道路工程第三章道路交通流特性及通行能力1ppt課件

1、第三章 道路交通流特性及通行能力第一節(jié) 概述一、交通流一、交通流 是道路上人流和車流的總稱是道路上人流和車流的總稱二、交通流特性二、交通流特性 是指在道路交通系統(tǒng)中有關交通流參數(shù)的是指在道路交通系統(tǒng)中有關交通流參數(shù)的定性和定量的特征，以及它們在不同的時定性和定量的特征，以及它們在不同的時空條件下的變換規(guī)律和相互關系空條件下的變換規(guī)律和相互關系三、交通流參數(shù) 是指描述和反映一些交通流特性的物理量。主要包括交通量，行車速度，交通密度，交通延誤，車頭時距，車頭間距，時間占有率等參數(shù)。其中，交通量、行車速度、交通密度是三大基本參數(shù)第二節(jié) 交通量一、交通量的定義 在單位時間段內，通過道路某一橫斷面的交通

2、實體的數(shù)量，也稱交通流量，簡稱流量。 一般就是指機動車的交通量，同時不加說明 的話一般是指兩個方向的機動車的交通量。二、交通量的表示方法（一平均日交通量ADT(veh/d)為觀測期內日交通量的平均值。即觀測期內交通量總和與觀測天數(shù)的比值Qi為觀測期內第i日的交通量，veh/dN為觀測天數(shù)，d11niiADTQn（二年平均日交通量（二年平均日交通量(AADT) 為在一年的觀測期內日交通量為在一年的觀測期內日交通量的平均值。即一年的交通量的的平均值。即一年的交通量的總和與該年總天數(shù)的比值?？偤团c該年總天數(shù)的比值。 Qi為觀測期內第為觀測期內第i日的交通量，日的交通量，veh/d N為全年的天數(shù)，為

3、全年的天數(shù)，d，n=365或者或者36611niiAADTQn（三月平均日交通量（三月平均日交通量(MADT) 為在一個月的觀測期內日交通為在一個月的觀測期內日交通量的平均值。即為一個月的交量的平均值。即為一個月的交通量總和與該月總天數(shù)的比值，通量總和與該月總天數(shù)的比值，vdh/d Qi為觀測期內第為觀測期內第i日的交通量，日的交通量，veh/d N為當月的天數(shù)，為當月的天數(shù)，d，n=28，29，30，3111niiMADTQn（四周平均日交通量(WADT) 為在一周的觀測期內日交通量的平均值。即一周的交通量總和與周天數(shù)的比值。veh/d Qi為觀測期內第i日的交通量，veh/d7117iiW

4、ADTQ（五小時交通量，為一小時內觀測的交通量 (1)高峰小時交通量PHV） peak hours volume 全天交通量最大的那個小時叫高峰小時，該 小時內的交通量稱高峰小時交通量早/晚高峰小時交通量） (2)年最大小時交通量 指一年內各小時交通量中最大的一個小時交通量 (3)年第30位小時交通量 將一年內各小時(24x365=8760h)的交通量，按從大到小的順序排列的第30小時所對應的交通量。其與年平均日交通量的比值(K)比較穩(wěn)定，常用它作為設計小時交通量。比如(道路寬度，車道數(shù))（六交通流率 簡稱流率，是指將不足一個小時觀測所得的交通量，換算成一個小時交通量所的的比值。 N為t時間內

5、觀測到的車輛數(shù)，veh t為觀測時間，min 交通流率主要用于高峰小時內流量的變化分析和對道路交通能力，服務水平等的評價流率 =6 0Nn 交通量隨時間和空間變化而變化的現(xiàn)交通量隨時間和空間變化而變化的現(xiàn)象，稱為交通量的時空分布特性。象，稱為交通量的時空分布特性。 交通量隨時間變化的特性。主要包括交通量隨時間變化的特性。主要包括交通量的月變化、周變化、小時變化用交通量的月變化、周變化、小時變化用折線圖、直方圖或餅圖等表示）折線圖、直方圖或餅圖等表示）三、交通量的時間分布特性 某觀測站測得各月的交通量及全年的累計交通量如下表，試計算各月的平均日交通量與月變系數(shù)K月 月份1234567891011

6、12全年合計全月交通量65785427506714173317770997278270641709518304391661881667818088158815161161AADTAADT= =24152415MADT212215272166244424872426227922892768295729392522K月0.87870.63230.89691.0121.0301.0050.94370.94781.14621.2241.2171.044 (一一) 月變化：一年內各月交通量的變化稱為月月變化：一年內各月交通量的變化稱為月變化。以月份為橫坐標，月平均日交通量相當于變化。以月份為橫坐標，月平

7、均日交通量相當于年平均日交通量的百分數(shù)為縱坐標，繪成的曲線年平均日交通量的百分數(shù)為縱坐標，繪成的曲線圖稱為交通量的月變圖圖稱為交通量的月變圖 圖41 交通量月變圖0.600.700.800.901.001.101.201.30123456789101112月份月變系數(shù)MADTAADT月K（二周變化（二周變化 ADTAADT周日K（三交通量的小時變化（三交通量的小時變化 交通量的小時變化中，高峰小時的交交通量的小時變化中，高峰小時的交通量變化是人們所關注的，它是交通流特通量變化是人們所關注的，它是交通流特性中的一項重要的指標。高峰小時交通量性中的一項重要的指標。高峰小時交通量的變化特征常用高峰小

8、時流量比和高峰小的變化特征常用高峰小時流量比和高峰小時系數(shù)來描述。時系數(shù)來描述。 時變系數(shù)為各小時交通量除以全天交時變系數(shù)為各小時交通量除以全天交通量。高峰小時流量比為高峰小時的時變通量。高峰小時流量比為高峰小時的時變系數(shù)。系數(shù)。 1.高峰小時流量比。高峰小時流量比。(早早/晚晚)高峰小時交通高峰小時交通量與該天全天交通量之比。量與該天全天交通量之比。 2.高峰小時系數(shù)高峰小時系數(shù)(PHF)。就是高峰小時交。就是高峰小時交通量與高峰小時內某一時段的交通量擴大通量與高峰小時內某一時段的交通量擴大為為1小時的高峰小時交通量的比值。小時的高峰小時交通量的比值。peak hours factor60t

9、tt高峰小時交通量PHF時段內統(tǒng)計所得的最高交通量高峰小時交通量高峰流率 指交通量隨空間變化的特性。主要包括指交通量隨空間變化的特性。主要包括城鄉(xiāng)分布特性，路段分布特性，方向分布特城鄉(xiāng)分布特性，路段分布特性，方向分布特性和車道分布特性性和車道分布特性四、交通量的空間分布特性%100D雙向總交通量主要行車方向的交通量方向分布系數(shù)K第三節(jié)行車速度特性行車速度既是道路規(guī)劃設計中的一項重要指標，又是車輛運輸效率的一項評價指標，對于實現(xiàn)交通運輸安全，迅速，經(jīng)濟，舒適的目的具有重要的意義。了解和掌握道路上行車速度及其變化規(guī)律，是正確進行交通規(guī)劃，道路設計，交通控制，運輸管理的基礎一、行車速度分類（一地點車

10、速 指車輛通過某一地點時的瞬時車速。汽車速度表盤指示的速度，雷達測速儀測到的速度均為地點速度（二行駛速度 是指車輛行駛某一區(qū)間的距離與行駛這一區(qū)間距離所需的有效時間不包括停車時間的比值。行車速度用于評價該路段的線行順適應和通行能力，也可于成本效益分析（三行程車速（三行程車速 指車輛通過某段路程與車輛通過該路程指車輛通過某段路程與車輛通過該路程所需的總時間包括中間停車時間和延誤時所需的總時間包括中間停車時間和延誤時間，但不包括住宿，修車，停車休息及離開間，但不包括住宿，修車，停車休息及離開行駛路線以外的時間之比。用于評價道路行駛路線以外的時間之比。用于評價道路的暢通程度的暢通程度（四設計車速（四

11、設計車速 指在道路交通與氣候條件良好的情況指在道路交通與氣候條件良好的情況下，僅受道路雜技條件限制時所能保持的最下，僅受道路雜技條件限制時所能保持的最大安全車速。它是道路幾何線形設計的依據(jù)大安全車速。它是道路幾何線形設計的依據(jù)（五臨界車速（五臨界車速 指道路通行能力達到最大時的車速，指道路通行能力達到最大時的車速，對于選擇道路等級具有重要的作用對于選擇道路等級具有重要的作用二、行車速度的統(tǒng)計分布特性道路上車輛的行車速度分布是不均勻的，單用某一個地點或者某一時間的速度很難說明其速度特性。一般情況下，多用算術平均值來表示行車速度。但實際上算術平均值的周圍變化很大，分布寬，所以要研究速度的統(tǒng)計分布規(guī)

12、律。對行車速度統(tǒng)計分布特性的研究，一般借助速度頻率分布曲線和累計頻率分布曲線。(一一) 速度頻率分布曲線和累計頻率分布曲線速度頻率分布曲線和累計頻率分布曲線 將現(xiàn)場測到的地點車速由大到小排列，將現(xiàn)場測到的地點車速由大到小排列，然后按一定的組距間隔進行分組。各組內然后按一定的組距間隔進行分組。各組內車輛出現(xiàn)的次數(shù)叫頻數(shù)，各組內車數(shù)與車車輛出現(xiàn)的次數(shù)叫頻數(shù)，各組內車數(shù)與車輛總數(shù)的比叫頻率。根據(jù)各組車速中值和輛總數(shù)的比叫頻率。根據(jù)各組車速中值和相應的頻率繪制成的曲線即為速度頻率分相應的頻率繪制成的曲線即為速度頻率分布曲線布曲線 。根據(jù)各組車速中值和相應的累計。根據(jù)各組車速中值和相應的累計頻率繪制成的

13、曲線即為地點車速累計分布頻率繪制成的曲線即為地點車速累計分布曲線曲線車速分組組中值頻數(shù)頻率累計頻率10.0-14.9315.0-19.91020.0-24.92125.0-29.93130.5-39.95435.0-39.94340.0-44.92145.0-49.91050.0-59.9555.0-59.92求和(二二) 行車速度統(tǒng)計分布的特征值行車速度統(tǒng)計分布的特征值 從速度累計頻率分布曲線圖就可從速度累計頻率分布曲線圖就可以分析行車速度統(tǒng)計分布的特征值以分析行車速度統(tǒng)計分布的特征值 1. 中位車速。也稱中位車速。也稱50%車速，車速，表示在該速度以下行駛的車輛與該速表示在該速度以下行駛的

14、車輛與該速度以上行駛的車輛數(shù)相等。在正態(tài)分度以上行駛的車輛數(shù)相等。在正態(tài)分布的情況下，中位車速等于平均車速布的情況下，中位車速等于平均車速 2. 85%位車速。表示所觀測的位車速。表示所觀測的車輛中，有車輛中，有85%的車輛行駛在此速度的車輛行駛在此速度以下，只有以下，只有15%的車輛行使速度高于的車輛行使速度高于此值。因而，為了確定絕大多數(shù)車輛此值。因而，為了確定絕大多數(shù)車輛都能遵守的速度，同時又能最大限度都能遵守的速度，同時又能最大限度地保證行車安全，在交通管理中，常地保證行車安全，在交通管理中，常以以85%位車速作為某些路段的最高限位車速作為某些路段的最高限制速度制速度 3. 15%位車

15、速。表示在所觀測的車輛中，有15%的車輛行使在此速度以下，有85%的車輛行駛高于此值。由于只有少數(shù)車輛以低速行駛，這樣，往往容易出現(xiàn)阻塞排隊，甚至發(fā)生追尾想撞的事故。因而，在高速公路和快速道路上，為了行車安全，常以這個速度作為最低限速。 三、時間平均車速和區(qū)間平均車速 (一) 時間平均車速 單位時間內測得通過某橫斷面各車輛的地點車速的算術平均值nittVnV11 (二) 區(qū)間平均車速 在某一瞬間，行駛于某一區(qū)段的全部車輛的車速分布的平均值niistLnV1第四節(jié) 交通密度特性 道路交通有這樣常見的現(xiàn)象： 1、當?shù)缆飞宪囕v很少時，流量近似于零，交通流呈自由狀態(tài)； 2、當?shù)缆飞蠑D滿了車輛時，流量也

16、趨近于零，而此時交通流卻呈現(xiàn)阻塞狀態(tài) 一、交通密度的概念 一、交通密度的概念 一、交通密度的概念 一、交通密度的概念 交通密度又稱為車流密度，它是指在某一瞬間，單位道路長度內的車輛數(shù)，其表達式為：NKL 當交通量由零逐漸增大，接近或達到道路通行能力時的交通密度稱為臨界密度，臨界密度反映交通流最大時的密度，故又稱為最佳密度；km 當密度繼續(xù)增大，達到導致所有車輛無法通行時，速度趨近于零，交通流量也趨近于零，此時的密度稱為阻塞密度。kj 二、車頭時距與車頭間距 （一車頭時距(time headway) 車頭之間時間間隔二、車頭時距與車頭間距 （一車頭時距(time headway) 車頭之間時間間

17、隔 車頭時距是指相鄰車輛的車頭經(jīng)過同一地點的時間差，用符號ht表示。平均車頭時距與交通量之間的關系為： _113600inttihhnQ車頭時距是交通流的重要變量之一，車頭時距大小影響車輛運行安全、道路服務水平、駕駛行為和道路的通行能力。車頭時距的分布分類: 隨機狀態(tài)、常態(tài)分布、中間狀態(tài)車頭時距的應用 1.路段通行能力的研究 2.交叉口通行能力的研究 3.其他（二車頭間距space headway ） 車頭之間距離（二車頭間距space headway ） 車頭之間距離 車頭間距是指前后相鄰兩輛車的車頭之間的距離，用符號hd表示。平均車頭間距、與交通密度之間的關系為：_111000inddih

18、hnK車頭間距、車頭時距與車速三者之間的關系為： _3.6dtVhh三、空間占有率和時間占有率 (一)空間占有率 觀測路段中行駛的車輛總長度占該路段長度的百分比，稱為車輛對道路的空間占有率，用Rs表示。公式為： 11100%nsiiRlL (二) 時間占有率 在某一測定時間段車輛通過某一斷面的累計時間占該測定時間的百分比，稱為車輛對道路的時間占有率，用Rt表示。公式為： 11100%ntiiRtT第四節(jié)交通流參數(shù)的相互關系 一、交通流參數(shù)的基本關系 交通流量、行車速度、交通密度之間可用一函數(shù)關系式來表示 /N TQKL TVQKV 關系式可用三維坐標系中的空間曲線來表示，如圖:KV0QmKjQVmVf圖