了交通流周期性中断的设置。
连续流(Uninterrupted Stream)特征
交通量Q 、行车速度 、车流密度K 是表征交通流特性 三个基本参数 此三参数之间的基本关系为： 式中：Q ——平均流量(辆/h)；
——空间平均车速(km/h); K —平均密度(辆/km)。 能反映交通流特性的一些特征变量：
(1)极大流量Qm ，就是Q －V 曲线上的峰值。 (2)临界速度Vm ，即流量达到极大时的速度。 (3)最佳密度Km ，即流量达到极大时的密量。
(4)阻塞密度Kj ，车流密集到车辆无法移动(V=0)时的密度。 (5)畅行速度Vf ，车流密度趋于零，车辆可以畅行无阻时的平均速度。
格林希尔茨(Greenshields)提出了速度一密度线性关系模型：
K
V Q s ?=s V )1(j
f K K
V V -
=
(2)流量与密度的关系
(3)流量与速度关系
综上所述，Q m 、V m 和K m 是划分交通是否拥挤的重要特征值：
◆当Q ≤Q m 、K ＞K m 、V ＜V m 时，则交通属于拥挤◆
当Q ≤Q m 、K ≤K m 、V ≥V m 时，则交通属于不拥挤
)1(j
f K K KV Q -
=)1(f
j V V K K -
=)
(2
f
j V V V K Q -=)
1(j
f K K
V V -=
例4-1 设车流的速度密度的关系为V=88-1.6K ，如限制车流的实际流量不大于最大流量的0.8倍，求速度的最低值和密度的最高值?(假定车流的密度＜最佳密度K m )
解：由题意可知：当K=0时，V=V f =88km/h,当V=0时，K=K j =55辆/km 。
则：V m =44Km/h,K m =27.5辆/km,Q m =V m K m =1210辆/h 。
由Q=VK 和V=88-1.6K ，有Q=88K-1.6K 2(如图)。当Q=0.8Q m 时，由88K-1.6K 2=0.8Q m =968，解得：K Ａ＝15.2，ＫＢ＝39.8。则有密度K A 和K B 与之对应，又由题意可知，所求密度小于K m ，故为K A 。
故当密度为K A =15.2辆/km ，其速度为：
V A =88-1.6K A
=88-1.6×15.2=63.68km/h
即K A =15.2辆/km ，V A =63.68km/h 为所求密度最高值与速度最低值。
泊松分布. 二项分布 负二项分布应用条件分别是（简答）
应用条件
车流比较拥挤、自由行驶机会不多的车流用二项分布拟合较好。 适用条件
当到达的车流波动性很大或以一定的计算间隔观测到达的车辆数(人数)其间隔长度一直延续到高峰期间与非高峰期间两个时段时，所得数据可能具有较大的方差。
负指数分布 适用条件
负指数分布适用于车辆到达是随机的、有充分超车机会的单列车流和密度不大的多列车流的情况
二. 连续型分布
描述事件之间时间间隔的分布称为连续型分布。连续型分布常用来描述车头时距、或穿越空档、速度等交通流特性的分布特征。1.负指数分布(1)基本公式
计数间隔t 内没有车辆到达(k=0)的概率为：
P(0)=e -λt
上式表明，在具体的时间间隔t 内，如无车辆到达，则上次车到达和下次车到达之间，车头时距至少有t 秒，换句话说，P(0)也是车头时距等于或大于t 秒的概率，于是得：
P(h ≥t)=e -λt
而车头时距小于t 的概率则为：
P(h ＜t)=1-e -λ
t
若Q 表示每小时的交通量，则λ=Q/3600(辆/s)，前式可以写
成：
P(h ≥t)=e -Qt/3600
式中Qt/3600是到达车辆数的概率分布的平均值。若令M 为负指数分布的均值，则应有：
M=3600/Q=1/λ
负指数分布的方差为：
2
1
λ=
D
排队论模型 （计算） 排队系统的主要数量指标
等待时间 忙期 队长 记法
? M ：泊松输入或负指数分布服务 ? D ：定长输入或定长服务 ? Ek ：爱尔朗输入或服务
M /M /1系统
λ－顾客平均到达率μ－平均服务率ρ－服务强度，ρ= λ/
μ
M/M/1系统
主要指标
?在系统中没有顾客的概率?在系统中有n个顾客的概率
?系统中的平均顾客数?系统中顾客数的方差
ρ
ρ
-
=
1
n
2
)
1(ρ
ρ
σ
-
=
(0)1
Pρ
=-
()(1)
n
P nρρ
=-
?平均排队长度
?非零平均排队长度
?排队系统中的平均消耗时间?排队中的平均等待时间
ρ
ρ
ρ
ρ
-
=
?
=
-
=n
n
q
1
2
λ
λ
μ
n
d=
-
=
1
μ
λ
μ
μ
λ
ω
1
)
(
-
=
-
=d
ρ
-
=
1
1
w
q
M/M/1系统
看例子4-12
车辆跟驰特性分析
非自由状态行驶的车队有如下三个特性：
?制约性
?紧随要求、车速条件、间距条件
?延迟性（也称滞后性）
?前车在t时刻的动作后车在t＋T 时刻才能响应
?传递性
?脉冲式间断连续
车流波动理论应用（计算）详见p142
例4-15车流在一条6车道的公路上畅通行驶，其速度
为V=80km/h。路上有座4车道的桥，每车道的通行能
力为1940辆/h，高峰时车流量为4200辆/h(单向)。在
过渡段的车速降至22km/h，这样持续了1.69h，然后
车流量减到1956辆/h(单向)。试估计桥前的车辆排队
长度和阻塞时间。
解：
1.计算排队长度
1) k1=q1/V1=4200/80=53辆/km
2) k2=q2/V2=1940×2/22=177辆/km
3) V w=(q2-q1)/(k2-k1)=(3880-4200)/(177-53)=-2.58km/h
4) L=2.58×1.69/2=2.18km
2.计算阻塞时间（排队形成时间＋排队消散时间）
1) 排队消散时间t'
排队车辆为(q
1
-q2) ×1.69=541辆
疏散车辆率为q
3
-q2=1956-3880=-1924辆/h
排队消散时间为t'=541/1924=0.28h
3)阻塞时间
t=t'+1.69=0.28+1.69=1.97h
第五章道路通行能力
道路通行能力(Highway Capacity)：在不同运行质量情况下1h所能通行的最大交通量
通行能力种类
道路、交通、控
制和环境条件
服务水平测量范围单位
基本通行能力理想的不论服务水
平如何
车道或车道的均
匀段或横断面
标准车辆
可能通行能力实际或预测的不论服务水
平如何车道或车道上对
上述条件有代表
性的均匀段或横
断面
车辆
（在混合
交通公路
上为标准
汽车）
设计通行能力预测的所选用的设计服务水平
理想条件
?道路条件：是指道路的几何特征（车道数、车道、路
肩、中央带等的宽度，侧向净宽，设计速度及平、纵
线形和视距等）
?交通条件：是指交通特征（交通流中的交通组成、交
通量、不同车道中的交通量分布、上下行方向的交通
量分布）
?控制条件：是指交通控制设施的形式及特定设计和交
通规划
?环境条件：指横向干扰程度以及交通秩序等
什么是车辆换算系数
?车辆换算系数(Passenger Car Equivalent, PCE)：在通行能
力方面某类车辆一辆等于标准车辆(Passenger Car Unit, PCU)的辆数
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F级外，各级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种是最大的，故称为最大服务交通量
高速公路：有中央分隔带，上下行每个方向至少有两车道，全部立体交叉，完全控制出入的公路
其组成为：
?高速公路基本路段
?交织区