素质课2,3--交通流知识及交通.ppt

1第三节第三节 交通流基础知识交通流基础知识3.1 交通流基本概念交通流基本概念3.2 道路通行能力与服务水平道路通行能力与服务水平（重点）（重点）3.3 交通量、车速及交通密度交通量、车速及交通密度（重点）（重点）教学内容教学内容 1.交通体系交通体系道路、在道路上通行的车辆和行人以及道路交通所处环道路、在道路上通行的车辆和行人以及道路交通所处环境的统称。境的统称。2.交交通通流流某某一一时时段段内内，连连续续通通过过道道路路某某一一断断面面的的车车辆辆或或行行人人所所组组成成的车流和人流的统称。的车流和人流的统称。3.交通参数交通参数描述和反映交通流特性的一些物理量。3.1.1 交通流基本定义交通流基本定义交通基本参数交通基本参数:交通量、车速和交通密度。交通量、车速和交通密度。3.1.2 交通量交通量1.交通量的定义及表示形式交通量的定义及表示形式2.交通量的变化规律交通量的变化规律3.交通量资料的应用交通量资料的应用1.1.交通量交通量交通量交通量的定义与表示形式的定义与表示形式交通量交通量是指单位时间内通过道路某一断面的车辆数（或行人数）。是指单位时间内通过道路某一断面的车辆数（或行人数）。高峰小时交通量高峰小时交通量年第年第30小时交通量小时交通量非机动车交通量非机动车交通量当量交通量当量交通量交通量表示形式交通量表示形式交通量表示形式交通量表示形式按交通组成按交通组成按交通组成按交通组成机动车交通量机动车交通量按交通量变化按交通量变化按交通量变化按交通量变化平均交通量平均交通量最高小时交通量最高小时交通量按不同单位时间按不同单位时间按不同单位时间按不同单位时间秒交通量秒交通量5分钟、分钟、15分钟交通量分钟交通量信号周期交通量信号周期交通量白天白天12、16小时交通量小时交通量周、月、年交通量周、月、年交通量设计小时交通量设计小时交通量年第年第30位小时交通量（位小时交通量（30W）：62.交通量的变化规律交通量的变化规律交通量的分布特性：交通量的分布特性：交通量随时间和空间的不同而发生的变化交通量随时间和空间的不同而发生的变化 1、交通量随时间的变化规律：、交通量随时间的变化规律：时变时变一天内一天内24小时交通量的变化小时交通量的变化常以时变图表示。常以时变图表示。交通量日变系数交通量日变系数交通量日变系数交通量日变系数周内日交通量的变化周内日交通量的变化一年内月交通量的变化一年内月交通量的变化月交通量变化系数月交通量变化系数逐年交通量的变化逐年交通量的变化 2、交通量随空间的变化规律：、交通量随空间的变化规律：交通量的空间变化交通量的空间变化是指同一时间交通量在不同路段、不同车道、不是指同一时间交通量在不同路段、不同车道、不同方向上的变化。同方向上的变化。同向车道的通行能力是由内向外应作折减的同向车道的通行能力是由内向外应作折减的方向不均匀系数方向不均匀系数路段分配系数路段分配系数路段分布路段分布车道分布车道分布方向分布方向分布3.交通量资料的应用：交通量资料的应用：经济分析经济分析交通规划交通规划道路设计道路设计交通管理交通管理交通事故评价交通事故评价交通量资料的应用交通量资料的应用1.1.车速的分类与定义车速的分类与定义 3.1.3 车车 速速评价该路段的线形和通行评价该路段的线形和通行能力或作经济效益分析能力或作经济效益分析评价道路通畅程度、评价道路通畅程度、估计行车延误的依据。估计行车延误的依据。作交通流理论分析作交通流理论分析作道路几何线形设计所依据的车速作道路几何线形设计所依据的车速设计车速设计车速地点车速地点车速地点车速地点车速行驶车速行驶车速行驶车速行驶车速区间车速区间车速临界车速临界车速车速的分类与定义车速的分类与定义2.车速资料的应用车速资料的应用经济效益分析经济效益分析交通规划交通规划道路几何设计道路几何设计交通管理交通管理道路现状评价与改善道路现状评价与改善123.1.4 3.1.4 交通密度交通密度交通密度交通密度定义定义定义定义在某一瞬时，单位长度内一个车道或一个方向或全部车道上的车辆数。在某一瞬时，单位长度内一个车道或一个方向或全部车道上的车辆数。在某一瞬时，单位长度内一个车道或一个方向或全部车道上的车辆数。在某一瞬时，单位长度内一个车道或一个方向或全部车道上的车辆数。单位为单位为单位为单位为vehveh/km/km计算公式计算公式计算公式计算公式1.1.交通密度的定义交通密度的定义交通密度的定义交通密度的定义同向连续行驶的两车车头之间间隔的距离即为同向连续行驶的两车车头之间间隔的距离即为车头间距，车头间距，hdhd。单位：单位：单位：单位：mm/veh/veh 车头间距定义车头间距定义车头间距定义车头间距定义平均车头时距与交通量之间的关系：平均车头时距与交通量之间的关系：平均车头时距与交通量之间的关系：平均车头时距与交通量之间的关系：车头时距车头时距车头时距车头时距单位：单位：单位：单位：s/vehs/veh2.2.车头间距与车头时距车头间距与车头时距车头间距与车头时距车头间距与车头时距14 根据交通密度大小可判断交通拥挤程度，它是交通组织管理的重要依据。根据交通密度大小可判断交通拥挤程度，它是交通组织管理的重要依据。交通密度是划分道路交通设施服务水平的主要指标之一。交通密度是划分道路交通设施服务水平的主要指标之一。车头间距或车头时距是道路通行能力计算的主要参数之一。车头间距或车头时距是道路通行能力计算的主要参数之一。3.交通密度资料的应用交通密度资料的应用 15试分析Q、K、V之间存在的规律：K-Q-V3.1.5 3.1.5 交通量、车速和密度间的相互关系交通量、车速和密度间的相互关系交通量、车速和密度间的相互关系交通量、车速和密度间的相互关系1、K很小时很小时，Q亦小，而亦小，而V很高（接近自由车速）。很高（接近自由车速）。2、随着随着K逐渐增加逐渐增加，Q亦逐渐增加，而亦逐渐增加，而V逐渐降低。当逐渐降低。当V降至降至V。时，。时，交通量达到最大，此时的车速交通量达到最大，此时的车速V。称为临界车速，密度。称为临界车速，密度K。为最佳密度。为最佳密度。3、当密度继续增大（超过当密度继续增大（超过K。），。），交通开始拥挤，交通量和车速都降低。交通开始拥挤，交通量和车速都降低。当密度达到最大（即阻塞密度当密度达到最大（即阻塞密度Kj）时，交通量与车速都降至为零，此时）时，交通量与车速都降至为零，此时的交通状况为车辆首尾相接，堵塞于道路上。的交通状况为车辆首尾相接，堵塞于道路上。4、最大流量最大流量Qmax、临界车速、临界车速V。和最佳密度。和最佳密度K。是划分交通是否拥挤。是划分交通是否拥挤的特征值。的特征值。当当QQmax，KK。、。、VV。时，交通属于拥挤：当。时，交通属于拥挤：当QQmax，KK。，。，VV。时，交通属于畅通。时，交通属于畅通。QQ、K K、V V之间存在的规律之间存在的规律之间存在的规律之间存在的规律173.2 3.2 道路通行能力与服务水平道路通行能力与服务水平 （一）通行能力概述（一）通行能力概述 度量道路在单位时间内可能通过车辆（或行人）的能力。度量道路在单位时间内可能通过车辆（或行人）的能力。试比较试比较通行能力与交通量通行能力与交通量 含义不尽相同。含义不尽相同。交通量一般总是小于通行能力的。交通量一般总是小于通行能力的。一、道路通行能力一、道路通行能力一、道路通行能力一、道路通行能力18通行能力定义通行能力定义：在现行通常的道路条件、交通条件和管制条件下，在已在现行通常的道路条件、交通条件和管制条件下，在已知周期（通常为知周期（通常为1515分钟）中，车辆或行人能合理地期望通过分钟）中，车辆或行人能合理地期望通过一条车道或道路的一点或均匀路段所能达到的最大小时率。一条车道或道路的一点或均匀路段所能达到的最大小时率。道路条件道路条件指的是城市道路线公路的线形几何特征。交通条件交通条件指的是交通流特征。管制条件管制条件指的是交通控制设施的种类和设计以及交通管理规划。同时提出同时提出同时提出同时提出“服务水平服务水平服务水平服务水平”概念。概念。概念。概念。19理想的道路和交通条件理想的道路和交通条件实际上是不能实现的实际上是不能实现的通常的道路和交通条件通常的道路和交通条件修正系数修正系数通常的道路和交通条件通常的道路和交通条件折减系数折减系数通行能力分类通行能力分类：基本通行能力基本通行能力可能通行能力可能通行能力实际通行能力实际通行能力20 服务水平服务水平是指描述交通流的运行条件及其对汽车驾驶者和乘客感觉是指描述交通流的运行条件及其对汽车驾驶者和乘客感觉的一种质量测定标准，是道路使用者从道路状况、交通条件、道路环的一种质量测定标准，是道路使用者从道路状况、交通条件、道路环境等方面可能得到的服务质量。境等方面可能得到的服务质量。3.2 3.2 道路通行能力与服务水平道路通行能力与服务水平 服服务务交交通通量量是是在在通通常常的的道道路路条条件件、交交通通条条件件和和管管制制条条件件下下，在在已已知知周周期期（通通常常为为1515分分钟钟）中中，当当能能保保持持规规定定的的服服务务水水平平时时，车车辆辆（或或行行人人）能能合合理理地地期期望望通通过过一一条条车车道道或或道道路路的的一一点点或或均均匀匀路路段段的的最最大大小小时流率。时流率。二、服务水平与服务交通量二、服务水平与服务交通量不同的服务水平对应不同的服务交通量。不同的服务水平对应不同的服务交通量。不同的服务水平对应不同的服务交通量。不同的服务水平对应不同的服务交通量。服务等级高的道路车速高，服务交通量就要小；服务等级高的道路车速高，服务交通量就要小；服务等级高的道路车速高，服务交通量就要小；服务等级高的道路车速高，服务交通量就要小；反之，服务交通量大，则服务水平就低。反之，服务交通量大，则服务水平就低。反之，服务交通量大，则服务水平就低。反之，服务交通量大，则服务水平就低。服务水平分级服务水平分级 美国美国公路通行能力手册公路通行能力手册将道路的服务水平分为将道路的服务水平分为A A至至F F六个等级，对这六个等级分别有描述。六个等级，对这六个等级分别有描述。A AB BC CD DE EF F23 3.3 3.3 交通调查交通调查 通过交通调查与分析，明确交通问题的性质，提出解决问题的通过交通调查与分析，明确交通问题的性质，提出解决问题的方案；同时，在路网系统调查的基础上，分析交通变化规律，为方案；同时，在路网系统调查的基础上，分析交通变化规律，为建立交通流理论模型、交通预测模型等提供基础资料。建立交通流理论模型、交通预测模型等提供基础资料。交通调查的意义：交通调查的意义：交通调查的意义：交通调查的意义：3.3.1 3.3.1 交通量调查交通量调查交通量调查交通量调查3.3.33.3.3交通密度调查交通密度调查交通密度调查交通密度调查3.3.2 3.3.2 车速调查车速调查车速调查车速调查24 通过交通量调查，不仅可以得到通过观测断面的道通过交通量调查，不仅可以得到通过观测断面的道路交通量，而且还能得到如交通组成、交通运行及其变路交通量，而且还能得到如交通组成、交通运行及其变化规律（时变、方向分配、车道分配等）诸多信息。化规律（时变、方向分配、车道分配等）诸多信息。3.3.1 交通量调查交通量调查特定地点的交通量调查特定地点的交通量调查区域交通量调查区域交通量调查1.1.交通量调查的种类交通量调查的种类交通量调查的种类交通量调查的种类25观测断面选取：观测断面选取：观测断面选取：观测断面选取：应选在车流稳定、观测视线应选在车流稳定、观测视线应选在车流稳定、观测视线应选在车流稳定、观测视线清晰、不受干扰处。清晰、不受干扰处。清晰、不受干扰处。清晰、不受干扰处。交叉口观测在每个出入口处交叉口观测在每个出入口处交叉口观测在每个出入口处交叉口观测在每个出入口处设置观测点，观测断面可选在停设置观测点，观测断面可选在停设置观测点，观测断面可选在停设置观测点，观测断面可选在停车线附近。车线附近。车线附近。车线附近。典型路段典型路段主要交叉口主要交叉口大型建筑设施出人口大型建筑设施出人口特定的地点特定的地点2.调查地点调查地点26调查时间区段：调查时间区段：1 1）一年、一月或一周）一年、一月或一周 2 2）24 24小时的昼夜观测小时的昼夜观测 3 3）昼间）昼间1212（或（或1616）小时观测）小时观测 4 4）高峰小时观测）高峰小时观测一般要求至少每隔一般要求至少每隔一般要求至少每隔一般要求至少每隔1515分钟作出分段记录，必要时分钟作出分段记录，必要时分钟作出分段记录，必要时分钟作出分段记录，必要时5 5分钟。分钟。分钟。分钟。交通量观测记录格式根据不同的调查目的和方法而有所不同。可制表。交通量观测记录格式根据不同的调查目的和方法而有所不同。可制表。交通量观测记录格式根据不同的调查目的和方法而有所不同。可制表。交通量观测记录格式根据不同的调查目的和方法而有所不同。可制表。3.调查时间调查时间 一年当中多在春秋季节，一周中多从周二到周四。一年当中多在春秋季节，一周中多从周二到周四。注意避开雨雪天和节假日。注意避开雨雪天和节假日。27优点：观测精度较高优点：观测精度较高缺缺点点：调调查查人人员员体体力力消消耗耗大大，工工作作环环境境较较差差，且且如如进进行行长长期期连连续续观观测，则耗费较大。测，则耗费较大。4.4.交通量调查方法之交通量调查方法之交通量调查方法之交通量调查方法之 1 1）路旁侧记法）路旁侧记法）路旁侧记法）路旁侧记法人工计数人工计数应用最广泛用最广泛，适合于作短期的调查，适合于作短期的调查自动计数自动计数适用于需进行长期连续性观测的路段。适用于需进行长期连续性观测的路段。缺点：缺点：缺点：缺点：单一记录通过车辆数、难以区分车种、车型等缺点。且容易受干扰。单一记录通过车辆数、难以区分车种、车型等缺点。且容易受干扰。单一记录通过车辆数、难以区分车种、车型等缺点。且容易受干扰。单一记录通过车辆数、难以区分车种、车型等缺点。且容易受干扰。对于我国道路交通的复杂情况需以人工观测予以修正或补充。对于我国道路交通的复杂情况需以人工观测予以修正或补充。对于我国道路交通的复杂情况需以人工观测予以修正或补充。对于我国道路交通的复杂情况需以人工观测予以修正或补充。284.4.交通量调查方法之交通量调查方法之交通量调查方法之交通量调查方法之 2 2）流动车测定法）流动车测定法）流动车测定法）流动车测定法选取合适的观测路段，其路段长选取合适的观测路段，其路段长度事先测定或自里程碑、地形图度事先测定或自里程碑、地形图或有关单位获取、测试车在测试或有关单位获取、测试车在测试路段上连续往返行驶路段上连续往返行驶1216次。次。总的行驶时间、根据美国国家城总的行驶时间、根据美国国家城市运输委员会的规定，主要道路市运输委员会的规定，主要道路每英里每英里30分钟，次要道路每英分钟，次要道路每英里里10分钟。分钟。优点：优点：设备简单（设备简单（一辆测试车、一辆测试车、34名调查人员）名调查人员）调查人员分工：调查人员分工：1.记录与试车对向开来的车辆数；记录与试车对向开来的车辆数；2.记录与测试车同向行驶的车辆中记录与测试车同向行驶的车辆中被测试车超越的车辆数和超越测试被测试车超越的车辆数和超越测试车的车辆数；车的车辆数；3.记录行驶时间及停驶时间）记录行驶时间及停驶时间）根据在测试车于观测路段上往返行驶时记录的相应数据，可分别根据在测试车于观测路段上往返行驶时记录的相应数据，可分别计算交通量、行车时间及车速。计算交通量、行车时间及车速。待测定方向上的交通量：待测定方向上的交通量：待测定方向上的交通量：待测定方向上的交通量：平均行程时间：平均行程时间：平均行程时间：平均行程时间：平均行车速度：平均行车速度：平均行车速度：平均行车速度：Xa是指测试车逆测定方向行驶时，与测试车对向开来的车辆数是指测试车逆测定方向行驶时，与测试车对向开来的车辆数Yc是指测试车顺测定方向行驶时，超越测试车的车辆数减去被测试车超越的车辆数是指测试车顺测定方向行驶时，超越测试车的车辆数减去被测试车超越的车辆数注意：单位的换算注意：单位的换算305.5.交通量调查资料整理交通量调查资料整理交通量调查资料整理交通量调查资料整理汇总表汇总表 柱状图（直方图）柱状图（直方图）常用来表示一天中各小时交通量的变化。常用来表示一天中各小时交通量的变化。流量流向图流量流向图 常用来表示交叉口各向车辆的运行状况。常用来表示交叉口各向车辆的运行状况。312.3.2 车速调查车速调查地点车速地点车速区间平均车速区间平均车速地点车速调查地点车速调查调查地点调查地点调查时间调查时间要选择远离交叉口的线形平顺路段，并且该处无公共汽车站等路侧停车，不受支路、里弄出入车辆或行人影响，对可能会发生排长队的交叉口入口引道上，应注意排队对车速的影响。选择地点要注意隐蔽。应选泽气候良好和交通正常的日子进行，具体时间取决于调查目的。调查方法调查方法1）人工量测法 2）测速雷达仪 3）检测器法调查样本调查样本所有样本的观测均应在交通流畅行的条件下随机抽样和有代表性的样本的观测。区间平均车速调查区间平均车速调查调查路线、时间调查路线、时间调查方法调查方法1）汽车牌照法 2）流动车测定法观测资料分析观测资料分析路线长度一般要求不小于1.5km。观测时间取决于调查目的。34中位地点车速中位地点车速；8585位车速位车速：此车速作为道路的限制车速。此车速作为道路的限制车速。1515位车速位车速：此车速作为高速道路上限制最低车速的依据。此车速作为高速道路上限制最低车速的依据。2.2.3 交通密度调查交通密度调查出入量法出入量法