地點(diǎn)車速觀測試驗(yàn)指導(dǎo)書

1、交通工程學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 信號交叉口分方向流量觀測實(shí)驗(yàn) 浮動(dòng)車法路段車流量觀測實(shí)驗(yàn) 地點(diǎn)車速觀測實(shí)驗(yàn)交通與車輛工程學(xué)院交通工程系地點(diǎn)車速觀測實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 通過實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生加深地點(diǎn)車速在交通管理控制、交通工程設(shè)施設(shè)計(jì)等方面的應(yīng)用和地點(diǎn)車速觀測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析方法等課堂內(nèi)容的理解。2. 通過實(shí)驗(yàn)，掌握人工測速和激光測速的方法和實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)正確使用激光測速儀。3. 通過地點(diǎn)車速觀測數(shù)據(jù)的整理分析， 掌握地點(diǎn)車速的統(tǒng)計(jì)分析方法及分布規(guī)律。4. 本實(shí)驗(yàn)課是交通工程學(xué)教學(xué)的重要輔助手段，通過實(shí)驗(yàn)增強(qiáng)學(xué)生認(rèn)識交通現(xiàn)象，解決交通實(shí)際問題的能力。二、試驗(yàn)要求1. 在教師的指導(dǎo)下，認(rèn)真設(shè)計(jì)調(diào)查方案，

2、尤其確保調(diào)查表格的科學(xué)合理，明確每一名觀測同學(xué)的任務(wù)。2. 實(shí)地調(diào)查時(shí)，觀測地點(diǎn)選擇要合理， 最好避開交叉口信號控制和公交站臺的影響。觀測路段兩端要有明確標(biāo)記。3. 選擇觀測車輛是要做到抽樣的無偏性，保證抽樣隨機(jī)，同時(shí)滿足最小樣本量的要求。4. 調(diào)查資料的整理分析時(shí)，除了完成速度頻率分布表、速度頻率分布曲線和累積頻率曲線，還需計(jì)算百分位車速、車速平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。5. 試驗(yàn)過程也是對交通現(xiàn)象的認(rèn)知過程，要觀察分析各種車輛車速的變化特征。在試驗(yàn)中應(yīng)注意保護(hù)儀器，注意安全。此外，實(shí)驗(yàn)過程中必須遵守紀(jì)律、交通規(guī)則，保證交通安全。三、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備卷尺，秒表，歐測利警用激光測速儀（LTI20-20 Ult

3、ralyte Compact ），記錄板等。使用激光測速儀時(shí)注意：禁止用激光測速儀瞄準(zhǔn)太陽。因?yàn)榭赡軙?huì)損壞眼睛，永久性損壞激光發(fā)射器。 防止激光測速儀受到震動(dòng)和掉地。 測速儀是精密儀器， 受損后，輕者影響觀測精度，重者無法使用。四、實(shí)驗(yàn)原理1. 人工觀測人工觀測法實(shí)際上是實(shí)測車輛通過某一微小路段的平均車速， 如果車輛勻速通過該路段時(shí)，則這一平均速度即為通過該路段內(nèi)任一斷面處的地點(diǎn)速度。因此，此法只需在擬測地點(diǎn)附近選擇一個(gè)小路段并量測其長度 l(m) ，然后實(shí)測通過該路段車輛所需時(shí)間 t(s) 值，即可計(jì)算速度值。lv3.6(km/h)t測量路段越短越能保證車輛通過的勻速條件，但由于車輛通過時(shí)間

4、過短時(shí)，測時(shí)誤差會(huì)加大，因此建議測量路段長度應(yīng)以使通過時(shí)間為23s 為宜，最短也應(yīng)在1s 以上。不同車速時(shí)間為2.5s 的測定路段長度表 1車速（ km/h）30405060路段長度（ m）20.827.834.741.72. 激光測速激光測速儀是采用激光測距的原理。 激光測距（即電磁波，其速度為 30 萬公里 / 秒），是通過對被測物體發(fā)射激光光束，并接收該激光光束的反射波，記錄該時(shí)間差，來確定被測物體與測試點(diǎn)的距離。 激光測速是通過發(fā)射激光束對被測物體進(jìn)行兩次由特定時(shí)間間隔的激光測距，取得在該時(shí)間段內(nèi)被測車輛的移動(dòng)距離，從而取得該被測車輛的移動(dòng)速度。激光測速原理見圖 1，由于 常常不等于零

5、，存在余弦效應(yīng)，故激光測速儀所測得的車速要比實(shí)際車速低。當(dāng) =0 時(shí)，誤差最??； 越大，測速越低。觀測移 動(dòng)距離實(shí)際移動(dòng)距離圖 1 激光測速原理為減少余弦效應(yīng)，應(yīng)使觀測車輛和儀器的夾角盡可能小，也就是盡量把測速儀設(shè)置在靠近車道的路邊。此外，觀測車輛越遠(yuǎn)離測速儀，所測速度越接近真實(shí)速度。一般，激光測速儀距觀測車輛的橫向距離 10m以內(nèi)，距觀測車輛的縱向距離 100m左右，能獲得較滿意的測量結(jié)果，這時(shí)誤差很小，不用修正。激光測速具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）由于該激光光束基本為射線，故測速距離相對于雷達(dá)測速有效距離遠(yuǎn)，可測1000m外；（2）測速探測所需時(shí)間 0.3 秒，精度為± 2 公里 /

6、 小時(shí)，目標(biāo)量程為 15-1000 米，量程：± 320 公里 / 小時(shí)；（3）鑒于激光測速的原理，激光光束必須要瞄準(zhǔn)垂直與激光光束的平面反射點(diǎn)，又由于被測車輛距離太遠(yuǎn)、且處于移動(dòng)狀態(tài)，或者車體平面不大，而導(dǎo)致激光測速成功率低、難度大，特別是執(zhí)勤警員的工作強(qiáng)度很大、很易疲勞。（4）由于存在余弦效應(yīng)，故激光測速儀所測得的車速要比實(shí)際車速低。（5）鑒于激光測速的原理，激光測速器不可能具備在運(yùn)動(dòng)中使用，只能在靜止?fàn)顟B(tài)下應(yīng)用；因此，激光測速儀不能稱之為“流動(dòng)電子警察”。五、實(shí)驗(yàn)步驟1. 確定調(diào)查地點(diǎn)調(diào)查地點(diǎn)應(yīng)根據(jù)調(diào)查目的進(jìn)行選擇，一般應(yīng)考慮以下各方面：（1）一般速度調(diào)查時(shí)應(yīng)選擇視野條件好的道

7、路直線段，并應(yīng)選在無特殊交通標(biāo)志，交通信號、無公交站臺和不受道路交叉影響的道路區(qū)間部分；（2）當(dāng)為確定信號控制而調(diào)查速度時(shí)，調(diào)查地點(diǎn)應(yīng)選在控制對象范圍內(nèi)，并應(yīng)選擇不受其他信號影響的地點(diǎn)：（3）當(dāng)為判斷交通措施效果而進(jìn)行事前、事后調(diào)查時(shí)，事前事后調(diào) 查應(yīng)選擇同一位置；（4）對事故多發(fā)地點(diǎn)進(jìn)行調(diào)查時(shí)，應(yīng)調(diào)查進(jìn)入該區(qū)時(shí)的速度，調(diào)查地點(diǎn)應(yīng)不受其他因素影響。另外為使調(diào)查結(jié)果不受調(diào)查本身的影響，在選擇調(diào)查地點(diǎn)時(shí)，還應(yīng)注意測量儀器及觀測人員應(yīng)不吸引駕駛?cè)藛T注意，并且不引起群眾的圍觀。2. 選擇調(diào)查時(shí)間（1）選擇與調(diào)查目的相對應(yīng)的具有典型性和代表性的時(shí)段，應(yīng)避開交通異常時(shí)間，如節(jié)假日及天氣惡劣的時(shí)間；（2）為

8、制定交通鼓勵(lì)措施和檢驗(yàn)交通改善措施效果應(yīng)選擇高峰小時(shí)的時(shí)段；（3）研究機(jī)動(dòng)車和非機(jī)動(dòng)車的相互影響時(shí)，應(yīng)選擇二者都較大的時(shí)段；（4） 事前、事后調(diào)查應(yīng)選擇相同的時(shí)段。3. 調(diào)查抽樣與樣本量的確定道路上車輛數(shù)量大，不可能全部觀測，只能從中抽取部分車輛 ( 樣本 ) 進(jìn)行觀測，據(jù)以推算車流總體的車速。（1）抽樣的無偏性，保證抽樣的隨機(jī)性。對各種車型的抽樣率應(yīng)基本控制在與其在車流中的混入率一致；選取速度的區(qū)間無根本差別，所有條件應(yīng)一致；樣本應(yīng)相互獨(dú)立，當(dāng)車流為一車隊(duì)行進(jìn)時(shí)，應(yīng)選擇頭一輛的車速，而跟隨的車速在沒有超車的情況下，按前一輛車速行駛，其速度受到限制，沒有代表性。為了保證推算精度，應(yīng)確定所需最小

9、的樣本量（ 2）最小樣本量按統(tǒng)計(jì)原理可由下式確定：n2KEE速度觀測值得允許誤差（km/h）K置信水平系數(shù)置信水平系數(shù) K 值表，見教材表 4-6 ；樣本標(biāo)準(zhǔn)差 值表，見教材表 4-7 。根據(jù)速度調(diào)查的精度要求，認(rèn)為調(diào)查總樣本數(shù)量不應(yīng)少于150 輛，其中單一車種不應(yīng)少于 50 輛。且測速時(shí)段不宜過短，一般應(yīng)在1h 以上。4. 選擇調(diào)查方法（ 1）人工測定法：在擬測地點(diǎn)附近選擇一個(gè)小路段，劃線標(biāo)記起終點(diǎn)斷面，并量測其長度；然后觀測員用秒表觀測任意車輛通過該路段所需的時(shí)間，然后計(jì)算地點(diǎn)速度值。車輛通過起終點(diǎn)斷面可用前輪壓線作為標(biāo)準(zhǔn)，也可用汽車前保險(xiǎn)杠過線為標(biāo)準(zhǔn)。為使測量記錄方便、迅速，可事先準(zhǔn)備如

10、下記錄表格。人工測速方法簡單易行，但進(jìn)行長時(shí)間觀測較困難。（2）使用測速儀器測定速度：常用測速儀有雷達(dá)測速儀和激光測速儀。策速方法非常簡單方便，只要將測速儀器瞄準(zhǔn)運(yùn)行車輛，即能讀出車輛的瞬時(shí)車速。（3）車輛感應(yīng)器測速：使用車輛感應(yīng)器測量交通量時(shí)，可通過電磁感應(yīng)或超聲波反射原理，同時(shí)感知車輛通過的距離和時(shí)間，從而計(jì)算車輛通過速度?？膳c交通量調(diào)查同時(shí)進(jìn)行，便于研究交通量與通過速度的關(guān)系，能較準(zhǔn)確的測出地點(diǎn)速度，并且能作長時(shí)間連續(xù)調(diào)查。但當(dāng)故障車或事故車停留在感應(yīng)器上時(shí)，車速記錄會(huì)出現(xiàn)異常。此外感應(yīng)器設(shè)備復(fù)雜，費(fèi)用也高，只能在城市或其他有條件的地方使用。此外還有錄像法、攝影法、航測法等，因價(jià)格高使用

11、尚不普遍。5. 調(diào)查表格設(shè)計(jì)人工法地點(diǎn)車速調(diào)查記錄表表 1調(diào)查時(shí)間：年月日時(shí)時(shí)星期調(diào)查地點(diǎn)：觀測人員天氣序號車型t1t 2tt1 t 2vlt123n激光測速法地點(diǎn)車速調(diào)查記錄表表 2調(diào)查時(shí)間：年月日時(shí)時(shí)星期調(diào)查地點(diǎn)：觀測人員天氣序號車型車速 v序號車型車速 v1n+12n+23n+3n2n6. 觀測人員安排（1）人工測速法人員分工：1 人在起點(diǎn)斷面揮手示意車輛到達(dá)，2 人在終點(diǎn)斷面，其中1 人同起點(diǎn)觀測員同步用秒表觀測通過起終點(diǎn)斷面的時(shí)間，1 人記錄數(shù)據(jù)，測20個(gè)數(shù)據(jù)，測完交給后三位同學(xué)。每組測量數(shù)據(jù)不少于60 個(gè)。（2）激光測速法人員分工： 1 人使用激光測速儀瞄準(zhǔn)車輛并測定速度， 另一人

12、讀數(shù)并記錄于表格中，測完 12 個(gè)數(shù)據(jù)后換后兩位同學(xué)。每組測量數(shù)據(jù)不少于 60 個(gè)。7. 實(shí)地觀測實(shí)地觀測前要校正激光測速儀，使其正常工作。8. 數(shù)據(jù)資料整理分析由上述測定方法測得的地點(diǎn)速度數(shù)據(jù)，常作以下分析處理：1） 繪制速度分布表與分布圖將實(shí)測數(shù)據(jù)按一定間隔分組，凡位于同一組的速度值為該分組的中值速度，然后求各組車速數(shù)量及頻率，將其列表即為速度分布表，見表3。地點(diǎn)車速分布表表 3組速度范圍中位速觀測車輛觀測車輛頻率累計(jì)觀測車?yán)塾?jì)觀測車輛頻率Vi 2 ×fiVi ×fi號度 Vi頻數(shù) fifi/ fi （ %）輛頻數(shù) fi（ fi/ fi ）（ %）120.527.524

13、23.323.3115248227.534.53158.3711.64805155334.541.538813.31524.911552304441.548.5459152439.918225405548.555.5521118.43558.329744572655.562.5599154474.331329531762.569.5669155389.339204594869.576.57358.35896.626645365976.583.58011.75998.36400801083.590.58711.760100756987合601001766253141計(jì)速度均值 =52.4km/h

14、速度標(biāo)準(zhǔn)差 =14.1km/h表中組距（每組的速度范圍）采用下式計(jì)算：HRN式中， R 極差， R vmaxvminN 分組數(shù)， N 13.22 lg n根據(jù)速度分布表可繪制地點(diǎn)車速頻率分布圖和累計(jì)頻率分布曲線，見下圖。2018120161001485%）% 1280%（ 10（率8率60頻頻50%6計(jì)40位4累220015%024313845525966738024313845525966738087速度（ km/h ）速度（ km/h）車速分布頻率直方圖速度頻率分布曲線累計(jì)頻率曲線2）特定地點(diǎn)車速（2）百分位車速在速度累積頻率分布曲線圖上，與縱坐標(biāo)上累加百分?jǐn)?shù)相應(yīng)的車速稱百分位車速。85位車速它表示所觀測到的車輛中， 有 85的車輛具有這種速度值或者在這個(gè)速度以下，只有 15的車輛速度高于此值。 在交通管理上常用此速度作為某些路段的最高車速限制標(biāo)準(zhǔn)。也就是說，超過這種速度行駛時(shí)，經(jīng)常缺乏安全性。50位車速 ( 常稱中位車速 )它表示在該車速以下行駛的車輛數(shù)等于在該車速以上行駛的車輛數(shù)， 又稱為中值速度， 當(dāng)速度頻率分布曲線完全對稱時(shí)，中位速度則與平均點(diǎn)速度相等。 15 位車速它表示在該車速及低于該車速行駛的車輛數(shù)占被觀測車總數(shù)的 15。常用此車速作為觀測路段