交通工程間斷流與延誤

1、交通工程間斷流與延誤第1頁，共28頁，2022年，5月20日，9點11分，星期日間斷流有外部固定因素影響的周期性中斷的交通流。信號交叉口處車輛通行分析信號交叉口的間斷流第2頁，共28頁，2022年，5月20日，9點11分，星期日信號交叉口的交通流描述飽和車頭時距飽和流率啟動損失時間信號交叉口的交通流是周期性停止的。當(dāng)信號變?yōu)榫G燈時，車輛由停止?fàn)顟B(tài)開始運動，前幾輛車的車頭時距是大于ht的。因此，對于前幾輛車，應(yīng)增加其時距(ht)，從而得到一個增量值，稱為起動損失時間，用l1表示清尾損失時間清尾損失時間l2是指從一個方向最后一輛車進入交叉口的時刻與另一方向變?yōu)榫G燈的時刻之間的時間差。有效綠時 飽和

2、流率與損失時間之間的關(guān)系是很重要的。對于飽和流李來說，有效時間被每輛車以h1秒的車頭時距利用著?！坝行ЬG時”是在一個信號綠燈時間的基礎(chǔ)上，不但扣除了黃燈時間，而且扣除了起動和清尾損失時間。信號交叉口的間斷流第3頁，共28頁，2022年，5月20日，9點11分，星期日4第4頁，共28頁，2022年，5月20日，9點11分，星期日 下面的例于可以幫助理解這一概念。對于給定的交叉口某一方向車道的交通信號，有下列參數(shù)：h1=2(s輛)，l11.5(s)， l2=1.5(s) 在60s的信號周期內(nèi)，這個車道的綠燈信號時間是27s，黃燈時間3s，紅燈時間30s。假設(shè)在綠燈和黃燈時間內(nèi)，車輛可以通行，則在每

3、個60s內(nèi)，有30s是可通行時間。所以，在一個小時的期間內(nèi)，可通行的時間為：360030601800s 假設(shè)每輛車通過交叉口需2s，車道的飽和流率很容易算出。但是一小時內(nèi)總的起動損失和清尾損失時間必須從1800s中減去。當(dāng)每次交通流起動時，就失去1.5s，每次交通流停止時，又失去1.5s。每個信號周期內(nèi)交通流起動、停止各一次，若每個周期是60s，則lh內(nèi)有60個這樣的周期，所以總損失時間為：60 (1.5+1.5)180(s) 則車輛通行的有效時間是：1800-180=1620(s)當(dāng)車頭時距為2s時，車道的飽和流率應(yīng)為：1620 2810(輛h)第5頁，共28頁，2022年，5月20日，9點

4、11分，星期日主要內(nèi)容 一、基礎(chǔ)理論1、基本定義2、產(chǎn)生原因3、影響因素二、路段行車延誤調(diào)查方法 1、跟車法2、輸入-輸出法三、交叉口延誤調(diào)查 1、地點和調(diào)查時間調(diào)查2、調(diào)查方法（牌照法、點樣本法、HCM2000調(diào)查法）四、延誤調(diào)查資料的應(yīng)用 第6頁，共28頁，2022年，5月20日，9點11分，星期日延誤的基本定義延誤的定義延誤是由交通干擾以及交通管理和控制設(shè)施等因素引起的運行時間損失，以秒或分鐘計。分為：1、固定延誤 由于交通控制、交通標(biāo)志、管理等引起的延誤叫固定延誤。2、行程延誤 車輛通過某一路段的實際時間與計算時間之差。第7頁，共28頁，2022年，5月20日，9點11分，星期日延誤的

5、基本定義3、停車延誤 車輛由于某種原因而處于靜止?fàn)顟B(tài)產(chǎn)生的延誤。4、排隊延誤 車輛排隊時間與不擁擠條件下車輛以平均車速通過該路段的時間差,即，第一輛車從第一次停車到通過停車線的時間。第8頁，共28頁，2022年，5月20日，9點11分，星期日延誤的基本定義5、引道延誤 車輛在引道上實際消耗的時間與車輛暢行行駛通過引道延誤段的時間之差成為引道延誤。 車輛因前方信號或已有車輛而開始減速行駛之?dāng)嗝嬷镣＼嚲€的距離叫引道延誤段。6、控制延誤 控制設(shè)施引起的延誤，如信號交叉口。第9頁，共28頁，2022年，5月20日，9點11分，星期日延誤的產(chǎn)生原因1、基本延誤 主要產(chǎn)生在車輛通過交叉口時，這種延誤與交通

6、流動特性無關(guān)，是由信號、停車標(biāo)志、讓路標(biāo)志及平交道口等造成的。第10頁，共28頁，2022年，5月20日，9點11分，星期日延誤的產(chǎn)生原因2、運行延誤 因受其他車輛或行人干擾而產(chǎn)生。 車輛干擾：如車輛停止、啟動或轉(zhuǎn)彎、故障以及行人過街等的干擾。 交通內(nèi)部干擾：如交通量增大產(chǎn)生擁擠、道路通行能力不足、合流及交織交通等的影響。第11頁，共28頁，2022年，5月20日，9點11分，星期日行車延誤的影響因素1、駕駛員和行人；駕駛員交通特性行人交通特性2、車輛影響；車輛的設(shè)計尺寸車輛的動力性能車輛的制動性能第12頁，共28頁，2022年，5月20日，9點11分，星期日行車延誤的影響因素3、道路條件；道

7、路設(shè)計分合流4、交通條件；交通組成交通干擾第13頁，共28頁，2022年，5月20日，9點11分，星期日行車延誤的影響因素5、交通負荷；荷載系數(shù)6、交通管理與控制；信號控制方式信號設(shè)計停車、讓路標(biāo)志第14頁，共28頁，2022年，5月20日，9點11分，星期日交通延誤調(diào)查延誤是反映交通流運行效率的指標(biāo)，進行延誤調(diào)查就是為了確定產(chǎn)生延誤的地點、類型和大小，評價道路上交通流的運行效率，在交通阻塞路段找出延誤的原因，為制定道路交通設(shè)施的改善方案、減少延誤提供依據(jù)。通過延誤調(diào)查可以直接得到車輛行程時間和損失時間的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，這對于評價道路交通設(shè)施的服務(wù)質(zhì)量、進行道路交通項目的工程經(jīng)濟分折以及研究交通擁擠

8、程度等方面部具有十分重要的意義。本節(jié)將分別介紹路段行車延誤和交叉口延誤的調(diào)查方法。第15頁，共28頁，2022年，5月20日，9點11分，星期日(一）、路段行車延誤調(diào)查路段行車延誤通常與行程時間一起調(diào)查，可同時獲得行駛時間、行駛車速、行程時間、行程車速和延誤等一系列資料。有關(guān)的調(diào)查方法很多，在上述車速調(diào)查中已介紹了跟車法、浮動車法、牌照法等調(diào)查方法，本節(jié)主要介紹路段行車延誤調(diào)查的輸入輸出法。 輸入輸出法適用于調(diào)查瓶頸路段的行車延誤。該方法的假設(shè)前提是：車輛的到達和離去屬于均勻分布；車輛排隊現(xiàn)象存在于某一持續(xù)的時間內(nèi)，在其中某一時段內(nèi)，若到達的車輛數(shù)大于路段的通行能力時則開始排隊。而當(dāng)?shù)竭_車輛數(shù)

9、小于路段的通行能力時，則排隊將開始消散。 調(diào)查在兩個斷面同時進行，在調(diào)查路段的起終點各設(shè)一名觀測員，用調(diào)查交通量的辦法，以5或15mn為間隔時間，累計交通量。要求兩斷面的起始時間相同，調(diào)查開始之前，兩斷面觀測員應(yīng)對表統(tǒng)一時間。當(dāng)車輛受阻排隊有可能超過瓶頸路段起點斷面時應(yīng)根據(jù)實際情況及早將起點斷面位置后移。如果該路段的通行能力為已知，則瓶頸路段終點斷面可不調(diào)查，這時，終點斷面每一時段離開的車輛數(shù)取同一時段待駛出車輛數(shù)和通行能力二者中的低值。第16頁，共28頁，2022年，5月20日，9點11分，星期日 表4-13是一組輸入輸出法的觀測數(shù)據(jù)已知該路段通行能力為360輛h，即平均每15min通過90

10、輛車。由表可見，9:009:15內(nèi)，到達車輛數(shù)小于路段通行能力，路段上并無阻塞。9:159:30，累計離去車輛數(shù)小于累計到達車輛數(shù)，有10輛車被阻，于是開始阻塞。9:30至9:45是高峰，到達車輛數(shù)最大，阻塞繼續(xù)發(fā)展。9:45至10:00到達車輛已開始減少，但累計待駛車輛數(shù)仍超過能離去的車輛數(shù)，通行能力仍不能滿足要求，以上這45min是排隊開始形成、排隊長度不斷增加直至出現(xiàn)最大排隊長度的一段時間。10:00以后，到達車輛數(shù)小于路段通行能力，累計到達車輛數(shù)與累計離去車輛數(shù)開始接近，排隊長度縮短，阻塞車隊開始消散。到10:30累計到達車輛數(shù)等于累計離去車輛數(shù)，于是阻塞結(jié)束。現(xiàn)在來求每輛車通過瓶頸路

11、段的延誤時間。第17頁，共28頁，2022年，5月20日，9點11分，星期日例如求第300輛車的延誤時間。第300輛車是在9:45到達的，此時僅離開了260輛車，因此它排隊的位置為300-26040輛，即排隊中的第40輛車。由于瓶頸路段的通行能力為360輛h，即90輛15min，因此每輛車通過瓶頸路段的平均所需時間為1590min。故第300輛車通過瓶頸路段所需時間為：15/90*406.67min(6min40s) ，由此得知第300輛車是在9:45(它的到達時刻)加6.67min(6min40s)，即9:51:40駛離瓶頸路段的。 第300輛車通過瓶頸路段的延誤時間，應(yīng)為實際行程時間與無阻

12、礙時的自由行駛時間之差即6.67-15/90=6.5min。第18頁，共28頁，2022年，5月20日，9點11分，星期日(一）、路段行車延誤調(diào)查輸入輸出法比較簡便，調(diào)查結(jié)果又能整理成十分直觀的圖表。因此，作為分析瓶頸路段的行車延誤方法，具有一定的實用價值。但輸入輸出法調(diào)查延誤很難得到平均每輛受阻車的延誤和受阻車輛占總數(shù)的百分比，也無法確定產(chǎn)生延誤的推確地點和原因，而且還無法識別延誤的類型。在這些方面此法都不如跟車法。因駛?cè)腭偝龇ǖ睦碚撉疤釣榧僭O(shè)來車率與離去率是均一的，這往往與實際交通狀況不相符合。事實上，來車率與離去率往往是隨機的而并非均一的。因此，統(tǒng)計交通量的時間間隔取的越小，瓶頸路段的長

13、度越短，精度才能越高。第19頁，共28頁，2022年，5月20日，9點11分，星期日交叉口延誤調(diào)查調(diào)查地點和調(diào)查時間的選擇2）調(diào)查時間選擇高峰時段進行延誤調(diào)查。便于前后對比分析,兩次調(diào)查應(yīng)具備相似的條件,在時間上盡可能保持一致。交叉口延誤調(diào)查應(yīng)在天氣良好、交通正常的條件下進行。第20頁，共28頁，2022年，5月20日，9點11分，星期日（二）、交叉口延誤調(diào)查交叉口延誤的調(diào)查方法可分為兩類。一類是停車時間法，根據(jù)停車時間測定方法的不同，分為間斷航空攝影法、延誤儀測記停車時間法和點樣本法等。這類調(diào)查方法得到的交叉口延誤只包括停車時間，沒有計入加、減速延誤。第二類方法是行程時間法；根據(jù)行程時間測定

14、方法的不同，又可分為試驗車法、牌照法、間斷航空攝影法、車輛感應(yīng)器與人工結(jié)合法、人工追蹤法和抽樣法等等。這類方法是測定從交叉口前的某一點至交叉口內(nèi)或交叉口之后的某一點的行程時間。各車輛的平均行程時間減去這段行程的自由行駛時間就是交叉口的延誤。這類方法得到的交叉口延誤，不但包括停車延誤，而且還包括加、減速延誤。點樣本法最早是由美國加里福尼亞大學(xué)伯克利分校于1954年提出的，方法簡便，不需要專門儀器，因此各國一直都在廣泛使用。第21頁，共28頁，2022年，5月20日，9點11分，星期日（二）、交叉口延誤調(diào)查1調(diào)查推備點樣本法調(diào)查時每個交叉口入口引道需要34人和1塊秒表，觀測人員和所需秒表的總數(shù)根據(jù)

15、需調(diào)查的引道數(shù)量確定。為保證所要求的調(diào)查精度，調(diào)查必須有足夠的樣本數(shù)，一般應(yīng)用概率統(tǒng)計中的二項分布來確定需要調(diào)查的最小樣本數(shù)：這里，樣本容量指的是包括停駛車輛和不停駛車輛在內(nèi)的入口引道車輛數(shù)總和。在正式觀測之前，為確定適當(dāng)?shù)臉颖救萘縉，需要初步估計停駛車輛百分率。為此，最好進行一次現(xiàn)場試驗調(diào)查。一般在交叉口入口引道上觀測100輛車便可以估計出適當(dāng)?shù)膒值。任何情況下，所取樣本數(shù)不應(yīng)小于50輛。調(diào)查工作結(jié)束后，要根據(jù)實際的樣本數(shù)N，計算出停駛車輛百分率p，然后按所要求的置信度用公式反算出停駛車輛百分率的估計誤差d，若不能滿足要求，則需要增加樣本數(shù)，重新調(diào)查。第22頁，共28頁，2022年，5月20

16、日，9點11分，星期日（二）、交叉口延誤調(diào)查2觀測方法點樣本法就是觀測在連續(xù)的時間間隔內(nèi)交叉口入口引道上停車的車輛數(shù)，進而得到車輛在交叉口入口引道上的排隊時間。交叉口每一引道需要34名觀測員其中1人為報時員，1 (或2人)為觀察員，另1人為記錄員。點樣本法的現(xiàn)場記錄表見表4-14。第23頁，共28頁，2022年，5月20日，9點11分，星期日第24頁，共28頁，2022年，5月20日，9點11分，星期日 在調(diào)查開始之前記錄員應(yīng)將調(diào)查日期、地點等填入表內(nèi)。觀測時問間隔一般取15s(根據(jù)情況也可選其他值)，這樣，每分鐘有015s、1530s、3045s和4560s等4個時間間隔。 觀測開始之后，報

17、時員手持秒表；每15s報時一次，觀察員在報時后即統(tǒng)計停留在人口引道停車線之后的車輛數(shù)，并通知記錄員逐項記錄。同時，記錄員(或第二名觀察員)還要統(tǒng)計在相應(yīng)的每一分鐘內(nèi)的引道交通量，并按停駛車輛和不停駛車輛分別統(tǒng)計和記錄。所謂停駛車輛是指經(jīng)過停車后通過停車線的車輛，不停駛車輛是指不經(jīng)過停車而直接通過停車線的車輛。 上述觀測工作連續(xù)進行，直至達到樣本容量要求或規(guī)定的時間(10min或15min)為止。 觀測時，對于定周期信號交叉口，選擇觀測的時間間隔時應(yīng)避免信號周期長能被觀測時間間隔整除的情況出現(xiàn)，否則，統(tǒng)計停車數(shù)的時間持是信號周期的某個相同部分，這會使觀測數(shù)據(jù)失去隨機性。此外，還應(yīng)將觀測的起始時間

18、與信號周期的始點錯開。如果某輛車的停車時間超過一個觀測時間間隔，則在下個時間間隔將再次把該車統(tǒng)計在引道停車數(shù)內(nèi)，而在統(tǒng)計停駛車數(shù)時，該車卻只被統(tǒng)計一次。因此，對于一個指定的時間間隔，停駛車數(shù)總是小于或等于停在引道上的車輛總數(shù)，這可以幫助判斷觀測與記錄的正確與否。第25頁，共28頁，2022年，5月20日，9點11分，星期日根據(jù)記錄表可以得到下列交叉口延誤調(diào)查成果：總延誤總停車數(shù)x觀測時間間隔利用表4-14的數(shù)值可以得到相應(yīng)的值：總延誤=24815=3720輛s；每一停駛車輛的的平均延誤=3720/20618.1s；交叉口入口引道上每輛車的平均延誤3720/4208.9s；停駛車輛百分率=206/42010049第26頁，共28頁，2022年，5月20日，9點11分，星期日延誤資料的應(yīng)用