算例6-1按照水平一的要求确定交通参数示例

教案用纸
一、水力因素
（1）过水断面 凡垂直于所有流线所取的横断面，称为过水断面，过水断面面积常用A 表示，单位为2m 。

（2）流量 单位时间内流经过水断面的液体体积称为流量，常以Q 表示，单位为s m /3。

（3）断面平均流速 过水断面上各点流速的加权平均值，称为断面平均流速，用v 表
示，单位为s m /3。

由定义可知： Av Q =
（4）湿周 液流过水断面和固体边界接触的周界线长，称为湿周，以χ表示，单位为cm 或m 。

边界的粗糙程度用粗糙系数n 表示。

（5）水力半径 过水断面面积与湿周之比称为水力半径，以R 表示，单位为m 。

其数
学表达式为：
R=A/χ (9-1)
（6）平均水深h 过水断面面积A 和水面宽B 的比值，即h =A/B ，单位为m 。

当水面宽度B 大于水深10倍以上时，χ≈B ，则h R ≈。

（7）河床比降 河底单位流程的落差称为河床比降，用i 表示。

，水力计算中比降用小数表示。

二、水流分类
根据水流水力因素随时间、空间变化的性质，水流可分为：
（1）恒定流与非恒定流 水力因素不随时间变化的水流为恒定流，相反为非恒定流。

（2）均匀流与非均匀流 水力因素不随空间位置的变化为均匀流，相反为非均匀流。

非均匀流根据上下游水流变化的缓慢或者急剧，分为渐变流和急变流。

（3）缓流和急流 根据水流流态的缓急或水流在过水断面的总比能中比动能与比势能的相对比例分为缓流和急流。

一般用弗汝德数r F 来判别水流的流态，当r F <1时，为缓流；当r F >1时，为急流；r F =1时，为临界流。

2019年《道路工程课程设计》任务书及指导书——沥青路面设计1.设计资料河南某地（Ⅱ）拟修建高速公路，设计为双向四车道，路基宽度27.0m。

其5中，行车道7.5m×2。

经交通量OD调查分析，断面大型客车和货车交通量为4052辆/日, 交通年平均增长率为6.05%。

根据交通历史数据，按表A.2.6-1确定该设计公路为TTC0类，根据表A.2.6-2得到车辆类型分布系数如表1所示。

表1. 车辆类型分布系数根据路网相邻公路的车辆满载情况及历史数据的调查分析，得到各类车型非满载与满载比例，如表2所示。

表2. 非满载车与满载车所占比例(%)公路新建部分路基平均填土高度1.8m，平均地下水位0.8m，平均冻深0.48m，土质为粘土质砂，其重度错误!未找到引用源。

为18.0kN/m3。

根据气象资料，连续十年路面最低气温平均值为-2℃。

路基路基标准状态下回弹模量取90MPa,回弹模量湿度调整系数Ks取0.88,干湿与冻融循环作用折减系数K取0.80，则经η过湿度调整和干湿与冻融循环作用折减的路基顶面回弹模量为63MPa。

2.设计内容（1）交通分析；确定交通荷载等级。

（2）初拟沥青路面结构（结构层组合、各结构层材料、层厚）。

（3）确定各层材料参数（各层材料模量、强度和土基的回弹横量）。

（4）轴载换算，计算Ne。

（5）进行路面结构验算。

（6）计算路基顶面和路表验收弯沉值。

3.设计所需参考资料（1）公路沥青路面设计规范（JTG D50-2017）（附电子版）；（2）路基路面工程（第五版），黄晓明主编；（3）道路工程教材。

4.设计验算好路网——在线设计——沥青路面结构分析(APAD)（规范编写组提供的网页版程序）(/online_design.aspx)5.提交成果（1）课程设计计算书A4手写，要求过程详实，表格、公式规范。

注：计算书后面附“课程设计总结”1份。

（2）沥青路面结构设计图A3一张，要求按照制图标准规范绘制。

第二章作业2-1 下表为某高速公路观测交通量，试计算：（1）小时交通量；（2） 5min 高峰流率；（ 3） 15min 高峰流率；（ 4）15min 高峰小时系数。

解：（ 1）小时交通量 =201+ ⋯ +195=2493(2) 5min 高峰流率 =232 × 12=2784（3） 15min 高峰流率 =(232+219+220) × 4=2684（4） 15min 高峰小时系数 =2493/2684=92.88%S2-2 对长为 100m 的路段进行现场观测，获得如下表的数据，试求平均行驶时间t，区间平均车速，时间平均车速。

解：（ 1）时间平均车速：vv i75... 67.972.16 n16（2）区间平均车速：v L nL721t i1n v i[例 ]某公路需要进行拓宽改造，经调查预测在规划年内平均日交通量为50000 辆 /天（小汽车），设计小时系数K=17.86x-1.3-0.082 ， x 为设计小时时位（x 取 30），取一条车道的设计能力为 1500 辆 /小时（小汽车），试问该车道需修几车道？解： 1、设计小时交通量系数：k17.8630 1.30.086 0.132、设计小时交通量DHV5000013 /100 650065003、车道数：n 4.31500取n=6第三章3-1 测试车在一条东西长 2km 的路段上往返行驶 12 次，得出平均数据如下表：解：（ 1） q 东X 西 Y 东 28.61.5 452辆 /ht 东 t 西 2 2X 东Y 西 29 1辆/ hq 西t 西2 2450t 东（ 2）平均行程时间：t 东t 东Y 东 21.5t 西 t 溪Y 西 21 q 东 1.8 minq 西1.9 min452450（ 3）平均车速： L2 60v 东66.7km/ ht 东1.8v 西L 2 6063.16km/ ht 西1.93-2 地点车速调查方法有哪几种？这些方法的优缺点各是什么？3-4 某交叉口采用抽样法调查停车延误，由10min 观测（间隔为 15s ）所得资料列于表中试做延误分析。

以下是交通工程学计算题示例，涉及到交通流理论和交通工程设计等方面：
1.计算一个道路段的通行能力：
给定一个道路段的长度为1000米，宽度为20米，每条车道的车道宽度为3米，车道数为3，设计速度为60公里/小时。

要求计算该道路段的通行能力。

2.计算交叉口的延误时间：
给定一个交叉口，南北方向的车流量为2000辆/小时，东西方向的车流量为1500辆/小时，每个方向有2条车道。

车辆平均速度为40公里/小时，交叉口的车道宽度为3米，车道数为4。

要求计算交叉口的延误时间。

3.计算停车视距：
给定一个道路段的长度为100米，路面宽度为12米，车道宽度为3米，设计速度为60公里/小时。

要求计算在该道路段上行驶的车辆的停车视距。

以上计算题示例涉及到交通工程学的多个方面，需要结合交通流理论和工程设计的知识进行解答。

SolidWorks Simulation图解应用教程（一）1•在我们完成了产品的建模工作之后，需要确保模型能够在现场有效地发挥作用。

如果缺乏分析工具，则只能通过昂贵且耗时的产品开发周期来完成这一任务。

一般产品开发周期通常包括以下步骤：1)建造产品模型；2)生成设计的原型；3)现场测试原型；4)评估现场测试的结果；5)根据现场测试结果修改设计。

这一过程将一直继续、反复，直到获得满意的解决方案为止。

而分析可以帮助我们完成以下任务：1)在计算机上模拟模型的测试过程来代替昂贵的现场测试，从而降低费用；2)通过减少产品开发周期次数来缩短产品上市时间；3)快速测试许多概念和情形，然后做出最终决定。

这样，我们就有更多的时间考虑新的设计，从而快速改进产品。

为什么要分析?在我们完成了产品的建模工作之后，需要确保模型能够在现场有效地发挥作用。

如果缺乏分析工具，则只能通过昂贵且耗时的产品开发周期来完成这一任务。

一般产品开发周期通常包括以下步骤：1)建造产品模型;2)生成设计的原型;3)现场测试原型;4)评估现场测试的结果;5)根据现场测试结果修改设计。

这一过程将一直继续、反复，直到获得满意的解决方案为止。

而分析可以帮助我们完成以下任务：1)在计算机上模拟模型的测试过程来代替昂贵的现场测试，从而降低费用;2)通过减少产品开发周期次数来缩短产品上市时间;3)快速测试许多概念和情形，然后做出最终决定。

这样，我们就有更多的时间考虑新的设计，从而快速改进产品。

SolidWorks Simulation作为SolidWorks COSMOSWorks的新名称，是与SolidWorks完全集成的设计分析系统。

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【例题4-1】用Dijkstra法计算下图4-1所示路网从节点1到节点9的最短径路。

⑦⑧⑨图4-1 交通网络示意图【解】：步骤1给定起点1的P标号：P[1]=0，其他节点标上T标号：T 1(2)=… = T 1 (9)= ∞。

步骤2 节点1 刚得到P标号。

节点2、4与1相邻，且均为T标号，修改这两点的T标号：T 2 (2)=min[T 1 (2),P(1)+d 12 ]=min[∞,0+2]=2T 2 (4)=min[T 1 (4),P(1)+d 14 ]=min[∞,0+2]=2在所有（包括没修改的）T标号中，找出最小标号。

2、4为最小，任选其一，如节点2，即P[2]= T 2 (2)=2。

步骤3 节点2 刚得到P标号。

节点3、5与2相邻，且均为T标号，修改这两点的T标号：T 3 (3)=min[T(3),P(2)+d 23 ]=min[∞,2+2]=4T 3 (5)=min[T(5),P(2)+d 25 ]=min[∞,2+2]=4在所有T标号（点3,4,5…9）中，节点4为最小，给节点4标上P 标号，即P[4]= T 2 (4)=2。

步骤4 节点4 刚得到P标号。

节点5、7与4相邻，且为T标号，修改这两点的T标号：T 4 (5)=min[T(5),P(4)+d 45 ]=min[4,2+1]=3T 4 (7)=min[T(7),P(4)+d 47 ]=min[∞,2+2]=4在所有T标号中，节点5为最小，给节点5标上P标号，即P[5]= T 4 (5)=3。

步骤5 节点5 刚得到P标号。

节点6、8与5相邻，且为T标号，修改这两点的T标号：T 5 (6)=min[T(6),P(5)+d 56 ]=min[∞,3+1]=4T 5 (8)=min[T(8),P(5)+d 58 ]=min[∞,3+2]=5在所有T标号中，节点3为最小，给节点3标上P标号，即P[3]=T 3 (3)=4。

步骤6 节点3 刚得到P标号。

计算说明一、路段通行能力与饱和度的计算说明1、通行能力计算计算路段单方向的通行能力，如“由东向西的通行能力”、“由南向北的通行能力”。

∑=ni i C C 1＝单 （1-1）单C —— 路段单向通行能力；i C —— 第i 条车道的通行能力；i —— 车道编号，从道路中心至道路边缘依次编号；n —— 路段单向车道数。

车道交条ααα⨯⨯⨯=0C C i （1-2） 0C —— 1条车道的理论通行能力，根据道路设计速度取表1-1中对应的建议值：表1-1 0C 值条α —— 车道折减系数，自中心线起第一条车道的折减系数为1.00，第二条车道的折减系数为0.80～0.89，第三条为0.65～0.78，第四条为0.50～0.65，第五条以上为0.40～0.52；交α —— 交叉口折减系数，根据道路设计速度和路段两交叉口之间的距离由表1-2确定：表1-2 交叉口折减系数——车道宽度折减系数，根据车道宽度由表1-3确定：车道表1-3 车道折减系数2、饱和度计算V/——实际流量除以通行能力。

C二、交叉口通行能力与饱和度计算说明1、通行能力计算∑=ni i C C 1＝交叉口 (2-1)交叉口C —— 交叉口通行能力；i C —— 交叉口各进口的通行能力；i —— 交叉口进口编号；n —— 交叉口进口数，n 为4或3。

∑=Kj j i C C 1＝ (2-2) j C —— 进口各车道的通行能力；j —— 车道编号；K —— 进口车道数。

先计算各个车道的通行能力，再计算各个进口的通行能力，然后计算整个交叉口的通行能力。

用专用工具计算进口各车道通行能力，按直行、直左、直右、直左右、专左、专右的先后顺序。

（1） 直行、直左、直右与直左右车道的通行能力计算：需要输入的数据：① 信号周期T ；② 对应相位的绿灯时间t ；③ 对应相位的有效绿灯时间j t ；④ 对应的车流量。

注意：“有效绿灯时间j t ”项，只需设定一个不为零的数即可，建议与t 相等。

1.1.1单车道通行能力美国交通研究委员会研究成果表明，在标准小汽车的情况下，一条车道的基本通行能力为2000辆/小时。

美国将道路交通状态分为六个等级，并称之为服务水平，分为A、B、C、D、E、F。

其对应的服务水平之γ值（γ＝Nm/Np，即：设计通行能力与可能通行能力之比）如表：表美国城市道路服务水平服务水平交通状态PHF 平均速度（km/h）γA 自由流（相当自由的）0.70 ≥50≤0.6B 稳定流（稍有阻滞）0.80 ≥40≤0.7C 稳定流（有阻滞、可接受）0.85 ≥33 ≤0.8D 接近非稳定流（严重阻滞）0.90 ≥25≤0.9E 非稳定流（阻塞、严重阻滞）0.95 接近25 ≤1.0F 强制流（阻塞）无意义<25 无意义（超负荷）根据我国城市道路的特点，服务水平宜在B－D之间。

参照《城市道路设计规范》建议：快速路取γ＝0.75，主干路γ＝0.80，次干路γ＝0.85，支路γ＝0.9。

按《城市道路设计规范》确定道路的设计通行能力在城市一般交通条件下，当不受平面交叉口影响时，一条机动车车道的可能通行能力按下式计算：式中N p—一条车道的可能通行能力（辆/h）t i—连续车流平均车头间隔时间（s）表一条车道可能通行能力计算行车速度（Km/h）50 40 30 20可能通行能力（辆/小时） 1690 1640 1550 1380不受平面交叉口影响时一条车道的设计通行能力:式中N ml —— 一条机动车道的设计通行能力（辆/h ）a c —— 机动车道通行能力的道路分类系数，主干道为0.8a 综合 —— 考虑交叉口间距、绿信比等综合折减系数参照上述美国城市道路服务水平分类标准和根据我国城市道路设计规范中的道路设计通行能力结合新安西乡的实际交通状况来计算本次规划中采用的设计通行能力。

表 一条车道设计通行能力不同道路类型的通行能力 快速路 主干路 次干路 支路 机动车道的道路分类系数 0.75 0.8 0.85 0.9 基本路段可能通行能力 1850 1750 1640 1400 基本路段设计通行能力1387140013941260自行车、交叉口对通行能力影响系数的确定：自行车影响折减系数γ的确定，结合本次新安西乡交通规划的实际情况，新安西乡规划快速路、主干道和非机动车道之间都设有隔离带，路段上的自行车对机动车行驶无影响，不考虑折减。

计算说明一、路段通行能力与饱和度的计算说明1、通行能力计算计算路段单方向的通行能力，如“由东向西的通行能力”、“由南向北的通行能力”。

∑=ni i C C 1＝单 （1-1）单C —— 路段单向通行能力；i C —— 第i 条车道的通行能力；i —— 车道编号，从道路中心至道路边缘依次编号；n —— 路段单向车道数。

车道交条ααα⨯⨯⨯=0C C i （1-2） 0C —— 1条车道的理论通行能力，根据道路设计速度取表1-1中对应的建议值：表1-1 0C 值条α —— 车道折减系数，自中心线起第一条车道的折减系数为1.00，第二条车道的折减系数为0.80～0.89，第三条为0.65～0.78，第四条为0.50～0.65，第五条以上为0.40～0.52；交α —— 交叉口折减系数，根据道路设计速度和路段两交叉口之间的距离由表1-2确定：表1-2 交叉口折减系数——车道宽度折减系数，根据车道宽度由表1-3确定：车道表1-3 车道折减系数2、饱和度计算V/——实际流量除以通行能力。

C二、交叉口通行能力与饱和度计算说明1、通行能力计算∑=ni i C C 1＝交叉口 (2-1)交叉口C —— 交叉口通行能力；i C —— 交叉口各进口的通行能力；i —— 交叉口进口编号；n —— 交叉口进口数，n 为4或3。

∑=Kj j i C C 1＝ (2-2) j C —— 进口各车道的通行能力；j —— 车道编号；K —— 进口车道数。

先计算各个车道的通行能力，再计算各个进口的通行能力，然后计算整个交叉口的通行能力。

用专用工具计算进口各车道通行能力，按直行、直左、直右、直左右、专左、专右的先后顺序。

（1） 直行、直左、直右与直左右车道的通行能力计算：需要输入的数据：① 信号周期T ；② 对应相位的绿灯时间t ；③ 对应相位的有效绿灯时间j t ；④ 对应的车流量。

注意：→“有效绿灯时间j t ”项，只需设定一个不为零的数即可，建议与t 相等。

计算说明一、路段通行能力与饱和度的计算说明1、通行能力计算计算路段单方向的通行能力，如“由东向西的通行能力”、“由南向北的通行能力”。

∑=ni i C C 1＝单 （1-1）单C —— 路段单向通行能力；i C —— 第i 条车道的通行能力；i —— 车道编号，从道路中心至道路边缘依次编号；n —— 路段单向车道数。

车道交条ααα⨯⨯⨯=0C C i （1-2） 0C —— 1条车道的理论通行能力，根据道路设计速度取表1-1中对应的建议值：表1-1 0C 值条α —— 车道折减系数，自中心线起第一条车道的折减系数为1.00，第二条车道的折减系数为0.80～0.89，第三条为0.65～0.78，第四条为0.50～0.65，第五条以上为0.40～0.52；交α —— 交叉口折减系数，根据道路设计速度和路段两交叉口之间的距离由表1-2确定：表1-2 交叉口折减系数——车道宽度折减系数，根据车道宽度由表1-3确定：车道表1-3 车道折减系数2、饱和度计算V/——实际流量除以通行能力。

C二、交叉口通行能力与饱和度计算说明1、通行能力计算∑=ni i C C 1＝交叉口 (2-1)交叉口C —— 交叉口通行能力；i C —— 交叉口各进口的通行能力；i —— 交叉口进口编号；n —— 交叉口进口数，n 为4或3。

∑=Kj j i C C 1＝ (2-2) j C —— 进口各车道的通行能力；j —— 车道编号；K —— 进口车道数。

先计算各个车道的通行能力，再计算各个进口的通行能力，然后计算整个交叉口的通行能力。

用专用工具计算进口各车道通行能力，按直行、直左、直右、直左右、专左、专右的先后顺序。

（1） 直行、直左、直右与直左右车道的通行能力计算：需要输入的数据：① 信号周期T ；② 对应相位的绿灯时间t ；③ 对应相位的有效绿灯时间j t ；④ 对应的车流量。

注意：→“有效绿灯时间j t ”项，只需设定一个不为零的数即可，建议与t 相等。

【例题4T]用Dijkstra法计算下图4T所示路网从节点1到节点9的最短径路。

2 2图4T交通网络不意图【解】:步骤1给定起点1的P标号：P[1]=0,其他节点标上T标号：T1 (2)=・・・二T 1 (9)二° ° o步骤2节点1刚得到P标号。

节点2、4与1相邻，且均为T标号，修改这两点的T标号：T 2 (2) =min[T 1 (2),P⑴+d 12 ]=min[ oo, 0+2] =2T 2 (4) =min[T 1 (4),P⑴+d 14 ]=min[ oo, 0+2] =2在所有(包括没修改的)T标号中，找出最小标号。

2、4为最小，任选其一，如节点2,即P⑵二T 2 (2)=2。

步骤3节点2刚得到P标号。

节点3、5与2相邻，且均为T标号，修改这两点的T标号：T 3 (3) =min[T(3), P(2) +d 23 ]=min[ 一,2+2]二4T 3(5)=min[T(5),P(2)+d 25 ]=min[ u ,2+2]二4在所有T标号(点3, 4, 5—-中，节点4为最小，给节点4标上P标号，即p[4]二T 2 (4)二2。

步骤4节点4刚得到P标号。

节点5、7与4相邻，且为T标号，修改这两点的T标号：T 4 (5) =min[T(5), P(4) +d 45 ]=min[4, 2+1]=3T 4(7) =min[T(7),P(4)+d 47 ]=min[ 8 ,2+2]二4在所有T标号中，节点5为最小，给节点5标上P标号，即P[5]= T 4 ⑸二3。

步骤5节点5刚得到P标号。

节点6、8与5相邻，且为T标号，修改这两点的T标号：T 5 (6) =min[T(6), P(5) +d 56 ]=min[ “ ,3+1] =4T 5 (8) =min[T(8), P(5) +d 58 ]=min[ ,3+2]二5在所有T标号中，节点3为最小，给节点3标上P标号，即P[3]二T 3 ⑶二4。

交叉⼝通⾏能⼒计算（三）交叉⼝流量、延误、信号配时调查与分析1、交叉⼝流量、延误、信号配时调查（1）交叉⼝流量调查交叉⼝的交通状况⽐较复杂，交叉⼝交通量调查⼀般采⽤⼈⼯观测法，也可采⽤车辆检测器采集数据。

⼈⼯观测法在选定的交叉⼝，在规定的观测时段，记录通过交叉⼝每个进⼝道停车线断⾯的车辆数，⼀般要对每个进⼝道分⽅向(左转、直⾏、右转3个⽅向)、分车型进⾏观测。

分⽅向、分车型进⾏交叉⼝交通量进⾏观测时，⼀般需要较多的观测⼈员。

如果交通量较⼤，可在每个进⼝安排5~7名观测员，2⼈记录左转机动车和⾮机动车数量并报时，2~3⼈记录直⾏机动车和⾮机动车数量并报时，2⼈记录右转机动车和⾮机动车数量。

如果需要保证较⾼的精度，可适当增加1~2名观测员。

调查时间⼀般选在⾼峰时间段内进⾏，数据记录时⾄少每隔15min做⼀次记录，最好每5min记录⼀次将。

信号交叉⼝交通量的⼈⼯观测和交叉⼝延误的点样本法综合进⾏。

交叉⼝流量观测表见表5。

（2）交叉⼝延误调查（表6）（3）交叉⼝道路条件和信号配时调查（表7）2、交叉⼝分析（1）交通量换算在实测交通量时，⼀般分车型计测车辆数，在交通流中不同车型的车辆由于其占有的空间与时间的不同，同⼀车道的通过数量也不同，⽽在交通运营中常常需要将其换算成某种单⼀车型的数量，通称之为交通量换算。

获得交叉⼝交通量数据后，⼀般需要进⾏车型换算，得到每个⽅向和进⼝的换算交通量（当量交通量）。

车型换算标准可参考表8、表9。

（2）交叉⼝交通量汇总表（表10）（3）交叉⼝流量流向图绘制交叉⼝流量流向图时所采⽤的交通量为换算交通量，见图1。

（4）交叉⼝交通改善措施（参考案例⼆）注：交叉⼝类型：①⼗字形和X形交叉⼝②T形或Y形交叉⼝③环形交叉⼝④多路交叉⼝④错位交叉⼝交叉⼝控制⽅式：①⽆信号控制②定时信号控制③感应信号控制表6 点样本法交叉⼝延误现场观测记录表调查⽇期：天⽓：___________调查员姓名：调查地点：路⼝编号：交叉⼝类型：注：交叉⼝类型：①⼗字形和X形交叉⼝②T形或Y形交叉⼝③环形交叉⼝④多路交叉⼝④错位交叉⼝交叉⼝控制⽅式：①⽆信号控制②定时信号控制③感应信号控制表7 交叉⼝道路条件和信号配时调查表表8 《城市道路交通规划设计规范》GB 50220-95中的当量⼩汽车换算系数（4）交叉⼝延误计算表10 交叉⼝交通量汇总表图1 某叉⼝⾼峰⼩时流量流向图（四）信号交叉⼝通⾏能⼒计算和服务⽔平分析（HCM2000） 1、输⼊模型输⼊交叉⼝的⼏何条件、交通条件和信号条件，最关键的交通特性是每⼀进⼝道上车辆的到达类型，有关信号设计的全部资料包括相位图、周期长、绿灯时间和绿灯间隔时间。