第3章-交通流基本特性概要课件.ppt
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1、11交通工程学交通工程学第三章第三章 交通流的交通流的基本特性基本特性22第一节第一节 交通流量交通流量3一、交通量的定义一、交通量的定义 交通量交通量是指在是指在选定定时间段内段内,通通过道路某一地道路某一地点、某一断面或某一条点、某一断面或某一条车道的交通道的交通实体数。按交通体数。按交通类型分型分,有机有机动车交通量、非机交通量、非机动车交通量和行人交通量和行人交通量交通量,一般不加一般不加说明明则指机指机动车交通量,且指来往交通量,且指来往两个方向的两个方向的车辆数。数。l 流率流率是指把在是指把在不足不足1h时间段内段内(通常通常15min),通通过道路道路(或道路上某一条或道路上某
2、一条车道道)指定地点或断面指定地点或断面的的车辆数数经过等效等效转换得到的得到的单位小位小时的的车辆数数。4l二、交通量和流率的关系二、交通量和流率的关系l交通量和流率是描述交通流特性的最重要参数之交通量和流率是描述交通流特性的最重要参数之一,它一,它们都是反映交通需求的都是反映交通需求的变量,但它量,但它们无无论从概念上从概念上还是本是本质上都有重要的差上都有重要的差别:l交通量交通量是通是通过实际观测或者通或者通过预测得到的得到的值;l流率流率则是通是通过对不足不足1h的交通量的等效的交通量的等效转换后得后得到的等效到的等效值。一、交通量的定义一、交通量的定义5一、交通量的定义一、交通量的
3、定义l交交通通量量时刻刻在在变化化,在在表表达达方方式式上上通通常常取取某某一一时间段段内内的的平平均均值作作为该时间段段的的代代表表交交通通量量。如如果以果以辆/d为单位,平均交通量表达式位,平均交通量表达式为:l按按平平均均值所所取取的的时间段段的的长度度计,常常用用的的平平均均交交通通量有量有:年平均日交通量(年平均日交通量(AADT););月平均日交通量(月平均日交通量(MADT););周平均日交通量(周平均日交通量(WADT)。)。6一、交通量的定义一、交通量的定义 年平均日交通量(年平均日交通量(AADT):):月平均日交通量(月平均日交通量(MADT):):k:为当月的天数。当月
4、的天数。周平均日交通量(周平均日交通量(WADT):):7二、交通量的时间分布二、交通量的时间分布l 月变化月变化:一年内各月交通量的变化称为月变化。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年平均日交通量与月平均日交通量之比,称为交称为交通量的月变化系数通量的月变化系数(或称月不均衡系数,月换算或称月不均衡系数,月换算系数系数),以,以K月月表示表示。8二、交通量的时间分布二、交通量的时间分布l周周变化:化:交通量的周交通量的周变化是指一周内各天的交通化是指一周内各天的交通量量变化,因此,也称周日化,因此,也称周日变化。化。周周变系数定系数定义为:年平均日交通量除以
5、某周日的:年平均日交通量除以某周日的平均交通量。平均交通量。某周日的平均日交通量等于全年所有某周日的平均日交通量等于全年所有该周日的交周日的交通量除以全年通量除以全年该周日的周日的总天数。天数。9二、交通量的时间分布二、交通量的时间分布l 时变化:时变化:一天一天24小时中,每个小时的交通量亦在小时中,每个小时的交通量亦在不断变化。不断变化。一天一天24小时中,流量最大的那个小时的交通量称小时中,流量最大的那个小时的交通量称为高峰小时交通量。为高峰小时交通量。高峰小时系数:高峰小时系数:就是高峰小时交通量与高峰小时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内某一时段
6、的交通量扩大为高峰小时的交通量之比。比。一般一般 t=5min或或t=6min或或 t=10min,最常用,最常用t=15min10二、交通量的时间分布二、交通量的时间分布 如:如:t=15(min)t=10(min)城市中短城市中短时间的高峰交通量造成交通阻塞。的高峰交通量造成交通阻塞。11三、交通量的空间分布三、交通量的空间分布l主要包括:主要包括:交通量的城交通量的城乡分布分布交通量的路段分布交通量的路段分布交通量的方向分布交通量的方向分布交通量在交通量在车道上的分布道上的分布121.2 1.2 交通量的空间分布交通量的空间分布地地域域分分布布 1997年东、中、西部地区国道交通量年东、
7、中、西部地区国道交通量地区地区国道里程国道里程(kmkm)AADT(AADT(辆辆/日日)东部沿海、南部东部沿海、南部256652566559845984中部中部310113101132033203西部西部377113771121682168地域、城乡、路线、方向、车道差别地域、城乡、路线、方向、车道差别1313方向分布系数KD 方方向向分分布布我国公路的方向分布系数我国公路的方向分布系数类型类型东东 部部中中 部部西西 部部全国平均全国平均5分分钟钟15分分钟钟60分分钟钟5分分钟钟15分分钟钟60分分钟钟5分分钟钟15分分钟钟60分分钟钟5分分钟钟15分分钟钟60分分钟钟城郊城郊公路公路0
8、.660.580.580.610.570.570.650.570.580.640.570.58乡村乡村公路公路0.710.600.610.600.570.610.660.5914城乡分布城乡分布车道分布车道分布 每条车道交通量的大小主要与车道两每条车道交通量的大小主要与车道两侧的干扰、慢行车的比例和进出口的数量、侧的干扰、慢行车的比例和进出口的数量、位置有关。当车流为连续流时,主要受车位置有关。当车流为连续流时,主要受车辆车速差别的大小影响,小汽车专用车道辆车速差别的大小影响,小汽车专用车道交通量显然比大汽车车道大交通量显然比大汽车车道大。城市交通量大于农村道路交通量城市交通量大于农村道路交通
9、量2001.4.19北京东三环农展桥北京东三环农展桥219350辆辆/日日有的农村公路每天只有几百辆有的农村公路每天只有几百辆15四、设计小时交通量四、设计小时交通量l作用:作用:交通量具有随交通量具有随时间变化和出化和出现高峰小高峰小时的特点,的特点,因此,在因此,在进行道路行道路设施施规划划设计时,必,必须考考虑这个特点。工程上个特点。工程上为了保了保证道路在道路在规划期内划期内满足足绝大多数小大多数小时车流能流能顺利通利通过,不造成,不造成严重阻塞,重阻塞,同同时避免建成后避免建成后车流量很低,投流量很低,投资效益不高,效益不高,规定必定必须选择适当的小适当的小时交通量作交通量作为设计小
10、小时交通交通量。量。根据美国的研究、根据美国的研究、认为第第30位最高小位最高小时交通量作交通量作为设计小小时交通量是最合适的。交通量是最合适的。16四、设计小时交通量四、设计小时交通量l第第30位最高小位最高小时交通量交通量所所谓第第30位最高小位最高小时交通量就是将一年中交通量就是将一年中测得的得的8700个小个小时交通量,从大到小按序排列,排在第交通量,从大到小按序排列,排在第30位的那个小位的那个小时交通量。交通量。研究表明,第研究表明,第30位小位小时交通量与年平均日交通量交通量与年平均日交通量(AADT)之比的)之比的K值十分十分稳定。定。据国外据国外观测,按道路,按道路类别及所在
11、地区不同及所在地区不同K值分分布在布在12%18%范范围内。内。17四、设计小时交通量四、设计小时交通量l设计小时交通量的计算(不考虑方向不均衡性)设计小时交通量的计算(不考虑方向不均衡性)式中:式中:DHV设计小时交通量(辆设计小时交通量(辆/h););K 设计小时交通量系数(设计小时交通量系数(%););N 车道数车道数;C单单 每一车道设计通行能力(辆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规划年的年平均日交通辆量 (辆(辆/d););W 路幅宽度(路幅宽度(m););W1 一条车道宽度(一条车道宽度(m)。)。18四、设计小时交通量四、设计小时交通量l 设
12、计小小时交通量的交通量的计算(考算(考虑方向不均衡性)方向不均衡性)式中:式中:DDHV单向向设计小小时交通量;交通量;K 设计小小时交通量系数(交通量系数(%););KD 方向不均匀系数(方向不均匀系数(%)1919第二节第二节 车速车速20一、基本定义一、基本定义l 行程行程车速:速:行程行程车速又称区速又称区间车速,是速,是车辆行行驶路程与通路程与通过该路程所需的路程所需的总时间(包括停(包括停车时间)之比。行程)之比。行程车速是一速是一项综合性指合性指标,用以,用以评价道路的通价道路的通畅程度,估程度,估计行行车延延误情况。要提高情况。要提高运运输效率必效率必须提高提高车辆的行程的行程
13、车速。速。l 临界界车速:速:这是指道路达到理是指道路达到理论通行能力通行能力时的的车速,速,对于于选择道路等道路等级具有重要作用。具有重要作用。l 设计车速:速:是指在道路交通与气候条件良好的是指在道路交通与气候条件良好的情况下情况下仅受道路物理条件限制受道路物理条件限制时所能保持的最大所能保持的最大安全安全车速,用作道路速,用作道路线形几何形几何设计的的标准。准。21二、行车速度的统计分布特性二、行车速度的统计分布特性常用以下特征常用以下特征车速表示速表示车速的速的统计分布特性:分布特性:l中位中位车速:速:也称也称50%位位车速,是指在速,是指在该路段上在路段上在该速度以下行速度以下行驶
14、的的车辆数与在数与在该速度以上行速度以上行驶的的车辆数相等。数相等。l85%位位车速:速:在在该路段行路段行驶所有所有车辆中,有中,有85%的的车辆行行驶速度在此速度以下,只有速度在此速度以下,只有15%的的车辆行行驶速度高于此速度高于此值。l15%位位车速:速:意意义与前亦同。与前亦同。车速分布的速分布的标准偏差准偏差S与与85%位位车速和速和15%车速之速之差存在着下列近似关系差存在着下列近似关系:22三、时间平均车速与区间平均车速三、时间平均车速与区间平均车速l时间平均平均车速:速:在在单位位时间内内测得通得通过道路某断道路某断面各面各车辆的点的点车速,速,这些点速度的算些点速度的算术平
15、均平均值,即即为该断面的断面的时间平均平均车速,即速,即:式中:式中:时间平均平均车速(速(km/h););第第i 辆车的地点的地点车速(速(km/h););n 单位位时间内内观测到到车辆总数(数(辆)。)。23三、时间平均车速与区间平均车速三、时间平均车速与区间平均车速l 区区间平均速度:平均速度:是指某路段的是指某路段的长度与通度与通过该路路段所有段所有车辆的平均行程的平均行程时间之比(之比(以后以后讲到速度到速度如果不加如果不加说明即明即为区区间平均速度平均速度)。当)。当观测长度度一定一定时,其数,其数值为所有所有车辆行程行程车速的速的调和平均和平均值,计算公式算公式为:式中:式中:区
16、区间平均速度(平均速度(km/h);s 路段路段长度度(km););ti 第第i辆车的行的行驶时间(h););n 观测到的到的车辆数;数;vi 第第i辆车行程行程车速(速(km/h)。)。24三、时间平均车速与区间平均车速三、时间平均车速与区间平均车速l时间平均速度与区平均速度与区间平均速度之平均速度之间的互的互换关系关系由由时间平均速度可以推算出区平均速度可以推算出区间平均速度:平均速度:式中:式中:时间平均速度平均速度观测值的方差。的方差。由区由区间平均速度同平均速度同样可以推算出可以推算出时间平均速度:平均速度:式中式中:区区间平均速度平均速度观测值的均方差。的均方差。2525第三节密度
17、第三节密度 k、车道占有率、车道占有率车头间距车头间距 hs、车头时距、车头时距 ht26一、密度一、密度 Kl交通流(车流)密度交通流(车流)密度:是指某一瞬间内单位道路是指某一瞬间内单位道路长度上的车辆数目。长度上的车辆数目。式中:式中:N 路段内的车辆数路段内的车辆数(辆辆);L 路段长度路段长度(km)。27二、车道占有率二、车道占有率l由于密度是瞬由于密度是瞬时值,随,随观测时间和区和区间长度而度而变化,且反映不出化,且反映不出车辆长度和速度的关系,尤其是度和速度的关系,尤其是在在车辆混合行混合行驶时密度的大小并不能明确表示交密度的大小并不能明确表示交通流的状通流的状态,这就要引入就
18、要引入车道占有率的概念表示道占有率的概念表示密度。密度。l车道占有率包括空道占有率包括空间占有率和占有率和时间占有率两种。占有率两种。28二、车道占有率二、车道占有率l空空间占有率:占有率:是指在一定路段上,是指在一定路段上,车辆总长度与度与路段路段总长度之比(度之比(%),表达式),表达式为:式中:式中:Rs 空空间间占有率;占有率;S 观测观测路段路段总长总长度;度;si 第第i 辆车辆车的的长长度;度;n 观测观测路段内的路段内的车辆车辆数。数。29二、车道占有率二、车道占有率l空空间占有率示意占有率示意图:Ss1s2s3s430二、车道占有率二、车道占有率l时间占有率:占有率:在道路的
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