交通工程學(xué)復(fù)習(xí)資料整理

1、.；一丶緒論1、 交通運(yùn)輸?shù)母拍罴捌鋮^(qū)別： 交通的概念分狹義和廣義2種： 廣義的交通包括運(yùn)輸和通信2個(gè)方面，是指人、物和信息在兩地之間的往來(lái)、傳遞和輸送， 狹義的交通專指運(yùn)輸 運(yùn)輸所涵蓋的內(nèi)容是明確的，即 指使用運(yùn)輸工具和設(shè)備運(yùn)送物品或人員從一地到另一地的過(guò)程，運(yùn)輸不包括通訊 目前人類有公路、鐵路、水路、空路、管道五種交通方式，這五種交通方式有不同的基礎(chǔ)設(shè)施 運(yùn)輸是通過(guò)工具、在交通設(shè)施上進(jìn)行的活動(dòng)、過(guò)程，因此交通是運(yùn)輸?shù)幕A(chǔ)和前提 交通設(shè)施是一種投資品，而運(yùn)輸則是無(wú)形的位移服務(wù)，但由于現(xiàn)代的運(yùn)輸活動(dòng)都是在特定的交通設(shè)施上進(jìn)行的（鐵路運(yùn)輸要以軌道交通為基礎(chǔ)，汽車運(yùn)輸則要在公路上進(jìn)行），因此人們習(xí)

2、慣于把二者聯(lián)系在一起，統(tǒng)稱交通運(yùn)輸 。2、交通運(yùn)輸?shù)漠a(chǎn)品是什么？ 運(yùn)輸產(chǎn)品是指運(yùn)輸供給方提供運(yùn)輸需求方所需要人或物的位移，是運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)各個(gè)品種、品牌產(chǎn)品的總稱 交通運(yùn)輸?shù)暮诵漠a(chǎn)品是貨物或旅客在時(shí)間和空間上的位移 交通運(yùn)輸?shù)男问疆a(chǎn)品是位移載體的外在特征（如車船，飛機(jī)的車次、航班等） 交通運(yùn)輸?shù)母郊赢a(chǎn)品是顧客購(gòu)買位移產(chǎn)品時(shí)得到的附加服務(wù)和利益（如預(yù)約售票、查詢、旅客投訴、客貨運(yùn)輸事故賠償?shù)龋?3、運(yùn)輸市場(chǎng)的內(nèi)含是什么： 運(yùn)輸市場(chǎng)是運(yùn)輸產(chǎn)品（運(yùn)輸勞務(wù)）交易的場(chǎng)所， 該場(chǎng)所為旅客、貨主、運(yùn)輸業(yè)者、運(yùn)輸代理者提供交易的空間 運(yùn)輸市場(chǎng)是運(yùn)輸產(chǎn)品的流通領(lǐng)域 運(yùn)輸市場(chǎng)是運(yùn)輸產(chǎn)品（運(yùn)輸勞務(wù)）供求關(guān)系、交換關(guān)系的總

3、和 運(yùn)輸市場(chǎng)是在一定時(shí)空條件下對(duì)運(yùn)輸產(chǎn)品（運(yùn)輸勞務(wù)）的需求（現(xiàn)實(shí)需求和潛在需求）總和4、交通需求的定義和基本特征： 運(yùn)輸需求是指運(yùn)輸消費(fèi)者在一定時(shí)期內(nèi)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活對(duì)人與貨物的空間位移所提出的有支付能力的需要，即在一定的價(jià)格水平下愿意并能夠購(gòu)買的運(yùn)輸產(chǎn)品的數(shù)量 時(shí)間特性還包括兩方面： 一是運(yùn)輸需求在時(shí)間上的不平衡性 另一方面是對(duì)時(shí)間和速度的要求交通需求與價(jià)格之間的關(guān)系： 運(yùn)輸價(jià)格 和運(yùn)輸商品的市場(chǎng)價(jià)格 變動(dòng)，也會(huì)引起運(yùn)輸需 求的變動(dòng) 一般說(shuō)來(lái)，運(yùn)價(jià)下降，運(yùn)輸需求上升，而運(yùn)價(jià)上漲時(shí)， 短期內(nèi)需求會(huì)受到一定抑制 兩地市場(chǎng)商品價(jià)格差別 增大，會(huì)刺激該商品兩地間的運(yùn) 輸需求；而商品價(jià)格差別縮小，則會(huì)減

4、少兩地間該商 品的運(yùn)輸需求 另外，燃油、運(yùn)輸工具等價(jià)格變動(dòng)會(huì)引起運(yùn)價(jià)的變動(dòng)，從而也將導(dǎo)致運(yùn)輸需求的變動(dòng)5、交通運(yùn)輸服務(wù)的定義、基本特征： 運(yùn)輸服務(wù)是運(yùn)輸企業(yè)提供的核心產(chǎn)品（旅客，貨物的位移）伴隨輔助產(chǎn)品（信息咨詢等延伸服務(wù)）的服務(wù)基本特征： 運(yùn)輸服務(wù)的公共性 人的出行、物質(zhì)的移動(dòng)，都存在著運(yùn)輸?shù)男枰憩F(xiàn)為運(yùn)輸服務(wù)的公共性特征 運(yùn)輸產(chǎn)品的特殊性 運(yùn)輸產(chǎn)品是無(wú)形產(chǎn)品 運(yùn)輸產(chǎn)品是即時(shí)產(chǎn)品 生產(chǎn)和消費(fèi)過(guò)程同時(shí)存在 運(yùn)輸產(chǎn)品以復(fù)合指標(biāo)為主要計(jì)算單位 運(yùn)輸?shù)臏?zhǔn)公費(fèi)服務(wù)性1.31、什么是系統(tǒng)： 系統(tǒng)是由相互聯(lián)系、相互作用的諸要素組成的、具有一定結(jié)構(gòu)和功能的有機(jī)整體v 系統(tǒng)的特性有哪些? 整體性 相關(guān)性 目

5、的性 環(huán)境適應(yīng)性 交通運(yùn)輸系統(tǒng)的主要構(gòu)成要素：二丶交通特性2.1.1駕駛員的主要交通特性： 駕駛員的交通特性主要通過(guò)視覺(jué)特性、反應(yīng)特性與選擇特性等加以表現(xiàn) 視覺(jué)反應(yīng)特征：駕駛員對(duì)于一個(gè)特定的刺激產(chǎn)生感知并對(duì)它作出反應(yīng)，是架駛員最重要的特性之一 包括4個(gè)性質(zhì)不同的心理活動(dòng)： 感知：對(duì)刺激的認(rèn)識(shí)和了解 識(shí)別：對(duì)刺激的辨別和解釋 判斷：對(duì)刺激作出的反應(yīng)的決策 反應(yīng)：由決策引起的肢體反應(yīng)2.1.2 汽車的特征v 汽車主要基本特性 設(shè)計(jì)車輛尺寸： 與車輛的類別相關(guān)，車輛的長(zhǎng)、寬、高及軸距（影響道路的幾何設(shè)計(jì)與資源分配） 動(dòng)力性能： 最高車速、起動(dòng)性能、加速性能、爬坡性能、排隊(duì)車流物理特性（影響道路的幾何

6、設(shè)計(jì)與通行能力） 制動(dòng)性能：制動(dòng)距離、制動(dòng)減速度、制動(dòng)效能的恒定性和制動(dòng)方向穩(wěn)定性（影響汽車的行駛安全） 智能交通系統(tǒng)的工作原理： 利用多種傳感器和智能公路技術(shù)實(shí)現(xiàn)的汽車自動(dòng)駕駛v 城市道路分類 快速路 ：專用（機(jī)動(dòng)車）、隔離、四車道及以上、控制出入口、計(jì)算行車速度為60或80km/h 主干路：一般六車道，或四車道加機(jī)非分離，一般非立交，分I、II、III三級(jí) 次干路：最常見(jiàn)的城市道路，配合主干路形成城市干道網(wǎng)，分I、II、III三級(jí) 支路：次干路與街道的連接線，解決局部交通，以服務(wù)功能為主，分I、II、III三級(jí) 其他：自行車專用道、有軌電車專用道、商業(yè)步行街、貨運(yùn)道路等v 城市道路交通路網(wǎng)

7、： 典型的城市道路網(wǎng)布局主要有棋盤形、帶形、放射形、放射環(huán)形等，如圖： （城市道路具有功能多樣、組成復(fù)雜、行人交通量大、車多、交叉口多、交 通量分布不均勻等特點(diǎn)，其橫斷面布置主要有：?jiǎn)畏?、雙幅路、三幅路、四幅路 等四種形式4交通流特征參數(shù)的基本定義： 定量描述交通流可用 3個(gè)參數(shù)： Q、交通流量，又稱交通量，表示交通流在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)道路指定斷面的車輛數(shù)量，單位是輛小時(shí)或輛/日； V、交通流速度,簡(jiǎn)稱流速，表示交通流流動(dòng)的快慢，單位是米/秒或公里/小時(shí)； K、交通流密度，表示交通流的疏密程度,即道路單位長(zhǎng)度上含有車輛的數(shù)量,單位是輛/公里 3個(gè)參數(shù)之間的關(guān)系是： 交通流量為交通流速度和交通流

8、密度的乘積：Q=VKv 基本關(guān)系簡(jiǎn)單推導(dǎo)： 交通流三參數(shù)：交通量Q、行車速度（平均速度）V、車流密度K 從車流密度公式可以導(dǎo)出三參數(shù)的關(guān)系: 道路交叉口的交通特性： 交叉口是道路與道路相交的部位。若相交道路主線標(biāo)高相等時(shí)為平面交叉，若相 交道路主線標(biāo)高不等時(shí)為立體交叉。 1）平面交叉：平面交叉形式有三路交叉的T字形、Y字形，四路交叉的十字形、X字形、錯(cuò)位交叉及多路交叉， 2）立體交叉：立體交叉在空間上上下錯(cuò)開，交叉口處無(wú)沖突點(diǎn)，車輛行駛暢通，但占地面積大、成本高。交叉口的類型：沖突合流與分流 平交（十字型交叉、T型交叉、Y型交叉、錯(cuò)位交叉、環(huán)形交叉）；立交（簡(jiǎn)單立交、互通式立交） 沖突點(diǎn)和交織

9、點(diǎn)： 高峰小時(shí)交通量：高峰小時(shí)內(nèi)的交通量稱為高峰小時(shí)交通量，高峰小時(shí)交通量占該天全天交通之比稱為高峰小時(shí)流量比(以%表示) 方向分布系數(shù)：Kd=重交通方向交通量/雙向總交通量 第30位交通量系數(shù)：K30=30HV/AADT 高峰小時(shí)系數(shù)：高峰小時(shí)交通量/高峰小時(shí)流率 高峰小時(shí)流量比：高峰小時(shí)交通量/日交通量 高峰小時(shí)系數(shù)PHF （PHF1）：高峰小時(shí)系數(shù)就是高峰小時(shí)交通量與高峰小時(shí)內(nèi)某一時(shí)段交通量擴(kuò)大為高峰小時(shí)后的交通量之比（PHF越接近1，說(shuō)明變化越平緩；越小，說(shuō)明峰值越明顯）30位年最高小時(shí)交通量（30HV）：將一年中所有8760（365*24）小時(shí)的小時(shí)交通量按由大到小的順序排列時(shí)，排在

10、第30位的小時(shí)交通量，又稱為設(shè)計(jì)交通量。 （速度基本定義：行駛距離/所需時(shí)間 地點(diǎn)車速(Spot speed)： 也稱為即時(shí)速度，指車輛通過(guò)道路某一地點(diǎn)（斷面）時(shí)的瞬時(shí)車速 行駛車速(Running speed)： 車輛行駛在道路某一區(qū)間的距離與行駛時(shí)間（不包括停車損失時(shí)間）的比值 運(yùn)行車速(Operating speed)：中等技術(shù)水平的司機(jī)在良好的氣候條件、實(shí)際道路狀況和交通條件下能保持的安全車速 區(qū)間車速（Overall speed)：也叫行程車速，車輛行駛路程與通過(guò)該路程所需的總時(shí)間（包括有效行駛時(shí)間、停車時(shí)間、延誤時(shí)間，但不包括客、貨車輛上下乘客或裝卸貨時(shí)間以及在起點(diǎn)、終點(diǎn)的調(diào)頭時(shí)間

11、）之比 ） 臨界車速（最佳車速，Critical speed）：道路理論通行能力（道路通過(guò)交通量最大時(shí)）達(dá)到最大時(shí)的車速，一般供交通流理論分析時(shí)用 阻塞密度： 分析 Q、K、V兩兩之間的變化，函數(shù)曲線？ 阻塞密度Kj： 流量趨近零時(shí)的密度或停車排隊(duì)時(shí)的密度 臨界密度（最佳密度）Km： 流量達(dá)到通行能力時(shí)的密度 臨界速度vm： 流量達(dá)到通行能力時(shí)的速度1、 交通調(diào)查的主要內(nèi)容：a) 交通運(yùn)輸調(diào)查i. （1）運(yùn)輸量/交通量調(diào)查1. 綜合運(yùn)輸方式的OD運(yùn)輸量，尤其是規(guī)劃區(qū)域道路網(wǎng)基年的OD交通量，是進(jìn)行交通需求預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)2. 鐵路、公路、水運(yùn)、航空和管道五種運(yùn)輸方式歷年完成的客、貨運(yùn)量和周轉(zhuǎn)量，汽車

12、保有量3. 道路網(wǎng)歷年的交通量、車速、車流密度、交通量的構(gòu)成資料4. 五種運(yùn)輸方式的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，如平均噸（座）位、運(yùn)輸成本、平均速度、平均運(yùn)距、實(shí)載率等ii. （2）交通基礎(chǔ)設(shè)施調(diào)查1. 鐵路、公路、航空、管道和水運(yùn)的運(yùn)輸網(wǎng)里程、技術(shù)等級(jí)、交通樞紐的布置、港站吞吐能力、站點(diǎn)布置等資料速度與密度的關(guān)系格林希爾茨模型（速度密度線形模型）當(dāng)K0時(shí)，VVf，車輛可以自由行駛當(dāng)KKj時(shí)，V0，車輛停滯可以通過(guò)速度密度圖說(shuō)明流量的變化 (2)流量與密度的關(guān)系 利用Greenhields線性模型 (3)流量與速度關(guān)系 綜上所述，按格林希爾茨的速度密度模型、流量密度模型、速度流量模型可以看出，Qm、Vm和K

13、m是劃分交通是否擁擠的重要特征值 當(dāng)QQm、KKm、VVm時(shí)，則交通屬于擁擠； 當(dāng)QQm、KKm、VVm時(shí)，則交通屬于不擁擠。 【例】設(shè)車流的速度密度的關(guān)系為V=88-1.6K，如限制車流的實(shí)際流量不大于最大流量的0.8倍，求速度的最低值和密度的最高值?(假定車流的密度最佳密度Km) 解：由題意可知：當(dāng)K=0時(shí)，V=Vf=88km/h,當(dāng)V=0時(shí)，K=Kj=55輛/km。 則：Vm=44Km/h,Km=27.5輛/km,Qm=VmKm=1210輛/h。 由Q=VK和V=88-1.6K，有Q=88K-1.6K2。當(dāng)Q=0.8Qm時(shí)，由88K-1.6K2=0.8Qm=968，解得：K15.2，39

14、.8。 則有密度KA和KB與之對(duì)應(yīng)，又由題意可知，所求密度小于Km，故為KA。 故當(dāng)密度為KA=15.2輛/km，其速度為：VA=88-1.6KA=88-1.615.2=63.68km/h 即KA=15.2輛/km，VA=63.68km/h為所求密度最高值與速度最低值車速調(diào)查中 定點(diǎn)車速最小樣本數(shù)的應(yīng)用：四丶交通流： 是交通需求的實(shí)現(xiàn)結(jié)果，是交通需求在有限的時(shí)間和空間上聚集的現(xiàn)象 由于涉及人、車、路、環(huán)境之間的相互關(guān)系，交通流的形成過(guò)程非常復(fù)雜v 研究道路上行人和機(jī)動(dòng)車（主要是汽車）在個(gè)別或成列行動(dòng)中的規(guī)律，探討車流流量、流速和密度之間的關(guān)系，以減少時(shí)間延誤和事故發(fā)生，提高道路交通設(shè)施的利用率

15、車流計(jì)數(shù)分布： -在每個(gè)時(shí)間區(qū)間內(nèi)到達(dá)某地車輛數(shù)的概率分布，又稱到達(dá)分布 -車流密度不大,且不受其他干擾因素的影響時(shí),計(jì)數(shù)分布符合泊松分布；交通擁擠、車輛連續(xù)行駛時(shí)，計(jì)數(shù)分布符合二項(xiàng)分布或廣義泊松分布；交通受周期性干擾（如受交通信號(hào)的干擾）時(shí)，計(jì)數(shù)分布則符合負(fù)二項(xiàng)分布） 1) 交通流分布： 交通流的到達(dá)特性或在物理空間上的存在特性 2) 離散型分布（也稱計(jì)數(shù)分布）： 在一段固定長(zhǎng)度的時(shí)間內(nèi)或距離內(nèi)到達(dá)某場(chǎng)所的交通數(shù)量的波動(dòng)性 3) 連續(xù)型分布（時(shí)間間隔分布、速度分布等）： 在一段固定長(zhǎng)度的時(shí)間內(nèi)事件發(fā)生（如人、車達(dá)某場(chǎng)所）的間隔時(shí)間的統(tǒng)計(jì)分布特性 4) 研究交通分布的意義： 預(yù)測(cè)交通流的到達(dá)規(guī)

16、律（到達(dá)數(shù)及到達(dá)時(shí)間間隔），為確定設(shè)施規(guī)模、信號(hào)配時(shí)、安全對(duì)策提供依據(jù)1.泊松分布： 適用條件：車輛（或人）的到達(dá)是隨機(jī)的，相互間的影響微弱；其他外界干擾因素基本不存在，具體表現(xiàn)在交通流密度不大、車流是隨機(jī)的。【例】設(shè)60輛汽車隨機(jī)分布在4000m長(zhǎng)的道路上，服從泊松分布，求任意400m路段上有4輛車及4輛以上的概率。解：由題意，計(jì)數(shù)間隔t=400m，單位間隔內(nèi)的平均到達(dá) 率=60輛/4000m=6/400 輛/m，則有： 計(jì)數(shù)間隔內(nèi)平均達(dá)到的車輛數(shù)m=t= 400m*6/400 輛/m=6輛 p0=(6)0*e-6/0!=0.0025， p1=(6)1*e-6/1!=0.0149 p2=(6

17、)2*e-6/2!=0.0446， p3=(6)3*e-6/3!=0.0892 不足4輛的概率為： p(4)= p0 + p1 + p2 + p3=0.1512 則有4輛車及4輛以上的概率為 p(4)= 1- p(4)= 0.8488 【例】某信號(hào)燈交叉口的周期C=97s,有效綠燈時(shí)間g =44s,在有效綠燈時(shí)間內(nèi)排隊(duì)的車流以S=900（輛/h）的交通量通過(guò)交叉口，在有效綠燈時(shí)間外到達(dá)的車輛要停車排隊(duì)。設(shè)信號(hào)燈交叉口上游車輛的到達(dá)率q=369（輛/h），服從泊松分布公式中，求到達(dá)車輛不致二次排隊(duì)的周期數(shù)占周期總數(shù)的最大百分率。 解：車流智能在有效綠燈時(shí)間通過(guò)，因此一個(gè)周期內(nèi)能通過(guò)的最大車輛數(shù)A

18、g*S90044/360011輛，當(dāng)某周期到達(dá)的車輛數(shù)N11輛時(shí)，則最后到達(dá)的（N-11）輛車就不能在本周期內(nèi)通過(guò)而發(fā)生二次排隊(duì)。 在泊松分布中，一個(gè)周期內(nèi)平均到達(dá)的車輛數(shù)m=t36997/36009.9輛。 則可能到達(dá)車輛數(shù)大于11輛的周期出現(xiàn)的概率為即到達(dá)車輛不致兩次排隊(duì)的周期數(shù)最多占71。2.二項(xiàng)式分布 二項(xiàng)式分布可用以預(yù)測(cè)違反交通規(guī)則的車輛數(shù)，在交叉口可能的轉(zhuǎn)彎車輛數(shù)以及在路段上行駛速度超限的車輛數(shù)等 （ 輸入過(guò)程各種類型的“顧客(車輛或行人)”按怎樣的規(guī)律到達(dá) 排隊(duì)規(guī)則指到達(dá)的顧客按怎樣的次序接受服務(wù) 服務(wù)方式指同一時(shí)刻多少服務(wù)臺(tái)可接納顧客，每一顧客服務(wù)了多少時(shí)間3.排隊(duì)系統(tǒng)的表示4.排隊(duì)系統(tǒng)的主要數(shù)量指標(biāo) 隊(duì)長(zhǎng)和排隊(duì)長(zhǎng)：若排隊(duì)系統(tǒng)中的顧客數(shù)為n，排隊(duì)顧客數(shù)為q，正在被服務(wù)