11.3交通流三参数交通工程.ppt

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1、6/9/2023,1,第二章 交通流基本特性第一节 流量(交通量)Q,局扼椰累麓巾扰裁胜总致佐绢廖递愁靠角汛俘均咎沦腺肢找马孩嵌钮所庙11.3+交通流三参数-交通工程11.3+交通流三参数-交通工程,6/9/2023,2,一、交通量的定义,交通量是指在选定时间段内,通过道路某一地点、某一断面或某一条车道的交通实体数。按交通类型分,有机动车交通量、非机动车交通量和行人交通量,一般不加说明则指机动车交通量，且指来往两个方向的车辆数。,匆良厕磐摇唬紫络憋膜陶局部奄谁簧略靳断啪铺侍姆抱侮榜朗凑厄瑰养襄11.3+交通流三参数-交通工程11.3+交通流三参数-交通工程,6/9/2023,3,一、交通量的定

2、义,交通量时刻在变化，在表达方式上通常取某一时间段内的平均值作为该时间段的代表交通量。如果以辆/d为单位，平均交通量表达式为:按平均值所取的时间段的长度计,常用的平均交通量有:年平均日交通量（AADT）；月平均日交通量（MADT）；周平均日交通量（WADT）。,腆剖兑怯淮路郁差荤氧词埃岭渭喉密所诬素苑吠拼最驶星璃臭裙乙茁谓和11.3+交通流三参数-交通工程11.3+交通流三参数-交通工程,6/9/2023,4,一、交通量的定义,年平均日交通量（AADT）：月平均日交通量（MADT）：k：为当月的天数。周平均日交通量（WADT）：,皖弃等碘屹梯与敝迪民厩抨轿委茄敏俯茂笺灯虹赶符咖蒙汗星纯魂容漱蠢

3、11.3+交通流三参数-交通工程11.3+交通流三参数-交通工程,6/9/2023,5,二、交通量的时间分布,月变化：一年内各月交通量的变化称为月变化。年平均日交通量与月平均日交通量之比,称为交通量的月变化系数(或称月不均衡系数，月换算系数)，以K月表示。,搭岭剪荷建芹伐让粹石憾搽桩佑诚秃婶柯馁钨奉枣型捣陡批晋掺屋邪颁金11.3+交通流三参数-交通工程11.3+交通流三参数-交通工程,6/9/2023,6,二、交通量的时间分布,周变化：交通量的周变化是指一周内各天的交通量变化，因此，也称周日变化。周变系数定义为：年平均日交通量除以某周日的平均交通量。某周日的平均日交通量等于全年所有该周日的交通

4、量除以全年该周日的总天数。,娇谆使研咋兹伎孜拜绢蛛这邢求腺翘搂牢蔑泅昆肮舟巧始得疽釉考冒墅塘11.3+交通流三参数-交通工程11.3+交通流三参数-交通工程,6/9/2023,7,二、交通量的时间分布,时变化：一天24小时中，每个小时的交通量亦在不断变化。一天24小时中，流量最大的那个小时的交通量称为高峰小时交通量。高峰小时系数：就是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。一般 t=5min或t=6min或 t=10min，最常用t=15min,卵址韵安菜丽厢坛园感露代否闯厩故竭纤世谋胡荐待吴苹盒纬臃溃拨款艳11.3+交通流三参数-交通工程11.3+交通流三参数-

5、交通工程,6/9/2023,8,二、交通量的时间分布,如：t=15（min）t=10（min）城市中短时间的高峰交通量造成交通阻塞。,更偏雍抛桑剐猿巡城骚舵水显避核鲜摧坍肋薪歪义帜嫉敷贮烽奶蝗祭棍汲11.3+交通流三参数-交通工程11.3+交通流三参数-交通工程,6/9/2023,9,三、交通量的空间分布,主要包括：交通量的城乡分布交通量的路段分布交通量的方向分布交通量在车道上的分布,轨亢免仙瓤酵愈菲诡疗妙沽捣隐酵差哭茂抓滔秤掘沥评棍雌脉倘皮蹈殃抄11.3+交通流三参数-交通工程11.3+交通流三参数-交通工程,6/9/2023,10,四、设计小时交通量,含义及作用：交通量具有随时间变化和出现

6、高峰小时的特点，因此，在进行道路设施规划设计时，必须考虑这个特点。工程上为了保证道路在规划期内满足绝大多数小时车流能顺利通过，不造成严重阻塞，同时避免建成后车流量很低，投资效益不高，规定必须选择适当的小时交通量作为设计小时交通量。根据美国的研究、认为第30位最高小时交通量作为设计小时交通量是最合适的。,盒撤楼辣殆基履元室稳具就乍蛆蕴示练腮绽也涅灰汝植担蔷班县钝计峦狠11.3+交通流三参数-交通工程11.3+交通流三参数-交通工程,6/9/2023,11,四、设计小时交通量,第30位最高小时交通量所谓第30位最高小时交通量就是将一年中测得的8700个小时交通量，从大到小按序排列，排在第30位的那

7、个小时交通量。研究表明，第30位小时交通量与年平均日交通量（AADT）之比的K值十分稳定。据国外观测，按道路类别及所在地区不同K值分布在12%18%范围内。,积玫吸独首匀绢爷辞絮恿婚垄峡蓖亭宿管荤腊曳适温缚萎互事矽隋午奉疾11.3+交通流三参数-交通工程11.3+交通流三参数-交通工程,6/9/2023,12,四、设计小时交通量,设计小时交通量的计算（不考虑方向不均衡性）式中：DHV设计小时交通量（辆/h）；K 设计小时交通量系数（%）；N 车道数;C单 每一车道设计通行能力（辆/h）；AADT 规划年的年平均日交通辆量（辆/d）；W 路幅宽度（m）；W1 一条车道宽度（m）。,洋弯嵌伊宗陛笋

8、蔼刑启丰坷约照总驻胀囚刃陀葫薄极猴剔珍喝鞍闷屑痪究11.3+交通流三参数-交通工程11.3+交通流三参数-交通工程,6/9/2023,13,四、设计小时交通量,设计小时交通量的计算（考虑方向不均衡性）式中：DDHV单向设计小时交通量；K 设计小时交通量系数（%）；KD 方向不均匀系数（%）,漱痰韩媒蹋榷赡半鲍蚜凸窝律康颂蝴卿骄昆琴盾岸嘘默竣喊谩惹赋晤坦雀11.3+交通流三参数-交通工程11.3+交通流三参数-交通工程,6/9/2023,14,第二节 速度V,无慎扁魁哦珐涸酸院燕俯秘带炒昏吁扮掳第翅珊煞醒多莽运砾侧顶歇缺岁11.3+交通流三参数-交通工程11.3+交通流三参数-交通工程,6/9/

9、2023,15,一、基本定义,地点车速：这是车辆通过某一地点时的瞬时车速，因此观测时L取尽可能短，通常以2025m为宜，用做道路设计、交通管制、交通规划资料。行驶车速：这是从行驶某一区间所需时间（不包括停车时间）及其区间距离求得的车速，用于评价该路段的线形顺适性和通行能力分析，也可用于计算道路使用者的成本效益分析。运行车速：是指中等技术水平的驾驶员在良好的气候条件、实际道路状况和交通条件下所能保持的安全车速：用于评价道路通行能力和车辆运行状况。,交残秤沤矾兵路钨锨痰焉猫剃专悬乘丘佑凛躯内汗蝇给怀疾峦睁晓芯盘玫11.3+交通流三参数-交通工程11.3+交通流三参数-交通工程,6/9/2023,1

10、6,一、基本定义,行程车速：行程车速又称区间车速，是车辆行驶路程与通过该路程所需的总时间（包括停车时间）之比。行程车速是一项综合性指标，用以评价道路的通畅程度，估计行车延误情况。要提高运输效率必须提高车辆的行程车速。临界车速：这是指道路达到理论通行能力时的车速，对于选择道路等级具有重要作用。设计车速：是指在道路交通与气候条件良好的情况下仅受道路物理条件限制时所能保持的最大安全车速，用作道路线形几何设计的标准。,池聚蕉董戌硕返纷僻匈属转札退鸦捆搐方巫钎辈俱香妥械屯术瞥雀堂勉挥11.3+交通流三参数-交通工程11.3+交通流三参数-交通工程,6/9/2023,17,二、行车速度的统计分布特性,常用

11、以下特征车速表示车速的统计分布特性：中位车速：也称50%位车速，是指在该路段上在该速度以下行驶的车辆数与在该速度以上行驶的车辆数相等。85%位车速：在该路段行驶所有车辆中，有85%的车辆行驶速度在此速度以下，只有15%的车辆行驶速度高于此值。15%位车速：意义与前亦同。车速分布的标准偏差S与85%位车速和15%车速之差存在着下列近似关系:,杰串斌旋苗铺暮汲拱邵批康漫艘业屏灶慨亲砒黎昨将世昭蠢厕芭辊摔坊春11.3+交通流三参数-交通工程11.3+交通流三参数-交通工程,6/9/2023,18,三、时间平均车速与区间平均车速,时间平均车速：在单位时间内测得通过道路某断面各车辆的点车速，这些点速度的

12、算术平均值，即为该断面的时间平均车速，即:式中：时间平均车速（km/h）；第i 辆车的地点车速（km/h）；n 单位时间内观测到车辆总数（辆）。,返漆颖冗茹搁治勇悸橇炊桓瑶葬孕同射态讫羚运塘炼黎翱填碎饵战姻壶潍11.3+交通流三参数-交通工程11.3+交通流三参数-交通工程,6/9/2023,19,三、时间平均车速与区间平均车速,区间平均速度：是指某路段的长度与通过该路段所有车辆的平均行程时间之比（以后讲到速度如果不加说明即为区间平均速度）。当观测长度一定时，其数值为所有车辆行程车速的调和平均值，计算公式为:式中：区间平均速度（km/h）；s 路段长度（km）；ti 第i辆车的行驶时间（h）；

13、n 观测到的车辆数；vi 第i辆车行程车速（km/h）。,蜘蹈舞欣震凛镍匈骗首哮硫沛犯匆命速柯潮肮呐羽窖漫霉江罕激屎耍普钙11.3+交通流三参数-交通工程11.3+交通流三参数-交通工程,6/9/2023,20,三、时间平均车速与区间平均车速,时间平均速度与区间平均速度之间的互换关系由时间平均速度可以推算出区间平均速度：式中：时间平均速度观测值的方差。由区间平均速度同样可以推算出时间平均速度：式中:区间平均速度观测值的均方差。,咎瞩潘钠登财必牛撼婉妨萄宦填命他废皿普楼矽嘴带唉瓦兔辛福褪炔歪园11.3+交通流三参数-交通工程11.3+交通流三参数-交通工程,6/9/2023,21,第三节密度 k

14、、车道占有率车头间距 hs、车头时距 ht,太赣摧裸外锤襟缆据察箍殿惶惮蘸姬帮怠掏知筏色果蓑焙血全掌制罐牧瓮11.3+交通流三参数-交通工程11.3+交通流三参数-交通工程,6/9/2023,22,一、密度 K,交通流（车流）密度：是指某一瞬间内单位道路长度上的车辆数目。式中：N 路段内的车辆数(辆);L 路段长度(km)。,郡寡推审它炔摔强虾赤脸脉藻本附丘函檀桶窜鳃儡逆眺绪曳憨背强娶纠逝11.3+交通流三参数-交通工程11.3+交通流三参数-交通工程,6/9/2023,23,二、车道占有率,由于密度是瞬时值，随观测时间和区间长度而变化，且反映不出车辆长度和速度的关系，尤其是在车辆混合行驶时密

15、度的大小并不能明确表示交通流的状态，这就要引入车道占有率的概念表示密度。车道占有率包括空间占有率和时间占有率两种。,胯砸矫芹妒餐享蜡艾媒谅潜囱汕篇汉虎虹胁撬几愁敝黎运胺崖郑风理筒播11.3+交通流三参数-交通工程11.3+交通流三参数-交通工程,6/9/2023,24,二、车道占有率,空间占有率：是指在一定路段上，车辆总长度与路段总长度之比（%），表达式为：式中：Rs 空间占有率；S 观测路段总长度；si 第i 辆车的长度；n 观测路段内的车辆数。,蛾烽妻斤扭妆虹翟打锚长六驳僻伍坍筏矢寇负幢天捐紊润舔他汁痉塘澈查11.3+交通流三参数-交通工程11.3+交通流三参数-交通工程,6/9/2023

16、,25,二、车道占有率,空间占有率示意图：,斤岸臭段实左桔平颅卖拆恋骋盈择佛带糜我藉潭竿郑襄是愈斜涛侩抵住祈11.3+交通流三参数-交通工程11.3+交通流三参数-交通工程,6/9/2023,26,二、车道占有率,时间占有率：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之比（%），其表达式为：式中：Rt 时间占有率；T 观测总时间；ti 第i 辆车的长度；n 观测时间内通过该路段的车辆数。,碑衅丹砒袖奉牲功桶眯椎兵哈迭块豌逝令钙擒寅旦绑亚农秧磨鸯歹动幼扭11.3+交通流三参数-交通工程11.3+交通流三参数-交通工程,6/9/2023,27,三、车头间距 hs、车头时距 ht,前述Q、

17、K、V（这里V是指什么？）均属于宏观交通流参数，而车头间距和车头时距属于微观交通流参数。其定义为：车头间距：是指一条车道上前后相邻两车（用前保险杠等具有代表性的点测量）之间的距离。车头时距：是指连续行驶的前后两辆车（具有代表性的点）通过行车道上某一点（或某一断面）的时间差。对观测路段上所有的车头间距和车头时距取平均值称为平均车头间距与平均车头时距。,资陡湃铱邱散厨樟跺良狰粉栖探股图阔从套耀寡惯理滩诸庄蹈触河琐淘朝11.3+交通流三参数-交通工程11.3+交通流三参数-交通工程,6/9/2023,28,三、车头间距 hs、车头时距 ht,平均车头间距与平均车头时距与宏观交通流参数Q、K存在以下关

18、系：式中：平均车头间距（m）;平均车头时距（s）。,戳塞信茸揖睬桃哥匝狡磷蛋哀翰欲酷困纽哥咀钙硷封界贱俺糕逃甘昼凳缩11.3+交通流三参数-交通工程11.3+交通流三参数-交通工程,四、密度资料的应用,判定交通状态的重要指标课堂阅读,6/9/2023,29,阅踪庄暖剁伐壕准脱淫殖洛尽诣羡麻糖噪蹄委礼碧倪呼罗摆畦斟怨狐缄居11.3+交通流三参数-交通工程11.3+交通流三参数-交通工程,6/9/2023,30,第四节交通流的基本特性及其相互关系,簧津啦牵豌弄怠糕望籍丘幅虏犹领眼醚定计煤猖荫桂泅弊沽么账蛊赖辑蛆11.3+交通流三参数-交通工程11.3+交通流三参数-交通工程,6/9/2023,31

19、,一、交通流三参数基本关系,交通流三参数之间的基本关系式为：式中：Q 流量（辆/h）；V 速度（区间平均速度）（km/h）；K 密度（辆/km）。,姻溶旬纠盲迟卓疼赛礼葡导卿痒赘主厉准国蝉隔沂蠢卖岁壤替棵尉爆凰蕉11.3+交通流三参数-交通工程11.3+交通流三参数-交通工程,6/9/2023,32,一、交通流三参数基本关系,流量、密度、速度三者之间的关系见下图：,嘲乏酒窟砸舌摄陡果勾绍膏袍坯扎如栖菌登呕历敛斥艇鹅依腑撬盅腻彝晰11.3+交通流三参数-交通工程11.3+交通流三参数-交通工程,6/9/2023,33,一、交通流三参数基本关系,怎础降筹历锈涪丘油为澈湃馋败屿励吠撼卿跳踏怨俭壶者雅

20、剔愚俱质柑遮11.3+交通流三参数-交通工程11.3+交通流三参数-交通工程,6/9/2023,34,一、交通流三参数基本关系,交通流特性的一些特征变量:极大流量Qm Q-V曲线上的峰值；临界速度Vm 即流量达到极大时的速度；最佳密度km 即流量达到极大时的密度；阻塞密度Kj 车流密集到所有车辆基本上无法移动（V=0）时的密度；畅行速度Vf 车流密度趋于零,车辆可以畅行元阻时的平均速度。,朋腻推喊物郡竞潮失潭郑褂勤洋位谭辰淌垦酚类审猴绩汝袭毋尚庶淡婆捞11.3+交通流三参数-交通工程11.3+交通流三参数-交通工程,6/9/2023,35,二、速度与密度的关系,1933年，格林希尔茨（Gree

21、n shields）提出了速度密度线性关系模型，且模型与实测数据有良好的吻合性。K=0 V=Vf K=KjV=0 K=KmV=Vm QQmax,窗咋妻檄颖鸭柯虹肩糊闹屡傻锨喀症喊为愿批宗贺勇醇伺许等钟嗽览遗晤11.3+交通流三参数-交通工程11.3+交通流三参数-交通工程,6/9/2023,36,二、速度与密度的关系,1959年，格林柏（Greenberg）提出了用于密度很大时对数模型：,疙倍前咬妇醉剪募聪烃拱羽付懒巡迟邮咖紧桃喷琼联轨鲍姑髓扦詹懊涡梗11.3+交通流三参数-交通工程11.3+交通流三参数-交通工程,6/9/2023,37,二、速度与密度的关系,1961年安德伍德（Underw

22、ood）提出了用于密度很小时的指数模型：,概醉檬执媳孪屁阔鬃煎皱袁伊诞恿悉恼钎疵稼担切吉埋硝井废承埋爱活绞11.3+交通流三参数-交通工程11.3+交通流三参数-交通工程,6/9/2023,38,三、流量与密度的关系,交通流的流量-密度关系是交通流的基本关系，根据格林希尔茨公式及三参数的基本关系式可得：,廊症妹棕尖区等戌蛹军周癣茅乒景季水歹堤厩早严辕茎哺骸旅麻弃牌湘寒11.3+交通流三参数-交通工程11.3+交通流三参数-交通工程,6/9/2023,39,三、流量与密度的关系,上式对Q 求导，并令：,亢埂荐扇扎捕辛蠢鸵斧咏牙世急整缺冕摧月铜瑞逞挤侄页撕暖酣栗烬翘名11.3+交通流三参数-交通工

23、程11.3+交通流三参数-交通工程,6/9/2023,40,四、流量与速度的关系,交通流的流量-速度关系 是交通流的基本关系，根据格林希尔茨公式及 三参数的基本关系式可 得到：,紧同固滥惜氓估鄙京兼宦衫沥涪扮虐精啡酿酌辖锰蚀药姻刃电它蛊顺蛊兢11.3+交通流三参数-交通工程11.3+交通流三参数-交通工程,6/9/2023,41,结论,综上所述，按格林希尔茨的速度-密度模型、流量-密度模型、速度-流量模型可以看出，Qm、Vm和 Km（流量 速度关系曲线图）是划分交通是否拥挤的重要特征值。当QQm、KKm、VVm时，属于拥挤状态；当QQm、K Km、VVm时，则属于不拥挤状态。,木双第砸厨铸硬识

24、翻但单辟恋藩鹅的丈樟逆止专来镶偿吞矮悍酝哗树另炯11.3+交通流三参数-交通工程11.3+交通流三参数-交通工程,课后练习题,交通量的定义是什么？如何表达？有何用途？什么叫高峰小时系数？如何计算确定？有何用途？试述交通量的空间分布和时间分布特性什么叫设计小时系数？如何确定？有什么意义及用途？交叉口延误有哪些？如何调查？何谓时间平均车速与空间平均车速？有何用途？它们之间有何联系？,6/9/2023,42,献笔壕淌肤单深墟船锯悉淬奶踩玻邪态恋瘦腥妥彰打淹基芯玲逆戮噪航警11.3+交通流三参数-交通工程11.3+交通流三参数-交通工程,地点车速、行驶车速、区间车速的定义是什么？各有什么作用？行驶车速和区间车速有什么区别？其相互关系如何？交通流中三参数间的关系如何？在交通分析中有何用途？交通密度的定义是什么？有何表示？有何用途？主要调查方法有哪些？某双向道路，两个方向的交通量分别为400辆/小时和600辆/小时，该道路的方向不均匀系数Kd应为_2000年3月20日(星期二)在某道路上观测到日交通量为1500辆/日，由历年观测资料知：K3月=1.58，K日=0.97，求年平均日交通量AADT。,6/9/2023,43,阐窖控餐贱执磋冗蓉淡瓜蹋柔瘟挞妒戈划趴翅铱滋图赦坦哆斗灾菇糟唁谓11.3+交通流三参数-交通工程11.3+交通流三参数-交通工程,