《交通工程学》实验指导书解析.doc
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1、深圳大学交通工程学实验指导书课程编号: 2211400301-2211400303课程名称: 交通工程学课程类别: 专业必修教材名称:管理信息系统开课院系:机电与控制工程学院(轨道交通学院)制订日期: 2011.9.1实验须知1. 实验是学习现代制造技术课程不可缺少的组成部分,这对加深理解基本概念、巩固课堂上所学的知识和培养实际动手能力都很重要,必须踏实、认真地对待每次实验。2. 做实验前,必须认真预习课程相关内容和阅读实验指导书,熟悉实验内容和步骤。3. 做实验时要严格按照实验指导书的内容、步骤进行,在实验室指导老师的指导下认真操作,并做好实验记录,严格遵守实验室的规章制度。4. 做完实验,
2、请指导教师看实验结果,教师确认实验通过后应将实验设备恢复原状,关好电源,经指导教师同意后才能离开实验室。5. 每次实验后,按实验指导书的要求,填好实验报告,交指导老师审阅。目录实验一 课程设计 城市道路交通交通流调查与分析(现场调查) 4实验二 智能交通系统解决方案设计8实验三 新型停车场概念设计9实验四“道路交通与环境保护实地调查与策略分析”(现场考察)9实验五 计算机交通模拟技术 9附件1:课程设计报告提纲附件2:智能交通系统解决方案设计报告参考提纲附件3:深圳大学实验报告模板实验一 课程设计 城市道路交通交通流调查与分析(现场调查)一、实验名称城市道路交通交通流调查与分析(现场调查)。二
3、、实验目的 1. 本课程设计是交通工程学的主要实践性教学环节之一,其目的在于巩固、加深对交通工程学重要基础理论方法 道路的交通特性、交通流理论、交通调查方法以及数据统计、处理和分析的方法的学习、掌握,理解交通调查在交通运输管理中的重要作用,初步具备实对际道路交通问题进行分析和提出解决问题的思路、办法或方案应的基本能力。2. 了解和熟悉城市道路的交通特性与交通流基本理论,理解和掌握交通流三参数间的关系;学习和掌握交通流调查的一般方法、基本流程和常用数据处理与分析方法;进一步理解交通流调查在交通运输规划、设计、运行与管理中的重要作用;具备面向交通运输实际问题开展调查活动的组织与分析能力。3. 课程
4、设计充分体现“教师指导下的以学生为中心”的教学模式,以学生为认知主体,充分调动学生的积极性和能动性,重视学生自学能力和团队协作精神的培养。三、实验内容1. 课程设计选题调研及背景意义分析。2. 制定城市道路交通交通流调查方案。3. 组织、实施城市道路交通交通流调查活动、记录、统计相关数据。4. 数据处理与结果分析。5. 课程设计总结、撰写“城市道路交通交通流调查与分析报告”和进行讨论、点评。四、实验原理与方法1. 交通调查的目的与作用、原则(1)主要目的:准确分析规划区域交通现状;为交通规划提供全面、系统而又真实可靠的实际参考资料和基础数据;对交通规划涉及的经济、运输、交通量等做出准确可靠的预
5、测;制定出合乎社会发展规律并且与交通需求相适应的交通规划方案,规划工作指导交通建设与发展。(2)重要作用:为政府宏观决策服务;为公路网规划和公路设计提供依据;为行业管理工作提供支撑;为道路养护对策制订和养护实施提供数据;为智能交通建设提供基础;为道路安全评价与设计改善提供支持;为交通工程基础研究提供数据。(3)主要原则:客观性(以事实基础);科学性(计划系统、步骤完善、方法科学);针对性(有目的的活动);数据抽样(经济可行、实效可信) ;实事求是,防止主观臆断;交通调查总是在一定条件下进行的,因此须在调查中注明这些条件;全面、系统性,能反映交通规划研究对象全面和普遍规律所需要的资料;重点和一般
6、相结合,应分清主次。2 交通调查的主要对象.与方式交通调查主要对交通系统组成的各个方面,如交通量、车速、密度、延误、通行能力、出行、事故、环境、公交、停车以及交通设施、土地利用与经济调查等展开调查,可进行不分流向调查、分流向调查、转向调查或交叉口调查、分车种调查(获得交通流中各车种的交通量)、车辆占用调查、行人交通调查、境界出入调查、分隔查核线调查等。交通调查也对运输量/交通量调查、交通基础设施调查、社会经济及土地利用基础资料、相关政策与法规、建设资金、交通规划影响等进行调查。对交通量的调查方式主要分为:1)经常性调查,包括交通量调查、车速调查、比重调查、轴载调查、交通密度调查、大区域起讫点调
7、查(OD调查)、通行能力调查、交通事故调查等;2)临时性调查,包括路线(段)起讫点调查(OD调查)、交叉口交通量调查、出入境调查、交通密度调查、停车调查、延误调查等等。3. 主要交通量的调查与分析(1)交通量(Traffic Volume))定义交通量是指单位时间内通过道路某一断面上下行方向(如特指时亦可为某一方向或车道)的车辆和行人数量, ,是描述交通流特性最重要的三个参数之一,也称为交通流量或流量。(2)分类按性质划分:汽车交通量、机动车交通量、非机动车交通量、混合交通量、行人交通量。按时间划分:分钟交通量、小时交通量、日交通量(昼夜交通量)、周交通量、月交通量、年交通量;信号周期交通量;
8、白天12h、16h交通量。按空间划分:断面交通量、路段交通量、路线交通量、路网交通量。按照交通量特性分:1)平均交通量,包括日平均小时交通量、年平均日交通量、月平均日交通量、周平均日交通量和年平均月交通量等;2)高峰小时交通量,如高峰小时交通量、年最高小时交通量、第30位小时交通量等。按交通组成:机动车、非机动车、行人交通量。按统计时间:年、月、日、小时、分钟交通量。按调查类型:公路、城市道路、交叉口、城市出入口、分隔查核线交通量。(3)交通量的表示交通量的表示:单位时间通过的车或人的数量。交通量的表示需分类:一般来说,公共汽车应单独量测。交通量的换算:将调查所得的不同类型的车辆换算成某单一种
9、车型的数量。换算最终车型:小汽车(高速公路、一级公路、城市道路);中型载重货车(二级以下公路)。方向分布系数:Kd=重交通方向交通量/双向总交通量。第30位交通量系数:K30=30HV/AADT。月不均匀系数:Km=AADT/MADT。周日不均匀系数:Kw=AADT/ADT。白天12/16小时交通量系数:12或16小时交通量/全天交通量。高峰小时流量比:高峰小时交通量/日交通量。高峰区间:高峰小时内5/15min累计交通量最大的区间。扩大高峰小时交通量:高峰小时流率,高峰区间流量扩大至小时。高峰小时系数:高峰小时交通量/高峰小时流率。4. 城市道路交通流调查本课程设计(实验)拟对道路断面、路段
10、或交叉口(如图1.1和图1.2所示)的交通特性、交通流及交通运行状态的相关交通量进行观测、调查和分析,以提出改善、改进和优化城市道路交通的相关问题,达到提高其畅通性、安全性、运行效率和管理水平的目的。图1.1 城市十字交叉路口交通流示意图图1.2 城市道路交通流调查示意图(1)基本步骤对道路断面、路段或交叉口交通特性、交通流及交通运行状态的交通量进行调查的一般步骤有:1)明确调查目的和用途;2)明确调查区域或路线情况;3)明确调查站点位置;4)明确调查车辆的种类、拟定调查时间和周期;5)人员配备和分工;6)调查表格的设计,调查表格主要根据调查目的进行设计,表头一般包括道路或交叉口名称,调查站点
11、位置、车流运行方向、调查日期、调查人员等,必要时可以附平面示意图;7)对所获得调查资料进行汇总,归纳、总结和分析。(2)主要方法1)人工计测法定义:调查人员在指定日期和时间,采用目测方式进行交通量调查的方法。应用比较广泛的一种原始性调查法,组织调查人员在调查路段或交叉口引道处进行交通量观测和记录,使用的工具包括计时器、手动(机械或电子)计数器和其他记录用的记录板、纸和笔。人工计数法可以调查得到分车型交通量数据、某一车道或某方向上的交通量、交叉口流量和流向数据、非机动车和行人交通量等。使用工具:调查人员、计时器(秒表)、计数器、记录板,纸、笔。适用调查种类:分车种交通量、车道交通量、转向交通量、
12、非机动车和行人交通量、车辆性质调查(如所属单位、地区、部门或系统)。优点:机动灵活,易于组织实施、易于掌握。缺点:劳动强度大,费力;受人员因素的影响较大,调查精度不高,且难于组织长时间的连续调查。注意事项:选择观测视距良好路段进行,按时段(分钟或小时)分车型及上下行方向进行记录,视需要还应区分车道记录;适用于短期调查,做好调查人员的业务培训和纪律性教育工作;注意安全和后勤保障。2)浮动车观测法 定义:利用自备车辆往返于某一选定路段进行交通量观测的方法(如图1.3所示)。人员:3人;1人记录与测试车对向开来的车辆数;1人记录与测试车同向行车的车辆中,被测试车超越的车辆数和超越测试车的车辆数;1人
13、记录停驶时间。测试车:应采用普通的标准车。调查采样数据:一般需测1216组数据,即往返68次(如从AB,然后再从B A为一个往返) 浮动车观测法的相关数据按如图1.4所示表格记录。图1.3浮动车观测法示意图 图1.4 浮动车观测法数据记录表3)地点车速的检测方法,见教材和课件。4)密度的调查方法,见教材和课件。5)行车延误的调查方法,见教材和课件。五、实验环境与条件1. 硬件:PC、PC服务器;智能手机(计数器、计时器、拍照、视频等)、平板,数码相机、摄像机,三脚架;校园网、公网。2. 软件:Execl、Matlab、SPS等等。六、实验步骤1. 进行分组。课程设计以项目小组的形式进行与开展,
14、小组组长组织组员开展调查方案的设计、制定,调查活动的开展和完成,数据记录统计、数据处理与结果分析,以及汇报、讨论与交流,要对组员各自的任务完成进展、结果等情况进行监督、管理和考评,各小组成员要分工协作、协同完成课程设计任务。2. 选题及调研。各项目小组首先要组织文献研读、实际现场调研,以确定就城市道路交通哪些领域、哪些问题展开调查、分析。l XXXX道路断面交通特性及交通流与运行状态调查和策略分析l XXXX路段交通特性及交通流与运行状态调查和策略分析l XXXX交叉路口交通特性及交通流与运行状态调查和策略分析l XXXX快速路交通特性及交通流与运行状态调查和策略分析l XXXX主干道交通特性
15、及交通流与运行状态调查和策略分析l 3. 需求分析。对选题的背景、发展动态及所涉及的相关理论方法、技术的国内外发展现状与趋势展开调研与分析,以及对选题的理论意义与实际应用价值等进行分析和阐释。4. 调查方案设计与制定。对拟要开展的调查,制定调查方案、实施路线,主要应包含以下内容l 确定调查内容、交通量及目的与用途- 调查交通特性及其交通量和拟实现的目的与用途- 调查交通流及其交通量和拟实现的目的与用途- 调查运行状态及其交通量和拟实现的目的与用途l 确定拟采用的调查方法- 人工计数方法- 行车观测法(浮动车观测法)- 计数仪观测法(各类检测装置)- 摄像与人工计数结合法- 自动识别系统观测法-
16、 l 选定调查地点(如城区或城乡的某个或某些断面、路段、交叉路口等),并就待调查地点及其周围区域的人口、经济水平、商圈、产业圈、交通基础设施、出行情况、车辆、自然资源等基本情况进行了解,获取相关数据l 设定观测站(点),在保证观测安全和便捷的前提下,一般可考虑设在不受交叉口影响的路段、交叉口的引道处、交通设施的出入口处(道路收费口或停车场的出入口处)等l 选定调查日期(平常日期、节假日)与时间/段(连续性调查、高峰期调查),并确定调查时间周期大小,如- 12h交通量调查- 16h交通量调查- 24h交通量调查- 高峰交通量调查- 周末交通量调查- l 制定调查数据记录表(调查表格主要根据调查目
17、的进行设计,表头一般包括道路或交叉口名称,调查站点位置、车流运行方向、调查日期、调查人员等,必要时可以附平面示意图)l 选择数据统计及处理方法与工具l 选择和准备调查用的工具、器械l 讨论和确定交通调查的现场作业模式与流程l 进行任务分工,确定调查小组成员的各自职责l 与道路交通管理相关部门的沟通和协调5. 交通调查的现场组织、实施和完成。调查小组组长组织组员按照以上调查方案开展道路交通特性、交通流与交通运行状态的实地观测、数据记录。6. 数据统计处理。对现场调查、观测所获得的相关数据、资料,用Execl或Matlab进行整理、统计和处理,绘制交通特性、交通流及交通运行状态的结果图表,如l 各
18、类车辆数量统计直方图、饼状图或表格l 车流量变化曲线图/表l 人流量变化曲线图/表l 车辆速度变化曲线图/表l 人流道路空间分布图/表l 车辆道路空间分布图/表l 7. 结果分析。对以上数据处理结果进行分析,得出哪些结论?8. 解决改善或解决道路相关交通问题的设想、总体思路或解决方案及建议、措施等。9. 撰写“城市道路交通交通流调查与分析报告”,主要内容及要求见附件1。10. 准备“城市道路交通交通流调查与分析报”的PPT,并进行系陈述、讨论与点评。11. 提交“城市道路交通交通流调查与分析报告”、PPT、原始记录数据集资料。七、实验数据与结果分析 1. 实验数据记录根据所确定的城市道路交通特
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