1[1]3+交通流三參數(shù)--交通工程ppt課件

1、2022/7/251第二章 交通流根本特性第一節(jié) 流量(交通量)Q .2022/7/252一、交通量的定義 交通量是指在選定時(shí)間段內(nèi), 經(jīng)過(guò)道路某一地點(diǎn)、某一斷面或某一條車(chē)道的交通實(shí)體數(shù)。按交通類(lèi)型分, 有機(jī)動(dòng)車(chē)交通量、非機(jī)動(dòng)車(chē)交通量和行人交通量,普通不加闡明那么指機(jī)動(dòng)車(chē)交通量，且指來(lái)往兩個(gè)方向的車(chē)輛數(shù)。 .2022/7/253一、交通量的定義交通量時(shí)辰在變化，在表達(dá)方式上通常取某一時(shí)間段內(nèi)的平均值作為該時(shí)間段的代表交通量。假設(shè)以輛/d為單位，平均交通量表達(dá)式為:按平均值所取的時(shí)間段的長(zhǎng)度計(jì),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。.2

2、022/7/254一、交通量的定義 年平均日交通量AADT： 月平均日交通量MADT： k：為當(dāng)月的天數(shù)。 周平均日交通量WADT：.2022/7/255二、交通量的時(shí)間分布 月變化 ：一年內(nèi)各月交通量的變化稱(chēng)為月變化。年平均日交通量與月平均日交通量之比,稱(chēng)為交通量的月變化系數(shù)(或稱(chēng)月不平衡系數(shù)，月?lián)Q算系數(shù))，以K月表示 。.2022/7/256二、交通量的時(shí)間分布周變化：交通量的周變化是指一周內(nèi)各天的交通量變化，因此，也稱(chēng)周日變化。周變系數(shù)定義為：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一切該周日的交通量除以全年該周日的總天數(shù)。.2022/7/257二、交通量的時(shí)間

3、分布 時(shí)變化：一天24小時(shí)中，每個(gè)小時(shí)的交通量亦在不斷變化。一天24小時(shí)中，流量最大的那個(gè)小時(shí)的交通量稱(chēng)為頂峰小時(shí)交通量。 頂峰小時(shí)系數(shù)：就是頂峰小時(shí)交通量與頂峰小時(shí)內(nèi)某一時(shí)段的交通量擴(kuò)展為頂峰小時(shí)的交通量之比。 普通 t=5min或t=6min或 t=10min，最常用t=15min.2022/7/258二、交通量的時(shí)間分布 如： t=15min t=10min 城市中短時(shí)間的頂峰交通量呵斥交通阻塞。.2022/7/259三、交通量的空間分布主要包括：交通量的城鄉(xiāng)分布交通量的路段分布交通量的方向分布交通量在車(chē)道上的分布.2022/7/2510四、設(shè)計(jì)小時(shí)交通量含義及作用： 交通量具有隨時(shí)間變

4、化和出現(xiàn)頂峰小時(shí)的特點(diǎn)，因此，在進(jìn)展道路設(shè)備規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，必需思索這個(gè)特點(diǎn)。工程上為了保證道路在規(guī)劃期內(nèi)滿(mǎn)足絕大多數(shù)小時(shí)車(chē)流能順利經(jīng)過(guò)，不呵斥嚴(yán)重阻塞，同時(shí)防止建成后車(chē)流量很低，投資效益不高，規(guī)定必需選擇適當(dāng)?shù)男r(shí)交通量作為設(shè)計(jì)小時(shí)交通量。根據(jù)美國(guó)的研討、以為第30位最高小時(shí)交通量作為設(shè)計(jì)小時(shí)交通量是最適宜的。.2022/7/2511四、設(shè)計(jì)小時(shí)交通量第30位最高小時(shí)交通量所謂第30位最高小時(shí)交通量就是將一年中測(cè)得的8700個(gè)小時(shí)交通量，從大到小按序陳列，排在第30位的那個(gè)小時(shí)交通量。 研討闡明，第30位小時(shí)交通量與年平均日交通量AADT之比的K值非常穩(wěn)定。據(jù)國(guó)外觀測(cè)，按道路類(lèi)別及所在地域不同K

5、值分布在12%18%范圍內(nèi)。 .2022/7/2512四、設(shè)計(jì)小時(shí)交通量設(shè)計(jì)小時(shí)交通量的計(jì)算不思索方向不平衡性 式中：DHV設(shè)計(jì)小時(shí)交通量輛/h； K 設(shè)計(jì)小時(shí)交通量系數(shù)%； N 車(chē)道數(shù); C單 每一車(chē)道設(shè)計(jì)通行才干輛/h； AADT 規(guī)劃年的年平均日交通輛量 輛/d； W 路幅寬度m； W1 一條車(chē)道寬度m。.2022/7/2513四、設(shè)計(jì)小時(shí)交通量 設(shè)計(jì)小時(shí)交通量的計(jì)算思索方向不平衡性式中：DDHV單向設(shè)計(jì)小時(shí)交通量； K 設(shè)計(jì)小時(shí)交通量系數(shù)%； KD 方向不均勻系數(shù)%.2022/7/2514第二節(jié) 速度V .2022/7/2515一、根本定義 地點(diǎn)車(chē)速：這是車(chē)輛經(jīng)過(guò)某一地點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)車(chē)速，

6、因此觀測(cè)時(shí)L取盡能夠短，通常以2025m為宜，用做道路設(shè)計(jì)、交通控制、交通規(guī)劃資料。 行駛車(chē)速：這是從行駛某一區(qū)間所需時(shí)間不包括停車(chē)時(shí)間及其區(qū)間間隔求得的車(chē)速，用于評(píng)價(jià)該路段的線(xiàn)形順適性和通行才干分析，也可用于計(jì)算道路運(yùn)用者的本錢(qián)效益分析。 運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)速：是指中等技術(shù)程度的駕駛員在良好的氣候條件、實(shí)踐道路情況和交通條件下所能堅(jiān)持的平安車(chē)速：用于評(píng)價(jià)道路通行才干和車(chē)輛運(yùn)轉(zhuǎn)情況。.2022/7/2516一、根本定義 行程車(chē)速：行程車(chē)速又稱(chēng)區(qū)間車(chē)速，是車(chē)輛行駛路程與經(jīng)過(guò)該路程所需的總時(shí)間包括停車(chē)時(shí)間之比。行程車(chē)速是一項(xiàng)綜合性目的，用以評(píng)價(jià)道路的通暢程度，估計(jì)行車(chē)延誤情況。要提高運(yùn)輸效率必需提高車(chē)輛的行程

7、車(chē)速。 臨界車(chē)速：這是指道路到達(dá)實(shí)際通行才干時(shí)的車(chē)速，對(duì)于選擇道路等級(jí)具有重要作用。 設(shè)計(jì)車(chē)速：是指在道路交通與氣候條件良好的情況下僅受道路物理?xiàng)l件限制時(shí)所能堅(jiān)持的最大平安車(chē)速，用作道道路形幾何設(shè)計(jì)的規(guī)范。.2022/7/2517二、行車(chē)速度的統(tǒng)計(jì)分布特性常用以下特征車(chē)速表示車(chē)速的統(tǒng)計(jì)分布特性：中位車(chē)速：也稱(chēng)50%位車(chē)速，是指在該路段上在該速度以下行駛的車(chē)輛數(shù)與在該速度以上行駛的車(chē)輛數(shù)相等。85%位車(chē)速：在該路段行駛一切車(chē)輛中，有85%的車(chē)輛行駛速度在此速度以下，只需15%的車(chē)輛行駛速度高于此值。15%位車(chē)速：意義與前亦同。車(chē)速分布的規(guī)范偏向S與85%位車(chē)速和15%車(chē)速之差存在著以下近似關(guān)系:

8、 .2022/7/2518三、時(shí)間平均車(chē)速與區(qū)間平均車(chē)速時(shí)間平均車(chē)速：在單位時(shí)間內(nèi)測(cè)得經(jīng)過(guò)道路某斷面各車(chē)輛的點(diǎn)車(chē)速，這些點(diǎn)速度的算術(shù)平均值，即為該斷面的時(shí)間平均車(chē)速，即: 式中： 時(shí)間平均車(chē)速km/h； 第i 輛車(chē)的地點(diǎn)車(chē)速km/h； n 單位時(shí)間內(nèi)觀測(cè)到車(chē)輛總數(shù)輛。.2022/7/2519三、時(shí)間平均車(chē)速與區(qū)間平均車(chē)速 區(qū)間平均速度：是指某路段的長(zhǎng)度與經(jīng)過(guò)該路段一切車(chē)輛的平均行程時(shí)間之比以后講到速度假設(shè)不加闡明即為區(qū)間平均速度。當(dāng)觀測(cè)長(zhǎng)度一定時(shí)，其數(shù)值為一切車(chē)輛行程車(chē)速的調(diào)和平均值，計(jì)算公式為:式中： 區(qū)間平均速度km/h ；s 路段長(zhǎng)度km；ti 第i輛車(chē)的行駛時(shí)間h；n 觀測(cè)到的車(chē)輛數(shù)；

9、vi 第i輛車(chē)行程車(chē)速km/h。 .2022/7/2520三、時(shí)間平均車(chē)速與區(qū)間平均車(chē)速時(shí)間平均速度與區(qū)間平均速度之間的互換關(guān)系由時(shí)間平均速度可以推算出區(qū)間平均速度：式中： 時(shí)間平均速度觀測(cè)值的方差。 由區(qū)間平均速度同樣可以推算出時(shí)間平均速度：式中: 區(qū)間平均速度觀測(cè)值的均方差。.2022/7/2521第三節(jié)密度 k、車(chē)道占有率車(chē)頭間距 hs 、車(chē)頭時(shí)距 ht.2022/7/2522一、密度 K交通流車(chē)流密度： 是指某一瞬間內(nèi)單位道路長(zhǎng)度上的車(chē)輛數(shù)目。 式中：N 路段內(nèi)的車(chē)輛數(shù)(輛); L 路段長(zhǎng)度(km)。.2022/7/2523二、車(chē)道占有率由于密度是瞬時(shí)值，隨觀測(cè)時(shí)間和區(qū)間長(zhǎng)度而變化，且

10、反映不出車(chē)輛長(zhǎng)度和速度的關(guān)系，尤其是在車(chē)輛混合行駛時(shí)密度的大小并不能明確表示交通流的形狀，這就要引入車(chē)道占有率的概念表示密度。車(chē)道占有率包括空間占有率和時(shí)間占有率兩種。.2022/7/2524二、車(chē)道占有率空間占有率：是指在一定路段上，車(chē)輛總長(zhǎng)度與路段總長(zhǎng)度之比%，表達(dá)式為： 式中： Rs 空間占有率； S 觀測(cè)路段總長(zhǎng)度； si 第i 輛車(chē)的長(zhǎng)度； n 觀測(cè)路段內(nèi)的車(chē)輛數(shù)。.2022/7/2525二、車(chē)道占有率空間占有率表示圖：Ss1s2s3s4.2022/7/2526二、車(chē)道占有率時(shí)間占有率： 在道路的恣意路段上，車(chē)輛經(jīng)過(guò)時(shí)間的累計(jì)值與觀測(cè)總時(shí)間之比%，其表達(dá)式為： 式中： Rt 時(shí)間占有

11、率； T 觀測(cè)總時(shí)間； ti 第i 輛車(chē)的長(zhǎng)度； n 觀測(cè)時(shí)間內(nèi)經(jīng)過(guò)該路段的車(chē)輛數(shù)。.2022/7/2527三、車(chē)頭間距 hs 、車(chē)頭時(shí)距 ht 前述Q、K、V這里V是指什么？均屬于宏觀交通流參數(shù)，而車(chē)頭間距和車(chē)頭時(shí)距屬于微觀交通流參數(shù)。其定義為：車(chē)頭間距：是指一條車(chē)道上前后相鄰兩車(chē)用前保險(xiǎn)杠等具有代表性的點(diǎn)丈量之間的間隔。車(chē)頭時(shí)距：是指延續(xù)行駛的前后兩輛車(chē)具有代表性的點(diǎn)經(jīng)過(guò)行車(chē)道上某一點(diǎn)或某一斷面的時(shí)間差。對(duì)觀測(cè)路段上一切的車(chē)頭間距和車(chē)頭時(shí)距取平均值稱(chēng)為平均車(chē)頭間距與平均車(chē)頭時(shí)距。.2022/7/2528三、車(chē)頭間距 hs 、車(chē)頭時(shí)距 ht平均車(chē)頭間距與平均車(chē)頭時(shí)距與宏觀交通流參數(shù)Q、K存在

12、以下關(guān)系：式中： 平均車(chē)頭間距m; 平均車(chē)頭時(shí)距s。.四、密度資料的運(yùn)用斷定交通形狀的重要目的課堂閱讀2022/7/2529.2022/7/2530第四節(jié)交通流的根本特性及其相互關(guān)系.2022/7/2531一、交通流三參數(shù)根本關(guān)系交通流三參數(shù)之間的根本關(guān)系式為： 式中：Q 流量輛/h； V 速度區(qū)間平均速度km/h； K 密度輛/km。.2022/7/2532一、交通流三參數(shù)根本關(guān)系流量、密度、速度三者之間的關(guān)系見(jiàn)以下圖：.2022/7/2533一、交通流三參數(shù)根本關(guān)系.2022/7/2534一、交通流三參數(shù)根本關(guān)系交通流特性的一些特征變量: 極大流量Qm Q-V曲線(xiàn)上的峰值；臨界速度Vm 即

13、流量到達(dá)極大時(shí)的速度；最正確密度km 即流量到達(dá)極大時(shí)的密度；阻塞密度Kj 車(chē)流密集到一切車(chē)輛根本上無(wú)法挪動(dòng)V=0時(shí)的密度；暢行速度Vf 車(chē)流密度趨于零,車(chē)輛可以暢行元阻時(shí)的平均速度。.2022/7/2535二、速度與密度的關(guān)系1933年，格林希爾茨 Green shields 提出了速度密度線(xiàn)性關(guān)系模型，且模型與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)有良好的吻合性。 K=0 V=Vf K=KjV=0 K=KmV=Vm QQmax.2022/7/2536二、速度與密度的關(guān)系1959年，格林柏Greenberg提出了用于密度很大時(shí)對(duì)數(shù)模型：格林柏模型的適用范圍.2022/7/2537二、速度與密度的關(guān)系1961年安德伍德Un

14、derwood提出了用于密度很小時(shí)的指數(shù)模型：安德伍德模型的適用范圍.2022/7/2538三、流量與密度的關(guān)系交通流的流量-密度關(guān)系是交通流的根本關(guān)系，根據(jù)格林希爾茨公式及三參數(shù)的根本關(guān)系式可得： .2022/7/2539三、流量與密度的關(guān)系上式對(duì)Q 求導(dǎo)，并令：.2022/7/2540四、流量與速度的關(guān)系交通流的流量-速度關(guān)系 是交通流的根本關(guān)系， 根據(jù)格林希爾茨公式及 三參數(shù)的根本關(guān)系式可 得到：.2022/7/2541結(jié)論綜上所述，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 Km 流量 速度關(guān)系曲線(xiàn)圖是劃分交通能否擁堵的重要特征值。當(dāng)QQm 、KKm 、 VVm時(shí)， 屬于擁堵形狀；當(dāng)QQm 、K Km 、 VVm時(shí)， 那么屬于不擁堵形狀。.課后練習(xí)題交通量的定義是什么？如何表達(dá)？有何用途？什么叫頂峰小時(shí)系數(shù)？如何計(jì)算確定？有何用途？試述交通量的空間分布和時(shí)間分布特性什么叫設(shè)計(jì)小時(shí)系數(shù)？如何確定？有什么意義及用途？交叉口延誤有哪些？如何調(diào)查？何謂時(shí)間平均車(chē)速與空間平均車(chē)速？有何用途？它們之間有何聯(lián)絡(luò)？2022/7/2542.地點(diǎn)車(chē)速、行駛車(chē)速、區(qū)間車(chē)