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第二章 交通流特性
第一节 交通调查
交通调查：在道路系统的选定点或选定路段，为了收集有关车辆（或行人）运行情况的数据而进行的调查分析工作。
意义：交通调查对搞好交通规划、道路设施建设和交通管理等都是十分重要的。
调查方法：
（1）定点调查；
（2）小距离调查（距离小于10m）；
（3）沿路段长度调查（路段长度至少为500m）；
（4）浮动观测车调查；
（5）ITS区域调查。
图2—1中，纵坐标表示车辆在行驶方向上距离始发点（任意选定）的长度，横坐标表示时间。图中的斜线代表车辆的运行轨迹，斜率为车速，直线相交表示超车。
穿过车辆运行轨迹的水平直线代表定点调查；
两条非常接近的水平平行直线表示小距离调查；
一条竖直直线表示沿路段长度调查（瞬时状态，例如空拍图片）；
车辆的轨迹之一就可代表浮动车调查；
ITS区域调查类似于在不同时间、不同地点进行大量的浮动车调查。
图2—1 几种调查方法的时间—距离图示
0
0 500 1000 1500 2000 2500
时间（s） 距离（m）
高速公路车道 沿路段长度调查
定点调查
小距离调查 浮动车调查
30 60 90 120 2
一、定点调查
定点调查包括人工调查和机械调查两种。
人工调查方法即选定一观测点，用秒表记录经过该点的车辆数。
机械调查方法常用的有自动计数器调查、雷达调查、摄像机调查等。
自动计数器调查法使用的仪器有电感式、环形线圈式、超声波式等检测仪器，它几乎适用于各种交通条件，特别是需要长期连续性调查的路段。
雷达调查法适用于车速高、交通量密度不大的情况。
摄像机调查法一般将摄像机安装在观测点附近的高空处，将镜头对准观测点，每隔一定的时间，如15s、30s、45s或60s，自动拍照一次，根据自动拍摄的照片上车辆位置的变化，清点出不同流向的交通量。这种方法可以获得较完全的交通资料，如流量、流向、自行车流及行人流和行驶速度、车头时距及延误等。
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第六章 宏观交通流模型
在城市快速发展而使交通变得拥挤的时候，城区的可达性便成为评价城市生活质量的重要方面，而交通拥挤确实已经成为当今各大城市的难题。为解决这一问题，人们采用了各种工程和技术手段，小到路口渠化、信号配时，大到道路网规划、智能运输系统，应该说各项技术均已经达到了有效、适用的地步。最近30年来，人们对应用这些技术形成的交通设施的效果进行了很多研究，并形成了对各单项设施评价的理论和方法，如干道通行能力和效果的评价，交叉口控制效果的评价等。但是如何对一个道路网络的交通效果进行评价更是人们所关心的问题，尤其是ITS快速发展的今天，有一个基于路网的交通流优化和评价模型体系，就显得更为重要了。
本章从宏观的角度介绍一些流量、速度和密集度的量测和推算方法，从而提供网络交通效果评价的基本理论和基本方法。这些方法可用于：1）同一城市不同时期的交通效果对比分析；2）不同城市同一时期的交通效果对比分析；3）路网交通设施设计评价。
第一节 以CBD为中心的交通特性
这一节中重点研究不同位置的交通状况与所处城区地理位置之间的关系。
图6—1 交通强度与距市中心距离的关系
一、交通强度
交通强度是指单位面积上单位时间内通过的所有车辆（折合成标准车辆）的行驶距离总和。一般认为CBD（the central business district，商业中心区）是一个城市交通最为敏感的地区，交通强度与距CBD的距离有关。于是，研究者建立了多种以距CBD的距离为自变量的评价交通特性的模型。图6—1是对英国4个城市的研究结果，图中交通强度的单位是103pcu/h/km。图形符合指数模型，其模型如下： 10
8
0 0 2 4 6 12 12
I (103 pcu/h/km)
I (103 pcu/h/km)
2 3 4 5 6
0 1 2 3 4 5 6 0 2 4 6 8 10
第四章交通流理论
交通流理论（Traffic Flow Theory）是研究交通流随时间和空间变化规律的模型和方法体系，被广泛应用于交通系统规划与控制的各个方面。
第一节 交通流理论的发展历程
在本节中，我们一起回顾交通流理论的发展历程。交通流理论的兴起大致在20世纪30年代，在20世纪50年代到60年代经历了繁荣和快速发展，70年代以后，主要是对既有理论的发展完善和应用拓展。
一、交通流理论的萌芽期
萌芽期从20世纪30年代到第二次世界大战结束。由于发达国家汽车使用和道路建设的发展，需要探索道路交通流的基本规律，产生了研究交通流理论的初步需求。Adams在1936发表的论文中将概率论用于描述道路交通流，格林息尔治（Greenshields）在1935年开创性提出了流量和速度关系式（也就是格林息尔治关系），并调查了交叉口的交通状态。
二、交通流理论的繁荣期
繁荣期从第二次世界大战结束到20世纪50年代末。汽车使用显著增长和道路交通系统建设加快，应用层面对交通特性和交通流理论的研究提出了急切需求。此阶段是交通流理论最为辉煌的时期，经典交通流理论和模型几乎全部出自这一时期。交通流理论中的经典方法、理论和模型相继涌现，如车辆跟驰（Car-following）模型、车流波动（Kinematic Wave）理论和排队论（Queuing Theory）。
这一时期群星闪耀，许多在自然科学其他领域中的大师级人物（如数学家、物理学家、力学家、经济学家）都投入到交通流理论的研究中，其中不乏诺贝尔奖金的获得者，如1977
年的诺贝尔化学奖获得者伊利亚•普列高津（Ilya Prigogine）。著名人物有赫曼（Herman）、鲁切尔（Reuschel）、沃德卢普（Wardrop）、派普斯（Pipes）、莱特希尔（Lighthill）、惠特汉（Whitham）、纽维尔（Newell）、盖热斯（Gazis）、韦伯斯特（Webster）、伊迪（Edie）、福特（Foote）和钱德勒（Chandler）。
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《交通工程学第四章交通流理论》习题解答
4-1 在交通流模型中，假定流速 V与密度k之间的关系式为 V = a (1 - bk)2，试依据两 个边界条件，确定系数 a、b的值，并导出速度与流量以及流量与密度的关系式。
当 K= 0 时，V =Vf a =Vf ；
把a和b代入到V = a (1 - bk )2
/ 、2 K
••• V =Vf 1 -——,
l心丿
又 Q 二 KV
、 、、、 i V :
流量与速度的关系 Q = Kj J… V i艸丿
K
流量与密度的关系 Q =Vf K 1 ——
I心丿
4-2 已知某公路上中畅行速度 Vf = 82 km/h ，阻塞密度Kj = 105辆/km，速度与密度用 线性关系模型，求：
(1) 在该路段上期望得到的最大流量；
(2) 此时所对应的车速是多少？
解答：(1) V — K 线性关系，Vf = 82km/h , Kj = 105 辆/km
• Vm = Vf/2= 41km/h , Km =叫 /2= 52.5 辆/km ,
• Qm = Vm Km = 2152.5 辆/h
(2) Vm = 41km/h
4-3对通过一条公路隧道的车速与车流量进行了观测， 发现车流密度和速度之间的关系具有
如下形式：
- 180 Vs =35.9 In — s k
式中车速VS以km/h计；密度k以/km 计，试问在该路上的拥塞密度是多少？
180
解答：V =35.9In k
拥塞密度Kj为V = 0时的密度， 解答：当V = 0时，K =Kj， "J .专业资料分享
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Kj .专业资料分享
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Kj = 180 辆 /km
4-5某交通流属泊松分布，已知交通量为 1200辆/h，求:
(1 )车头时距t > 5s的概率；
(2) 车头时距t > 5s所出现的次数；
