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文檔簡介

1、第三章 城市道路交通根本知識 w交通流的根本概念w行人交通流特征第一節(jié) 交通流根本概念 將在道路上通行的車流和人流統(tǒng)稱為交通流。交通流必需具備兩個條件:一是在道路上,二是在通行中。一、交通流的分類按交通主體的不同可分為車流、人流以及混合交通流。按交通流保送的對象可分為客流和貨流。 按交通設(shè)備對交通流的影響分為延續(xù)流和延續(xù)流。按交通流的交匯流向可分為交叉、合流、分流和交錯流。按交通流內(nèi)部的運轉(zhuǎn)條件及其對駕駛員和乘客產(chǎn)生的感受可分為自在流、穩(wěn)定流、不穩(wěn)定流和強迫流。 第一節(jié) 交通流根本概念 二、交通流參數(shù) 交通流運轉(zhuǎn)形狀的定性定量特征即稱為交通流特性。用以描畫和反映交通流特性的一些物理量稱為交通流

2、參數(shù)。三大參數(shù):交通量流量、速度和密度。 交通量Q:是指單位時間內(nèi)經(jīng)過道路某一地點或某一斷面的車輛數(shù)量或行人數(shù)量。前者稱車流量,后者稱人流量。 速度V:的普通定義是指車輛或行人在單位時間內(nèi)行駛或經(jīng)過的間隔。密度K:是指在某一瞬時內(nèi)單位道路面積上分布的車輛數(shù)或行人數(shù)量。第一節(jié) 交通流根本概念 二、交通流參數(shù) 效力程度與通行才干道路效力程度是交通流中車輛運轉(zhuǎn)的以及駕駛員和乘客或行人感受的質(zhì)量量度。亦即道路在某種交通條件下所提供運轉(zhuǎn)效力的質(zhì)量程度。道路的效力程度主要以道路上的運轉(zhuǎn)速度和交通量與能夠通行才干之比,綜合反映道路的效力質(zhì)量。 道路通行才干是指正常的氣候和交通條件下,道路上某一路段或交叉口單

3、位時間內(nèi)經(jīng)過某一斷面的最大車輛數(shù)或行人數(shù)量,以veh/h,p/h或veh/d表示。 第一節(jié) 交通流根本概念 二、交通流參數(shù) 普通交通量均小于道路的通行才干。在小得多的情況下,駕駛員可以自在行駛,可以變卦車速、轉(zhuǎn)移車道,還可以超車。交通量等于或接近于道路通行才干時,車輛行駛的自在度就明顯降低,普通只能以同一速度列隊循序行進。當交通量略微超越通行才干時,車輛就會出現(xiàn)擁堵、甚至堵塞。 根本通行才干是指道路組成部分在道路、交通、控制和氣候環(huán)境均處于理想條件下,該組成部分一條車道或一車行道的均勻段上或某一橫斷面上,單位時間內(nèi)經(jīng)過的車輛或行人的最大數(shù)量,也稱實際通行才干。第一節(jié) 交通流根本概念 二、交通流

4、參數(shù) 能夠通向才干是指一知道路的一組成部分在實踐或預(yù)測的道路、交通、控制和氣候環(huán)境條件下,該組成部分一條車道或一車行道對上述諸條件有代表性的均勻段上或某一橫斷面上,不論效力程度如何,單位時間內(nèi)所能經(jīng)過的最大車輛或行人的最大數(shù)量。設(shè)計通行才干是指一設(shè)計中的道路的組成部分在預(yù)測的道路、交通、控制和氣候環(huán)境條件下,該組成部分一條車道或一車行道對上述諸條件有代表性的均勻段或某一橫斷面上,在所選用的設(shè)計效力程度下,單位時間內(nèi)能經(jīng)過車輛或行人的最大數(shù)量。第一節(jié) 交通流根本概念 三、交通調(diào)查 交通調(diào)查的步驟 選定觀測點確定觀測日期和時間統(tǒng)計表格的設(shè)計繪制統(tǒng)計分析圖表第一節(jié) 交通流根本概念 三、交通調(diào)查 交通

5、量調(diào)查的內(nèi)容 不分流向調(diào)查:用于研討日交通量、繪制交通流量圖、確定交通量趨勢等。分流向調(diào)查:用于分析通行才干、確定信號燈配時、為實行交通管理措施提供根據(jù)、制定道路改造規(guī)劃、獲得圈定范圍內(nèi)的車輛總數(shù)等。轉(zhuǎn)向調(diào)查或交叉口調(diào)查:用于交通渠化設(shè)計、制定制止轉(zhuǎn)向措施、計算通行才干、分析多發(fā)事故交叉口、評價交通擁堵等。第一節(jié) 交通流根本概念 三、交通調(diào)查 交通量調(diào)查的內(nèi)容 分車種調(diào)查:用于確定構(gòu)造設(shè)計和幾何設(shè)計規(guī)范、預(yù)估從道路運用者處獲得的年收益,計算通行才干受貨運車輛影響的、確定機械計數(shù)法的修正系數(shù)等。車輛占有調(diào)查:用于確定每車乘客數(shù)的分布、某一區(qū)域內(nèi)的累計人數(shù)、運用運輸設(shè)備的人所占的比例等。6行人交通

6、調(diào)查:用于估算步行道和人行橫道的需求量,為設(shè)置行人過街信號燈提供根據(jù),確定交通訊號配時等。第一節(jié) 交通流根本概念 三、交通調(diào)查 交通量調(diào)查的內(nèi)容 境界出入調(diào)查:在圈定的區(qū)域中心商業(yè)區(qū)、購物中心、工業(yè)區(qū)等的境界上進展交通量調(diào)查。用于統(tǒng)計在一定時間內(nèi)進入和分開該區(qū)域的車輛和或人員的數(shù)量,得到該調(diào)查區(qū)域內(nèi)聚集的車輛或人員的總數(shù)。分隔查核線調(diào)查:在穿過分隔核對線的一切道路上進展的分車種交通量調(diào)查。用于確定交通趨勢、擴展城市出行數(shù)據(jù)、進展交通分配等。 第一節(jié) 交通流根本概念 三、交通調(diào)查 交通量計數(shù)方法 人工計數(shù)法、浮動車法、機械計數(shù)法、錄像法、利用車輛定位系統(tǒng)計量法。 第二節(jié) 行人交通流特征 一、行人

7、交通速度、密度與流量的關(guān)系 道路上行人的速度、密度與流量存在以下關(guān)系:式中Q單位時間內(nèi)單位人行道寬度內(nèi)經(jīng)過的行人數(shù)量人/min/m;V每分鐘步行間隔m/min;K單位面積行人數(shù)量人/min。VKQ第二節(jié) 行人交通流特征 一、行人交通速度、密度與流量的關(guān)系 w行人流的速度表示每分鐘行走的間隔,速度是衡量效力程度的一個重要規(guī)范。行人占有空間值的倒數(shù)就是行人密度,表示每平方米的行人數(shù)量。隨著行人密度添加,每人占有的空間減少,行人個人的機動性下降,速度隨之下降 。行人速度與密度的關(guān)系第二節(jié) 行人交通流特征 一、行人交通速度、密度與流量的關(guān)系 w行人最大流量在很小的范圍內(nèi)下降,即在人流密度達1.3-2.

8、2人/m時流量最大,或行人占用空間在0.46-0.8m/人時的流量可達最大。 行人流量與行人空間的關(guān)系 第二節(jié) 行人交通流特征 一、行人交通速度、密度與流量的關(guān)系 w當人行道上有少量行人時,空間較大,行人可選擇較高的步行速度。當流量添加時,由于行人間隔較近,速度下降。當?shù)竭_擁堵的臨界形狀時,行走變得很困難,流量和速度都下降了。 行人速度與流量的關(guān)系 第二節(jié) 行人交通流特征 二、人行道上的人流特征 w由于行人是隨機到達的,大多數(shù)不規(guī)那么的人行交通流,總會出現(xiàn)短時間動搖的景象。在人行道上,由于有交通訊號燈引起的人流受阻和排隊,進一步擴展了這些隨機的動搖。公共交通站點也會在某個短時間內(nèi)擁出大量人流,

9、緊跟著一段時間又是無人流出現(xiàn)。 w街道轉(zhuǎn)角處要比街道內(nèi)的人行情況復(fù)雜得多,由于在這里會出現(xiàn)相交的行人流、穿過街道的行人和等候信號燈的排隊人群,由于這些地方的人流特別集中,所以常成為行人特別擁堵的地方。 第二節(jié) 行人交通流特征 二、人行道上的人流特征 w行人過街有單人穿越和結(jié)群而過兩類。在過街時,第一種情況是待機而過,行人等待汽車停頓或車流中有足以過街的空檔才過街,他們步伐均勻。第二種是適時過街,行人走到人行橫道起點正好車流中出現(xiàn)可穿越的空檔,行人隨即過街,他們多半是在過路中后加快步伐。第三種情況是搶行過街,車流中本無可穿越的空擋,但行人快步搶行,在路中停步,再過街。w頂峰時間、年輕人、路寬、車

10、輛又多,過街行人往往缺乏耐心,先穿越一半路幅,在路中等候時機再過,所以在此設(shè)置行人平安島非常需求。 第二節(jié) 行人交通流特征 二、人行道上的人流特征 w人喜歡走捷徑。據(jù)調(diào)查為走橫道線而繞行20m以上,超越了很多人的心思接受范圍。所以要加強平安教育,采取必要的防備措施,使過街行人走橫道線。假設(shè)行人沿人行橫道過街和經(jīng)天橋或地道過街的時間大致一樣時,約有80的人情愿運用天橋和地道。假設(shè)運用后者的時間大于直接過街,運用天橋或地道的人就大大減少,假設(shè)超越一倍時間時,那么幾乎無人運用天橋和地道。天橋和地道相比,運用天橋的人,平安感較強。 第三節(jié) 車輛交通流特征 一、車流量 w道路車流量是指在單位時間段內(nèi),經(jīng)

11、過道路某一斷面或某一條車道的車輛數(shù),且常指來往兩個方向的車輛數(shù)。w由于統(tǒng)計車流量所得的結(jié)果是混合交通量。為計算交通量,應(yīng)將各種車種在一定的道路條件下的時間和空間占有率進展換算,從而得出各種車輛間的換算系數(shù),將各種車輛換算為單一車種,稱為當量交通量pcu/單位時間。 大多以小型車為規(guī)范換算車輛。 一、車流量 第三節(jié) 車輛交通流特征 一、車流量 1、平均日交通量 平均日交通量依其統(tǒng)計時間的不同又可分為年平均日、月平均日和周平均日交通量,年平均日交通量在城市道路設(shè)計中是一項極其重要的控制性目的,用作道路交通設(shè)備規(guī)劃、設(shè)計、管理等的根據(jù),是確定車行道寬度、人行道寬度和道路橫斷面的主要根據(jù)。 (pcu/

12、d)36513651iiQ年平均日交通量第三節(jié) 車輛交通流特征 一、車流量 2、小時交通量 將觀測統(tǒng)計交通量的時間間隔縮短,能更加詳細反映觀測斷面的交通量變化情況。因此,常用到以下概念: 小時交通量是指一小時內(nèi)經(jīng)過觀測點的車輛數(shù);頂峰小時交通量是指一天內(nèi)的車流頂峰期間延續(xù)60min的最大交通量。 第三節(jié) 車輛交通流特征 第三節(jié) 車輛交通流特征一、車流量 城市道路上的交通量有明顯的頂峰景象。一定時間內(nèi)通常指一日或上午、下午出現(xiàn)的最大小時交通量成為頂峰小時交通量。在一天中,任務(wù)上下班前后有早頂峰和晚頂峰,通常以早頂峰為最大,時間最集中,晚頂峰次之,但繼續(xù)時間長,中午的峰值較小。 某市居民全日出行時

13、辰分布第三節(jié) 車輛交通流特征一、車流量設(shè)計交通量作為道路規(guī)劃和設(shè)計根據(jù)的交通量,成為設(shè)計交通量。普通取一年的第30小時交通量作為設(shè)計交通量。即將一年中8760小時的交通量按大小次序陳列,從大到小序號第30位的那個小時交通量 。第30位最高小時交通量表示圖第三節(jié) 車輛交通流特征二、行車速度 車速是泛指各種車輛的速度,是單位時間t內(nèi)行駛的間隔S。按S和t的取值不同,可定義為各種不同的車速。1、地點車速它是車輛經(jīng)過某一地點斷面時的瞬時車速,用作道路交通管理和規(guī)劃設(shè)計時參考用。第三節(jié) 車輛交通流特征二、行車速度2、行駛車速 它是指駛過某一區(qū)間間隔與所需時間(不包括停車時間)求得的車速,用于評價該路段的

14、線形順適性和通行才干分析,也可用于進展道路運用者的本錢效益分析。3、行程車速 它是車輛行駛路程與經(jīng)過該路程所需的總時間(包括停車時間)之比。行程車速是一項綜合性目的,用以評價道路的通暢程度,估計行車延誤情況。要提高運輸效率歸根結(jié)底是要提高車輛的行程車速。第三節(jié) 車輛交通流特征二、行車速度4、設(shè)計車速道路幾何設(shè)計所根據(jù)的車速,稱為計算行車速度,也稱設(shè)計車速。它是指在氣候良好、交通密度低的條件下,普通駕駛員在路段上能堅持平安、溫馨行駛的最大速度。第三節(jié) 車輛交通流特征一、車流量第三節(jié) 車輛交通流特征三、車流密度車流密度是指在某一瞬時內(nèi)一條車道的單位長度上分布的車輛數(shù),它表示車輛分布的密集程度,其單

15、位為pcukm,于是有: (pcu/km) 式中:K車流密度(pcu/km); N單車道路段內(nèi)的車輛數(shù)(pcu); L路段長度(km)。LNK 第三節(jié) 車輛交通流特征三、車流密度 車頭間距在同向行駛的車流中,前后相鄰兩輛車的車頭之間的間隔稱為車頭間距,計算公式如下: 式中 車身長度m; 行車速度km/h 司機反響時間s,駕駛?cè)藛T發(fā)現(xiàn)前方問題后到采取措施的反響時間內(nèi)行駛的間隔,普通取1.2s;安制車LStVLhs6 . 3車LVtm/pcu第三節(jié) 車輛交通流特征三、車流密度式中 車身長度m; 行車速度km/h 司機反響時間s,駕駛?cè)藛T發(fā)現(xiàn)前方問題后到采取措施的反響時間內(nèi)行駛的間隔,普通取1.2s

16、; 后車正常制動剎車與前車緊急剎車的制動間隔之差值m; 平安間隔m,車輛距前車的最小間隔,普通取5m。車LVt制S安L第三節(jié) 車輛交通流特征三、車流密度制動間隔的大小取決于制動效率和行車速度,制動力取決于輪胎與道路外表之間的道路阻力系數(shù)、路面的附著系數(shù)之和。根據(jù)能量守恒定律,制動力與停車間隔的乘積該當?shù)扔谲囁購膙降到零時的動能耗費,下式成立: 22221)(vgGMvSifG制第三節(jié) 車輛交通流特征三、車流密度式中 附著系數(shù); 滾動阻力系數(shù); 道路坡度,上坡取正號,下坡取負號; 車輛分量。公式整理后,代入重力加速度數(shù)值。另外,從平安角度思索,由于剎車遭到制動性能影響,制動間隔需求乘上平安系數(shù),

17、所以制動間隔最終計算公式整理如下:fiG第三節(jié) 車輛交通流特征三、車流密度其中的計算公式如下: m 式中 前車剎車平安系數(shù); 后車剎車平安系數(shù); 附著系數(shù),普通取0.3; 滾動阻力系數(shù),可取0.02; 道路坡度,上坡取正號,下坡取負號。2126 . 32VifgKKS制1K2Kfi第三節(jié) 車輛交通流特征三、車流密度 可得: 車頭間距安車LVifgKKtVLhs2126 . 326 . 3 第三節(jié) 車輛交通流特征三、車流密度觀測路段上一切車輛的車頭間距平均值,稱為平均車頭間距。平均車頭間距m/pcu與密度(pcu/km)之間的關(guān)系為 m/pcu Khs/1000第三節(jié) 車輛交通流特征三、車流密度

18、車頭時距在同向行駛的車流中,前后相鄰兩輛車駛過道路某一斷面的時間間隔稱為車頭時距。車頭時距可經(jīng)過車頭間距除以行駛速度求得。觀測道路上一切車輛的車頭時距的平均值為平均車頭時距。平均車頭時距s/pcu與交通量之間的關(guān)系為: s/pcu Qht/3600第三節(jié) 車輛交通流特征三、車流密度車頭時距、車頭間距、與速度的關(guān)系為: tshVh6.3第三節(jié) 車輛交通流特征四、車流量、行車速度和車流密度之間的關(guān)系 根本關(guān)系在一條車道上,車流量Q、行車速度V、車流密度K存在以下關(guān)系: 式中:Q平均流量(pcu/h); V平均車速(km/h); K平均車流密度(pcu/km)。VKQ第三節(jié) 車輛交通流特征四、車流量

19、、行車速度和車流密度之間的關(guān)系速度與密度的關(guān)系圖 1963年,格林希爾茨(Greenshields)提出了速度-密度線性關(guān)系模型,如以下圖:第三節(jié) 車輛交通流特征四、車流量、行車速度和車流密度之間的關(guān)系圖中: 最大流量; 暢行速度,車流密度趨于零、車輛可以暢行無阻時的最大速度; 臨界速度,流量到達 時的速度; 最正確密度,流量到達 時的密度; 阻塞密度,車流密集到一切車輛無法挪動時的密度mQfVmVmKjKmQmQ 速度-密度關(guān)系曲線圖第三節(jié) 車輛交通流特征四、車流量、行車速度和車流密度之間的關(guān)系 )1 (jfKKVV)1 (fjVVKK第三節(jié) 車輛交通流特征四、車流量、行車速度和車流密度之間

20、的關(guān)系式中: 暢行速度; 阻塞密度。研討闡明,平均車速與車流密度是直線關(guān)系,并且模型與實測數(shù)據(jù)擬合良好。當 趨近0時, ,即在車流密度很少的情況下,車輛可以自在速度行駛。當 趨近 時, ,即在車流密度很大時,車輛速度就趨向于零,出現(xiàn)交通阻塞。fVjKKfVV KKjK0V第三節(jié) 車輛交通流特征四、車流量、行車速度和車流密度之間的關(guān)系速度、密度與流量的關(guān)系 上式可用一條拋物線表示,圖中斜率為車流密度K如以下圖 。 )(2fjVVVKQ第三節(jié) 車輛交通流特征四、車流量、行車速度和車流密度之間的關(guān)系 圖2-3-5 速度-密度-流量關(guān)系曲線圖 第三節(jié) 車輛交通流特征五、汽車在城市道路上的行駛特征由于城

21、市道路有不同等級,車輛在行駛過程中歸納起來可分為延續(xù)流和延續(xù)流。 延續(xù)流延續(xù)流普通出如今無平面交叉口的城市道路上。在城市快速路上,車輛可以不延續(xù)地延續(xù)行駛,它在道路上的分布是隨機的、離散型的。在車流密度不大時,后面的快車要超越前面比它慢的車,可以自在變換車道超車,然后交匯到前面的車流中去。到了立體交叉口,或路側(cè)出入的匝道口,也很容易分流、合流,自在出入。 第三節(jié) 車輛交通流特征五、汽車在城市道路上的行駛特征當車流密度添加,車輛行駛的自在度就遭到前車的制約,尤其是在不穩(wěn)定流的形狀,車速時快時慢、變化又忽然,容易發(fā)生交通事故。所以,在整個行駛過程中道路上的車流密度是決議車輛能否自在交錯、變換車道、

22、出入車道,能否按規(guī)定的車速平安、溫馨行駛的關(guān)鍵。國外常用道路上每車道的車流密度值來確定其分級的效力程度。第三節(jié) 車輛交通流特征五、汽車在城市道路上的行駛特征延續(xù)流延續(xù)流普通出如今有平面交叉口的城市道路上 。在城市主干路上,假設(shè)縱橫兩個方向行駛的車輛都較快又多,這時就要用信號燈管理交通,藉著紅綠燈的不同相位,將縱橫兩個方向的車流在時空上錯開經(jīng)過。這時道路網(wǎng)上各個流向的車流就被切成一段段、延續(xù)式地向前行駛。最理想的是使它們在到達交叉口時,橫向的車流正好駛過交叉口。這時道路上的車流大都能在綠燈中經(jīng)過,使道路發(fā)揚最大的效能。 第三節(jié) 車輛交通流特征五、汽車在城市道路上的行駛特征這時城市道路上可用于分布

23、車輛的道路面積最多只能占道路總面積的一半如以下圖,這是理想的綠波交通情況。 理想形狀的綠波交通第三節(jié) 車輛交通流特征六、 城市公共交通車輛行駛的特征公交車輛運轉(zhuǎn)的典型特征 公共交通車輛是按固定線路行駛、沿途停靠站點的。所以,它的速度變化就遭到站距的限制,與道路上其它車輛的行駛特征不同。公交車輛在兩個??空局g的典型運轉(zhuǎn)情況,可分為五個過程:第三節(jié) 車輛交通流特征六、 城市公共交通車輛行駛的特征啟動加速車速從0啟動,經(jīng)變換排檔逐漸加速,經(jīng)t1 秒后到達V1 ,圖中A點。OA的斜率就是車輛的加速度,與車輛的動力安裝有關(guān),通常電車的啟動性能比公共汽車好。加速行駛隨著車速加快,加速度逐漸減少至0,經(jīng)t

24、2秒后,速度到達V2,在圖中的曲線上由A點到B點。等速行駛這時車輛的行駛速度最穩(wěn)定也最高,與道路上其它車輛的車速相近。在圖中的曲線上由B點到C點。第三節(jié) 車輛交通流特征六、 城市公共交通車輛行駛的特征淌車車輛的發(fā)動機已熄火或離合器已脫開,車輛靠慣性向前行駛,車速遭到各種行車阻力影響逐漸降低,經(jīng)t4秒后降到V3 ,在圖中的曲線上由C點到D點。制動車輛臨近停靠站,駕駛員踩下制動器,使車輛的減速度更大,直到車輛剎停。在圖中的曲線上由D點到E點。第三節(jié) 車輛交通流特征六、 城市公共交通車輛行駛的特征從曲線圖可知:車輛在兩站之間以V2高速行駛只需一小部分時間,其他部分的速度都是比較低的,平均行駛速度要比

25、最高速度低許多,圖中尚未計及道路交叉口紅燈及其他交通干擾車速的影響情況。 公交車運轉(zhuǎn)情況第三節(jié) 車輛交通流特征六、 城市公共交通車輛行駛的特征行駛速度由于一條公交線路所經(jīng)過的道路和街道情況比較復(fù)雜,站距也不等,各站間的行駛速度會有較大差別。所以,通常用的平均行駛速度是按整條線路計的 。 行V行線行tlV式中l(wèi)線線路長度;t行車輛在線路兩站間行駛的時間;t行車輛在線路各站間行駛時間之和。第三節(jié) 車輛交通流特征六、 城市公共交通車輛行駛的特征 公交行駛速度第三節(jié) 車輛交通流特征六、 城市公共交通車輛行駛的特征運送速度 它是公交車輛運送乘客的速度,是衡量乘客在旅途耗費時間多少的一個重要目的。送V 公

26、交運送速度第三節(jié) 車輛交通流特征六、 城市公共交通車輛行駛的特征 式中l(wèi)線線路長度;t行車輛在線路各站間行駛時間之和;t停車輛在線路各站上??繒r間之和。停行線送ttlV第三節(jié) 車輛交通流特征六、 城市公共交通車輛行駛的特征運營速度它是公交車輛在線路上來回周轉(zhuǎn)的速度。是衡量整個客運企業(yè)或某條線路上車輛運營情況好壞的指 標。營V 公交運營速度第三節(jié) 車輛交通流特征六、 城市公共交通車輛行駛的特征 式中t首末停車輛在線路兩端首末站上停歇的時間,其他符號同前,式中的分母表示車輛在線路上一個來回的周轉(zhuǎn)時間。首末停停行線營tttlV2第三節(jié) 車輛交通流特征六、 城市公共交通車輛行駛的特征上述三種速度是逐個減少的,其中主要的影響者是行駛速度。這三種速度在各個城市、一年四季或一天各小時中也是不同的,影響它的主要是天氣、道路與街道上交通和線路上客流的擁堵程度??瓦\出租汽車沒有沿途停站情況,行駛速度和運送速度要比公共汽車高得多。假設(shè)在郊區(qū)線路上運用長站距、優(yōu)先經(jīng)過交叉口的公交公用道,也能大大提高車速。第三節(jié) 車輛交通流特征七、城市貨運車輛行駛的特征城市中的貨運車輛大都是門到門的運輸,沒有沿途停站的情況,所以,行駛速度要比公交車高,并且行駛速度和運送速

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