Chp1 绪论
§1·1交通运输学与交通工程学
一·交通运输工程学
1·交通工程学→研究道路交通中人、车、路、环境之间的关系，探讨道路交通的规律，建立交通规划、设计、控制和管理的理论方法，以及有关设施、装备、法律和法规等，使道路交通更加安全、高效、快捷、舒适的
一门技术科学。
2·交通运输系统由五种运输方式组成：铁路公路水路航空管道
3·完成交通运输任务3个基本要素:路线实有路线：轨道道路管道运输带管线
虚有路线：航海路线航空路线
载运工具轮船飞机汽车火车；传送带缆车管道
枢纽站→出行和运货的起终点，转换运输方式的中间站点载运工具的停放地点等4·各种运输方式用3个属性来评价：普遍性系统的可达性路线的直接性处理各种需求的适应性
机动性处理运量的能力(载运能力) 敏捷性(速度)
效率系统的生产率
二·交通工程学
※"5个E"学科：工程Engineering 教育education 法规enforcement 环境environment 能源energy
*国家高速公路网采用放射线与纵横网格相结合布局方案，由7条首都放射线、9条南北纵线和18条东西横线组成，简称为"7918"网，总规模约8.5万公里
*哈尔滨三环路建设标准为城市快速路，设计时速80公里，三环路建成后，哈市城市道路“两轴、四环、十射”的交通骨架基本形成。两轴是指东西大直街与中山路、红军街、经纬街；四环是指内环、二环、三环、公路环。十射是哈伊、哈大、哈双北线、哈双中线、哈双南线、京哈公路、哈五公路、哈阿公路、哈成公路、哈同公路。
*步行时代马车时代汽车时代高速公路与快速路时代智能交通时代
*美国交通工程师协会American Institute of Traffic Engineering
*TSM Transportation System Management 交通系统管理
TDM Transportation Demand Management 交通需求管理
ITS Intelligent Transportation System 智能交通系统
IVHS Intelligent Vehicle Highway System 智能车路系统
A VCS Advanced Vehicle Control System 先进的汽车控制系统
ATMS Advanced Traffic Management System 先进的交通管理系统
ADIS Advanced Driver Information System 先进的驾驶员信息系统
交通信号区域控制系统：TRANSYT SCOOT SCA TS
§1·2交通工程学的主要内容及其作用
一·交通工程学的内容
1·交通特性traffic characteristics
人(驾驶员行人乘客)的交通特性(critical characteristics of road users)
车辆(机动车非机动车)的交通特性(critical characteristics of vehicles )
道路(公路城市道路交叉口及交通枢纽)的交通特性(critical characteristics of highways)
交通流的交通特性(traffic-stream characteristics)
2·交通调查traffic studies
3·交通流理论traffic flow theory
4·道路的通行能力和服务水平capacity and level-of-service
5·交通规划transportation planning
6·交通事故与安全transportation accident and safety
7·交通管理与控制traffic management and control
9·公共交通public transportation
10·交通系统的可持续发展规划persistent development planning
11·交通工程的新理论新方法新技术new theory and technology
二·交通工程学的特点
系统性-大系统子系统
综合性-五E学科工程engineering 教育education 法规enforcement 环境environment 能源energy
交叉性-多学科交叉
社会性
超前性--交通系统规划建设必须考虑几十年后的交通需求及社会经济状况
动态性-动态随机系统交通状况的实时动态特点交通系统规划建设的动态特点
三·交通工程领域存在的问题
安全问题能源问题土地问题环境问题
：车祸频繁停车困难废气、噪声污染严重能源危机交通拥堵严重
四·我国的交通问题
1·城市路网不完善道路功能结构不合理
2·城市道路基础设施投资力量比较弱道路建设与车辆增长速度不相适应
3·对交通管理控制重视不够管控不力
4·交通拥挤已成为制约城市经济发展的瓶颈问题缓解城市交通拥挤改善交通环境刻不容缓
5·交通安全
6·交通流构成复杂混合交通严重各种车辆在道路上混行相互干扰严重
7·汽车污染严重
8·公共交通发展缓慢
9·任意占用道路现象十分严重
10·交叉口交通混乱通行能力低下
11·城市总体规划中土地利用规划和交通规划不相协调
*交通工程研究目的：提高道路通行能力(通畅) 提高运输速度(快速) 减少交通事故(安全)
提高交通舒适和方便程度减少交通污染(环保) 节省能源消耗(节能)
§1·3道路交通系统
道路交通系统→一个由人车路环境(含交通控制装置)组成的整体每个组成部分都有其独立的功能或特性按照特定的方式有规律地运行由此实现安全通畅
道路交通系统研究对象：交通流
目标：安全通畅
道路交通特点：动态系统中的各要素随空间时间的推移而发生变化
开式不仅道路系统内部人车路环境相互联系密切而且系统本身受国家政策人民生活方式文化水平经济条件等影响
Chp2人车辆道路的交通特性
§2·1人的交通特性
A·驾驶员的交通特性
一·驾驶员的任务
1·沿着选定的路线驾驶车辆完成从起点到终点的运输过程实现人员和货物在空间上的转移
2·遵守交通法规正确理解信号标志标线的含义服从交通警察的智慧自觉维护交通秩序以保证交通的安全和通畅3·遇到不利情况及时调整车速或改变车辆的位置和方向甚至停车以避免交通事故的发生
二·驾驶员的信息处理过程
信息→可被人直接或间接感知到的各种刺激：眼睛可以看见车内仪表车外道路车辆行人交通信号和标志耳朵可听见发动机和喇叭的声音鼻子可闻到异常气味手脚可感觉到震动
信息处理过程→车辆在行驶过程红驾驶员通过视听触觉器官从交通环境中获取信息经过大脑进行处理作出判断和反应再支配手脚(运动器官)操纵汽车使其按驾驶员的意志在道路上行进
：信息感知阶段收集并理解信息的阶段感觉器官获取的信息在头脑中的反映
*发生感知迟缓或感知错误的原因除了刺激方面的原因以外主要是驾驶员心理和
生理方面的原因
分析判断阶段驾驶员把感知到的情况与自己的知识经验进行对照分析判断出道路前后车行
人等情况并根据自驾车辆的技术状况本人的健康状况及心理机能等决定采取相
应的措施
*驾驶员的判断中对距离的判断非常重要
操作反应阶段肢体的操作反应阶段即手脚按照大脑决策后的指令进行具体操作总之，感知、判断、操作是有机地结合的。感知是判断的前提，为判断提供材料。分析判断又为操作反应提供指令。操作是感知和判断的结果。操作的结果，反馈到感觉器官，对操作进行修正、调整。如果没有反馈，
难以保证动作的准确性。其中任何一项错误，都将导致整个信息处理过程的失败，这一信息处理过程通过反
馈．进行循环往复。
驾驶过程实质上就是不断地进行信息处理的循环过程。
三·视觉特性
视觉→外界光线经过刺激视觉器官在大脑中引起的生理反应。
：视力→眼睛分辨两物点之间最小距离的能力
：近视力→站在视力表前5m处依次辨认视标测定的视力标准为两眼的视力在0.7以上
动视力→处在运动中观察物体的视力随车速提高明显下降
夜间视力→受光照度、背景亮度等诸多因素的影响
视觉适应→视觉器官对于光亮程度突然变化引起的感觉性适应过程
：暗适应→由明亮处进入暗处眼睛习惯后视力恢复
明适应→由暗处到明亮处眼睛习惯后视力恢复
眩目→视野内有强光照射颜色不均匀使人的眼睛产生不舒适感形成视觉障碍。有连续与间断之分取决于光源的强度实现与影响光之间的夹角光源周围的亮度眼的适应性
：生理性眩目当受到对向车灯强烈照射不禁要闭目或移开视线的现象
心理性眩目由于路灯照明反射所产生的眩光使驾驶员有不愉快的感觉
立体视觉→人对三维空间各种物体远近前后高低深浅和凹凸的一种感知能力
双眼视觉→两眼视差产生的二维物像融合为一个单一完整的具有三维立体感的三维物像的能力
深度立体感知
视野：静视野→在静止状态下头部不动两眼注视前方时眼睛两侧可以看到的范围
动视野→头部不动但眼球可以转动时所能看见的范围
两眼视野大约有120°重合，驾驶员视野与行车速度有密切关系
山洞视→汽车行驶速度提高驾驶员注视点前移视野变窄注意力集中于景象中心而置两侧于不顾色视觉：驾驶员对不同颜色的辨认和感觉是不一样的。
视差→对外界事物的不正确的知觉。错误可能是生理和心理原因引起的。
四·反应特性
反应时间(反应潜伏期)：感觉器官感知的时间大脑加工的时间神经传导的时间肌肉反应的时间
感知-反应时间：感知识别判断反应
制动反应时间→驾驶员从发现紧急情况到把右脚移到制动踏板上所需时间→感知
-反应时间
持续制动时间→从出现最大制动力到使车辆完全停住的时间
汽车制动非安全区→制动反应时间制动器作用时间持续制动时间内汽车驶过的距离
五·疲劳
驾驶疲劳→驾驶员在连续驾驶车辆后产生生理心里机能下降和驾驶操作效能下降的现象
疲劳生理表现：感觉迟钝动作灵敏度下降
心理表现：注意力不集中思维迟缓反应慢严重时进入睡眠状态
疲劳：身体疲劳精神疲劳
：一次性疲劳积蓄疲劳慢性疲劳
B行人的交通特性
表现：行人的速度对个人空间的要求步行时的注意力
C乘客的交通特性
共同要求：安全迅速舒适
人在乘车过程中总希望：省时省钱省力同时希望安全方便舒适
§2·2车辆的交通特性
公共汽车、火车的尺寸重量以及其他一些特性决定了车道宽度竖向净空路面桥梁荷载等。
1·设计尺寸
2·动力性能：汽车的最高行驶速度→在良好的水平路段上汽车所能达到的最高行驶车速(km/h)
加速能力(加速度或加速时间)
爬坡能力用汽车满载时第I档在良好路面上可能行车的最大爬坡度i max(%)表示
3·制动性能主要体现：制动距离制动减速度。
还体现在：制动效能的稳定性制动时汽车的方向稳定性
制动距离→从踏着制动踏板开始到汽车停住为止车辆所驶过的距离。
方向稳定性→制动时不产生跑偏侧滑及失去转向能力的性能。制动跑偏与侧滑特别是后轴侧滑是造成事
故的主要原因。
4·通过性→机动车不用其他辅助措施能以足够高的平均速度通过各种路面无路地段和越过各种自然障碍的能力。
1)轮廓通过性：最小离地间隙→车辆的最低点与路面间的距离。
表征机动车无碰撞越过障碍物的能力。"间隙失效""顶住失效"
接近角和离去角→从车身前后突出点向前后轮引切线该切线与路面间的夹角。"触头失效""托尾失效"
纵向通过半径→机动车侧视图上所作的前后车轮及两轴间轮廓线最低点相切的圆的半径。
表征汽车无碰撞通过弧形凸起障碍的能力
横向通过半径→在机动车正视图上所作的与驱动桥两车轮及桥壳最低点相切的圆的半径
最大横坡→车辆中立通过一侧车轮中心而另一侧车轮的地面法向反作用力等于零时路面的横向坡度。
2）支承通过性：附着质量→驱动轮承载的质量GΨ
附着系数→附着质量对总质量Ga的比值KΨ
车轮接地比压→车轮对地面的单位压力
5·机动性→车辆在最小面积内转向和转弯的能力。
6·稳定性→机动车根据驾驶员的意愿按照规定的方向行驶不产生侧滑或倾翻的能力。
*驾驶证管理制度，经考试合格领取驾驶证以后才准驾驶，还对驾驶员进行技术教育、法制教育、道德教育等日常安全教育，禁止酒后驾车。*我国交通标志使用六种颜色：红黄蓝绿黒白。将红色作为禁行信号黄色作为警告信号绿色作为通行信号
红色刺激性强易见性高使人产生兴奋警觉多用于禁令标志
黄色光亮度最高具有明亮和警觉感觉用于注意危险的警告类标志
绿色蓝色比较柔和使人产生宁静和平和舒适感觉多用于指示指路标志
*制动过程实际上是汽车行驶的动能通过制动器转化为热能。所以温度升高后能否保持在冷状态时的制动效能对于高速时制动或上下坡连续制动都是至关重要的。
§2·3道路的交通特性
道路→供行人步行和车辆行驶的设施的统称。
道路服务性能的好坏体现：量质形→道路建设数量是否充分道路结构能否保证安全路网布局、道路线形是否合理
公路→位于城市及其郊区以外的道路
城市道路→位于城市范围以内的道路
道路：公路城市道路厂矿道路林区道路乡村道路
一·公路的类别与等级
1·公路的技术等级：高速公路→专供汽车分向分车道行驶并全部控制出入的干线公路
一级公路→供汽车分向分车道行驶并根据需要控制出入的多车道公路
二级公路→供汽车行驶的双车道公路
三级公路→主要供汽车行驶的双车道公路
四级公路→主要供汽车行驶的双车道或单车道出入
设计车速→在通常的道路交通与气候条件下在保证一定的行驶舒适度的情况下车辆能够安全行驶的最高车速。2·公路的行政等级：国道→具有全国性政治经济意义的主要干线公路包括重要的国际公路国防公路连接首度与各省自治区首府和直辖市的公路连接各大经济中心港站枢纽商品生产基地和战略要地的公路
省道→具有全省性政治经济意义连接省内中心城市和主要经济区的公路及不属于国道的省级间重要公路
县道
乡道
专用公路→专供或主要供厂矿林区油田农场旅游区军事要地等与外部联络的公路
二·城市道路的类别与等级
1·城市道路的分类：快速路→为城市中大量长距离快速交通服务的。具有较高的车速和较大的通行能力。
对向车行道之间设中间分隔带，进出口采用全部控制或部分控制。为城市远距离交通服务。
在特大城市或长度超过30km的带形城市中设置，主要联系市内各主要区域市区和主要近郊区卫星城
镇主要对外公路。
主干路→为连接城市各主要分区的干线道路，以交通功能为主。
两侧不宜设置吸引大量车流人流的公共建筑物的进出口。
一般设六车道或4条机动车道加有分隔带的非机动车道。一般不设立体交叉采用扩宽交叉口引道。
次干路→城市中数量较多的一般交通性道路，配合主干路组成城市干道网，兼有服务功能。
一般设4条车道可不设单独的非机动车道。允许两侧布置吸引人流的公共建筑但应设停车场。
支路→次干路与街坊路的连接线用来解决局部地区交通以服务功能为主。
2·城市道路的等级：除快速路外，主干路次干路支路都分I II III级。
城市规模大小按城市人口规模花房，我国按市区人口和近郊区的非农业人口总数分为四类：
特大城市人口100万以上。采用各类道路中的I级标准。
大城市50~100万人。采用各类道路中的I级标准。
中等城市20~50万人。采用II级标准。
小城市20万以下。采用III级标准。
三·路网密度
路网密度→该区域内道路总长比该区域的总面积。是衡量道路设施数量的一个基本指标。
*应与一定的经济发展水平相当与所在区域的交通需求相适应。
*评价城市道路：从两方面数量上和布局上。
*必须有足够的路网设施：数量要足够结构要合理。
*城市道路网密度间距的选取应遵循以下两条原则：道路网密度间距与道路的等级功能要求匹配
道路网密度间距与城市不同区域的性质人口密度就业密度相匹配。
四·路网布局
1·公路放射性路网一般用于中心城市与外围郊区周围城镇间的交通联系对于发挥大城市的经济政治科技文化中心作用促进
三角形路网一般用于规模相当的重要城镇间的直达交通联系。这种交通布局形式通达性好运输效率高但建设量大
并列形路网平行的几条干线分别联系着一系列城镇而处于两条线上的城镇之间缺少便捷道路连接是一种不完善的路网布局树杈形路网一般是公路网的最后一级是从干线公路上分叉出去的支线公路将乡镇自然村寨与市县政府连接起来
2·城市道路：棋盘形布局严整简洁有利于建筑布置方向性好网上交通分布均匀交叉口交通组织容易但非线性系数大通达性差过境交通不易分流对大城市进一步扩展不利
带形建筑物岩交通轴线两侧铺开公共交通布置在主要交通干道范围内横向靠步行或非机动车有利于公共交通布线和组织容易造成纵向主干道交通压力过大不易形成市中心
放射性交通干线以市中心为形心向外辐射城市沿对外交通干线两侧发展形成“指状”城市具有带形布局的优点同时缩短了到市中心的距离缺点是中心区交通压力过大边缘区相互间交通联系不便过境交通无法分流放射环形具有通达性好非直线系数小有利于城市扩展和过境交通分流等优点一般用于大城市但不宜将过多的放射线引向市中心以免造成市中心交通过分集中。
五·城市道路的特性
1·城市道路特点：功能多样组成复杂行人交通量大车辆多类型杂车速差异大交叉口多沿路两侧建筑密集
道路交通量分布不均衡政策性强
2·城市道路系统及其组成
城市道路网→城市中各种道路在城市的总平面图中的布局。
城市道路系统：城市各个组成部分之间相互联系贯通的交通干道系统各分区内部的生活服务性道路系统
道路网结构形式组成路幅宽度停车场
*凡不为过境交通服务的小区内部道路均不计入城市道路网。
3·城市道路横断面布置的四种形式
单幅路(一块板)机动车与非机动混合行驶适用于支路和次干路。
机动车在中间非机动车在两侧。有条件时用分道线将他们分成
快车道(机动车道)和慢车道(非机动车道) 在不影响交通安全条件下
允许临时超越分道线调剂使用。
双幅路(二块板)利用中央分隔带把车行道一分为二分向行驶适用于次干路或主干路
每一侧车道上可用分道线划分出快车道和慢车道。当旁侧铺有辅道
可供非机动车行驶时双幅路可作为快速路
三幅路(三块板) 中间一幅为双向行驶的机动车道两侧为单向行驶的非机动车道
用于机动车多交通量大车速高的主干路
四幅路(四块板) 两侧非机动车道单向行驶中间机动车道也单向行驶适用于交通量大
机动车速度高的主干路和快速路
六·道路交叉
道路交叉口crossway→道路与道路相交的部位
*根据相交道路的主线标高是否相等可以分为平面交叉和立体交叉。
1·平面交叉（grade crossing）
1）平面交叉形式：三路交叉T字形Y字形
四路交叉十字形X字形
错位交叉多路交叉
2）平面交叉的交错点及减少冲突点的措施
相互交错的方式：分流点→来自同一方向的车辆向不同方向行驶时的分叉点
交汇点→来自不同方向的车亮相同一方向行驶时的汇合点
冲突点→来自不同方向的车辆向不同方向行驶时的交叉点
：直行与直行的冲突点直行与左转的冲突点左转与左转的冲突点
*冲突点最危险交织的交汇点其次。
减少冲突点的措施：在交叉口实行交通管制用交通信号灯或有交警手势指挥控制来自不同方向的左转车和直行车使他们
对交叉口实行渠化交通在交叉口布设交通岛分隔带或划上分道线时车辆按规定的车道行驶尽可能
将冲突点转变为交汇点
改用立体交叉将不同方向道路的主线标高错开一上一下各行其道互不干扰从根本上消灭
冲突点
3）交叉口的交通组织方式及调整：
1·左转车辆的交通组织信号灯控制在设置周期自动信号灯的路口实行绿灯信号伺机左转在有条件的地方将左转信号灯
与直行信号灯分开完全消灭冲突点
环形交通在四路以上的交叉口中央设置交通岛使进入交叉口的车辆不受色灯控制而一律绕
中心岛单向行驶把所有冲突点转变为交织的交汇点
变左转为右转：街坊绕行远引式交叉
2·渠化交通在道路上划分道线或用分隔带交通岛来分隔车道使不同方向的车辆顺着规定的车道行驶
使行人和驾驶员都容易辨明相互行驶的方向利于有秩序地通过
控制车辆行驶方向使斜交对冲车流变为直角或同方向的锐角交织变冲突点为交汇点。
利用交通岛限制车道宽度控制车速防止超速在其上设置交通标志交通岛可用于行人过街避车的安全岛3·拓宽交叉口在交叉口的一定范围内拓宽道路使每个方向增加1~2个车道
4·调整交通组织调整交通线路控制车辆行驶组织单向交通等
2·立体交叉→相交道路的主线标高不相同。
*交叉口无冲突点行车畅通无阻提高了交叉口通行能力但占地面积大建筑成本高。
1）分类根据有无匝道连接上下道路：分离式立交互通式立交
分离式立交只能供车辆直行不能再交叉口转弯到另一条道路上去
互通式立交处跨线桥外还用匝道将上下道路连通能使车辆从一条道路转弯行驶到另一条道路上去
Chp3交通流特性
§3·1概述
交通流（traffic stream/flow）→道路上通行的人流和车流。主要指车流→车辆在道路上连续行驶形成的车流
一·交通流的分类
按交通设施对交通流的影响：非间断交通流(连续交通流)uninterrupted flow 间断交通流interrupted flow
按交通成分：机动车流非机动车流混合交通流
按交汇形式：交叉合流分流交织流
按运行条件：自由流→交通量很小使用者不受或基本不受交通流中其他车辆影响有非常高的自由度来选择期望的速度和进行驾驶稳定流→受其他车辆的影响有一定的的自由度来选择所期望的速度和进行驾驶一般的的干扰不会导致车流的间断
不稳定流→交通常处于不稳定流范围，接近或达到最大交通量时，交通量有小的增加，或交通流内部有小的扰动就
将产生大的运行问题，甚至发生交通中断
强制流→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
二·交通流的参数
交通流特性→交通流运行状态的定性和定量特征
宏观参数描述交通流作为一个整体表现出来的特性：交通量流率速度交通流密度
微观参数描述交通流中彼此相关的车辆之间的运行特性：车头时距车头间距
§3·2交通量和流率
一·交通量和流率
交通量(流量volume)→单位时间内通过道路(或道路上某一条车道)指定地点或断面的车辆数
*一般不加说明则指机动车交通量，且指来往两个方向的车辆数
流率(rate of flow)→把不足1h的时间段内(常是15min) 通过道路(或道路上某一条车道)指定地点或断面的车辆数经过等效转换得到的单位小时的车辆数。
∑===i Qi AADT M 3651)(365
年平均日交通量月不均匀系数交通量月变系数PHF V =v 该小时的高峰流率小时交通量=PHF ∑
==n
i Qi n ADT 11∑==3651
3651i Qi AADT 1·日交通量→以一天为计量单位的交通量 单位：辆/天
A 年平均日交通量(Average Annual Day Traffic,AADT)→一年中 在指定地点的平均每日交通量 Qi 某天通过指定地点的车辆数
B 年平均工作日交通量(Average Annual Weekday Traffic,AAWT)→全年所有的工作日内 在指定地点的平均每日交 通量
C 月平均日交通量MADT
D 周平均日交通量WADT
E 平均日交通量(Average Day Traffic,ADT)→在少于一年的某个时间段内 在指定地点的平均每日交通量
Qi →某天通过指定地点的车辆数 n →计算时间段的天数
F 平均工作日交通量→在少于一年的某个时间周期内 在指定地点所有工作日的平均每日交通量
*影响交通量的因素：道路等级和功能 地区特征 时间特征
2·小时交通量→以1h 为计量单位的交通量 单位：辆/h
A 高峰小时交通量→一天中 具有最高小时交通量的那一小时的交通量
*通常指单向的 上行和下行两个方向交通量要分别统计
B 第30位高峰小时交通量→将一年中8760h 交通量的观测值依大小排列 排在第30位的小时交通量
*常把第30位高峰小时交通量作为设计小时交通量
*实际上第30位高峰小时交通量是指年度高峰小时交通量排序曲线上处在由陡到缓的弯 曲点的高峰小时交通量 该弯曲点不一定在第30位 确定这一交通量应因地因时制宜 C 设计小时交通量DDHV →选择一个适当的小时交通量作为道路规划设计的依据
DDHV=AADT*K*D
DDHV →具有方向性的设计小时交通量 辆/h
K →设计小时交通量系数 高峰小时交通量占日交通量的比例(%)
常使用第30位小时交通量系数→第30位小时交通量与年平均交通量的比值
K 随道路周围地区人口密度的增加而减少
D →在高峰小时内的总交通量中 高峰方向所占的比例(%)
D 的变化由交通量的方向分布特性决定
3·不足1h 的交通量和流率
进行交通分析时 将高峰小时划分成较短时段以显示各个时段交通流的变化特征。
一般在路段交通量分析时采用5min 在交叉口交通量分析时次用15min 作为最小时间间隔
最小时间间隔的流率与该小时的全部交通流量的关系用高峰小时系数表示。
高峰小时系数PHF →高峰小时内的小时交通量与最大流率的比值
用15min 作为时间区间时：当每个15min 交通量相等 PHF 达到最大值1 当整个小时内的交通量集中在一个15min 内发生时 PHF 最小值为0.25
一般PHF 值0.7~0.98 较低的PHF 值意味着流量变化较大
当PHF 已知 可用它把高峰小时交通量转变为高峰小时最大流率
v →高峰小时流率
V →高峰小时交通量 PHF →高峰小时系数
三·交通量在时间上的变化
交通量的时间分布特性→交通量在时间上的分布情况
1·交通量的月变化→一年内个月交通量的变化
∑
∑===k Qi Q ADT AADT D 1
i 365i k 1i 3651)()(日交通量全年某周内各天的平均年平均交通量交通量周变系数 月交通量变化图→以月份为横坐标 以月变系数倒数1/M 为横坐标 绘制一年内路段观测断面上的交通量变化曲线 *一把城市道路季节性变化不明显 公路季节性交通量变化显著
2·交通量的日变化(交通量的周变化)→一周内各天的交通量变化 *缺乏全年交通资料时 可用周平均日交通量除以观测日交通量获得交通量周变系数
交通量日变化图→以每周的各日为横坐标 周变系数1/D 为纵坐标绘制的曲线
3·交通量的时变化→一天24h 中交通量的变化
高峰小时→交通量呈现高峰的那个小时
*城市道路上 交通量时变图一般呈现马鞍形 上下午各有一个高峰
高峰小时交通量PHV （Peak Hour Volume ）→高峰小时内的交通量
高峰小时流量比→高峰小时交通量占改天全天交通量之比
高峰小时系数PHF （Peak Hour Factor ）→高峰小时交通量与高峰小时内最高某一时段的交通量扩大为高峰小时的
高峰小时系数意义：城市道路中短时间的交通量过分集中往往会造成交通堵塞，掌握短时间的交通量很重要。
四·交通量在空间上的分布
交通量的空间分布特性:城乡分布 我国城市道路上交通量远大于农村公路的交通量
路段分布 由于路网上各路段的等级 功能 所处区位不同 在同一时间内 路网上各路段 的交通量有很大不同
一般用路网交通量分布图表示交通量在各路段上的分布
方向分布 一条道路往返两个方向的交通量在很长时间内可能是平衡的 但在某一段时 间内两个方向的交通量会有较大不同。
车道分布 多车道道路上 因非机动车的数量 车辆横向出入口的数量不同 各条车道上 交通量的分布不等。在交通量不大时一般右侧车道的交通量较大，随交通量 增大左侧比重增大。
主要表现在：方向和车道上。
1·方向分布 方向不均衡性用方向分布系数k D 表示
*一般交通量的高峰方向在早高峰和晚高峰是相反的
2·车道分布→当一个方向有多条车道时 各车道上交通量的分布不同 它与车道两侧的干扰 慢行车的比例和车辆横向出 入口的数量及位置有关
折减系数α条 靠近中心线为第1车道，其折减系数α条=1 第二车道α条=0.8~0.89 第三车道α条=0.65~0.78
*分析路段通行能力影响因素时 认为靠近路中心线的车道受影响小 靠近路缘石的车道受影响大
五·交通量的构成特性
交通量构成→交通量中各种交通工具(机动车、非机动车、客车、货车；大、中、小客货车；公交车、出租车、摩托 车等)所占数量和比重。
公路交通量构成 城市道路交通量构成 城市出入口交通量构成
*城市道路交通量的构成特性也是比较复杂的。在交通管理相对正规严格的大城市，道路交通量的构成相对要简单些，主要有公交车、大 客车、小客车、出租车、自行车等，其他车辆相对较少或者被禁止进入。
*城市快速路和交通性主干道上交通量中主要是小客车和出租车；在生活性的干道上，公交车的比例相对要高得多；而在支路上自行车和 行人交通量可能占主导地位。在城市中心区，特别是商业中心区的道路中，出租车交通量占有比较大的比例。
*在高速公路、一级公路上，不允许拖拉机、摩托车、机动三轮车等低速、低性能汽车等车辆上路，行驶的车辆主要有小汽车、长途汽车、 货车、集装箱车等。
*城市出人口道路处于城郊结合部，是公路与城市道路衔接过渡的路段（过境交通），其交通量构成特性兼有城市道路和公路的特性，但 又与两者不相同，公交车、小客车、自行车比例一般低于城市道路，高于公路。在上班早高峰时段，客流以进城为多，出城为少，在下 班晚高峰则正好相反。
六·设计小时交通量
交通量的随机性对道路设施的规划设施的影响：既不要造成严重阻塞，也不能造成建成后流量很低
设计小时交通量的取得：第三十位最高小时交通量
设计小时交通量与年平均日交通量之比的K 值十分稳定。据国外观测k 值分布在12％-18％范围内。 设计小时交通量的其它方法：
1、取高峰小时交通量作为设计小时交通量
不是全年中最大的小时交通量。应是在全年中经常出现并且具有代表性的交通量，而不是偶然出现的最大小时交 通量。在选定观测日期时，应尽可能兼顾到不同季节、月份和一周中的不同工作日。
2、参照城市规划资料
3、参照其它类似城市规模的道路交通量资料
改建道路根据1，参考2；新建道路根据2，参考3。
设计小时交通量的修正：1、方向分布不均匀系数 2、车辆换算系数
设计小时交通量的作用：对于多车道公路，运用设计小时交通量可确定车道数和路幅宽度，取得良好的经济效益。 对于双车道公路，由于车道数已定，设计小时交通量主要用于计算各不同时期的高峰小时 和交通量，并据以评价道路服务水平、使用品质等。
有了较准确的预测交通量、设计通行能力及设计小时交通量，则可以用下列公式计算车道 数及路幅宽度。
§3·3速度
速度→车辆在单位时间内通过的距离。
一·几种速度的定义
点速度(spot speed/地点速度)→车辆通过某一地点时的瞬时速度 行程时间(travel time)→车辆驶过道路某一路段所需总时间，包括行驶时间和延误时间。
行程速度(travel speed)→车辆行驶路程与通过该路段的行程时间(包括停车时间)之比。
又称综合行程速度(overall travel speed ) 区间速度(space speed)
--评价道路通畅程度 计算通行能力 估计行车延误
行驶速度(running speed)→由行驶某一区间所需时间(不包括停车时间)及其区间距离求得的车速
--评价该路段线形順适性和通行能力和成本效益分析
设计速度(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， 用作道路线形几何设计的标准
运行速度(operating speed)→不超过路段设计车速的情况下 车辆在给定交通流中能达到的最大安全速度。
临界车速(critical speed)→道路达到理论通行能力时的车速。
二·时间平均车速和区间平均车速
1·平均时间车速(time mean speed,TMS)
书：特定的时间区间内 通过道路某一地点的所有车辆点速度的算术平均值
P ：单位时间内测得道路某断面内各车辆的点速度，这些点速度的算术平均值为该断面的时间平均车速
时间平均速度 第i 辆车的点速度 n 观测的车辆数 ∑==n i i t v n
v 11t v t v i v
2·区(空)间平均车速(space mean speed,SMS)
书：某路段的长度与通过该路段所有车辆的平均行程时间之比。
P ：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的平均值。
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。
3·时间平均车速与空间平均车速的关系
由时间平均车速推算空间平均车速
→时间平均车速观测值的均方差 由空间平均车速推算时间平均车速
→空间平均车速观测值的均方差 三·速度分布和百分位车速
对地点车速的观测结果用 速度频率分布曲线 累积频率曲线
1·频率最高值与最常见车速
频率最高值→观测速度中出现频率最多的那个速度值 此速度成为最常见车速
2·百分位车速
百分位车速→在速度累计频率分布曲线图上 与纵坐标上累加百分数相应的车速
85%位车速→所观测到的车辆中 有85%的车辆具有这种速度值或在这种速度值之下。
常用此速度作为某些路段的最高车速限制标准。
50%位车速(中位车速)→在该车速以下行驶的车辆数等于在该车速以上行驶的车辆数。
在正态分布情况下 50%位车速等于平均车速
15%位车速→在该车速及低于该车速行驶的车辆数占被观测车总数的15%
常用此车速作为观测路段的最低限制车速
85%位车速与15%位车速之差反映了该路段上的车速波动幅度，同时车速分布的标准偏差S 与85%位车速和15% 位车速之差存在下列近似关系
3·速度观测值的标准差σ
标准差越大 所观测的各速度偏离平均速度值的偏差越大，车辆在道路上行驶时选择速度的自由度大。
*乡村公路和高速公路路段上 运行车速一般呈正态分布
城市道路或高速公路匝道口处 车速分布较集中 一般呈偏态分布
内侧车道车速明显高于外侧车道。
*影响车速变化的因素
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 平面线形 纵断面 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
∑==n
i i s t n l v 11—行驶路段的长度 l l ∑==n i i s v n v 1111
—第i 辆车行驶 距离所用的时间 i t t t t s v v v 2σ-=n v v t i t ∑-=2)(σs
s s t v v v 2σ+=n v v s i s ∑
-=2)(σ2.07%15%85位值位值-≈S
∑==n i i s l L R 11L N K =§3·4交通流密度特性
一·交通流密度(density)
1·概念 某一瞬间 单位长度道路上的车辆数 单位：辆/km
N 车辆数 K 某瞬间的交通流密度 L 观测路段长度
对于同一条道路 可不考虑车道数
对于具有不同车道数的道路 车流密度应按单车道定义 单位：量/km*道
*密度是瞬间值 随观测的时刻 路段车安都而变化 常用观测的总计时间内的平均值表示
2·意义：反映一条道路上的交通密集程度
直接反应交通需求量
近似用来衡量驾驶员操纵车辆的舒适性和灵活性
是划分服务水平的依据
二· 车道占有率
1·空间占有率 在道路的一定路段上 车辆总长度与路段总长度之比 单位：百分数
能反映某路段上车队的长度
2·时间占有率 在道路的任意路段上 车辆通过时间的累计值与观测总时间的比值 单位：百分数
Ri →时间占有率 n →观测时间内通过该路段的车辆数 ti →第i 辆车通过观测路段所用的时间(s) T →观测总时间
§3·5车头间距和车头时距
车头间距(spacing)→一条车道上前后相邻车辆之间的距离。 用车辆上有代表性的点来测量 如前保险杠或前轮。 车头时距(headways)→前后两辆车通过车行道上某一点的时间差。 也用车辆上具有代表性的点来测量。
平均车头时距和平均车头间距 对观测路段上所有车辆的车头时距和车头间距取平均值
平均车头间距和平均车头视距与宏观参数的关系
§3·6连续流特性
一·概述
1·连续流→没有外部固定因素(如交通信号)影响的不间断交通流
连续流特性描述：交通流量 量度交通设施负荷程度
平均车速 交通流密度 反映交通流从道路获得的服务质量
Q-平均流量（辆/h ）
K-平均密度（辆/KM ）
V-区间平均车速（KM/h ）
2·特殊值
自由流速度(free-flow speed)v f →一辆车在无其他车辆干扰的条件下通过某一区段的最高车速
临界速度(critical speed)v m →流量逐渐增大 接近或达到道路通行能力时的速度
阻塞密度Kj →密度持续增加使流量趋近于零时的密度 或指停车时排队的密度
临界密度Km →流量逐渐增大 接近或达到道路通行能力时的速度。
通过该路段的车辆数观测路段总长度）辆车的长度（第空间占有率→→--n m L m l R i s )(i ∑==n i i l t T R 11t s s h h K Q v /6.3/?==t s h Q h K /3600/1000
==）平均车头时距（）平均车头间距（s h m h i s --KV
Q =
s v s v s v aK b K K v v j f s -=-=)1(临界速度是v m 自由流速度v f 的一半
自由流速度是速度-密度曲线上速度的轴截距
临界密度Km 是阻塞密度Kj 的一半
阻塞密度是速度-密度曲线上密度的轴截距
饱和流量或最大流量可由临界速度和临界密度得到
v m =1/2 v f Km=1/2Kj Qm =v m *Km
流量为0时情况：1道路上没有车辆通过 此时密度为0 车辆可以以“自由流速度”行驶
2交通出现了阻塞 所有车辆都被迫停下来 没有车辆通过观察点
强制流/不稳定流：密度-流量和速度-流量的最高点是饱和流量 这一点不稳定。当接近饱和时交通流可利用的空间变 得越来越小 达到饱和时没有空间可以利用了 此时交通流密度达到临界密度Km 在这一刻交通 流中任何混乱或意外事件的发生都会产生连锁反应 使流量有所降低甚至发生阻塞
低于饱和流量交通流：1高速度低密度 符合运行状态的要求
2低速度高密度 处在强制流或不稳定流区域内。
→对于给定的流量 可能处于不同的运行状态下 所以流量不能独立用来描述交通流状态
二·速度与密度的关系
1·格林希尔茨(Green Shields)模型--线性模型
K=0 =v f 在交通量很小时 车辆可以自由速度行驶
K=Kj =0 在交通流密度很大时 车辆速度趋向于0
某点速度为v 密度为K 则流量为Q=vK 即速度-密度关系曲线下面的矩形阴影部分的面积
2·格林泊(Green-berg)模型--对数模型 适用于交通流密度很大时
v m →临界速度 3·安德伍德(Underwood)模型--指数模型 适用于交通流密度很小时
4·其他模型 三·流量与密度的关系
由Green Shields 线性模型及交通流基本关系
抛物线最高点代表最大流量Qm 相应的密度为Km 从这点起流量随密度
的增加而减小 知道达到阻塞密度Kj 此时Q-0
密度
四·流量与速度的关系
→ 综上，Qm Vm Km 是划分交通是否拥挤的重要特征值
当Q >Qm K >Km V 当Q ≤Qm K ≤Km V ≥Vm 时 交通不拥挤 §3·7间断流特性 间断流→有外部固定因素影响的周期性中断交通流 一·信号交叉口的间断流 )ln(K K v v j m s =m K K f s e v v -=n j f s K K v v )1(-=) 1(j f K K Kv KV Q -==s f s j s v v v K v K Q )1(-==)1()1(f s j j f s v v K K K K v v -=?-= ∑ ==n i ti l 11 第一车头时距是从绿灯信号开始到第一辆车的前保险杠通过标线的时间 第一车头时距比较长 第二车头时距是第一辆和第二辆车的保险杠通过标线的时间间隔 这个值较小， 第三车头时距比第二车头时距更小 。。。 最后(常在第四和第六车头时距之间)各车辆到达观察标线时已充分加速 车头时距几乎相等 2·信号交叉口的交通流 一般采用饱和车头时距 饱和流率 损失时间来描述 饱和车头时距ht →稳定行驶的连续流的车头时距 单位：s 饱和流率S →进入交叉口的每条车道上的车辆数 单位：辆/h*车道 饱和流率是每条车道能进入交叉口的车辆数 只有该方向车道总是女的了更信号 车辆通过交叉口无需停车此式才 正确 所以S 是假想值 3·起动损失时间l 1 →信号交叉口的交通流是周期性停止的 当信号变为绿灯时 车辆由停止状态开始运动 前几辆车的车头时距大于 ht 因此对于前几辆车 应增加其时距 从而得到一个增量值l 1 l 1→总起动损失时间(s) ti →第i 辆车的起动损失时间(s) 清尾损失时间l2→从一个方向最后一辆车进入交叉口的时刻与另一方向变为绿灯时刻之间的时间差 有效时间→在一个信号周期的基础上 扣除了红灯时间 起动损失时间 清尾损失时间 4·对于给定的交叉口某一方向车道的交通信号 参数为ht=2(s/辆) l 1=l 2=1.5(s) 二·延误 1·延误→行驶在路段上的车辆由于受到道路环境 交通管理与控制 及其它车辆干扰等因素的影响而损失的时间 ：停车延误→一辆车通过道路设施的某一部分所用的全部停车时间 行程时间延误→一辆车通过道路设施的某一部分所用的实际时间与无延误时间的差值 包括停车延误和慢行延误 固定延误→有交通控制装置引起的延误 与交通量大小及交通干扰无关 主要发生在交叉口处 *信号 停车标志 让路标志 铁路道口都会引起固定延误 运行延误→由各种交通组成部分之间相互干扰而引起的延误 :由其他交通组成部分对车流的干扰(侧向干扰)而引起的延误 eg:行人 受阻车辆 路侧停车 横穿交通 由交通流之间的干扰(内部干扰)而引起的延误 *产生原因：交通拥挤 汇流 超车 交织运行 排队延误→车辆排队时间与车辆按自由行驶车速驶过排队路段的时间(自由行驶时间)之差 引道延误→停车延误加上停车前的减速延误和停车后加速到原车速的延误 发生在信号交叉口 Chp4交通调查 §4·1概述 交通调查→通过实测 统计与分析判断 掌握交通状态发展趋势及有关交通现象的工作过程 交通调查目的：通过实际调查交通流中某些特定的交通流参数以及与交通有关的其他现象来准确掌握交通现状及其变化 规律 交通调查的对象：交通要素及与交通有关的一切 交通流--人 车 主要 设备设施--道路 交通设施 居民特性 运行参数 交通事故 停车 货运流向 交通调查主要内容：1交通流要素 包括交通流特性主要参数：交通量 速度 密度 车头间距 占有率等 2交通需求调查(交通生成、分布与分配 土地利用) OD 调查 居民出行调查 3交通环境调查 交通对环境造成污染的各方面调查 有时调查交通对名胜古迹 生态 居民心理产生的影响 4交通事故 包括事故发生次数 伤亡 地点 性质 原因 t h S 3600= 不论何种调查目的或使用何种调查分析方法都应本着实事求是的原则 要求调查人员有较好的素质其中包括技术水平和分析能力工作态度 §4·2交通量调查 一·交通量调查的分类 1·按交通调查涉及的范围： 区域交通量调查(交通量的大小及变化) 以掌握某一区域的交通量及大小为目的在区域内的各不同路段及不同交叉口处进行的交通量调查尽管是在同一区域内但也由于道路所处位置及周围土地开发利用条件不同而使交通量随时间的变化规律不一致一般要求进行年平均日交通量的调查小区边界线交通量调查(进入和驶出小区范围的交通量) 对客货业务繁忙地区等汽车交通量的调查调查时将地区包围线(小区分界线)与进入该地区道路的相交处作为调查点分别调查进 入和驶出小区范围的交通量此调查与OD调查和其他交通调查同时进行 核查线调查(分界线两侧区域相互往来穿过检查线的交通量) 以河流丘陵铁道等地形及地物边界线或其他人为设立的检查线为分界线调查分界线两侧区域相互来往穿过检查线的交通量特定地点或专项交通量调查 为满足交通管理与信号控制的需要而在特定地点进行的交通量调查 2·按交通调查要求分：分方向不分方向 分流向不分流向 分车型不分车型 二·交通量调查的准备工作 1·交通量调查的时间选择 抽样的代表性计时时段 必须选在一年中有代表性交通量的时期进行从一周来说最好是周二到周五避免周末及前后从日期来说以商业活动比较活跃的日子非节假日休息日无大型文体活动的晴天为宜 24h观测用于了解一天中交通量的变化 16h观测用于了解包括早晚高峰小时在内的一天大部分时间的交通变化情况一般在上午6点到晚上22点 日间12h观测用于了解白天大部分时间的交通量变化情况一般从上午7点到傍晚19点 高峰小时观测用于了解早晚高峰小时交通量变化状况一般在上下午高峰时间范围内作1~3h连续观测 2·划分交通量调查区间 划分交通量调查区间时一般按交通量变化大小作为划分区间的主要依据 交通量变化大的路段调查区间宜短以反映交通量的实际情况 交通量变化小的路段调查区间可适当延长 每条路线区间的划分应当连续 3·观测站的设立：连续式观测站间隙式观测点临时性观测点 调查地点选择：路段交叉口设施及干扰因素 三·交通量数据采集的方法和技术 1·人工观测法 安排人员在指定地点按调查工作计划进行交通量观测人工观测用原始记录表格配合计时器以画正字记录来往车辆 也可用机械或电子式的简单计数器记录 测定时可分行车方向车道车中进行也可以对整个道路的全部车辆进行测量只需用秒表计时 优点：简单易行不需复杂设备缺点:需要较多人力长时间观测易于疲劳难保证实测质量 只适合短期临时的交通量调查 同一时段有两个计数档可分别记录累计数字和分计数字以便校核 2·仪器自动计测法 A压管式检测器 分气压式液压式依靠车轮挤压一条充气或充液体的软管通过气体或液体传递的压力触发开关技术 B感应线圈式检测器 依靠埋入路面面层内的一个或一组感应线圈产生电感车辆通过时导致该电感变化从而检测所通过的车辆 适用于交通量较大的道路上进行连续观测或设置在交叉口为信号控制采集数据 优点：安全可靠准确性较高对环境要求不高缺点:成本高维护困难 C 超声波检测器 检测器发射一个连续的超声波射向附近的车辆由于多普勒效应引起来车反射能频率的变化检测到通过的车辆 优点：不需损坏路面稳定性好灵敏度高缺点：成本高易受行人和非机动车的干扰 4·录像法 利用录像机作为便携式记录设备通过一定时间的连续录像给出定时间间隔的或连续的交通流详细资料的方法 优点：精度好节省现场实测人数缺点：成本高资料处理工作量大 5·试验车移动调查法(f浮动车法) 1）调查方法 试验车以区间内大部分车辆均衡的速度反复行驶；一人记录与试验车相反方向的来车辆数M；一人记录同向行驶车辆中超越试验车的车辆数O；一人记录同向行驶车辆中被试验车超越的车辆数P；另一人记录时间T。 2）调查数据计算P73 四·调查资料的整理与分析 1·车辆分类换算 车辆当量换算→将不同车型的交通量换算为标准车型的交通量 将观测得到的某种车型的交通量呈上该车型相对于标准车型的当量换算系数E 我国一般公路和二级汽车专用公路采用中型载货汽车作为标准车型 高速公路和以及汽车专用公路城市道路采用小客车作为标准车型 在交通管理方面以小客车作为标准车型 2·交通量整时换算 3·交通量资料分析 交通量图(交叉口路段) 交通量变化图 交通量特征参数ADT：平均日交通量----日交通量总和除以天数 PHV：高峰小时交通量，交通量时变图中，在交通量呈现高峰的那个小时，称为高峰小时，高峰小时内的交通量称为高峰小时交通量。 PHF：高峰小时系数--高峰小时交通量与高峰小时内某一时段的交通量扩大为高峰小时的交通量之比 K M：交通量月变化系数----AADT/MADT,年平均日交通量比月平均日交通量 K W：交通量周日变化系数---- AADT/WADT,年平均日交通量比某周日的平均交通量 五·交通量调查的实施 1·交叉口交通量调查 *一般采用人工观测法每个进入交叉口的路口至少需要一名观测人员 2·路网交通量调查 路网→一定范围内有道路和交叉口组成的网络 3·区域境界线调查法(小区出入交通量调查) 在一个完全被一条假设线封闭的特定区域内对进出该区域的所有道路进行交通量调查以检测出入的交通量和该区域内交通量的额比例关系 §4·3速度调查 一·地点速度调查 1·地点速度调查的准备工作 1)调查时间的选择 和调查目的相对应的具有典型性和代表性的时段多数情况下不应选择交通有异常的日期和时间 一般为制定交通管理措施搜集依据和检验交通改善效果的调查应选用机动车早高峰和晚高峰时段因为此时交通量 n v f i i ∑=v 2 )(E K n σ= 若为了研究非机动车对机动车车速的影响 应选择机动车和非机动车流量均大的时段 2）调查地点的选择 如果速度调查是为了掌握车速分布特征和变化规律 应选择道路平坦顺直 离交叉口有一定距离的路段 在城市道路上 应避免公共汽 车停靠站的影响 如果是为了设计交叉口信号灯的设置 需调查进入交叉口的车速 如果是为了确定限制车速 检验交通改善设计或交通管理措施的效果和交通安全分析 则观测点应设在相应的道路或地点上 3）速度抽样 进行地点速度调查时 一般采用随机抽样的方法 保证样本的无偏性 决定与样本的选择和样本容量的选取：随机选择观测车辆 选取数据的地区间无根本差别 样本相互独立 抽样的样本量 n ―最小样本量； E ―观测的车速允许误差值（km/h ），取决于平均车速所要求的精度，一般可取E ＝2 km/h K ―置信水平系数 查表取值 σ ―估计样本的标准偏差，可按表取用。 2·地点速度调查的方法 1)人工测量 采用秒表测速法 在调查的地点 测量一小段距离L 观测员用秒表测定各种类型车辆经过L 两端的时间 记录员在标准记录表上记录距 离 车型 通过两段时间 经整理计算 得到各类车辆的地点车速 2)仪器测量--雷达测速法 用测速雷达瞄准前方被测车辆 即能读出该车辆的瞬时车速 基本原理是多普勒效应 如果φ≠0 则测速雷达读出数字比车辆实际行驶 车速小 3)检测器测量--车辆感应器测速 利用车辆检测器在一条车道上以一定距离连续设置两个 车辆通过前后两检测器时 发出信号并传送给记录仪 记录下车辆通过前后两个 检测器的时间 从而算得车速 4）视频检测仪测速 3·地点车速调查资料的整理与分析 确定分组数和组距：分组数 N=1+3.22lgn n--观测次数 极差 R=vmax-vmin 组距 H=R/N 速度平均值 速度标准差 ??????-+=∑∑2)(1)*2v (1n 1i vifi n fi S 近似表示为2 %15%85V V S -= 二·区间车速调查 行驶速度→从行驶某一区间所需时间(不包括停车时间)及其区间距离求得的车速 区间车速→用区间距离除以车辆行驶在该区间的总时间(包括停车时间)求得的 是车辆在某一区间行驶时根据道路交通状况而确定的总和车速 自由流条件下,区间车速接近行驶车速。但由于路上有交叉口、停车和公交车辆停靠站的影响,所以区间车速与行驶车速一般总是相差较大。 通常要求拟调查路线的长度大于1.5km ，观测时间取决于调查目的, 可选在高峰时段, 也可选在非高峰时段。 1·调查方法 牌照法：在调查路段的起点、终点各设调查员 4～6 人，按上下行分为两组观测。当只需一个方向的资料时，起、终点各需2～3 人。 一人读通过该点的汽车车牌号码的末三位数及车型，一人读通过该点的时间，一人记录。将起、终点同一车牌号码对起来， 算出行驶时间，根据起、终点之间的距离，算出车速。 适用于路段上无大型交叉口 单向一车道或流量不很大的单向两车道公路 长度不宜超过500m 注意事项：秒表必须同步；观测期间不得停表。若希望获得到组数据，则观测的车辆数必须大于50。 试验车观测法(浮动车法)：试验车在已知区间内往复行驶调查 记录通过区间的时间 对面车道来车数 本车道超车与被 超车数量 平均行程时间 区间速度 五轮仪法：将五轮仪装置与试验车后 无论以上的光电设备将车轮的转动速度转换为电信号 输入速度分析仪 自动记录行驶距离 行驶 时间 行程车速。 精度高 对路面平整度要求高 光感测速法：由光电探测器和光谱屏幕组成。光电探测器对准路面 随着车辆的行驶产生不同频率的信号 频率的高低与速度成正比 连 接电脑可直接生成速度曲线 行驶时间 行驶距离等。 精度高 测速方便 可连续获得瞬时速度及全程平均速度 跟车法：用图纸测量路段全长及个交叉口间和特殊地点间长度 并在实地做好标记 测速时 测试车辆跟踪道路上的车队行驶 车上有两名 观测员 一人观测沿线交通情况 并用秒表读出经过各标记的时间 沿线停车时间及停车原因 另一人记录 优点：能量测全程各路段间的行程车速 行驶车速 停车延误时间及原因 便于综合分析与车速有关的因素 所需观测人员少 劳动 强度低 适用于交通量大 交叉口多的城市道路 缺点：测量次数受行程时间影响 次数不可能很多 交通量小时试验车较难跟踪到有代表性的车辆 所测车速收到试验车性能及 驾驶员行车习惯影响。 三·速度调查的数据统计分析 1绘制速度频率分布图 2统计处理：车速平均值及方差 中位车速 15%位车速 85%位车速 众值 其他统计量：偏斜指数 平均超 速度 车速遵守率 §4·4交通流密度调查 可以用密度来表示交通混杂状态，故在交通管制中经常使用 一·交通流密度调查准备工作 确定观测总时间及测定的区间长度：密度调查总时间长区间短 密度调查总时间短区间长 二·密度调查的方法 1·出入流量法→通过观测取得中途无出入交通的区段内现有车辆数或行驶时间的方法 1)原理在道路上选择A 、B 两点间的路段为观测路段，车流从A 驶向B 。观测开始 辆数为E(t0)，从t0 到t 一段时间内从A 处驶入的车辆数为QA ，从B 处驶出的车辆数为QB ，则t 时刻时， AB 路段内存在的现有车辆数应为初始车辆数与从t0 到t 一段时间内AB 路段的车辆数改变量之和。 密度： 2) 初始车辆数E(t 0)的求法 设试验车在观测开始(t = t0) 时从A 驶向B ，t1 时刻到达B 。从t0到tl 时刻之间，通过B 处的车辆数为q 。若 试验车在行驶期间没有超越别的车，也没有被别的车超越时，则q 就是to 时刻A B 路段内的初始车辆数；如 果试验车在行驶期间存在超车和被超车的现象时，则观测开始(t=to) 时在A B 路段内的初始车辆数应为 q —从 to 到 t1 时刻通过 B 处的车辆数 a —被试验车超越的车辆数 b —超越试验车的车辆数 3)资料整理P87 2·高处摄影法 用16mm 的动态录像机在高处进行摄影。测定路段长度依路段内的状况和周围地区条件而变化, 一般取50~100m, 若超过100m 测定精度将受影响。当测定长路段的交通现象(也包括交通密度在内)时,需用好几个摄影机同时进行观测。摄影的时间间隔依测定路段长度而异。当区间长为 50~100m 时,可每隔 5~10s 用一个画面即可。遇有要求详细分析交通流的场合,摄影间隔(摄像机的送片速度)一般可取每秒1个画面;在高速公路上,由于车速高,这时可取每秒2个画面的速度。要求在道路上要标记每台录像机所摄范围的道路路段长。如果容许精度稍低时,亦可不必在路面上划记号,可利用车道分隔线的段数、护栏支柱数或电线杆数等代替。 )()()()()(] [60E w E w E w E w E w Q P O T T --=)/(60)()(h km T L V E W E W ?=L t E t K Q Q t E t E B A /)()()()()(0=-+=b a q t E -+=)(0 T 内，用平均路段长来求算平均存在车辆数，然后再换算成每车道每公里存在的车辆数，亦即交通密度 K ，并用下式表 示： K ―交通密度（辆/km ） L ―观测路段长度（m ） Δt ―读取存在车辆数的时间间隔（s ） T ―总计时间（s ） n ―时间T 内，在胶卷上读取存在车辆数时的画面数 Ki ―第i 画面上测定路段内存在的车辆数（辆） 3）道路占有率的检测和调查 空间占有率→一瞬间测得已知路段上所有车辆占用的长度占路段长度的百分比 如果事先已获得各车型的车长资料时，根据密度调查现场统计的分车型交通量资料，可按上式计算空间占有率 如果事先没有各车型的车长资料，一般是在现场测定车辆的占用时间，按下式计算时间占有率： 如在测计车辆占用时间的同时 测计车辆的地点车速 并计算时间平均车速 则车辆的占用时间与该辆车的地点车速 之乘积 为该辆车的占用长度 总观测时间与时间平均车速之乘积 为相应的路段长度 也可求得车辆的空间占有率 §4·5交通延误调查 延误是反映交通流运行效率的指标，进行延误调查就是为了确定产生延误的地点、类型和大小，评价道路上交通流的运 行效率，在交通阻塞路段找出延误的原因，为制定道路交通设施的改善方案、减少延误提供依据。 一·路段行车延误 输入输出法 假设前提：车辆的到达和离去属于均匀分布。车辆排队现象存在于某一持续时间内，在其中某一时段内 若到达车辆数大于路段通行能力则开始排队 当到达车辆数小于路段通行能力 则排队开始消散 具体：在两个断面同时进行，在调查路段的起终点各设一名观测员，用调查交通量的办法，以5或15min 为间隔时间，累计交通量。要求两断面的起始时间相同，调查开始之前，两断面观测员应对表统 一时间。当车辆受阻排队有可能超过瓶颈路段起点断面时应根据实际情况及早将起点断面位置后 移。如果该路段的通行能力为已知，则瓶颈路段终点断面可不调查，这时，终点断面每一时段离 开的车辆数取同一时段待驶出车辆数和通行能力二者中的低值。 *常与行程时间一起调查，可同时获得行驶时间、行驶车速、行程时间、行程车速和延误等一系列资料 *适用于调查瓶颈路段的行车延误 *很难得到平均每辆受阻车的延误和受阻车辆占总数的百分比，也无法确定产生延误的推确地点和原因，而且还无法 识别延误的类型 *理论前提为假设来车率与离去率是均一的，这往往与实际交通状况不相符合 *来车率与离去率往往是随机的而并非均一的 *统计交通量的时间间隔取的越小，瓶颈路段的长度越短，精度才能越高 二·交叉口延误调查 分类：停车时间法---间断航空摄影法 延误仪测记停车时间法 点样本法 得到的交叉口延误只包括停车时间 没有计入加减速延误 行程时间法--试验车法 牌照法 间断航空摄影法 车辆感应器与人工结合法 人工追踪法 抽样法 测定从交叉口前的某一点至交叉口内或交叉口之后的某一点的行程时间，各车辆的平均行程时间 减去这段行程的自由行驶时间即交叉口延误 此方法的道德交叉口延误包括：停车延误 加减速延误 1·调查准备 每个交叉口入口引道需要3~4人和1块秒表，观测人员和所需秒表的总数根据需调查的引道数量确定。 用概率统计中的二项分布来确定需要调查的最小样本数： 100011??=∑=L n K K n i i ∑L ∑ T 样本容量指的是包括停驶车辆和不停驶车辆在内的入口引道车辆数总和 为确定适当的样本容量N ，需要初步估计停驶车辆百分率。为此，最好进行一次现场试验调查。一般在交叉口入口 引道上观测100辆车便可以估计出适当的p 值。任何情况下，所取样本数不应小于50辆。调查工作结束后，要 根据实际的样本数N ，计算出停驶车辆百分率p ，然后按所要求的置信度用公式反算出停驶车辆百分率的估计误 差d ，若不能满足要求，则需要增加样本数，重新调查 2·观测方法 观测在连续的时间间隔内交叉口入口引道上停车的车辆数，进而得到车辆在交叉口入口引道上的排队时间。交叉口 每一引道需要3~4名观测员．其中1人为报时员，1 (或2人)为观察员，另1人为记录员 观测时问间隔一般取15s(根据情况也可选其他值)，每分钟有0~15s 、15~30s 、30~45s 和45~60s 等4个时间间隔 观测开始之后，报时员手持秒表；每15s 报时一次，观察员在报时后即统计停留在人口引道停车线之后的车辆数， 并通知记录员逐项记录。同时，记录员(或第二名观察员)还要统计在相应的每一分钟内的引道交通量，并按停驶 车辆和不停驶车辆分别统计和记录。所谓停驶车辆是指经过停车后通过停车线的车辆，不停驶车辆是指不经过 停车而直接通过停车线的车辆。 上述观测工作连续进行，直至达到样本容量要求或规定的时间(10min 或15min)为止 *观测时，对于定周期信号交叉口，选择观测的时间间隔时应避免信号周期长能被观测时间间隔整除的情况出现， 否则，统计停车数的时间持是信号周期的某个相同部分 *还应将观测的起始时间与信号周期的始点错开。如果某辆车的停车时间超过一个观测时间间隔，则在下个时间间 隔将再次把该车统计在引道停车数内，而在统计停驶车数时，该车却只被统计一次。因此，对于一个指定的时 3 Chp5交通流理论 §5·1交通流特性参数的统计分布 车辆的到达：离散型分布 研究在一定时间内到达的交通数量的波动性 考察固定长度时间(空间)内到达某场所的交通 数量的波动性 连续性分布 研究车辆间隔时间 车速等交通流参数的统计分布 一·离散型分布 在一定的时间间隔内到达的车辆数，或在一定的路段上分布的车辆数，是所谓的随机变数，描述这类随机变数的统 计规律用的是离散型分布 1·泊松分布 适用条件 基本公式 Pk →在计数间隔t 内到达k 辆车的概率 λ→平均到达率(辆/s) t →每个计数间隔持续时间 m →泊松分布的参数，在计数间隔t 内平均到达的车辆数 m=λt 的允许误差。停驶车辆百分率估计值值；在所要求的置信度下的）；驶车辆百分数（交叉口入口引道上的停最小样本数；-----=d p N pd p N 2222%)/()1(χχχ
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