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1、東南大學(xué)960道路與交通工程復(fù)習(xí)提綱第一章 緒論本章節(jié)包括7個(gè)知識(shí)點(diǎn),交通工程學(xué)的定義、交通工程學(xué)科的研究范圍、交通工程學(xué)科的特點(diǎn)、交通工程學(xué)在不同時(shí)期的研究重點(diǎn)及其發(fā)展過程、我國的交通現(xiàn)狀、我國交通工程學(xué)科面臨的任務(wù)。這7個(gè)知識(shí)點(diǎn)在基礎(chǔ)復(fù)習(xí)階段必須全部掌握。在復(fù)習(xí)每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的過程中,首先要了解知識(shí)點(diǎn),通過反復(fù)閱讀教材內(nèi)容,深入理解教材中的各個(gè)定義與概念,并及時(shí)參閱其它相關(guān)的專業(yè)書籍,初步掌握交通工程學(xué)科的基本研究理論,熟悉相應(yīng)知識(shí)點(diǎn),最后再通過本講義如下內(nèi)容對(duì)應(yīng)的例題,從分析、解題、注意易錯(cuò)點(diǎn)到完成老師布置的作業(yè)完成相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)的掌握過程?!局R(shí)點(diǎn)1】交通工程學(xué)的定義交通工程學(xué)是交通工程學(xué)科
2、研究與發(fā)展的基本理論,是從道路工程學(xué)科中派生出來的一門較年輕的學(xué)科,它把人、車、路、環(huán)境及能源等與交通有關(guān)的幾個(gè)方面綜合在道路交通這個(gè)統(tǒng)一體中進(jìn)行研究,以尋求道路通行能力最大、交通事故最少、運(yùn)行速度最快、運(yùn)輸費(fèi)用最省、環(huán)境影響最小、能源消耗最低的交通系統(tǒng)規(guī)劃、建設(shè)與管理方案,從而達(dá)到安全、迅速、經(jīng)濟(jì)、方便、舒適、節(jié)能及低公害的目的。交通工程學(xué)是從道路工程學(xué)分化出來的,它的主要研究對(duì)象是道路交通;交通工程學(xué)主要解決道路交通系統(tǒng)規(guī)劃與管理中的科學(xué)問題。【知識(shí)點(diǎn)2】交通工程學(xué)科的研究范圍1交通特性分析技術(shù);2交通調(diào)查方法;3交通流理論;4道路通行能力分析技術(shù);5道路交通系統(tǒng)規(guī)劃理論;6道路交通管理技
3、術(shù);7交通安全技術(shù);8靜態(tài)交通系統(tǒng)規(guī)劃;9交通系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃;10交通工程的新理論、新方法、新技術(shù)【例題1】(1994)(2006)簡述交通工程學(xué)研究的內(nèi)容【知識(shí)點(diǎn)3】交通工程學(xué)科的特點(diǎn)交通工程學(xué)科是一門正在發(fā)展中的綜合性學(xué)科,它從交通運(yùn)輸?shù)慕嵌劝讶恕④?、路、環(huán)境、資源作為一個(gè)有機(jī)的統(tǒng)一體進(jìn)行研究,兼有社會(huì)科學(xué)與自然科學(xué)雙重特點(diǎn)。1系統(tǒng)性交通工程學(xué)最重要的方法論基礎(chǔ)就是系統(tǒng)工程原理,以系統(tǒng)工程原理來認(rèn)識(shí)和解決交通問題是交通工程學(xué)科發(fā)展最顯著的特點(diǎn)。2綜合性交通工程學(xué)科中的“五e(cuò)”工程(engineering)法規(guī)(enforcement)教育(education)能源(energy)環(huán)境
4、(environment)。3交叉性4社會(huì)性交通工程學(xué)科中最重要的三個(gè)研究方向:交通規(guī)劃、交通管理、交通法規(guī)。5超前性6動(dòng)態(tài)性:一是交通狀況的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)特點(diǎn);二是交通系統(tǒng)規(guī)劃建設(shè)的動(dòng)態(tài)特點(diǎn)。【例題2】(2009)人們通常稱交通工程學(xué)科為“五e(cuò)”學(xué)科,“五e(cuò)”指的是: 、 、 、 、 ?!局R(shí)點(diǎn)4】交通發(fā)展時(shí)代 1 步行交通時(shí)代2 馬車交通時(shí)代3 汽車交通時(shí)代4 智能交通時(shí)代【知識(shí)點(diǎn)5】交通工程學(xué)科的產(chǎn)生與發(fā)展1基礎(chǔ)理論形成階段(20世紀(jì)30年代初-40年代末)學(xué)科發(fā)展重點(diǎn)是建立交通工程學(xué)的基本理論體系,研究的重點(diǎn)是對(duì)交通現(xiàn)象的調(diào)查及探索現(xiàn)象的一般規(guī)律。2交通規(guī)劃理論形成階段(20世紀(jì)50年代初-
5、70年代末)該階段的學(xué)科研究重點(diǎn)是城市交通規(guī)劃理論與實(shí)用技術(shù)、區(qū)域公路網(wǎng)規(guī)劃理論與實(shí)用技術(shù)。3交通管理技術(shù)形成階段(20世紀(jì)70年代初-90年代初)這一時(shí)期交通工程學(xué)科的研究重點(diǎn)是交通管理與控制技術(shù)的開發(fā)4 智能化交通系統(tǒng)研究階段(20世紀(jì)90年代中期開始)【知識(shí)點(diǎn)6】我國的交通現(xiàn)狀一、綜合交通1) 運(yùn)輸能力仍嚴(yán)重不足,不能適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要;2) 不同運(yùn)輸方式各自為政,缺乏協(xié)調(diào),綜合運(yùn)輸效率低下;3) 運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)布局不合理,西南、西北地區(qū)運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)密度太低;4) 運(yùn)輸結(jié)構(gòu)不合理,水運(yùn)運(yùn)輸嚴(yán)重萎縮,鐵路運(yùn)輸比重也有所下降;5) 運(yùn)輸設(shè)施技術(shù)裝備水平較低;6) 運(yùn)輸管理體制、規(guī)章制度、經(jīng)營手段落
6、后。二、公路交通1) 低等級(jí)公路所占比重太大;2) 高速公路尚未形成網(wǎng)絡(luò);3) 對(duì)已建高速公路的交通管理技術(shù)跟不上,高速公路的運(yùn)輸效率不高,高等級(jí)公路的事故率高。三、城市交通1) 城市交通結(jié)構(gòu)極不合理;2) 城市道路欠賬過多,建設(shè)速度仍跟不上交通需求速度;3) 許多城市政府部門只重道路建設(shè),不抓交通管理,導(dǎo)致城市交通系統(tǒng)運(yùn)行效率較低;4) 市民的現(xiàn)代交通觀念意識(shí)淡薄,交通違紀(jì)現(xiàn)象嚴(yán)重,造成交通秩序混亂,影響了已有道路的利用效率。【知識(shí)點(diǎn)7】我國交通工程學(xué)科面臨的任務(wù)1) 城市交通規(guī)劃理論與方法研究;2) 區(qū)域綜合交通運(yùn)輸規(guī)劃理論與方法研究;3) 適應(yīng)我國交通特點(diǎn)的交通控制理論與方法研究;4)
7、交通流理論方面基礎(chǔ)研究;5) 交通綜合治理方面的理論、方法與措施;6) 可持續(xù)發(fā)展的城市交通運(yùn)輸系統(tǒng)研究;7) 智能交通系統(tǒng)(its)基礎(chǔ)理論研究。第二章 交通特性本章節(jié)包括14個(gè)知識(shí)點(diǎn),人的交通特性、車輛交通特性、道路基本特性、交通量的定義、交通量的時(shí)間分布特性、交通量的空間分布特性、設(shè)計(jì)小時(shí)交通量及其應(yīng)用、行車速度的定義、行車速度的統(tǒng)計(jì)分布特性、時(shí)間平均車速與空間平均車速、影響車速變化的因素、交通密度定義、車頭間距與車頭時(shí)距、密度資料的應(yīng)用,這14個(gè)知識(shí)點(diǎn)必須全部掌握。本章知識(shí)點(diǎn)所涉及的基本概念的基本方法很多,所以各位同學(xué)在復(fù)習(xí)過程中要結(jié)合教材,認(rèn)真理解每一知識(shí)點(diǎn),達(dá)到可以基本復(fù)述各種方法
8、、概念的程度。【知識(shí)點(diǎn)1】人的交通特性道路交通系統(tǒng)中的人包括駕駛員、乘客和行人。人是交通系統(tǒng)中的主要部分,貫穿于交通工程學(xué)的各個(gè)方面。(一)駕駛員的交通特性1. 駕駛員的職責(zé)和要求2. 駕駛員反應(yīng)操作過程3. 駕駛員的生理、心理特性1) 視覺特性:視力;視野;色感。2) 反映特性:取決于駕駛員的素質(zhì)、個(gè)性、年齡、情緒、環(huán)境、行車途中思想集中情況以及工作經(jīng)驗(yàn)。3) 駕駛員的心理特點(diǎn)和個(gè)性特點(diǎn)4. 駕駛疲勞:指由于駕駛作業(yè)引起的身體上的變化、心理上的疲勞以及客觀測定駕駛機(jī)能低落的總稱。(二)乘客的交通特性1、 乘客的交通需求心理2、 乘車反應(yīng)3、 社會(huì)影響(三)行人交通特性1. 行人交通流特性2.
9、 行人交通特征及相關(guān)因素【知識(shí)點(diǎn)2】車輛交通特性(一)汽車基本特性1. 設(shè)計(jì)車輛尺寸:車輛尺寸與道路設(shè)計(jì)、交通工程有密切關(guān)系。2. 動(dòng)力性能(1)最高車速,指在良好的水平路段上,汽車所能達(dá)到的最高行駛速度(km/h)。(2)加速時(shí)間t,分為原地起步加速時(shí)間和超車加速時(shí)間。(3)最大爬坡能力,用汽車滿載時(shí)第擋在良好的路面上可能行車的最大爬坡度(%)表示。3. 制動(dòng)性能,汽車的制動(dòng)性能體現(xiàn)在制動(dòng)效能的力度穩(wěn)定性和制動(dòng)時(shí)汽車的方向穩(wěn)定性上。(二)自行車交通特性1. 自行車的基本特性(1)短程性;(2)行進(jìn)穩(wěn)定性;(3)動(dòng)態(tài)平衡;(4)動(dòng)力遞減性;(5)爬坡性能;(6)制動(dòng)性能2. 自行車流的交通特性
10、(1)群體性;(2)潮汐性;(3)離散性;(4)趕超現(xiàn)象;(5)并肩或并排騎行;(6)不易控制【知識(shí)點(diǎn)3】道路基本特性1. 路網(wǎng)密度:路網(wǎng)密度是衡量道路設(shè)施數(shù)量的一個(gè)基本指標(biāo)。一個(gè)區(qū)域的路網(wǎng)密度等于該區(qū)域內(nèi)道路總長與該區(qū)域的總面積之比。2. 道路結(jié)構(gòu)3. 道路線形:傳統(tǒng)上分為平面線形、縱斷面線形、橫斷面線形。4. 道路網(wǎng)布局,典型的公路網(wǎng)布局有三角形、并列形、樹杈形等;典型的城市道路網(wǎng)布局有棋盤形(方格網(wǎng))、帶形、放射形、放射環(huán)形等?!局R(shí)點(diǎn)4】交通量的定義交通量是指在單位時(shí)間內(nèi),通過道路某一地點(diǎn)、某一斷面或某一條車道的交通實(shí)體數(shù)。按交通類型分,有機(jī)動(dòng)車交通量、非機(jī)動(dòng)車交通量、混合交通量和行人
11、交通量。一般不加說明則指機(jī)動(dòng)車交通量,且指來往兩個(gè)方向的車輛數(shù)。交通量是一個(gè)隨機(jī)數(shù),不同時(shí)間、不同地點(diǎn)的交通量都是變化的。交通量隨時(shí)間和空間而變化的現(xiàn)象,稱之為交通量的時(shí)空分布特性。交通量時(shí)刻在變化,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,當(dāng)時(shí)間段不足1h時(shí),所計(jì)算的平均交通量通常稱為流率。1年平均日交通量(aadt) 2月平均日交通量(madt) 3周平均日交通量(wadt) 【知識(shí)點(diǎn)5】交通量的時(shí)間分布特性1. 月變化 以月份為橫坐標(biāo),月平均日交通量相當(dāng)于年平均日交通量的百分?jǐn)?shù)為縱坐標(biāo),繪成曲線圖,則稱此曲線為交通量的月變圖。而年平均日交通量與月平均日交通量之比,稱
12、為交通量的月變系數(shù)(或稱月不均衡系數(shù)、月?lián)Q算系數(shù)),以表示,2. 周變化交通量的周變化是指一周內(nèi)各天的交通量變化,因此也稱日變化。對(duì)于一定的城市或某個(gè)路段,交通量的日變化存在一定規(guī)律。顯示一周內(nèi)7d中交通量日變化的曲線叫做交通量日變圖。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,即。某周日的平均日交通量(wadt)等于全年所有該周日的交通量除以全年該周日的總天數(shù)。若僅有抽樣觀測數(shù)據(jù)而缺乏全年的交通量觀測數(shù)據(jù),則其周日變化系數(shù)可用公式來表示。3時(shí)變化一天24h中,每個(gè)小時(shí)的交通量亦在不斷地變化。表示各小時(shí)交通量變化的曲線,稱為交通量的時(shí)變圖。1) 高峰小時(shí)交通量在城市道路上,交通量時(shí)變
13、圖一般呈馬鞍形,上下午各有一個(gè)高峰,在交通量呈現(xiàn)高峰的那個(gè)小時(shí),稱為高峰小時(shí),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量之比稱為高峰小時(shí)流量比(以%表示),它反映高峰小時(shí)交通量的集中程度,并可供高峰小時(shí)交通量與日交通量之間作相互換算之用。2) 高峰小時(shí)系數(shù)phf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)段的交通量擴(kuò)大為高峰小時(shí)的交通量之比。高峰小時(shí)系數(shù)的一般表達(dá)式為=高峰小時(shí)交通量/(t時(shí)段內(nèi)統(tǒng)計(jì)所得最高小時(shí)交通量)【例題1】某觀測站測得各月的交通量及全年的累積交通量如下表,試計(jì)算各月的月平均日交通量與月變系數(shù)。月平均日交通量與月變系數(shù)計(jì)算表月份12345678
14、9101112全年合計(jì)全月交通量65785427506714173317977099972782706417095183043916618816678180881516madt212215272166244424872426227922892768295729392522aadt=24151.141.581.110.990.970.991.061.050.870.820.820.96解題:首先計(jì)算年平均日交通量: aadt=881516/365=2415輛/d再計(jì)算月平均日交通量及月變系數(shù): 一月份 madt=65785/31=2122輛/d =2415/2122=1.14其余類推,結(jié)果如表第
15、三、第四行。【例題2】某觀測站測得各周日的全年累計(jì)交通量如下表第二行,試求各周日的周平均日交通量與日變系數(shù)。周日星期日一二三四五六全年合計(jì)累計(jì)交通量111496128809129486128494127030129886126838881516wadt2103247724902471244324882439aadt=24151.150.970.970.980.990.970.99解題:先求周日平均交通量,以星期日為例(改年有53個(gè)星期日): wadt=111496/53=2103輛/d星期日的日變系數(shù)為 =2415/2103=1.15仿此計(jì)算其他各周日的日平均交通量、日變系數(shù),列于表第三、四行
16、?!纠}3】某觀測站測得的連續(xù)各5min時(shí)段的交通量統(tǒng)計(jì)數(shù)如下表,高峰小時(shí)交通量為1349輛/h,求5min和15min的高峰小時(shí)系數(shù)。某路段高峰小時(shí)以5min為時(shí)段的交通量統(tǒng)計(jì)統(tǒng)計(jì)時(shí)間8:00-8:058:05-8:108:10-8:158:15-8:208:20-8:258:25-8:308:30-8:358:35-8:408:40-8:458:45-8:508:50-8:558:55-9:005min交通量118114112111114120115106104118110107解題:由上表知:8:25-8:30為最高5min,=1349/120*12=0.94最高15min交通量為8:2
17、0-8:35,故 =1349/349*4=0.97【例題4】(2005)高峰小時(shí)交通量與高峰小時(shí)內(nèi)某一時(shí)段的交通量擴(kuò)大為高峰小時(shí)后的交通量之比稱為_a. 高峰小時(shí)系數(shù) b. 高峰小時(shí)交通量c. 高峰小時(shí)流率 d. 高峰小時(shí)流量比【知識(shí)點(diǎn)6】交通量的空間分布特性1. 城鄉(xiāng)分布2. 在路段上的分布3. 交通量的方向分布,為了表示這種方向不平衡性,常采用方向分布系數(shù)表示=主要行車方向/雙向交通量100%4. 交通量在車道上的分布【例題5】(1995)試述交通量的空間分布和時(shí)間分布特性【例題6】(2008)某雙向道路,兩個(gè)方向的交通量分別為400輛/小時(shí)和6000輛/小時(shí),該道路的方向分布不均勻系數(shù)應(yīng)
18、為 a 40% b 60% c 50% d 66.7%【知識(shí)點(diǎn)7】設(shè)計(jì)小時(shí)交通量及其應(yīng)用根據(jù)美國的研究認(rèn)為第30位最高小時(shí)交通量是最合適作為設(shè)計(jì)小時(shí)交通量的。所謂第30位最高小時(shí)交通量(30hv)就是將一年中測得的8760個(gè)小時(shí)交通量,從大到小按序排列,排在第30位的那個(gè)小時(shí)交通量。研究表明,第30位小時(shí)交通量與年平均日交通量之比記為k值非常穩(wěn)定。設(shè)計(jì)小時(shí)交通量與年平均日交通量的比值稱為設(shè)計(jì)小時(shí)交通量系數(shù)。dhv=aadt*k/100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 車道數(shù); 每一車道設(shè)計(jì)通行能力(輛/h); w 路幅寬度(m); 一條車道寬度(m)。
19、在考慮方向不均勻系數(shù)的情況下,單向設(shè)計(jì)小時(shí)交通量為 式中 ddhv單向設(shè)計(jì)小時(shí)交通量(輛/h); 方向不均勻系數(shù)(%)。 則 【例題7】(1994)何謂“交通量“、”年平均日交通量“、”平均日交通量“、”高峰小時(shí)交通量“、”第30小時(shí)交通量“?請(qǐng)扼要闡明交通量的分布特性?!局R(shí)點(diǎn)8】行車速度的定義1地點(diǎn)車速這是車輛通過某一地點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)車速,用作道路設(shè)計(jì)、交通管制和規(guī)劃資料。2行駛車速這是從行駛某一區(qū)間所需時(shí)間(不包括停車時(shí)間)及其區(qū)間距離求得的車速,用于評(píng)價(jià)該路段的線形順適性和通行能力分析,也可用于計(jì)算道路使用者的成本效益分析。3運(yùn)行車速這是指中等技術(shù)水平的司機(jī)在良好的氣候條件、實(shí)際道路狀況和
20、交通條件下所能保持的安全車速,用于評(píng)價(jià)道路通行能力和車輛運(yùn)行狀況。4行程車速行程車速又稱區(qū)間車速,是車輛行駛路程與通過該路程所需的總時(shí)間(包括停車時(shí)間)之比。行程車速是一項(xiàng)綜合性指標(biāo),用以評(píng)價(jià)道路的通暢程度,估計(jì)行車延誤情況。5臨界車速這是指道路理論通行能力到達(dá)最大時(shí)的車速,對(duì)于選擇道路等級(jí)具有重要作用。6設(shè)計(jì)車速這是指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)所能保持的最大安全車速,用作道路線形幾何設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。【例題8】(1995)何謂“地點(diǎn)車速”、“區(qū)間車速”、“行駛車速”、“設(shè)計(jì)車速”?“時(shí)間平均車速”與“區(qū)間平均車速”有何關(guān)系?【知識(shí)點(diǎn)9】行車速度的統(tǒng)計(jì)分布特性研究表明在鄉(xiāng)村
21、公路和高速公路路段上,運(yùn)行車速一般呈正態(tài)分布;在城市道路或高速公路匝道口處,車速比較集中,一般呈偏態(tài)分布,如皮爾遜型分布。1中位車速中位車速也稱50%位車速,或中值車速,是指在該路段上在該速度以下行駛的車輛數(shù)與在該速度以上行駛的車輛數(shù)相等。285%位車速在該路段行駛的所有車輛中,有85%的車輛行駛速度在此速度以下,只有15%的車輛行駛速度高于此值,交通管理部門常以此速度作為某些路段的限制車速。315%位車速與速率波動(dòng)幅度在該路段行駛的所有車輛中,有85%的車輛行駛速度在此速度以上,只有15%的車輛行駛速度低于此值,交通管理部門常以此速度作為某些路段的限制車速。85%位車速與15%位車速之差反映
22、了該路段上的車速波動(dòng)幅度,同時(shí)車速分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差s與85%位車速與15%位車速之差存在以下近似關(guān)系:s=(85%位車速15%車速)/2.07【知識(shí)點(diǎn)10】時(shí)間平均車速與空間平均車速1時(shí)間平均車速在單位時(shí)間內(nèi)測得通過道路某斷面各車輛的地點(diǎn)車速,這些地點(diǎn)速度的算術(shù)平均值,即為該斷面的時(shí)間平均車速,即式中 時(shí)間平均車速(km/h); 第i車輛的地點(diǎn)車速(km/h); 單位時(shí)間內(nèi)觀測得到的車輛總數(shù)(輛)。2區(qū)間平均車速在某一特定瞬間,行駛于道路某一特定長度內(nèi)的全部車輛的車速分布的平均值,當(dāng)觀測長度為一定時(shí),其數(shù)值為地點(diǎn)車速觀測值的調(diào)和平均值,其計(jì)算公式為式中 區(qū)間平均車速(m/s); 路段長度(m);
23、 第i輛車的行駛時(shí)間(s); 車輛行駛于路段長度s的次數(shù) 第i輛車行駛速度(m/s)。3時(shí)間平均車速與區(qū)間平均車速之間的相互關(guān)系由時(shí)間平均車速可以推算區(qū)間平均車速:式中 時(shí)間平均車速觀測值的均方差。 由區(qū)間平均車速推算時(shí)間平均車速:式中 區(qū)間平均車速觀測值的均方差。【例題9】設(shè)有3輛汽車,分別以20,40,60km/h的速度,通過路程長度為10km的路段,試求時(shí)間平均車速和區(qū)間平均車速。解題:先求時(shí)間平均車速 =1/3*(20+40+60)=40km/h 再求區(qū)間平均車速 =1/1/3*(1/20+1/40+1/60)=32.7km/h【例題10】(2006)區(qū)間平均速度指在某一特定瞬間,行駛
24、于道路某一特定長度內(nèi)的全部車輛的車速分布的平均值,當(dāng)觀測長度為一定時(shí),其數(shù)值為地點(diǎn)車速觀測值的 ;時(shí)間平均速度指在單位時(shí)間內(nèi)測得通過道路某斷面各車輛的地點(diǎn)車速的 ;由區(qū)間平均速度推算時(shí)間平均速度的關(guān)系式為 ?!局R(shí)點(diǎn)11】影響車速變化的因素1. 駕駛員對(duì)車速的影響2. 車輛對(duì)車速的影響3. 道路對(duì)車速的影響(1)街道類型及等級(jí);(2)平面線型;(3)縱斷面線型;(4)車道數(shù)及車道位置;(5)視距;(6)側(cè)向凈空;(7)路面4. 交通條件對(duì)車速的影響(1)交通量;(2)交通組成;(3)超車條件;(4)交通管理;(5)交通環(huán)境的影響【知識(shí)點(diǎn)12】交通密度定義密度是指一條車道上車輛的密集程度,即在某
25、一瞬時(shí)內(nèi)單位長度一條車道上的車輛數(shù),又稱車流密度,常以k表示。式中 k車流密度(輛/km); n單車道道路段內(nèi)的車輛數(shù)(輛); l路段長度(km)。交通密度還可以表示為 式中 q單車道上的交通量(輛/h); 區(qū)間平均車速(km/h).交通量由零逐漸增大,接近或達(dá)到道路通行能力時(shí)的車流密度稱為臨界密度,相應(yīng)車速稱為臨界速度。臨界密度反映交通流量最大時(shí)的密度,故又稱為最佳車流密度。當(dāng)密度繼續(xù)增大,達(dá)到導(dǎo)致所有車輛無法通行時(shí),速度趨近于零,交通流量也趨近于零,此時(shí)的密度稱為阻塞密度?!局R(shí)點(diǎn)13】車頭間距與車頭時(shí)距在同向行駛的一列車隊(duì)中,相鄰兩輛車的車頭之間的距離稱為車頭間距(或間隔)。路段中所有車
26、頭間距的平均值稱為平均車頭間距()。如果用時(shí)間表示車頭之間的間隔,則稱為車頭時(shí)距或時(shí)間車頭間隔,以表示。道路上車流的車頭間距也反映交通密度,根據(jù)定義,車頭間距和密度之間的關(guān)系為車頭時(shí)距和交通量之間的關(guān)系為車頭間距、車頭時(shí)距和速度v三者之間的關(guān)系為【例題11】在一條長30km的某路段的起點(diǎn)斷面上,在5min內(nèi)測得60輛汽車,車流是均勻連續(xù)的,v=30km/h,試求q,,k以及第一輛車通過這段路所需時(shí)間。解題:q=60/(5/60)=720輛/h車頭時(shí)距:=3600/720=5s/輛車頭間距:=30/3.6*5=42m/輛車流密度:=1000/42=24輛/km第一輛車通過時(shí)間:t=s/v=30/
27、30=1h【例題12】(2006)在一條24km的公路路段起點(diǎn)斷面上,于6分鐘內(nèi)測得100輛汽車,車流是均勻連續(xù)的,車速v20km/h、試求流量(q)、平均車頭時(shí)距(ht)、平均車頭間距(hs)、密度(k)以及第一輛車通過該路段所需的時(shí)間?!局R(shí)點(diǎn)14】密度資料的應(yīng)用道路上,從車流密度的大小,可以判定交通擁擠情況,從而決定采取何種管理措施;研究交叉口信號(hào)燈的配時(shí)、高速道路檢測控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和服務(wù)水平分級(jí)等均需要交通密度資料?!纠}13】(1999)何為交通密度,如何得出,有何用途?第三章 交通調(diào)查本章節(jié)包括9個(gè)知識(shí)點(diǎn),交通量調(diào)查、車速調(diào)查、交通密度調(diào)查、行車延誤、影響行車延誤的因素、延誤資料的應(yīng)
28、用、行車延誤和交叉口的延誤的調(diào)查方法和數(shù)據(jù)處理、通行能力調(diào)查、起迄點(diǎn)調(diào)查(od調(diào)查),這9個(gè)知識(shí)點(diǎn)在基礎(chǔ)階段必須全部掌握?!局R(shí)點(diǎn)1】交通量調(diào)查一、目的交通量調(diào)查是為了獲得車和(或)人在街道或公路系統(tǒng)的選定點(diǎn)外運(yùn)動(dòng)情況的真實(shí)數(shù)據(jù)。二、交通調(diào)查1不分流向調(diào)查;2分流向調(diào)查;3轉(zhuǎn)向調(diào)查或交叉口調(diào)查;4分車種調(diào)查;5車輛占用調(diào)查;6行人交通量調(diào)查;7境界出入調(diào)查;8分隔查核線調(diào)查三、交通量計(jì)數(shù)方法1人工計(jì)數(shù)法人工計(jì)數(shù)法的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍:人工計(jì)數(shù)法適用于任何地點(diǎn)、任何情況的交通星調(diào)查,機(jī)動(dòng)靈活,易于掌握,精度較高,資料整理也很方便。但是這種方法需要大量的人力,勞動(dòng)強(qiáng)度大,冬夏季室外工作辛苦。對(duì)工作人
29、員要事先進(jìn)行業(yè)務(wù)培訓(xùn),加強(qiáng)職業(yè)道德和組織紀(jì)律性的教育,在現(xiàn)場要進(jìn)行預(yù)演調(diào)查和巡回指導(dǎo)、檢查。另外,如需作長期連續(xù)的交通量調(diào)查,需要較多的費(fèi)用。一般適用于:1) 轉(zhuǎn)向交通量調(diào)查。2) 分車種交通星調(diào)查。3) 車輛占用調(diào)查。4) 行人交通量調(diào)查。5) 高速公路的交通星調(diào)查。2浮動(dòng)車法(1)調(diào)查方法需要有一輛測試車,小型面包車或工具車最好,吉普車或小汽車也可以,盡量不要使用警車等有特殊標(biāo)志的車。調(diào)查人員(除開車的駕駛員以外)需要一人記錄與測試車對(duì)向開采的車輛數(shù);一人記錄測試車同向行駛的車輛中,被測試車超越的車輛數(shù)和超越測試車的車輛數(shù);另一人報(bào)告和記錄時(shí)間及停駛時(shí)間。行程距離應(yīng)已知或由里程碑、地圖讀取
30、,或自有關(guān)單位獲取,如不得已則應(yīng)親自實(shí)地丈量。調(diào)查過程中,測試車一般需測調(diào)查路線往返行駛1216次(即68個(gè)來回)。(2)調(diào)查數(shù)據(jù)計(jì)算;1) 測定方向上的交通量式中 路段待測定方向上的交通量(單向)(輛/min); 測試車逆測定方向行駛時(shí),測試車對(duì)向行駛(即順測定方向)的來車數(shù)(輛); 測試車在待測定方向上行駛時(shí),超越測試車的車輛數(shù)減去被測試車超越的車輛數(shù)(輛); 測試車與待測定車流方向反向行駛時(shí)的行駛時(shí)間(min); 測試車順待測定車流方向行駛時(shí)的行駛時(shí)間(min)。2) 測定路段的平均行程時(shí)間(min)3) 測定路段的平均車速(km/h)【例題1】下表列出了浮動(dòng)車法調(diào)查記錄表,今根據(jù)這些記
31、錄數(shù)據(jù),分別計(jì)算其向東行和向西行的交通量、行程時(shí)間和車速。行駛時(shí)間t與測試車對(duì)向行駛的來車數(shù)x(輛)測試車被超車次數(shù)減去測試車超車數(shù)y東行6次 平均4.6min西行6次 平均4.7min48.536.20.670.33先計(jì)算向東行情況=(36.2+0.67)/(2.55+2.56)=7.22輛/min=433輛/h=2.56-0.67/7.22=2.47min=1.8/2.47*60=43.7km/h再計(jì)算向西行情況=(48.5+0.33)/(2.56+2.55)=9.56輛/min=573輛/h=2.55-0.33/9.56=2.52min=1.8/2.52*60=42.9km/h3機(jī)械計(jì)數(shù)
32、法自動(dòng)機(jī)械計(jì)數(shù)法一般由車輛檢測器和計(jì)數(shù)器兩部分組成。4錄像法四、調(diào)查時(shí)間交通量調(diào)查的時(shí)間和持續(xù)的時(shí)長應(yīng)根據(jù)所要收集的數(shù)據(jù)類型及其用途而定。(1)24h交通量調(diào)查;(2)16h交通量調(diào)查;(3)12h交通量調(diào)查;(4)高峰交通量調(diào)查;(5)周末交通量調(diào)查;五、調(diào)查方案1郊區(qū)交通量調(diào)查方案;2城區(qū)交通量調(diào)查方案;六、交叉口的流向流量調(diào)查1交叉口的流向流量觀測2交叉口各觀測點(diǎn)的布置要求能定數(shù)量、定方向、定車型、定時(shí)段3交叉口交通量的表示法【例題2】(2006)測試車在長1500米的路段上,往返行駛12次,觀測數(shù)據(jù)列于下表,試求道路上的車流向東和向西行駛的流量和車速。l=1500m東西西東t(秒)xy
33、zt(秒)xyz1215.38820210.5100502220.28531220.281233198.17303192.870014193.46612207.477125199.66821196.784406211.78240224.39031【知識(shí)點(diǎn)2】車速調(diào)查一、車速調(diào)查的目的1. 地點(diǎn)車速調(diào)查的目的1) 掌握某地點(diǎn)車速分布規(guī)律及速度變化趨勢;2) 作為交叉口交通設(shè)計(jì)的重要參數(shù);3) 用于交通事故分析;4) 判斷交通改善措施的成效;5) 確定道路限制車速;6) 設(shè)置交通標(biāo)志的依據(jù);7) 局部地點(diǎn)如道路彎道、坡度、瓶頸等處的交通改善設(shè)計(jì)的依據(jù);8) 交通流理論研究中的重要參數(shù)。2. 區(qū)間車
34、速調(diào)查的目的1) 掌握道路交通現(xiàn)狀,作為評(píng)價(jià)道路服務(wù)水平的主要指標(biāo);2) 路線改善設(shè)計(jì)的依據(jù);3) 作為衡量道路上車輛運(yùn)營經(jīng)濟(jì)性(時(shí)間和車輛耗油)的重要參數(shù);4) 作為交通規(guī)劃中路網(wǎng)交通流量分配的重要依據(jù);5) 確定交通管理措施及聯(lián)動(dòng)交通信號(hào)配時(shí)的重要依據(jù);二、地點(diǎn)車速調(diào)查1. 觀測地點(diǎn)的選擇2. 調(diào)查時(shí)間的選擇3. 樣本大小的選擇4. 地點(diǎn)車速的測量方法:(1)人工量測法;(2)自動(dòng)量測方法;三、行駛速度與區(qū)間速度調(diào)查行駛速度是指車輛行駛在某一區(qū)間時(shí)的運(yùn)行車速,它等于區(qū)間距離除以在該區(qū)間運(yùn)行所需的時(shí)間(不包括停車時(shí)間)。區(qū)間車速指的是車輛行駛在某一區(qū)間時(shí)根據(jù)道路交通狀況而定的綜合車速,是用區(qū)
35、間距離除以車輛行駛在該區(qū)間的總時(shí)間(包括停車時(shí)間)求得的。測量行駛時(shí)間和行程時(shí)間的方法:1. 牌照法;2. 流動(dòng)車法;3. 跟車法這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是能量測全程各路段間的行程車速、行駛車速、停車延誤時(shí)間及原因,便于綜合分析與車速有關(guān)的因素;所需的觀測人員少,勞動(dòng)強(qiáng)度低,適用于交通量大、交叉口多的城市道路上。缺點(diǎn)是測量次數(shù)受行程時(shí)間的影響,次數(shù)不可能很多,一般只能往返68次,有時(shí)還要受偶然因素的影響。當(dāng)交通量大時(shí),測量數(shù)據(jù)能代表道路上的實(shí)際行車速度,但當(dāng)交通量小時(shí),試驗(yàn)車較難跟蹤到有代表性的車輛,所測車速受到試驗(yàn)車性能及駕駛員行車習(xí)慣的影響。一般說來,測定行駛車速用跟車法較流動(dòng)車法要好。因?yàn)樵谶B
36、續(xù)的試驗(yàn)運(yùn)行期間,即使在交通條件比較相似的條件下也會(huì)遇到不同的延誤,跟車法可以排除這種影響,而流動(dòng)車法則不能。另一方面,跟車法還可以同時(shí)取得區(qū)間車速等資料,對(duì)于研究和評(píng)價(jià)公共交通的運(yùn)行情況以及確定行車時(shí)刻表尤為適用?!纠}3】(1998)根據(jù)流動(dòng)車法的原理推導(dǎo)出相應(yīng)的計(jì)算交通量、平均行車時(shí)間、平均行駛速度公式,說明流動(dòng)車法有何優(yōu)點(diǎn)和不足?【知識(shí)點(diǎn)3】交通密度調(diào)查交通密度調(diào)查的方法主要有出入量法和攝影法兩種。攝影法又可分為地面上(高處)攝影法和航空攝影觀測法。一、出入量法所謂出入量法,是一種為了測定道路上兩斷面間無出入交通的路段內(nèi)現(xiàn)有車輛數(shù),以便計(jì)算該路段交通密度的方法。1. 出入量法的基本原理
37、在某道路上選擇a、b兩點(diǎn)間的路段為觀測路段,車流從a駛向b(如下圖所示)。觀測開始()時(shí),ab路段內(nèi)存在的初始車輛數(shù)為,時(shí)刻內(nèi)從a處駛?cè)氲能囕v數(shù)為,從b處駛出的車輛數(shù)為,則時(shí)刻ab路段內(nèi)存在的現(xiàn)有車輛數(shù)應(yīng)為初始車輛數(shù)與時(shí)刻內(nèi)ab路段的車輛數(shù)改變量之和。即:t時(shí)刻ab路段內(nèi)的交通密度為 式中 t時(shí)刻ab路段內(nèi)存在的現(xiàn)有車輛數(shù);從觀測開始()到時(shí)刻內(nèi)從a處駛?cè)氲睦塾?jì)車輛數(shù);從觀測開始()到時(shí)刻內(nèi)從b處駛出的累計(jì)車輛數(shù);從觀測開始()時(shí),ab路段存在的初始車輛數(shù);ab路段長度(km)。求初始車輛數(shù)的方法有車牌號(hào)碼法、照相觀測法等。這里介紹試驗(yàn)車法。設(shè)試驗(yàn)車在觀測開始()時(shí)從a駛向b,時(shí)刻到達(dá)b。從到
38、時(shí)刻,通過b處的車輛數(shù)為q。若試驗(yàn)車在行駛期間沒有超越別的車,也沒有被別的車超越時(shí),則q就是時(shí)刻ab路段內(nèi)的初始車輛數(shù);如果試驗(yàn)車在行駛期間存在超車和被超車的現(xiàn)象時(shí),則觀測開始()時(shí)在ab路段內(nèi)的初始車輛數(shù)應(yīng)為:式中 q 到時(shí)刻通過b處的車輛數(shù); a 被試驗(yàn)車超越的車輛數(shù); b 超越試驗(yàn)車的車輛數(shù)。2. 測定方法3. 出入量法的優(yōu)缺點(diǎn)用出人量法測定路段交通密度的優(yōu)點(diǎn)是方法簡便無須很多設(shè)備,適用于各種交通狀況,既能保證精度又實(shí)用有效。出人量法的缺點(diǎn)是,通過a、b兩端車輛數(shù)的測量誤差隨時(shí)間而累加。為了防止誤差的累加,除應(yīng)增加試驗(yàn)車的觀測次數(shù)外,要把試驗(yàn)車每次經(jīng)過a端的時(shí)刻都作開始時(shí)刻(),且該時(shí)刻
39、的現(xiàn)有車輛都作為每次的初始車輛數(shù)值。二、地面上(高處)攝影觀測法1測定方法2交通密度計(jì)算與分析三、航空攝影觀測法1測定方法2交通密度計(jì)算與分析3航測法的優(yōu)缺點(diǎn)四、道路占有率的檢測和調(diào)查空間占有率為在一瞬間測得已知路段上所有車輛占用的長度占路段長度的百分比;如果把以上變量換做時(shí)間,則稱之為時(shí)間占有率。式中空間占有率(%)第i輛車的長度(m)l觀測路段總長度(m)n該路段內(nèi)的車輛數(shù)(輛)式中時(shí)間占有率(%)第i輛車的占用時(shí)間(s)t總觀測時(shí)間(s)n觀測時(shí)間內(nèi)通過的車輛數(shù)(輛)【例題4】(2005)何謂交通密度?有何用途?主要調(diào)查方法有哪些?【例題5】(2007) 是指單位長度車道上,汽車投影面積
40、總和占車道面積的百分比,在實(shí)測中,一般測量路段上的車輛總長度與該路段長度的百分比。 是指在道路的觀測斷面上,車輛通過時(shí)間累計(jì)值與觀測時(shí)間的比值,一般用百分比表示?!局R(shí)點(diǎn)4】行車延誤1延誤延誤是指由于交通摩阻與交通管制引起的行駛時(shí)間損失。2固定延誤指由交通控制裝置、交通標(biāo)志等引起的延誤。它與交通流狀態(tài)和交通干擾無關(guān),主要發(fā)生在交叉口。3停車延誤指剎住車輪及車輛停止不動(dòng)的時(shí)間,等于停車時(shí)間。4行駛延誤為行駛時(shí)間與計(jì)算時(shí)間之差。5排隊(duì)延誤為排隊(duì)時(shí)間與以暢行車速駛過排隊(duì)路段的時(shí)間之差。6引道延誤為引道時(shí)間與車輛暢行行駛過引道延誤路段的時(shí)間之差。【例題6】(1997)何謂行車延誤?試述各種延誤的定義及
41、調(diào)查延誤有何用?【知識(shí)點(diǎn)5】影響行車延誤的因素1駕駛員;2車輛;3道路;4轉(zhuǎn)向車比例;5交通負(fù)荷;6服務(wù)水平;7交通控制;8環(huán)境;【知識(shí)點(diǎn)6】延誤資料的應(yīng)用1評(píng)價(jià)道路交通堵塞程度;2探求行車延誤的發(fā)展趨勢;3評(píng)價(jià)道路服務(wù)質(zhì)量;4道路改建的依據(jù);5運(yùn)輸規(guī)劃;6經(jīng)濟(jì)分析;7前后對(duì)比研究;8交通管制;【知識(shí)點(diǎn)7】行車延誤和交叉口的延誤的調(diào)查方法和數(shù)據(jù)處理行車延誤的調(diào)查方法:1跟車法;2輸入-輸出法;交叉口的延誤調(diào)查方法:(1)點(diǎn)樣本法總延誤=總停駛車輛數(shù)*抽樣時(shí)間間隔每一停駛車輛的平均延誤=總延誤/停駛車輛數(shù)每一入口車輛的平均延誤=總延誤/入口交通量停駛車輛百分比=停駛車輛數(shù)/入口交通量*100%(
42、2)抽樣追蹤法【例題7】(2008)何謂行車延誤?其用途與調(diào)查方法有哪些?【知識(shí)點(diǎn)8】通行能力調(diào)查一、路段車頭時(shí)距調(diào)查調(diào)查地點(diǎn)選擇:調(diào)查地點(diǎn)應(yīng)在乎坡直線路段,并不受交叉口停車、加減速、車輛換車道及行人過街的影響。二、公共汽車??空镜耐ㄐ心芰φ{(diào)查計(jì)算??空就ㄐ心芰r(shí)應(yīng)調(diào)查的幾個(gè)因素:(1)停靠站的長度和同一時(shí)間??空究赏?康能囕v數(shù);(2)相應(yīng)于各種候車人數(shù)時(shí)不同大小公共汽車的??繒r(shí)間;(3)前后車輛進(jìn)、出站時(shí)的最短時(shí)間間隔;(4)道路車行道上不同車道的交通量。三、信號(hào)交叉口穿越空當(dāng)調(diào)查:停車線法、沖突點(diǎn)法四、信號(hào)燈交叉口的飽和流量測定飽和流量指在一次綠燈時(shí)間內(nèi),進(jìn)口道或沖突點(diǎn)上連續(xù)車隊(duì)能通過停車
43、線或沖突點(diǎn)的最大流量?!局R(shí)點(diǎn)9】起迄點(diǎn)調(diào)查(od調(diào)查)od調(diào)查主要包括人的出行od調(diào)查、車輛od調(diào)查和貨流od調(diào)查三大內(nèi)容。一、基本定義與術(shù)語1出行指人、車、貨從出發(fā)點(diǎn)到目的地移動(dòng)的全過程。2出行端點(diǎn)出行起點(diǎn)、迄點(diǎn)的總稱。3境內(nèi)出行起迄點(diǎn)都在調(diào)查區(qū)域范圍內(nèi)的出行。4過境出行起迄點(diǎn)都在調(diào)查區(qū)域范圍外的出行。5區(qū)內(nèi)出行調(diào)查區(qū)域分為若干小區(qū)后,起迄點(diǎn)都在小區(qū)內(nèi)的出行。6區(qū)間出行調(diào)查區(qū)域分成若干小區(qū)后,起迄點(diǎn)分別位于不同小區(qū)間的出行。7小區(qū)形心指小區(qū)內(nèi)出行端點(diǎn)密度分布的中心位置。8期望線為連接各小區(qū)形心間的直線,它的寬度表示區(qū)間出行的次數(shù)。9主流傾向線是將若干條流向相近的期望線合并匯總而成,突出交通
44、的主流向。10od表即表示起迄區(qū)之間出行交換數(shù)量的表格。11調(diào)查區(qū)域警戒線包圍全部調(diào)查區(qū)域的一條假想線,有時(shí)還分設(shè)內(nèi)線和外線,內(nèi)線常為城市中心商業(yè)區(qū)(cbd)的包圍線。12分隔核查線為校核od調(diào)查成果精度而在調(diào)查區(qū)域按天然、人工障礙設(shè)定的調(diào)查線。13出行產(chǎn)生包括交通分區(qū)下述出行端點(diǎn):家庭出行中的家庭一端端點(diǎn),不論其為出發(fā)點(diǎn)或到達(dá)點(diǎn);非家庭出行的出發(fā)點(diǎn)。14出行吸引相對(duì)于出行產(chǎn)生,包括交通分區(qū)內(nèi)下述出行端點(diǎn):家庭出行中的非家庭一端端點(diǎn),不論其為出發(fā)點(diǎn)或到達(dá)點(diǎn);非家庭出行的到達(dá)點(diǎn)。15出行分布又稱od交通量。調(diào)查區(qū)域內(nèi)各交通小區(qū)之間的車、人出行次數(shù),當(dāng)限為車輛出行時(shí),亦稱交通分布。二、起迄點(diǎn)調(diào)查目
45、的1. 通過搜集出行類別與數(shù)量資料,在計(jì)算機(jī)上模擬現(xiàn)狀的出行,為發(fā)現(xiàn)主要交通癥結(jié),調(diào)整與改善道路系統(tǒng)功能,從系統(tǒng)上和政策上對(duì)近遠(yuǎn)期工程項(xiàng)目排序提供依據(jù)。2. 由od調(diào)查資料、土地使用資料建立各類交通預(yù)測模型,為遠(yuǎn)期交通規(guī)劃提供依據(jù)。3. 客觀分析評(píng)價(jià)各類交通出行的特性,特別是公共交通服務(wù)水平,為提高公共交通系統(tǒng)運(yùn)行效率,制定近期、遠(yuǎn)期交通政策提供有效信息。三、起迄點(diǎn)調(diào)查類別與方法1. 起迄點(diǎn)調(diào)查類別:(1)個(gè)人出行;(2)車輛出行;(3)貨物流通出行;2. 調(diào)查方法(1)家訪調(diào)查(個(gè)人出行);(2)發(fā)(放)表調(diào)查(車輛出行);(3)路邊詢問調(diào)查;(4)明信片法;(5)工作出行調(diào)查;(6)車輛牌
46、照調(diào)查;(7)公交站點(diǎn)調(diào)查;(8)購月票填卡調(diào)查;(9)境界線出入調(diào)查;(10)貨物流通調(diào)查(貨流od);四、起迄點(diǎn)調(diào)查實(shí)施步驟1. 組織機(jī)構(gòu)2. 調(diào)查準(zhǔn)備3. od調(diào)查的抽樣率與抽樣方法:(1)簡單隨機(jī)抽樣;(2)分層抽樣;(3)等距抽樣;(4)整群抽樣; 4. 人員訓(xùn)練5. 制定計(jì)劃6. 典型實(shí)驗(yàn)7. 實(shí)地調(diào)查五、od調(diào)查精度檢驗(yàn)方法1. 分隔查核線檢驗(yàn);2. 區(qū)域境界線檢驗(yàn);3. 在調(diào)查區(qū)域內(nèi),擬定眾所周知的交通樞紐;4. 把由od調(diào)查表推算出來的各類人口、社會(huì)交通特征與現(xiàn)有的統(tǒng)計(jì)資料進(jìn)行比較檢查其誤差程度?!纠}8】(2008)對(duì)于過境車輛(起訖點(diǎn)均在調(diào)查區(qū)外),應(yīng)該用_方法調(diào)查其出行
47、情況?a. 家訪 b. 發(fā)明信片法 c. 路邊詢問 d. 電話詢問【例題9】(1997)何謂od調(diào)查?簡述od調(diào)查的目的、內(nèi)容與步驟?!纠}10】(2008)對(duì)于過境車輛(起訖點(diǎn)均在調(diào)查區(qū)外的),應(yīng)該用 方法調(diào)查其出行情況?a 家訪 b 發(fā)明信片 c 路邊詢問 d 電話詢問第四章 道路交通流理論本章節(jié)包括5個(gè)知識(shí)點(diǎn),交通流特性、概率統(tǒng)計(jì)模型、排隊(duì)論模型、跟馳模型、流體模擬理論,這5個(gè)知識(shí)點(diǎn)在基礎(chǔ)復(fù)習(xí)階段必須全部掌握?!局R(shí)點(diǎn)1】交通流特性一、交通設(shè)施種類交通設(shè)施從廣義上被分為連續(xù)流設(shè)施與間斷流設(shè)施兩大類。這些設(shè)施與交通沉要素間的相互作用有關(guān),交通流要素控制著沿線設(shè)施的大體特性。連續(xù)流設(shè)置下,無
48、內(nèi)部因素會(huì)導(dǎo)致交通流周期性中斷。在連續(xù)設(shè)施下,交通流是由單個(gè)車輛之間及車輛與公路幾何特征和總體環(huán)境之間相互作用的結(jié)果。在這類設(shè)施下的車流模式僅僅由土地的使用特性而衍生的車輛行程所控制。間斷流設(shè)施是指那些由于外部設(shè)備而導(dǎo)致了交通流周期性中斷的設(shè)置。導(dǎo)致間斷流的主要裝置是交通信號(hào),它使車流周期性中止運(yùn)行。其他設(shè)置,如停車或讓路標(biāo)志,也會(huì)中止交通。同樣,在一些有著重要用途卻沒有任何控制的路段上,車流也會(huì)受到中斷。二、連續(xù)流特征1總體特征交通量q、行車速度v、車流密度k是表征交通流特性的三個(gè)基本參數(shù)。此三參數(shù)之間的基本關(guān)系為q=v*k式中 q平均流量; v空間平均車速; k平均車流密度。流量、密度、速
49、度三者之間的關(guān)系式可以用三維空間中的圖像來表示,但為了便于理解,通常將這個(gè)三維空間曲線投影到二維空間中。由此我們可以找出反映交通流特性的一些特征變量:(1)極大流量,就是qv曲線上的峰值。 (2) 臨界速度,即流量達(dá)到極大時(shí)的速度。 (3) 最佳密度,即流量達(dá)到極大時(shí)的密量。 (4) 阻塞密度,車流密集到車輛無法移動(dòng)(v=0)時(shí)的密度。 (5) 暢行速度,車流密度趨于零,車輛可以暢行無阻時(shí)的平均速度。下圖闡明了這些變量之間的大致關(guān)系,這些關(guān)系不僅適用于連續(xù)流,也適用于兩個(gè)固定干擾點(diǎn)之間的間斷流,這些關(guān)系會(huì)隨不同時(shí)間地點(diǎn)或同一地點(diǎn)不同時(shí)間而有很大變化。2數(shù)學(xué)描述(1)速度與密度關(guān)系1963年,格
50、林希爾茨提出了速度一密度線性關(guān)系模型:當(dāng)交通密度很大時(shí),可以采用格林柏(gmtetg)提出的對(duì)數(shù)模型:當(dāng)密度很小時(shí),可采用安德五德提出的指數(shù)模型:(2)流量與密度的關(guān)系:(3)流量與速度關(guān)系:3連續(xù)交通流的擁擠分析1) 交通擁擠的類型連續(xù)交通流不一定是不擁擠的,因?yàn)樗艿絻?nèi)部的干擾。連續(xù)交通流的擁擠可以分為兩種類型:周期性的擁擠和非周期性的擁擠,周期性擁擠和非周期性擁擠的主要區(qū)別在于可預(yù)報(bào)性。2) 瓶頸處的交通流3) 交通密度分析4) 非周期性擁擠三、間斷流特征1信號(hào)間斷處的車流如果從車隊(duì)進(jìn)入交叉口即穿過停車線時(shí)開始記錄車頭間距,就能觀察到一個(gè)有趣的現(xiàn)象。從綠燈信號(hào)開始到第一輛車的前保險(xiǎn)杠穿過
51、停車線的時(shí)間定義為第一個(gè)車頭間距。由于司機(jī)在看到信號(hào)轉(zhuǎn)為綠燈后,還有一個(gè)反應(yīng)時(shí)間和一個(gè)加速進(jìn)交叉口的時(shí)間,所以第一個(gè)車頭間距相對(duì)較長。測量第一輛車與第二輛車在各自前保險(xiǎn)杠穿過標(biāo)志線的時(shí)間作為第二車頭間距。這一時(shí)間比第一車頭間距略短,這是由于第二輛車的司機(jī)對(duì)綠燈的反應(yīng)時(shí)間與第一位司機(jī)的反應(yīng)時(shí)間有所重疊。第三車頭間距比第二車頭間距更小一點(diǎn),如此類推。最后,進(jìn)入交叉口的車輛在它們到達(dá)停車線時(shí)已經(jīng)完全加速,因而它們的車頭間距大小一致。該車頭間距即飽和車頭間距h在一列穩(wěn)定移動(dòng)的車隊(duì)中觀察獲得的不變的車頭間距。2關(guān)鍵變量及其定義式中 s飽和交通量比率(單車道每小時(shí)車輛數(shù)); h飽和車頭時(shí)距(s)。飽和交通
52、量比率s,指在一個(gè)信號(hào)為綠燈的單個(gè)交叉口車道上,進(jìn)入交叉口且不停的車輛數(shù)量。這是一個(gè)理論值,對(duì)于考慮具有不同引道形式的交叉口上交通量的統(tǒng)計(jì)有著重要意義。然而,信號(hào)交叉口的交通流總會(huì)受到周期性的阻隔。當(dāng)交通流開始移動(dòng)時(shí),前幾輛車耗時(shí)均大于h。將前幾輛車的超時(shí)(即消耗的大于平均車頭時(shí)間h的時(shí)間)加在一起,稱為啟動(dòng)損失時(shí)間。式中 啟動(dòng)損失時(shí)間(s); 第i輛車的超時(shí)(s)。在任何給定的車道上,用于表述飽和交通量比率的是可用時(shí)間或是每秒車輛數(shù)?!翱捎脮r(shí)間”不包括紅燈時(shí)間,也不包括啟動(dòng)損失時(shí)間和凈損失時(shí)間。信號(hào)交叉口車道通行能力是基于飽和交通量比率、損失時(shí)間和信號(hào)配時(shí)而得出的。3在停車或讓路標(biāo)志處的車流
53、空檔是指車輛連續(xù)橫過交通流中一條行車路線時(shí)形成的時(shí)間間隔,等于車頭時(shí)距減去車輛駛過自身車長所需的時(shí)間,而間隙是指要穿越另一行車路線連續(xù)車流的車輛,其到達(dá)時(shí)間與被穿越車流中下一輛車到達(dá)時(shí)間之間的間隔,主要街道的總?cè)萘?、方向分布、車道?shù)都將影響可利用的間隙數(shù)。4有效性指標(biāo)延誤Ø 停車延誤,指車輛用于橫穿公路所消耗的停車總時(shí)間。Ø 運(yùn)行延誤,指預(yù)先決定的最優(yōu)條件下的理想運(yùn)行時(shí)間與實(shí)際運(yùn)行時(shí)間的差值。它包括停車延誤和由運(yùn)行速度低于理想速度而造成的延誤?!纠}1】設(shè)車流的速度密度的關(guān)系為v88-1.6k,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k<最佳密度)解題:由題意可知:當(dāng)k=0時(shí),8
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