交通工程学 第八章 道路交通流理论
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第一章交通工程学1-8交通工程学是研究交通规律及其应用的一门技术科学。
它的目的是探讨如何使交通运输安全、迅速、舒适、经济;它的研究主要内容是交通规划、交通设施、交通运营管理;他的研究对象是驾驶员、行人、车辆和道路交通环境。
交通工程学的内容:一、交通特性包括1.驾驶员和行人的交通特性 2.车辆的交通特性(①车辆拥有量;②车辆运行特性)3.道路的交通特性 4.交通流的特性二、交通调查交通调查是开展交通工程工作的基础,包括交通量调查、车速调查、车流密度调查、延误调查、交通起讫点调查等内容。
三、交通流理论交通流理论是寻求最恰当的模型描述各种交通状态,推导相应的表达公式。
四、交通规划五、交通管理六、道路通行能力七、停车八、交通事故与安全九、城市公共交通十、交通环境保护十一、智能交通系统第二章人和车辆的交通特性第一节驾驶员的交通特性一、感觉、知觉与信息处理(一)感觉感觉是对客观物体个别属性的反应。
人体器官具有不同的感觉:视觉、听觉、嗅觉、味觉、动觉和平衡觉等。
(二)知觉知觉是对整个物体的认识(三)信息处理汽车假死时,驾驶员通过感觉器官感知车内外的各种行车信息,这些信息通过注意地选择,一部分以较深刻的印象进去驾驶员的大脑神经中枢,并且结合驾驶员以往的经验进行加工,做出相应的判断和决策,最后通过驾驶员效果器操纵车辆。
驾驶员的行车过程就是感知、判断决策和操纵三个阶段不断循环往复的过程。
感知是驾驶员通过视觉、听觉、触觉等感觉器官来感知行车的环境、条件和信息,知道路线形、交通标志线和信号,其他人、车、路、环境状况等。
决策判断是驾驶员在感知信息的基础上,结合驾驶经验、技能和安全态度,经过分析,做出判断,确定有利于汽车安全顺畅地行驶的措施。
操纵是驾驶员依据判断决策所做出的实际反应和行动,具体通过手、脚对汽车实施操纵控制,如减速、制动、转向等。
二、视觉(1)视觉器官外界刺激经过视觉器官在大脑中所引起的生理反应,叫做视觉。
视觉器官的外周感受器是人的眼睛。
交通流理论1. 引言交通流理论是研究交通流动特性和交通流量的理论体系,是交通工程学科中的重要分支之一。
交通流理论的研究旨在提供对交通流动过程的深入了解,以便进一步优化交通系统设计和交通管理,提高道路通行效率和交通安全性。
本文将介绍交通流理论的基本概念、流量参数和交通流模型。
2. 交通流的基本概念2.1 交通流定义交通流是指在一定时间内通过交通线路或交通节点的车辆数量。
由于道路容量和车辆需求之间的差异,交通流不断变化。
为了研究交通流的特性,人们引入了一些概念和参数。
2.2 交通密度和车头时距交通密度指单位长度上通过的车辆数,常以辆/km表示。
车头时距是指相邻车辆之间的时间间隔,常以秒表示。
交通密度和车头时距是交通流理论中重要的参数。
3. 流量参数3.1 交通流量和实际容量交通流量是指通过某一断面的单位时间内的车辆数量。
实际容量是指在现实条件下通过断面所能容纳的交通流量。
实际容量受到道路几何条件、交通信号控制和车辆行为等因素的影响。
3.2 具备流量具备流量是指交叉口或道路中单位面积内通过的车辆数目。
具备流量与交通流量之间存在一定的关系,是进行交通流计算和交通规划的重要参数。
4. 交通流模型4.1 简单线性模型简单线性模型是最基本的交通流模型之一,假设速度和车头时距成正比。
该模型可以用来预测车辆平均速度、车头时距和交通流量之间的关系。
4.2 瓶颈模型瓶颈模型是一种描述交通拥塞现象的模型,可以用来研究交通流在瓶颈区域的行为。
通过分析瓶颈模型,可以找到减少交通拥堵的措施,提高交通流动效率。
4.3 非线性模型非线性模型是对交通流动过程更为细致的描述,考虑了交通流量对车速和车头时距的影响。
非线性模型可以更准确地预测交通流的行为,并为交通系统优化提供更实用的建议。
5. 结论交通流理论是研究交通流动特性和优化交通系统的重要理论体系。
通过研究交通流的基本概念、流量参数和交通流模型,可以更好地理解和优化交通系统设计,提高道路通行效率和交通安全性。
交通工程学1-8一、介绍交通工程学是研究交通运输系统设计、规划、控制、管理等方面的学科。
在交通工程学中,我们将学习关于交通流理论、道路设计、交通控制、交通规划、交通模拟等内容。
二、交通流理论交通流理论是交通工程学的核心内容之一。
它研究交通流的特性,主要包括交通流的密度、速度和流量之间的关系。
通过交通流理论的研究,我们可以了解交通系统的运行状况,为交通规划和交通设计提供理论基础。
三、道路设计道路设计是交通工程学中的一个重要内容。
它研究道路的几何设计、交通标志、交通信号灯等问题。
通过合理的道路设计,可以提高道路的通行能力,提高交通的安全性,改善交通环境。
四、交通控制交通控制是交通工程学中的一个重要部分。
它包括交通信号灯、交通标志、交通指示牌等控制措施。
通过合理的交通控制,可以提高道路的通行能力,减少交通事故的发生,优化交通网络的运行。
五、交通规划交通规划是交通工程学中的一个重要内容。
它研究交通系统未来的发展方向和发展目标,并制定合理的规划方案。
通过交通规划,可以提高交通系统的效率和安全性,促进城市的可持续发展。
六、交通模拟交通模拟是交通工程学中的一个重要工具。
它模拟交通系统的运行情况,通过建立合理的模型,评估不同方案对交通系统的影响。
通过交通模拟,可以进行交通方案的预测和优化,提高交通规划的科学性和准确性。
七、交通安全交通安全是交通工程学中的一个重要问题。
它研究如何减少交通事故的发生,提高道路的安全性。
通过合理的交通规划、道路设计和交通控制,可以提高交通安全性,保护交通参与者的生命和财产安全。
八、交通工程的发展趋势随着社会的发展和交通需求的增长,交通工程也在不断发展和创新。
未来,交通工程将更加注重可持续发展、智能化和信息化,更加人性化和环保。
另外,交通工程还将与其他学科如城市规划、环境工程等进行深度交叉,共同推动城市交通系统的发展。
总结交通工程学是研究交通运输系统设计、规划、控制、管理等方面的学科,包括交通流理论、道路设计、交通控制、交通规划、交通模拟、交通安全等内容。
第一部分:交通工程学课后思考题解答第一章:绪论●1—1简述交通工程学的定义、性质、特点、与发展趋势定义:交通工程学是研究交通发生、发展、分布、运行与停住规律,探讨交通调查、规划、设计、监管、管理、安全的理论以及有关设施、装备、法律与法规。
协调道路交通中人、车、路与环境之间的相互关系。
使道路交通更加安全、高校、快捷、舒适、方便、经济的一门工程技术学科。
性质:是一门兼有自然科学与社会科学双重属性的综合性学科。
特点:系统性、综合性、交叉性、社会性、超前性、动态性发展趋势:智能化和系统化●1—2简述我国的交通现状与交通工程学科面临的任务现状:综合运输六点;公路交通三点;城市交通四点任务:即重点研究的那些领域●1-3简述城市交通畅通工程的目标和重点任务目标:提高城市交通建设与管理科学化水平.重点任务:改善道路条件,优化交通结构,强化科学管理,规范交通行为●1-4简述交通工程学科的研究范围、重点及作用.范围:交通特性分析技术、交通调查方法、交通流理论、道路通行能力分析技术、道路交通系统规划理论、交通安全技术、道路交通系统管理技术与管理规划、静态交通系统规划、交通系统的可持续发展规划、交通工程的新理论新方法新技术作用:良好的交通条件与高效的运输系统能促进社会的发展,经济的繁荣,和人们日常生活的正常进行以及城市各项功能的发挥、山区开发、旅游开展。
经济方面能扩大商品市场与原材料的来源,降低生产成本与运输费用,促进工业、企业的发展与区域土地的开发,提高土地价格与城市的活力,交通的发展还可实现运输的专业化、便捷化、批量化与运费低廉化.从而有可能更大的范围内合理配置生产要素,同时也可促进全国或地区范围内人口的合理流动。
第二章:交通特性●2-1交通特性包括那几个方面?为什么要进行分析?意义如何?分析中要注意什么问题?特性:人-车-路基本特性、交通量特性、行车速度特性、交通密度特性、交通流基本特性及其相互关系、交通要素与环境之间的相关关系.分析原因:是交通工程学的基础部分,是进行合理的交通规划、设计、营运、管理与控制的前提。
四、道路交通流理论离散型分布(也称计数分布):在一段固定长度的时间内或距离内到达某场所的交通数量的波动性.泊松分布适用条件:车辆(或人)的到达是随机的,相互间的影响微弱;其他外界干扰因素基本不存在,具体表现在交通流密度不大、车流是随机的可用泊松分布、二项式分布和负二项式分布三种模型来进行离散分布描述概率和统计分布理论适用于低密度的车流,流体力学与动力学方法适用于高密度车流。
交通量Q、行车速度、车流密度K是表征交通流特性的三个基本参数车流密度不大,且不受其他干扰因素的影响时,计数分布符合泊松分布;交通拥挤、车辆连续行驶时,计数分布符合二项分布或广义泊松分布;交通受周期性干扰(如受交通信号的干扰)时,计数分布则符合负二项分布【例】设60辆汽车随机分布在4000m长的道路上,服从泊松分布,求任意400m路段上有4辆车及4辆以上的概率。
解:由题意,计数间隔t=400m,单位间隔内的平均到达率λ=60辆/4000m=6/400 辆/m,则有:计数间隔内平均达到的车辆数m=λt= 400m*6/400 辆/m=6辆p0=(6)0*e-6/0!=0.0025,p1=(6)1*e-6/1!=0.0149p2=(6)2*e-6/2!=0.0446,p3=(6)3*e-6/3!=0.0892不足4辆的概率为:p(<4)= p0 + p1 + p2 + p3=0.1512则有4辆车及4辆以上的概率为p(≥4)= 1- p(<4)= 0.8488【例】某信号灯交叉口的周期C=97s,有效绿灯时间g =44s,在有效绿灯时间内排队的车流以S=900(辆/h)的交通量通过交叉口,在有效绿灯时间外到达的车辆要停车排队。
设信号灯交叉口上游车辆的到达率q=369(辆/h),服从泊松分布公式中,求到达车辆不致二次排队的周期数占周期总数的最大百分率。
解:车流只能在有效绿灯时间通过,因此一个周期内能通过的最大车辆数A=g*S=900×44/3600=11辆,当某周期到达的车辆数N≻11辆时,则最后到达的(N-11)辆车就不能在本周期内通过而发生二次排队。
交通运输工程中的交通流理论分析随着城市化进程不断加快,城市中的交通流量也在不断增加。
因此,在设计和规划城市交通基础设施时,需要运用交通流理论,对实际情况进行分析和预测,以保证城市交通运行的顺畅和安全。
一、交通流理论的概念和应用交通流理论是指对道路、铁路和水路等交通运输工程中的交通流动和流态的系统性和科学性研究。
其目的是分析和描述交通流的特征及其运动规律,以便合理设计交通基础设施,并对城市交通进行规划和管理。
交通流理论是交通工程学科中的一个重要分支,涉及的学科范围广泛,包括交通动力学、交通规划、交通运输经济学、交通安全等多个方面。
在实际应用中,交通流理论具有广泛的应用价值。
比如,在城市交通规划和设计阶段,可以通过交通流理论的分析和预测,确定市区交通网络的拓扑结构和交通组织形式,优化道路交通信号系统和公共交通网络等;在交通管制和安全管理方面,可以根据交通流理论的结论和分析结果,对交通流进行管制和疏导,控制交通流量并降低事故发生率。
二、交通流理论的基本模型交通流理论的基本模型主要有以下几种:密度流量模型、速度流量模型、加速度模型。
1. 密度流量模型密度流量模型是指通过测定相邻车辆间的间距和车辆密度等参数,推算出交通流量的模型。
该模型的基本假设是车辆相互独立行驶,交通流安全且无阻塞,因此适用于交通流量较小、流量变化较缓慢的环境中。
2. 速度流量模型速度流量模型是指根据车辆的速度和流量推算出车道的状态和交通流动情况的模型。
该模型的基本假设是车辆速度相对均匀,交通流受到阻塞和拥堵的影响。
3. 加速度模型加速度模型是在考虑车辆加速度、延误等因素的基础上,对交通流速度进行对数方程描述的模型。
三、各种不同交通流模型的特点和适用范围不同的交通流模型适用于不同的交通工程场景。
例如,密度流量模型适用于较小的路段,比如停车场、小区出入口等;速度流量模型适用于城市繁忙的道路;加速度模型适用于求解车辆的延误时间和交通拥堵的影响。
交通流理论交通流理论提要交通工程在有计划的商品经济发展中占有战略性的优先发展的重要地位。
而交通流理论是交通工程学的基础。
作者从世界发达国家的交通研究状况分析,认为交通流理论的形成和发展是交通工程学与应用数学、应用力学等学科相互渗透、集合的产物。
文中简要的叙述了现有的交通流动力学理论,流体力学理论、排队论、概率论和统计分布理论的研究内容,指出,交通流理论在我国目前还处于很不成熟的初级阶段,今后用系统论、控制论、信息论及数学力学模型理论进一步丰富和发展交通流理论轮的科学工作与努力的方向。
背景交通堵塞、车速下降。
事故频繁已经成为我过交通中十分普遍,十分尖锐的问题,如果把城市比作人体,那么,交通就相当于人体血液的流动,“血液”流动不畅,事故频生,轻者造成短期瘫痪,重者则是长期流动不畅而形成“死体城市”,给国家和人民都会带来不可估量的损失。
因此,交流工程学的研究,严肃地摆到了我们科技工作者的面前。
为了解决车辆拥挤,交通堵塞,事故增多的弊端,必须充分利用现有道路,合理地组织交通,把道路上观测到的交通流资料,经过整理分析,上升为严密的理论,这无疑是交通工程的主要任务,而交通流理论又是交通工程的基础理论。
一.概述1.交通流理论:研究交通流随时间和空间变化规律的模型和方法体系。
2.为了描述交通流而采用的一些数学或物理的方法,是一门边缘科学,它用分析的方法阐述交通现象及其机理,使我们更好地理解交通现象及其本质。
并使城市道路与公路的规划设计和运营管理发挥最大的功效。
3.最早采用的数学方法是概率论方法,分析交通量不大的交通流是可行的,但随着车辆的增多,交通事故、交通阻塞现象越来越严重,交通流中车辆的独立性越来越小,概率论方法逐渐难以适应,于是相继出现了跟驰理论、排队理论、流体动力学模拟理论等,这些理论在实际应用中解决了一些具体方面的问题,但还不是很完善,交通流理论还没有形成完整的体系,还有待于进一步发展。
4.交通流理论研究大致可分为两大类, 第一类是研究交通密度低, 各车之间的车头间距较大, 车辆处于自由行驶状态的自由流理论第二类是交通密度比较高, 各车之间相距很近, 车辆的行驶受头车行驶限制的非自由流理论。