交通工程

★我国交通工程学的定义交通工程学是研究交通发生、发展、分布、运行与停驻规律，探讨交通调查、规划、设计、监控、运营、管理、安全的理论、方法以及有关设施、装备、法律和法规，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、高效、快捷、舒适、方便、经济的一门工程技术科学。

1.步行时代（约公元前25世纪之前） 交通工具：木棒 经驯化的家畜2.马车时代（约公元前25世纪～19世纪末）车轮的发明对于人类文明发展起着相当大的作用3.汽车时代（19世纪末～20世纪30年代）产业革命 蒸汽机和电动机（动力问题） 1885年，德国人Karl.Benz第一次制成了用内燃机作为动力的汽车，从此汽车很快就成为主要的交通运输工具。

4.高速公路时代（20世纪30年代以后）世界第一条高速公路的出现使得运输变得更加高效、快捷、方便。

（中国的状况？）5.智能运输时代（20世纪90年代后期） 应对交通压力的快速增加和土地资源的紧缺，是社会经济和科技进步的必然产物。

目前处于研究试验阶段。

1.系统性（方法论基础：系统分析和系统工程）2.综合性（五“E”科学）3.交叉性或复合性（多学科的相互交叉和融合）4.社会性（属于社会经济系统的子系统）5.超前性（超前考虑，提前规划）6.动态性（随机特性，随时间和空间不断变化）我国交通工程学科的发展4600年前，中国人民发明了舟车；公元前21世纪，中国人民发明了两轮车；（早于欧洲1000年）世界上第一条最长的路---“丝绸之路”；我国的长城和秦始皇修建的驰道被视为国际上伟大的交通工程实例！我国最早的道路是1874年修筑的以台南为中心的中南北三大干线道路；大陆最早的道路是1908年修筑的广西龙州-那堪长30km的公路（友谊关道路）；建国前，我国公路仅建成13万公里，能通车公路的仅7万公里；建国后，公路建设在1956年和1958年有过两次大发展，为我国道路的恢复奠定基础；我国第一条高速公路---1978年台湾省纵贯南北的高速公路；大陆第一条高速公路---1988年京津塘高速公路；截至2007年底，我国公路通车总里程已达到357.3万公里，高速公路里程5.3万公里，居世界第二位。

1.交通设施中那些情况考虑了驾驶员的交通特性？2.道路建设那些方面考虑了汽车的交通特性？交通量是指在选定的时间段内，通过道路某一地点、某一断面或某一车道的交通实体数。

交通量的表达方式：(1)ADT：Average Daily Traffic;(2)AADT:Annual Average Daily Traffic;(***)(3)MADT:Month Average Daily Traffic;(4)WADT:Week Average Daily Traffic;交通量的时变化（1）高峰小时交通量：一日内以小时计的交通量的最高值，是影响道路交通畅通的一个重要因素。

常用高峰小时流量比来描述高峰小时交通量的特征。

（2）高峰小时系数PHF：高峰小时交通量与高峰小时内某一时段的交通量扩大为高峰小时的交通量之比。

（PHF5， PHF15）交通量的空间分布1. 地域分布 东南沿海、南部－中部－西部之间交通量有明显差别；2. 城乡分布 特大城市－大城市－中小城市之间有明显差别；3. 方向分布方向分布系数：主要方向交通量/双向交通量4. 车道分布 超车道－行车道之间差别。

交通量的构成特性1.公路交通量构成 小客车、大客车、小货车、大货车、拖拉机等2.城市出入道路交通量构成 城市道路和公路的过渡路段3.城市道路的交通量构成 大小客车、小货车、自行车、助力车等（阜新：神牛）设计小时交通量1. 第30位最高小时交通量30HV。

将一年中测得的8760个小时交通量，从大到小排列，排在第30位的那个小时的交通量。

这样满足99.67％时间的交通需求，拥挤时间仅占0.33％，经济合理。

2.设计小时交通量系数K 第30位小时交通量与年平均日交通量之间的比值，一般较为稳定，在12％～18％之间。

地点车速（Spot speed）行驶速度（Running speed）运行速度（Operating speed）行程速度（Overall speed）临界速度（Critical speed）设计车速 （Design speed）设计车速：在道路交通和与气候条件良好的情况下，汽车行驶仅受道路物理条件限制时，具有中等技术的驾驶员能保持安全舒适的最大行驶速度。

作为道路线形几何设计的标准。

中位车速：也称50％位车速，该路段上该速度以下行驶的车辆数与该速度以上行驶的车辆数相等。

85％（15％）车速：在该路段行驶的所有车辆中，有85％（15％）的车辆在该速度以下行驶，只有15％（85％）的车辆行驶速度高于此值。

这两个速度经常被用作最高和最低限制车速。

时间平均车速：在单位时间内测得的通过道路某断面各车辆的点速度，这些点速度的算术平均值，即为该断面的时间平均车速。

（点速度）空间平均车速：行驶与道路某一特定长度（Ｓ）内的全部车辆的车速分布的平均值，数值等于地点车速观测值的调和平均值。

（线速度）时间平均车速和空间平均车速换算关系：回归分析关系：影响行车速度的因素有哪些？（温馨提示：从道路条件、交通条件、驾驶技术、环境条件几方面考虑）交通密度（Density）：单位长度的道路上，在某一瞬间的车辆总数。

（宏观参数）　计算公式： 单位：辆/km　交通密度：双向　车流密度：单向车头间距（Spacing）：同一车道同一方向车流的前后两辆车之间在某一瞬时的间隔距离。

（微观参数）　表示符号： 单位：m/辆　平均车头间距：　车头时距（Headway）：同一车道同一方向的一列车队连续行驶前后两相邻车的车头通过某一断面的时间间隔。

（微观参数）　表示符号： 单位：s/辆　平均车头间距：临界密度：在最佳车速时达到最大流量时的交通密度，又称最佳密度。

　表示符号：阻塞密度：车速近似于零，流量亦接近于零时的交通密度。

　表示符号：空间占有率：在某一瞬间，一定的观测路段长度内行驶的车辆总长度占该观测路段长度的百分比。

　表示符号：时间占有率：在某一时段内，车辆通过某一断面的累计时间占该时段的百分比。

　表示符号：交通调查的主要内容（1）交通流要素调查（交通流理论研究）（2）交通需求调查（交通规划）（3）交通事故调查（交通管理）（4）交通环境调查（城市建设）交通量调查的种类 （1）区域交通调查（2）小区边界线交通调查（3）核查线调查（4）特定地点或专项交通量调查交通量调查的组织和方法1调查地点（1）两交叉口之间的路段上 （2）交叉口各入口的停车线处（3）交通设施的出入口处（4）特定地点（如分界线等）2调查时间（1）常年观测－－365d，24h （2）抽样观测－－部分日期，每天24h （3）时段观测－－16h或者12h （4）高峰小时观测－－连续3h3调查方法，（1）人工观测法（简单，长期观测质量难保证）　（2）试验车移动观测法（短时间观测）　（3）车辆感应器观测法（常年连续观测） （4）仪器自动计测法（种类较多）（5）摄影、录像、照像观测法（后处理难度大）*抽样样本大小具体做法：1）避开调查时开始的几辆车；　2）对各种车型的抽样率应基本与在车流中所占比例一致；　3）选定车牌尾数（偶数或0，5）以使抽样无偏。

交通流理论：运用数学和物理学的方法来描述交通特性的一个边缘科学，它用分析的方法阐述交通现象及其机理，使我们更好的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。

主要内容1. 交通量、速度和密度的相互关系和量测方法2. 交通流的统计分布特性3. 排队论的应用4. 跟驰理论5. 驾驶员处理信息的特性6. 交通流的流体力学模拟理论7.交通流模拟1、 泊松分布（1）适用条件：车流密度不大，其它外界干扰因素基本上不存在，车流是随机的（2）基本公式：　令 ：计数间隔平均到达的车辆数，泊松分布参数。

（3）递推公式：（4）分布的均值M和方差D：2、 二项分布（1）适用条件：车流比较拥挤，自由行驶机会不多的车流（2）基本公式： ：独立事件发生的概率，n，p为二项分布参数。

（3）递推公式：（4）分布的均值M和方差D：连续型分布1、 负指数分布（1）适用条件：有充分超车机会的单列车流和密度不大的多列车流的车头时距分布，与计数分布的泊松分布对应。

（2）基本公式：车头时距不小于 t的数目:1、 负指数分布（3）概率密度函数：（4）分布的均值M和方差D：排队论也称随机服务系统理论，是研究“服务”系统因“需求”拥挤而产生的等待行列或排队的现象，以及合理协调“需求”与“服务”关系的一种数学理论。

是运筹学中以概率论为基础的一个重要分支。

道路通行能力也称为道路容量，指道路的某一断面在单位时间内所能通过的最大车辆数。

理论通行能力：又称理想通行能力或基本通行能力，是指道路和交通处于理想情况下，每一条车道（或每一条道路）在单位时间内能够通过的最大交通量。

实际通行能力：又称可能通行能力，是指在实际的道路和交通条件下，单位时间内能够通过道路上某一点的最大可能交通量。

实际计算公式为理论通行能力乘以修正系数道路条件修正系数车道宽度修正系数侧向净空受限修正系数纵坡坡度修正系数视距不足修正系数沿途条件修正系数交通组成修正系数横向干扰修正系数1.交织：是指行驶方向大致相同而不完全一致的两股或多股车流，沿着一定长度的路段，不借助于交通管制与指挥设备，自主进行合流而后又实现分流的运行方式。

2.交织区长度：从入口段三角端部0.6m处至出口三角端宽度3.6m处之间的一段距离。

一般不小于50m并且不大于600m。

1.匝道：连接不同高程上两交叉线路、供两线路车辆实现方向转换的连接道路，是互通式立体交叉的主要组成部分。

2.匝道分类：左转匝道和右转匝道 直接式、半直接式和间接式匝道1.无信号管制的交叉口2.环形交叉口3.信号灯交叉口停车线断面法：已知交叉口处车道使用规定、信号显示周期及配时，以进口道停车线为基准断面，凡通过该断面的车辆即认为己通过交叉口。

据此来计算通过停车线断面上不同行驶方向车道上的小时最大通过量（即该车道通过能力），各进口车道通行能力之和即为交叉口的可能通行能力。

交通发生 从哪里来或到哪里去交通分布 从哪里来到哪里去？交通方式划分 乘坐哪种交通工具？交通分配 走哪条路？交通分配预测：把前面预测的各区之间不同交通方式的交通量分配到具体的道路上。

需要考虑如下因素：（1）交通方式（2）行程时间（3）路段上的速度和流量之间的变化关系预测方法：（1）全有全无分配法（2）容量限制分配法（3）多路径概率分配法道路交通标志（ traffic signs ）：用图形、符号、颜色和文字向交通参与者传递特定信息，预示前方道路交通设施、气候、环境情况，表示交通管理指令设施状况，是道路交通法规的组成部分和交通管理的重要手段。