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交通流密度第五章2

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交通工程学-第5章 密度

交通工程学-第5章 密度


试验车在路段中观测记录。（流动车法）
5.2 交通密度调查
出入量法 2、数据整理与分析计算 AB路段内的车辆由三部分组成：
观测时已进入AB路段的初始车辆数；
观测时A端流入的，即AB路段新增的车辆数；
观测时B端流出的，即AB路段减少的车辆数。
5.2 交通密度调查
出入量法 AB路段内某一t时刻的车辆数计算公式为：
为极限车头时距。
5.1 交通密度的基本概念
交通密度和车头间距之间的关系：1000 Nhomakorabeahs K
5.1 交通密度的基本概念
三、车道占有率
车道占有率包括空间占有率和时间占有率。 空间占有率是指在某一瞬间测得已知路段上所有车辆 占用的长度占路段总长度的百分比。
Rs
l
i 1
n
i
L
100%
式中：Rs-空间占有率（%）；li-第i辆车的长度（m）；
L-观测路段总长度（m）；n-车辆数（辆）。
5.1 交通密度的基本概念
时间占有率是指在道路观测断面上，车辆通过时间累 计值与测定时间的百分比。
n
Rt
t
i 1
i
T
100%
式中：Rt-时间占有率（%）； ti-第i辆车通过断面所占用的时间（s）； T-测定时间总时长（s）； n-车辆数（辆）。
E t E t0 QA t QB t
则AB路段内t时刻的交通密度为： E t Kt LAB
式中：E(t)-t时刻AB路段的车辆数；E(t0)-t0时刻上已进入AB路段的车辆数； QA(t)-从观测开始t0到t时刻内，从A驶入AB路段的车辆数；QB(t)-从观测开始t0到t时刻内， 从B驶出AB路段的车辆数；Kt-t时刻的交通密度（辆/km）。
第5章-交通密度

第5章-交通密度


出入量法旳优缺陷
优点：措施简便，无需诸多设备，合用 于观察路段间无合流、分流情况下旳多 种交通情况，即能确保精度又实用有效。
缺陷：经过两端车辆数旳测量误差随时 间而累加。
三、摄影法
ⅰ地面上（高处）摄影观察法
摄影机应置于观察路段附近，覆盖整个 观察路段。测定路段长度依路段内旳情 况和周围地域条件而变化（50-100m）； 摄影时间间隔依测定路段长度而异。
初始车辆数可经过试验车法、车牌号码法、摄影观察法等措施 取得
初始车辆数计算：
☆无超车与被超车： 试验车在A端处旳时刻为t0，到达B端处旳时
刻为t1，则自t0到t1旳时段经过B端旳车辆数q， 即为t0时刻AB路段旳初始车辆数。
☆若出现超车：
E(t0 ) q a b
E(t0 )——在t0时刻，AB路段内旳初始车辆数，辆；
q ——从t0到t1时段内经过B端处旳车辆数，辆；
a ——试验车超越其他车旳辆数，辆；
b ——其他车超越试验车旳辆数，辆。
计算环节
将A、B端旳交通量填入表内，并将A－B旳 差也填入 将试验车进、出端点旳时刻、在此期间旳 超车数a和被超车数b 计算初始车辆数E（t0）＝q＋a－b 计算每一观察单元旳实有车辆数E（t）＝ E （t0）＋（A－B） 计算AB路段车流平均密度K＝ E（t）/L
航空摄影观察法优缺陷
• 使用航空摄影观察法测定路段交通密度最为 适宜，是得到准确数字旳唯一方法。
• 航测法不宜长时间观察。 • 航测时观察不到诸如隧道、跨线桥下旳车辆
车 流
车流密度调查是交通调查旳主要构成部分， 对研究交通情况具有十分主要旳作用：
密 度
1）是研究交通流理论和制定交通控制措施旳基
资 础数据；
第五章交通流密度

第五章交通流密度

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交通工程学
2）输入输出法 这种调查方法的前提是：假设车辆到达和离去 属于均匀分布；车辆排队现象存在于某一持续 时间的其中一段时间内：如果到达的车辆数大 于道路通行能力则开始排队。而当到达的车辆 数小于路段的通行能力时，则排队开始消散。
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停驶车辆百分率的估计误差：
＝ ＝9.8％
由于停驶车辆百分率的误差为 9.8%，小于容许 误差10%，说明这次调查满足精度要求。
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观测时间 8:00 8:01 8:02 8:03 在下列时间内停在引道内的车辆数 +0s 0 4 6 2 +15s 2 0 6 8 +30s 4 8 12 0 +45s 10 8 0 10 16 19 23 18 引道交通量 停驶车数 非停驶车数 20 18 24 15
8:04
8:05 8:06 8:07 8:08 8:09 8:10 小计 合计

停驶车辆百分率的估计误差=
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例：对交叉口某一引道进行延误调查，观测时间 间隔为 15s，对引道上100辆车进行初步调查，得 知停驶车辆的百分率为48%，实际调查数据如表 所示。试计算： （1）确定最小样本容量，容许误差 d=0.10；（2） 计算延误指标。
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交通工程学
（一） 交通流密度调查的准备工作
交通密度调查时，首先要确定观测的总时间 及测定的区间长度。一般来说如果密度调查的 总时间长，则区间宜短；反之，如果总时间短， 则区间宜长，两者密切相关。当总时间在5分 钟以上时能得到较平顺的密度值。
第五章 交通密度

第五章 交通密度


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第五章 交通密度
空间占有率： 空间占有率： 观测路段中行驶的车辆总长度占该路段 长度的百分比。 长度的百分比。
n
Rs =
Rs为空间占有率， %
∑l
i =1
i
L
L为观测路段长度，m
Li为第i辆车的长度，m
n为观测路段内的车辆数，辆
密度不能直接反映车队的长度，而空间占有率在测 定时，就已预见到车队的长度。
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第五章 交通密度
常用的交通密度调查方法： 常用的交通密度调查方法：
出入流量法 摄影法 根据流量、 根据流量、速度与密度三者间的关系推求车流密度 交通流基本关系： 交通流基本关系： 交通量Q 行车速度V 车流密度K 交通量Q、行车速度V、车流密度K是表征交通流 特性的三个基本参数。其基本关系为： 特性的三个基本参数。其基本关系为： Q=VK
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第五章 交通密度
一、出入流量法 、
1.出入流量法的基本原理 出入流量法的基本原理
a1
E (t ) = E (t0 ) + [QA (t ) QB (t )]
L
K t = E (t )
a2
LAB
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第五章 交通密度
2.初始车辆数的求法：实验车法、车牌号码法、照相观 初始车辆数的求法： 初始车辆数的求法 测法等。 实验车法： 实验车法： 在测定路段的两段设置车辆情况示波器或动态录象 从测定开始时刻起，记录通过两段的车辆数， 机，从测定开始时刻起，记录通过两段的车辆数，同时 还测定实验车在测定路段内的超车数和被超车数。 还测定实验车在测定路段内的超车数和被超车数。 实验车抵达终点时间不总是在测定交通量的单位时 间的起点或终点， 间的起点或终点，故要分别记录观测单位时间的起点至 实验车抵达时的交通量， 实验车抵达时的交通量，以及实验车抵达时刻至观测单 位时间的终了时刻的交通量。 位时间的终了时刻的交通量。
交通工程--车流 密度讲解

交通工程--车流 密度讲解


V hs ht 3 .6
式中：V――汽车行驶速度（km/h）。
例题
在某条30km长的路段的起点断面上，在 5min内测得有60辆汽车，车流是均匀连续 的，V=30km/h，求Q、hs、ht、K为多少？
解：
由于车流是均匀连续的，故有： Q=60×60/5=720辆/ h ht=3600/Q=3600/720=5s/辆 hs=ht×v=5×30/3.6=41.67m/辆 K=1000/hs=1000/41.67=24辆/km 校核：Q=V×K=30×24=720辆/h
AB 车
A
B
Q
A
Q
B
§5.2.1出入量法（试验车法、车牌照法）
方法： 设试验车通过Ａ端的时刻为ｔ0，到达Ｂ端处的时 刻为ｔ1，自ｔ0到ｔ1时刻通过B端的车辆数为q，试 验车超车的数量为a，其它车超过试验车的数量为b， 则ｔ0时刻AB段内的初始车辆数为：
E (t0 ) q a b
§5.2.1出入量法
《交通工程学》
第五章 交通密度
§5.1交通密度
一、基本定义 交通密度是指单位长度车道上，某一瞬间 所存在的车辆数，一般用辆/（Km· 车道）表示， 也可以用某个行车方向或某路段单位长度的车 辆数来衡量。 注意：交通密度是瞬时值，随时间的变化而变 动，也随测定区域的长度而变化。
§5.1交通密度
二、空间占有率 空间占有率是指在单位长度车道上，汽车投影面积 总和占车道面积的百分率。在实测中，一般测量路段 （车道）上的车辆总长度与该路段长度的百分比。 表达式： n
Rs
l
i 1
i
L
§5.1交通密度
三、时间占有率 时间占有率是指在道路的观测面上，车辆通过
5交通流密度与交通延误调查

5交通流密度与交通延误调查


二 交通流密度调查

原始车辆数E（ t0）的计算 通常使用的方法是试验车法 ，在t0时刻试验车从A 断面驶入，同时B断面处有人记录从B断面驶出的车辆 数，当试验车到达B断面时，B断面的记录值为QB，那 么E（t0）＝QB， 假定被试验车超过的车辆数为a，超过试验车的车 辆数为b，作修正得到 E（ t0 ）＝QB＋a－b E（ t ）＝QA＋a－b
二 交通流密度调查

试验车法观测方法
（1）在观测前准备好出入流量法观测车流密度记录整理 表（见课本表5-2），设定观测路段两个端点A点和B点， 以A端作为车流流入端，B端作为流出端。备好试验车， 在AB之间往返行驶以测定原始车辆数。 （2）从选定的基准时刻起，在A、B两点同时观测每分钟 通过的车辆数。 （3）试验车的观测记录。在试验车上做好标记易于识别。 试验车观测项目为：进入A端及到达B端的时刻和在此 路段上行驶时的超车次数a和被超车次数b。
三 交通延误概述

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。
运行延误可分为两种， 一种是由其它交通组成部分对车流的干扰(称为侧向干扰)而引起 的延误(纵向、横向干扰)； 另一种运行延误是由交通流之间的干扰(称为内部干扰)而引起的 延误，产生这种运行延误的主要原因是交通拥挤、汇流、会车与 交织运行等因素的影响。
二 交通流密度调查
(8)现有车辆数加上调整值后即得第⑦栏修正值。 (9)瞬时密度⑧按下式计算： 瞬时密度＝修正值(辆)／测定区间长(km) (10)每一总计时间的平均密度填人第⑦栏内，总计时间通 常取5min或10min。
二 交通流密度调查

车辆牌照法
1)测定方法 从基准时刻开始在测定区间的两端，用同 步的秒表或动态录象机，测定每一辆车的到达 时间，并相应地记下每辆车的牌照，如记整个 牌照号码有困难，可以只记最后三位数。此时， 若用动态录象机，须摄下每辆车的牌照。 2)原始车辆数的测定 基本原理同测试车法，每一辆车都可作为“测试 车。
第五章 交通密度

第五章 交通密度


3.出入量法优缺点 用出入量法测定路段交通密度的优点是方
法简便，无须很多设备。适用于各种交通状况， 既能保证精度又实用有效。
出入量法的缺点是，通过A、B两端车辆数 的测量误差随时间而累加。为了防止误差的累 加，除应增加试验车的观测次数外，要把试验 车每次经过A端的时刻都作开始时刻(t0)，且 该时刻的现有车辆都作为每次的初始车辆数值。
ti
Rt
i 1
T
100
式中：
Rt——时间占有率(%)； ti——第i辆车通过观测断面所占时间，s； t——观测时间总长，S； n——该时段内的车辆数(辆)。
三. 车头间距与车头时距
1、车头间距
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（或间隔）。 路段中所有车头间距的平均值称为平均车头间
距（hs）。
道路上车流的车头间距也反映交通
密度，根据定义，车头间距hs和密度之 间的关系为:
hs=1000/K 式中：hs――车头间距（m/辆）；
K――密度（辆/km）。
2、车头时距
在同向行驶的一列车队中，相邻两辆车驶
过同一个断面的时间差称为车头时距。
车头时距和交通量之间的关系为：
ht=3600/Q 式中：Q――道路的交通容量（辆/h）；
查现场统计的分车型交通量资料，就可按上式计算空
间占有率。如果事先没有各车型的车长资料，要在现
场直接量测车长是很困难的，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：
n
ti
Rt
i 1
T
100
式中： Rt——空间占有率(%)；
ti——第i辆车的占用时间(s)；
T——总观测时间(s)；
人教版高中地理必修二第5章第2节《交通运输方式和布局变化的影响》课件(共69张PPT)

人教版高中地理必修二第5章第2节《交通运输方式和布局变化的影响》课件(共69张PPT)

(2)√ 随着人口、物资和经济活动的聚集， 由高速公路、铁路等运输干线组成了运输网， 将聚落更加紧密地联系起来，将多个城市相 互连接，形成沿交通网分布的大城市带。
(3)× 商业网点除遵循交通最优原则外，还 有市场最优原则、便民原则等。
(4)× 一般来讲，山区地势起伏，交通线路 稀少，交通运输方式单一，商业网点密度较 小；平原地区地势平坦，人口密集，商业网 点密度较大。但在热带、寒带地区的平原， 如亚马孙平原、西西伯利亚平原，由于气候 条件恶劣，不适宜人的生存，故人口密度小， 商业网点密度也小。
一、对聚落空间形态的影响
1．主要交通线的影响
新的交通方式发展会 (1)表现形态的变化
带动
聚落空间
交通方式的 衰落 影响聚落空间形态的演变
嘉兴市：随 水路 和 陆路 运输的 发展而变化 (2)典例大运河沿岸城市：因清末大运河的淤塞、 海上运输的发展和京沪铁路建成，发展缓慢
2．运输布局变化的影响 (1)表现 ①聚落空间形态沿_交_通__干__线__扩展，交__通__干__线__成为聚落的 主要发展轴。
归纳提升
1．交通运输影响商业网点的密度
一个地区商业网点的密度，受到多种因素的 影响，其中，交通运输的影响至关重要。例 如，山区和平原的商业网点密度不同，具体 原因如下图所示：
2．交通运输影响商业网点分布的位置
商业网点的分布一般是遵循市场最优原则， 分布在城市的几何中心处，但更多是遵循交 通最优原则，建立在市区环路边缘或市区边 缘的高速公路沿线，图示如下：
集镇是在交通要道上发展起来的，有的集镇因位于河道航运的终点而商业繁盛。
后来，由于海上运输的发展、京沪铁路的建成及大运河的淤塞，沿运河城市发展缓慢。
A．该地商业网点的规模大，密度小 第11题，城市交通枢纽或干道的“十字”路口，交通的通达性好。
第五章 交通密度

第五章 交通密度


下降,此时可使用多架摄影机分段连动摄取。在拍摄
照片后,通过对照片处理即可求得摄影时刻的交通密 度值。 • 此法简单并且实测精度高。但设备及器材较昂贵,像 片处理工作也较复杂。
第三节、交通密度资料的运用
车流密度调查是交通调查的重要组成部分，它对 于了解研究交通状况具有十分重要的作用，主要表现在： 车流密度是研究交通流理论和交通控制政策的重要基础 数据。调查车流密度，可对道路的三参数函数关系进行 研究，掌握交通运行规律，以便预测未来交通运营发展 状况，制定交通控制措施。 车流密度是划分服务水平的依据，是反映道路上车辆拥 挤程度最直观指标，直接反映道路上的车辆密集程度。 因此，了解密度，就可以对道路的交通状况作出评价， 同时为改善道路的各种设施提供参考。
三、车头间距和车头时距
• 流量、车速和密度都是交通流的宏观参数， 是对给定的时间和区间内的交通流在整体 上予以描述。车头间距和车头时距则是交 通流的微观数据，因为二者是应用于交通 流中每对车辆的。
• 车头间距（Spacing）是指在一条车道上前 后相邻车辆间的距离，用车辆上有代表性 的点来测量，如前保险杠或前轮。
第五章 交通密度
• 第一节 交通密度 • 第二节 交通密度调查 • 第三节 交通密度资料的应用
第一节 交通密度
一、交通密度的含义 •交通密度是指在某一瞬间，单位长度的车道上所存 在的车辆数，一般用辆/（km· 车道数）表示：
N K L
K——某瞬间交通流密度 N——车辆数 L——观测段的长度
• 可用某个行车方向或某段道路上的车辆数 来度量。交通流密度与交通量不同，交通 量表示的是车辆通过道路断面的频繁程度， 而交通密度表示的是道路空间上的车辆密 集程度。 • 依据定义，密度基本上是在一段道路上测 得的瞬时值，它不仅随时间变化而变动， 也随着区间长度的变化而变化，为此，常 将瞬时密度用某总计时间的平均值来表示。
《交通流密度》课件

《交通流密度》课件


交通拥堵的原因与解决方案
原因
道路容量不足、车辆过多、交通事故、信号灯不合理等。
解决方案
提高道路容量、优化交通信号、推广公共交通工具、鼓励拼车和共享出行析
交通仿真
通过分析交通流数据和交通模型， 可以预测未来的交通流量和交通 拥堵情况。
通过模拟交通流动和交通网络变 化，可以评估不同交通方案的效 果和可能出现的问题。
交通流密度与交通流量的关系
交通流密度和交通流量是密切相关的。交通流密度是指单位时间内通过道路或交通路段的车辆数量，而交通流 量是指单位时间内通过道路或交通路段的车辆总数。
交通流密度的作用
交通流密度是评估道路交通状况和规划交通网络的重要指标。它可以帮助我 们了解交通流量分布、交通拥堵情况，并为交通管理和规划提供依据。
交通流密度
交通流密度是指在一段时间内通过道路或交通路段的车辆数量。它是衡量交 通流量的重要指标之一，直接影响到交通拥堵和效率。
交通流密度的定义
交通流密度是指在单位时间内通过道路或交通路段的车辆数量。可以使用车 辆数、车辆长度或车辆重量来衡量。
如何计算交通流密度
交通流密度可以通过观察一个特定路段上通过的车辆数，并将其与该路段的长度或区域面积进行比较来计算。
机器学习
利用机器学习算法和交通数据， 可以建立交通流预测模型，提高 交通管理的效率。
案例分析与总结
1
案例一
通过改善路口信号灯，交通流密度得到有效减少，交通拥堵状况得到明显改善。
2
案例二
通过引入高效公共交通系统，减少私人车辆流量，交通拥堵问题得到缓解。
3
案例三
通过交通数据分析和交通模拟，制定优化的交通管理策略，提高交通系统的运行 效率。
第一部分 交通流理论-2

第一部分 交通流理论-2


∆k ⋅ ∆X = − ∆N
∆q ⋅ ∆t = ∆N
∆k ⋅ ∆X = − ∆q ⋅ ∆t
∆q ∆k + =0 ∆X ∆t
∂q ∂k + =0 ∂X ∂t
流量守恒方程
∂q ∂k + =0 ∂X ∂t
流量守恒方程的求解
流量守恒方程将互相作用的交通参数密度、 流量守恒方程将互相作用的交通参数密度、速度以 及相互独立的变量时间、 及相互独立的变量时间、距离联系了起来 一般情况下无法求解 增加假设条件
第一节
基础理论
一、可插间隙理论 二、车头时距分布
可插间隙理论
基本定义
临界间隙tc：驾驶员能够接受的最小间隙 临界间隙的前提：保证安全
只有主路车流的 车辆间隙至少达 到tc，次路车辆 才能进入交叉口
tc
基本定义
跟随时间tf：当主路车辆之间出现一个较长的 间隙时，次路可以有多辆车进入交叉口，这时 次路车辆的车头时距
密度k2 平均速度U2
A
S
B
低密度、低流量、 低密度、低流量、高速度
高密度、高流量、 高密度、高流量、低速度
密度k1 平均速度U1
q2 − q1 < 0 k 2 − k1 < 0
密度k2 平均速度U2
高密度、高流量、 高密度、高流量、低速度
低密度、低流量、 低密度、低流量、高速度
q2 − q1 US = k 2 − k1
排队消散时间为 (q1 − q2 ) ×1.69 541 t1 = = = 0.28h q2 − q3 1924
阻塞时间=0.28+1.69=1.97h 阻塞时间=0.28+1.69=1.97h第六章 无信号交叉口理论

第五章 交通密度


（三） 航空摄影观测法
1. 测定方法 2. 交通密度的计算与分析 3. 航测法的优缺点
使用航空摄影观测法测定路段交通密度最为适宜， 同时它也是能得到准确数值的唯一方法。 航测法不适宜长时间地观测。这不仅是因为航空摄 影费用大，而且直升飞机在空中飞行时间有限航空照 相机1次摄影的胶卷张数亦受到限制。再则，在调查 车流的空间平均速度和复杂的交通现象时，其精度与 摄影间隔有关。摄影间隔越短，精度就越高，且目前 还另外受到胶卷的张数和相机本身构造的影响。
（二）地面上(高处)摄影观测法
1. 测定方法 2. 交通密度计算与分析
K
K
i 1
n

n
1 1 00 0 L
式中：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—— 在总计时间 T 内，在胶卷上读取存在车辆数时 T 的画面数， n ； t Ki——第i画面上测定路段内存在的车辆数(辆)。
3.出入量法优缺点 用出入量法测定路段交通密度的优点是方 法简便，无须很多设备。适用于各种交通状况， 既能保证精度又实用有效。
出入量法的缺点是，通过 A、B两端车辆数 的测量误差随时间而累加。为了防止误差的累 加，除应增加试验车的观测次数外，要把试验 车每次经过 A 端的时刻都作开始时刻 (t0)，且 该时刻的现有车辆都作为每次的初始车辆数值。
一. 交通密度的定义
密度
是指在一条车道上车辆的密集程度， 即在某一瞬时内每单位长度一条车道上的车 辆数，又称车流密度。 常以K表示，其单位为辆/km.车道（如为多 车道，则应除以车道换算成单车道的车辆数 然后再计算。
一. 交通密度的定义 2

人教版高中地理必修2第五章第二节交通运输方式和布局变化的影响(共16张PPT)

埠以来，一直为全椒商贸重镇。清末民初达到鼎盛。有一条直街，长达２公 里，商号鳞次栉比。但如今走在赤镇的街道上，只看到一片萧条的景观。
交通运 输线路 的变化 对集镇 商业的 影响
航道的起点、终点或 交通的交叉点
因航道延伸或交通线 路的改线
促进集镇商 业繁荣
使集镇商 Leabharlann 衰落兴盛：水运便利； 衰落：滁河阻隔，公路改线
公路和铁路
全椒县城市形态发生变化的原因是什么？
交通运输方式和布局的变化
二、对商业网点的影响
1．对商业网点密度的影响(对比P84读图思考） (1)山地地区：地势___起__伏_大_，交通运输线路稀少，
__交_通__运_输__方__式____单一，商业网点密度____。小 (2)平原地区：交通便利，商业网点沿_____公分布路，密度____。 大 2．对商业网点分布位置的影响 (1)一般而言，商业网点的位置要求有____便__捷__的__交_通_，
交通运输方式和布局变化的影响
对聚落空间形态的影响
沿交通干线扩展 基本不变或萎缩
交通运输布局变化的影响
对商业网点分布的影响
对密度影响
平原密度大
山区密度小
对位置影响
市场最优
交通最优
会引起集镇的繁荣或衰落
长江三角洲城市群是我国城市化程度最高、城镇分布最密集、经济发展水平最高的地区。它以上海 为中心，南京、杭州为副中心，包括江苏的扬州、泰州、南通、镇江、常州、无锡、苏州，浙江的
一、对聚落空间形态的影响
2．交通运输布局对聚落空间形态的影响 (1)聚落空间形态往往沿___交__通__干__线扩展，_____交__通_干_成线为聚落
的主要发展轴。
① 株洲市是沿___铁__路发展起来的，是典型“火车拉来的城市”。 读P83图，株洲市主要是沿哪两条铁路线发展起来的？

第5章 交通密度


一、定点观测
方法： • 在拟观测的公路路段上， 测定100m，标上记号， 若为双车道，观测人员 分成4组，每组4人，分 别记录通过观测路段两 端的车牌号码和交通量， 测完整理计算
Ln vs n ti
i 1
Q K vs
二、出入流量法
1、范围：适用于无分流的路段（中途无车辆出入） 2、路段长度：1km左右 3、方法： ①在观测路段设好两个端点A、B，以A点为流入端， B点为流出端。备好试验车，在AB段之间往返行驶。 ②测定每分钟通过A、B端的车辆数 ③测定试验车进入A、B的时刻；试验车在AB间行驶 的超车次数a和被超车次数b；试验车到达时，AB端 的交通量。 ☆试验车若不是准时刻到达，应将A、B端这一分钟 ④根据公式，计算AB端的密度 的时间分成两部分，计测试验车未到前时间的交通 量和到后的交通量
第五章、交通密度
2017/1/10
第一节
交通密度的概念
一、交通流密度的定义 • 交通密度是指在单位的路段上，一条车道或几条
车道内，某一瞬时所存在的车辆数。单位：辆/
（km· 车道数）。
交通量：车辆通过道路断面的频繁程度 交通密度：道路空间上的车辆密集程度
• 在交通控制应用中，往往采用道路占用率来间接
初始车辆数可通过试验车法、车牌号码法、照相观测法等方法 取得
初始车辆数计算：
☆无超车与被超车： 试验车在A端处的时刻为t0，到达B端处的时 刻为t1，则自t0到t1的时段通过B端的车辆数q， 即为t0时刻AB路段的初始车辆数。 ☆若出现超车：
E(t 0 ) q a b
E (t 0 )——在t0时刻，AB路段内的初始车辆数，辆；
地面上（高处）摄影观测法计算
K

交通工程学第五章交通密度

5.3 车道占有率
5.3 车道占有率
空间占有率示意图
L
L1
L2
L3
L4
时间间占有率
01
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百分比，其表达式为： 式中： Rt —时间占有率（%）； T —总观测时间(s)； ti —第i辆车的占用时间（s）； n —观测时间内通过的车辆数（辆）。
02
5.3 车道占有率
出入量法
摄影法 地面上（高处）摄影法 航空摄影观测法
调查方法
5.4 交通密度调查
5.4 交通密度调查
出入量法 一种为了测定道路上两断面间无出入交通的路段内现有车辆数，以便计算该路段交通密度的方法。
LABABຫໍສະໝຸດ Q AQ B车
E(t) —t时刻AB路段内存在的现有车辆数； QA(t)—从观测开始t0到t时刻从A处驶入的累加车辆数；
04
——车流密度（辆/km）
5.2 车头间距和车头时距
车头时距
01
——平均车头时距（s/辆）
03
如果用时间表示车头之间的间隔，则称为车头时距或时间车头间隔，以 表示。
02
——道路的交通量（辆/h）
04
5.2 车头间距和车头时距
车头间距、车头时距及速度三者关系
01
——车头间距（m/辆） ——车头时距（s/辆） ——汽车行驶车速（km/h ）
车道占有率包括空间占有率和时间占有率两种。
5.3 车道占有率
空间占有率
式中： Rs —空间占有率（%）； L —观测路段总长度(m)； Li —第i辆车的长度（m）；
空间占有率：在一瞬间测得已知路段上所有车辆占用的长度与路段总长度百分比（%），表达式为：

交通流理论第五章

第五章连续交通流模型如果从飞机上俯看某条高速公路，我们会很自然地把来来往往的车流想象成河流或某种连续的流体。

正是由于这种相似性，经常使用流量、密度、速度等流体力学术语来描述交通流特性。

我们知道，流体满足两个基本假设：一是流量守恒，二是速度与密度（或流量与密度）对应。

对于交通流，其中第一个假设比较容易证明，而第二个假设的成立需要有一定的条件。

本章将推导交通守恒方程，介绍它的解析解法和数值解法，以此为依据还将介绍更精确的动态模型，并详细地讨论交通波理论。

第一节守恒方程一、守恒方程的建立守恒方程比较容易推导，可以采用下面的方法：考察一个单向连续路段，在该路段上选择两个交通记数站，如图5—1所示，两站间距为△ x,两站之间没有出口或入口（即该路段上没有交通流的产生或离去）。

图5—1 用于推导守恒方程的路段示意图设N i为厶t时间内通过i站的车辆数，q i是通过站i的流量，△ t为1、2站同时开始记数所持续的时间。

令△ N = N2-N1,则有：N i/ △ t=qN2/ △ t=c pA N/A t=A q如果△ x足够短，使得该路段内的密度k保持一致，那么密度增量厶k可以表示如下：Z N i)x式中（N2- N i）前面之所以加上“-”号，是因为如果（N2—N i）>0,说明从站2驶离的车辆数大于从站1驶入的车辆数，也就是两站之间车辆数减少，即密度减小。

换句话说，△ N与厶k的符号相反，于是：k x N冋时，根据流量的关系，有：△q A t=A N因此q t k x即q k0x t假设两站间车流连续，且允许有限的增量为无穷小，那么取极限可得:」一0 （5—1）x t该式描述了交通流的守恒规律，即有名的守恒方程或连续方程，这一方程与流体力学的方程有着相似的形式。

如果路段上有交通的产生或离去，那么守恒方程采用如下更一般的形式：g(x,t)(5—2) 这里的g（x，t）是指车辆的产生（或离去）率（每单位长度、每单位时间内车辆的产生或离去数）。

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交通工程学教师:朱艳茹 交通工程学
n
第一节 交通流密度 例5－3 在30s测定的时间内，4辆车通过观测断面所占 30s测定的时间内， 的时间分别为0 的时间分别为0.5s，0.7s，1.0s，1.1s， 则：
1 Rt = (0.5 + 0.7 + 1.0 + 1.1) ×100% = 11% 30
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复习思考题 1、 什么是交通流密度 ？ 什么临界密度？ 什么是车头间 什么是交通流密度？什么临界密度？ 距？什么是车头时距？什么是车道占有率？ 什么是车头时距？什么是车道占有率？ 2、交通流密度与车头间距的关系？ 交通流密度与车头间距的关系？ 3、简述交通流密度资料的用途？ 简述交通流密度资料的用途？
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第一节 交通流密度
一、交通流密度的定义 1、交通流密度 （又称车流密度）是指在某一时刻，某单位长 又称车流密度）是指在某一时刻， 的路段上一条车道或几条车道内的车辆数。 的路段上一条车道或几条车道内的车辆数。 它是反映道路上车辆的密集程度、 它是反映道路上车辆的密集程度、衡量道路上车流畅通情 况的重要指标。 况的重要指标。交通流密度一般可用下式表示：
K
=
N L
式中：K——交通流密度（辆／km） 式中：K——交通流密度（辆／km）； L——道路长度（km ）； ——道路长度（ N——在L长的道路上拥有的车辆数（辆）。 ——在 长的道路上拥有的车辆数（
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第一节 交通流密度 例 5 － 1 一条双车道 （ 双向 ） 道路 ， 在某一时刻 ， 在 250m长的路段内，每条车道上有两辆车， 250m长的路段内，每条车道上有两辆车，则：
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第一节 交通流密度 二、车头间距与车头时距 1、车头间距 是指同向行驶的一列车队中，两连续行驶 是指同向行驶的一列车队中， 的车辆车头之间的距离。路段中所有车头间距的平均值， 的车辆车头之间的距离。路段中所有车头间距的平均值， 称为平均车头间距，单位为m／辆。 称为平均车头间距，单位为m／辆。 交通密度和车头间距呈互为倒数关系， 交通密度和车头间距呈互为倒数关系，即：
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第二节 车流密度资料的应用
车流密度调查是交通调查的重要组成部分， 车流密度调查是交通调查的重要组成部分，它对了解研 究交通状况具有十分重要的作用。 究交通状况具有十分重要的作用。 主要表现在： 1、 车流密度是研究交通流理论和制定交通控制措施的 重要基础数据。 重要基础数据。 2、 车流密度是划分服务水平的依据 ，是反映道路上车 车流密度是划分服务水平的依据， 辆拥挤程度的最直观的指标， 辆拥挤程度的最直观的指标，直接反映了道路上车辆的 密集程度。 密集程度。 3、车流密度指标，可以反映路上交通堵塞状况。 车流密度指标，可以反映路上交通堵塞状况。 4、车流密度对道路通行能力的研究十分有用。 车流密度对道路通行能力的研究十分有用。
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第一节 交通流密度 2、时间占有率 在公路的任一短路段上，车辆通过时间 在公路的任一短路段上， 的累计值与观测时间的比值，以百分数表示， 的累计值与观测时间的比值，以百分数表示，即为时间 占有率。 占有率。其表达式如下：
1 Rs = Σ ti T i =1
式中：R ——时间占有率（ 式中：Rt——时间占有率（％）； T——观测时间（s）； ——观测时间（ ti——第i辆车通过观测路段所用的时间（s） ； ——第 辆车通过观测路段所用的时间（ n——在观测时间内通过观测路段的车辆数。 ——在观测时间内通过观测路段的车辆数。
1000 K= （辆/km） dn
式中：K——交通密度； 式中：K——交通密度； dn——平均车头间距（ ／辆） dn——平均车头间距（m／辆）。
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第一节 交通流密度 2、极限车头间距 在交通流的不同车头间距中，可以保 在交通流的不同车头间距中， 证行车安全的最短车头间距，称为极限车头间距。 证行车安全的最短车头间距，称为极限车头间距。 3、车头时距 在同向行驶的一列车队中，两连续行驶的 在同向行驶的一列车队中， 车辆之车头驶过某一点时的时间间隔，称为车头时距。 车辆之车头驶过某一点时的时间间隔，称为车头时距。 4、极限车头时距 能够保证行车安全的最短车头时距， 能够保证行车安全的最短车头时距， 称为极限车头时距。 称为极限车头时距。
第五章 交通流密度
教学内容： 教学内容： 1、交通流密度； 交通流密度； 2、交通流密度资料的应用。 交通流密度资料的应用。
交通工程学教师:朱艳茹 交通工程学
教学要求： 教学要求： 掌握交通流密度的基本概念； 掌握交通流密度的基本概念；明确空间 占有率和时间占有率的含义及计算； 占有率和时间占有率的含义及计算 ； 明确交 通流密度资料的应用。 通流密度资料的应用。 阅读参考文献 思考课后习题 阅读参考文献，思考课后习题。 参考文献， 课后习题。
Kቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ单车道
2 = = （辆 /km ） 8 250 / 1000
K 双车道
2+2 = = 16 /km） （辆 250 / 1000
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第一节 交通流密度 2、临界密度 在交通流密度中，能够使道路上的交通量 在交通流密度中， 达到最大值时的密度， 达到最大值时的密度，又称为最佳车流密度； 3、阻塞密度 道路上的车流使车辆几乎无法行进，即发 道路上的车流使车辆几乎无法行进， 生交通阻塞时的交通流密度，称为阻塞密度。 生交通阻塞时的交通流密度，称为阻塞密度。
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第一节 交通流密度 例 5—2 某路段长 200m ， 有 8 辆大汽车 （ 平均长度为 某路段长200m 辆大汽车（ 10）、4辆小汽车（平均长度为5m）， 10） 辆小汽车（平均长度为5 则：
1 Rs = (4 × 5 + 8 × 10) × 100% = 50% 200
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参考文献 1 、 交通工程学 . 任福田 , 刘小明 , 荣建等 . 人民交通出版 交通工程学. 任福田, 刘小明, 荣建等. 社,2003.7 2003. 2、交通工程学.李作敏.人民交通出版社, 2002.2(2版) 交通工程学.李作敏.人民交通出版社, 2002.
交通工程学教师:朱艳茹 交通工程学
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第一节 交通流密度 三、车道占有率 1、空间占有率 公路的单位面积中各车辆所占面积的总 和。一般将公路一定路段上的车辆总长度与路段长度之 比的百分数作为空间占有率。 比的百分数作为空间占有率。
1 Rs = L
li Σ
i =1
n
式中：R ——空间占有率（ 式中：Rs——空间占有率（％）； L——观测路段总长度（m）； ——观测路段总长度（ li——第i辆车的长度（m）； ——第 辆车的长度（ n——该路段的车辆数。 ——该路段的车辆数。