第2章交通流特性优秀课件.ppt
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1、第2章交通流特性1 1第1页,本讲稿共42页本章主要内容本章主要内容1 交通调查交通调查2 交通流参数交通流参数3 交通流参数的统计分布交通流参数的统计分布4 交通流基本参数的关系模型交通流基本参数的关系模型2 2第2页,本讲稿共42页1 交通调查交通调查 一、交通调查的目的与意义一、交通调查的目的与意义为了科学研究和道路规划建设管理的需要,人们为了科学研究和道路规划建设管理的需要,人们用客观的手段,测定道路交通流以及与其有关现用客观的手段,测定道路交通流以及与其有关现象的数据并进行分析,从而了解与掌握交通流的象的数据并进行分析,从而了解与掌握交通流的规律。以便向交通城建规划与环保以及公安交通
2、规律。以便向交通城建规划与环保以及公安交通管理部门提供改善、优化道路交通的实际参考资管理部门提供改善、优化道路交通的实际参考资料和数据。料和数据。3 3第3页,本讲稿共42页五、交通量调查方法五、交通量调查方法1.确定调查地点确定调查地点2.选择调查时间选择调查时间3.选用调查方法选用调查方法 1)1)定点调查定点调查 2)2)小距离调查小距离调查 3)3)沿路段长度调查 4)4)浮动车调查:浮动车调查:5)ITS区域调查4 4第4页,本讲稿共42页浮动车移动调查法浮动车(浮动车(浮动车(浮动车(Float CarFloat Car)技术是近年来智能交通系统()技术是近年来智能交通系统()技术
3、是近年来智能交通系统()技术是近年来智能交通系统(ITSITS)中)中)中)中所采用的获取道路交通信息的先进技术手段之一。所采用的获取道路交通信息的先进技术手段之一。所采用的获取道路交通信息的先进技术手段之一。所采用的获取道路交通信息的先进技术手段之一。基本原理:根据装备车载全球定位系统的浮动车在其行驶过程基本原理:根据装备车载全球定位系统的浮动车在其行驶过程基本原理:根据装备车载全球定位系统的浮动车在其行驶过程基本原理:根据装备车载全球定位系统的浮动车在其行驶过程中定期记录的车辆位置,方向和速度信息,应用地图匹配、路中定期记录的车辆位置,方向和速度信息,应用地图匹配、路中定期记录的车辆位置,
4、方向和速度信息,应用地图匹配、路中定期记录的车辆位置,方向和速度信息,应用地图匹配、路径推测等相关的计算模型和算法进行处理,使浮动车位置数据径推测等相关的计算模型和算法进行处理,使浮动车位置数据径推测等相关的计算模型和算法进行处理,使浮动车位置数据径推测等相关的计算模型和算法进行处理,使浮动车位置数据和城市道路在时间和空间上关联起来,最终得到浮动车所经过和城市道路在时间和空间上关联起来,最终得到浮动车所经过和城市道路在时间和空间上关联起来,最终得到浮动车所经过和城市道路在时间和空间上关联起来,最终得到浮动车所经过道路的车辆行驶速度以及道路的行车旅行时间等交通拥堵信息。道路的车辆行驶速度以及道路
5、的行车旅行时间等交通拥堵信息。道路的车辆行驶速度以及道路的行车旅行时间等交通拥堵信息。道路的车辆行驶速度以及道路的行车旅行时间等交通拥堵信息。如果在城市中部署足够数量的浮动车,并将这些浮动车的位置如果在城市中部署足够数量的浮动车,并将这些浮动车的位置如果在城市中部署足够数量的浮动车,并将这些浮动车的位置如果在城市中部署足够数量的浮动车,并将这些浮动车的位置数据通过无线通讯系统定期、实时地传输到一个信息处理中心,数据通过无线通讯系统定期、实时地传输到一个信息处理中心,数据通过无线通讯系统定期、实时地传输到一个信息处理中心,数据通过无线通讯系统定期、实时地传输到一个信息处理中心,由信息中心综合处理
6、,就可以获得整个城市动态、实时的交通由信息中心综合处理,就可以获得整个城市动态、实时的交通由信息中心综合处理,就可以获得整个城市动态、实时的交通由信息中心综合处理,就可以获得整个城市动态、实时的交通拥堵信息。拥堵信息。拥堵信息。拥堵信息。5 5第5页,本讲稿共42页2 交通流参数交通流参数交通流交通流交通流交通流道路上的行人或车辆所构成的行人流道路上的行人或车辆所构成的行人流或车流的通称。一般情况下,交通流指机动车或车流的通称。一般情况下,交通流指机动车流。流。交通流参数:交通流量、速度和密集度(交通交通流参数:交通流量、速度和密集度(交通交通流参数:交通流量、速度和密集度(交通交通流参数:交
7、通流量、速度和密集度(交通流三要素),以及车头时距、车头间距等。流三要素),以及车头时距、车头间距等。流三要素),以及车头时距、车头间距等。流三要素),以及车头时距、车头间距等。6 6第6页,本讲稿共42页一、交通流量一、交通流量一、交通流量一、交通流量流量流量流量流量在单位时间内,通过道路某一点、某一在单位时间内,通过道路某一点、某一在单位时间内,通过道路某一点、某一在单位时间内,通过道路某一点、某一断面或某一条车道的交通实体数(对于机动车流断面或某一条车道的交通实体数(对于机动车流断面或某一条车道的交通实体数(对于机动车流断面或某一条车道的交通实体数(对于机动车流而言就是车辆数)。而言就是
8、车辆数)。而言就是车辆数)。而言就是车辆数)。流量可通过定点调查直接获得,流量和车头时距流量可通过定点调查直接获得,流量和车头时距流量可通过定点调查直接获得,流量和车头时距流量可通过定点调查直接获得,流量和车头时距的关系:的关系:的关系:的关系:式中:式中:式中:式中:q q 流量流量流量流量(veh(vehh)h);T T 观测时段长度;观测时段长度;观测时段长度;观测时段长度;N N 观测时段内的车辆数观测时段内的车辆数观测时段内的车辆数观测时段内的车辆数 7 7第7页,本讲稿共42页观测时段长度与车头时距的关系观测时段长度与车头时距的关系观测时段长度与车头时距的关系观测时段长度与车头时距
9、的关系 式中:式中:式中:式中:h hi i第第第第i i-1 1辆车与第辆车与第辆车与第辆车与第i i辆车的车头时距辆车的车头时距辆车的车头时距辆车的车头时距则流量与平均车头时距之间的关系则流量与平均车头时距之间的关系则流量与平均车头时距之间的关系则流量与平均车头时距之间的关系8 8第8页,本讲稿共42页二、速度二、速度1地点速度(也称为即时速度、瞬时速度也称为即时速度、瞬时速度)地点速度地点速度u为车辆通过道路某一点时的速度,公式为为车辆通过道路某一点时的速度,公式为车辆地点速度的近似值也可以通过小路段调查获得车辆地点速度的近似值也可以通过小路段调查获得(通过相距一定距离的感应线圈来调查)
10、。9 9第9页,本讲稿共42页2.时间平均车速与区间平均车速时间平均车速与区间平均车速(1)(1)时间平均车速:在单位时间内测得通过道路某断时间平均车速:在单位时间内测得通过道路某断面各车辆的点车速面各车辆的点车速ui i,这些点速度的算术平均值,即,这些点速度的算术平均值,即为该断面的时间平均车速,即为该断面的时间平均车速,即:式中:式中:时间平均车速(时间平均车速(km/hkm/h););u ui i 第第i辆车的地点车速(km/hkm/h););N N 单位时间内观测到车辆总数(辆)。1010第10页,本讲稿共42页(2)区间平均速度:指某路段的长度与通过该路段所有区间平均速度:指某路段
11、的长度与通过该路段所有车辆的平均行程时间之比(车辆的平均行程时间之比(以后讲到速度如果不加说以后讲到速度如果不加说明即为区间平均速度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:式中:式中:区间平均速度(区间平均速度(km/hkm/h);s s 路段长度(路段长度(kmkm););t ti i 第第i i辆车的行驶时间(辆车的行驶时间(h h););n n 观测到的车辆数;观测到的车辆数;v vi i 第第i i辆车行程车速(辆车行程车速(km/hkm/h)。)。1111第11页,本讲稿共42页(3)时间平均速度和区间平均速度的关系对于非连续交通流,例如含有信号
12、控制交叉口的路段对于非连续交通流,例如含有信号控制交叉口的路段或严重拥挤的高速公路上,区分这两种平均速度尤为或严重拥挤的高速公路上,区分这两种平均速度尤为重要。重要。而对于自由流,区分这两种平均速度意义不大。当而对于自由流,区分这两种平均速度意义不大。当道路上车辆的速度变化很大时,这两种平均速度的道路上车辆的速度变化很大时,这两种平均速度的差别非常大。差别非常大。1212第12页,本讲稿共42页有关研究人员曾用实际数据对式(2-14)进行回归分析,并得到两种平均速度的如下线性关系:1313第13页,本讲稿共42页三、密集度三、密集度占有率占有率车辆的时间密集度车辆的时间密集度密度密度车辆的空间
13、密集度车辆的空间密集度密集度密集度1414第14页,本讲稿共42页(一)占有率(一)占有率(一)占有率(一)占有率(occupancyoccupancy)即车辆的时间密集度:在一定的观测时间即车辆的时间密集度:在一定的观测时间即车辆的时间密集度:在一定的观测时间即车辆的时间密集度:在一定的观测时间T T内,车辆通过检测内,车辆通过检测内,车辆通过检测内,车辆通过检测器时所占用的时间与观测总时间的比值。器时所占用的时间与观测总时间的比值。器时所占用的时间与观测总时间的比值。器时所占用的时间与观测总时间的比值。1515第15页,本讲稿共42页占有率(占有率(occupancy)即车辆的时间密集度:
14、在一定的观测时间即车辆的时间密集度:在一定的观测时间T内,车辆通过检测器时所占用的时间与观测内,车辆通过检测器时所占用的时间与观测总时间的比值。总时间的比值。1616第16页,本讲稿共42页(二二)密度密度交通密度交通密度k k车辆的空间密集度,即:车辆的空间密集度,即:密度只能通过沿路段长度密度只能通过沿路段长度调查法即根据调查法即根据航拍照片航拍照片来获来获得:根据图上量得的距离和车得:根据图上量得的距离和车辆数计算得出。辆数计算得出。1717第17页,本讲稿共42页3 交通流参数的统计分布描述车辆到达随机性分布规律的方法:描述车辆到达随机性分布规律的方法:描述车辆到达随机性分布规律的方法
15、:描述车辆到达随机性分布规律的方法:概率论:描述可数事件统计特性的离散性分布,考概率论:描述可数事件统计特性的离散性分布,考概率论:描述可数事件统计特性的离散性分布,考概率论:描述可数事件统计特性的离散性分布,考察在一段固定长度的时间或距离内到达某场所的交察在一段固定长度的时间或距离内到达某场所的交察在一段固定长度的时间或距离内到达某场所的交察在一段固定长度的时间或距离内到达某场所的交通数量的波动性;通数量的波动性;通数量的波动性;通数量的波动性;以连续型分布为工具:研究车辆间隔时间、车速、可以连续型分布为工具:研究车辆间隔时间、车速、可以连续型分布为工具:研究车辆间隔时间、车速、可以连续型分
16、布为工具:研究车辆间隔时间、车速、可穿越空档等交通流参数的统计分布特性。穿越空档等交通流参数的统计分布特性。穿越空档等交通流参数的统计分布特性。穿越空档等交通流参数的统计分布特性。1818第18页,本讲稿共42页式中:式中:P P(x x)在计数间隔在计数间隔t t内到达内到达x x辆车的概率辆车的概率 单位间隔的平均到达率单位间隔的平均到达率 t t每个计数间隔时间(或路段长度);每个计数间隔时间(或路段长度);若令若令m m=t t为在计数间隔为在计数间隔t t内平均到达的车辆数,则:内平均到达的车辆数,则:一、离散型分布一、离散型分布在一定时间间隔内到达的车辆数或在一定路段上分布的车在一
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- 通流 特性 优秀 课件
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