第七章交通流三参数之间的关系

第7章交通流参数目录7.1 引言 (2)7.2 连续流 (2)7.2.1 交通量和流率 (2)7.2.2 速度 (4)7.2.3 密度 (7)7.2.4 车头时距和车头间距 (8)7.2.5 基本参数之间的关系 (9)7.3 间断流 (11)7.3.1 信号控制 (12)7.3.2 停车或让路控制交叉口 (14)7.3.3 速度 (15)7.3.4 延误 (16)7.3.5 饱和流率和损失时间 (16)7.3.6 排队 (18)7.4 参考文献 (22)图表目录图表7-1 时间平均速度和区间平均速度之间的典型关系图 (6)图表7-2 连续流设施上速度、密度和流率之间的一般关系 (10)图表7-3 信号交叉口引道车道中交通间断情况 (13)图表7-4 饱和流率和损失时间概念图 (14)图表7-5 信号交叉口排队图 (20)7.1 引言交通量或流率、速度和密度这三个基本变量可描述各种道路上的交通流。

本手册中，交通量或交通流量是连续流和间断流两类交通设施共用的参数，而速度和密度主要用于连续流。

一些与流率相关的参数，如车头间距和车头时距，也都适用于两种类型的交通设施；其他参数，如饱和流量或间隙，只用于间断流。

7.2 连续流7.2.1 交通量和流率交通量和流率是量化给定时间间隔内，通过一条车道或道路上某一点车辆数的两个指标，其定义如下：交通量——在给定时间间隔内，通过一条车道或道路某一点或某一断面的车辆总数。

交通量可以按年、日、小时或不足1小时的时间间隔来计量。

流率——在给定的不足1小时的时间间隔内，通常为15min，车辆通过一条车道或道路某一点或某一断面的当量小时流率。

交通量和流率是量化交通需求的变量，也就是在指定的时间段内，希望使用已知交通设施的车主或司机的数量，通常以车辆数表示。

由于交通阻塞能够影响交通需求，有时观测到的交通量反映的是通行能力的限制，而不是实际的交通需求。

交通量和流率之间的区别很重要。

ht 3600 / Q Qm 3600 /1.5 2400vph 1 K m K j 62vph km 2 Q 2400 vm m 38.7 kmph Km 62
HYIT
§7－3 流量－密度关系
由图中可以看出，点B属于不拥挤状态，Q=1800vph K=30vpkm,v=Q/K=60kmph 点D属于拥挤状态，Q=1224vph K=106.6vpkm,v=Q/K=11.6kmph
HYIT
§7－4 流量－速度关系
数学模型
由Green Shields线性模型做变换得到：
v v f (1 K K j ) K K j (1 v v f )
代入交通特性三参数基本关系模型，得到：
Q Kv K j (1 v v f )v K j (v v2 v f )
v vs a bK
K=0时，v=vf；k=kj时，v=0。因此， a=vf，b=vf /Kj
K v vf K v f (1 ) Kj Kj
vf
速度-密度关系图
HYIT
§7－2 速度－密度关系
格林柏格（Greenberg）模型—对数模型 交通流密度很大时
vs vm ln(K j K )
由格林希尔茨线性模型 vs v f (1 K K j ) b aK 有： b=Vf=80， a=Vf/Kj=80/96， V=80-80/96*30=55 Km／h Q=KV=30*55=1650辆/小时 Q=KV= K(b-aK)， 令dQ/dK=b-2aK=0，得Km=48辆／Km，则 Vm=80-80/96*48=40 Km／h Qm=Km Vm=48*40=1920辆/小时
格林希尔茨（Green Shields）模型——线性模型

交通工程考试题库及答案一、选择题1. 交通工程的主要任务是什么？A. 确保交通安全B. 提高交通效率C. 减少交通污染D. 以上都是答案：D2. 交通流理论中，以下哪个参数不是描述交通流的基本参数？A. 流量B. 密度C. 速度D. 车辆类型答案：D3. 交通信号控制的基本目标是什么？A. 减少车辆延误B. 增加车辆通行量C. 减少交通事故D. 以上都是答案：D二、判断题1. 交通工程中的“绿波带”是指在一定路段内，通过信号控制使车辆能够连续通过多个交叉口。

（对）2. 交通工程中不考虑行人和非机动车的通行需求。

（错）3. 交通规划的目的是为了解决交通问题，提高城市的交通服务水平。

（对）三、简答题1. 简述交通流三参数之间的关系。

答案：交通流三参数包括流量（Q）、密度（K）和速度（V）。

它们之间的关系可以通过流量-密度关系（Q=KV）来描述。

在一定的道路条件下，流量与密度成正比，与速度成反比。

当密度增加时，流量会减少，速度也会降低。

2. 描述交通信号控制的基本原则。

答案：交通信号控制的基本原则包括：- 确保交通安全：通过信号控制减少交通事故的发生。

- 提高交通效率：合理分配信号灯的时间，减少车辆延误。

- 平衡交通需求：根据各个方向的交通流量合理分配绿灯时间。

- 适应交通变化：根据交通流量的变化调整信号控制策略。

四、计算题1. 某路段在高峰时段的交通流量为1200辆/小时，平均速度为40km/h，求该路段的平均交通密度。

答案：首先，将速度转换为小时单位，即40km/h = 40/3.6 m/s ≈ 11.11 m/s。

然后，根据流量-密度关系 Q = KV，可得密度 K = Q / V = 1200 / (11.11 * 3600) ≈ 0.033 辆/m。

2. 某交通信号灯周期为120秒，其中绿灯时间为60秒，求该信号灯的周期使用率。

答案：周期使用率是指信号灯在一个周期内绿灯时间所占的比例。

计算公式为：周期使用率 = 绿灯时间 / 信号灯周期。

2
交通量—密度的关系
K Q Vf ( K ) Kj
(1)0<K<Km:密度增大，交 通流增大 (2)K=临界密度Km时,交 通流最大为Qm (3)Km<K<Kj：密度增加， 交通流减小。到达阻塞密 度时，Q为0
2
交通量—速度的关系
Q=KV (1)
K=Kj（1-V/Vf） (2)
V Q Kj (V ) Vf
安德伍德制造
V Vf (1 e

Kj Km
)
广义速度—密度模型
K N V Vf (1 ) Kj
式子中：N是大于零的实数，当N等于一时，该式 变为线性关系式
交通量—密度的关系
K V Vf (1 ) Kj
K2 Q Vf ( K ) Kj
Q KV
同理可得，将不同的速度密度关系模型带入式子中则可以得到不同的交通量 密度公式及相应曲线
三参数之间的关系
Q KV
L路段上的车流密度： K=N/L N号车通过L所用的时间： t=L/v N号车通过A断面时的交通量： Q=N/t=Kv
三参数关系图
• 直线关系模型：
速度—密度关系
K V Vf (1 ) Kj
• 对数关系模型：
• 指数模型： • 广义模型：
K V Vm In( ) Kj
交通量 速度 密度 之间的关系
11交通 徐卓斌 1104028
授课大纲
• • • • 三个参数之间的关系 速度密度的关系 交通量密度的关系 交通量速度时间通过某道路断面的交通体数量 辆/h 辆/（h.l） 密度：单位长度道路区段上的车辆数 辆/km 辆/（km.l） 速度：区间平均车速 km/h