第三章交通流特性1

1、第三章 交通流特性 交通流：大量行人和車輛在道路上通行的狀態(tài)類似流體的特點(diǎn)和性質(zhì)，所以把行人和車輛的流動稱為交通流。 交通流宏觀參數(shù)：流量、速度、密度 交通流微觀參數(shù)：車頭時距、車頭間距第一節(jié) 流 量 一、交通量概念1、交通量：指在選定時間段內(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)。分機(jī)動車交通量、非機(jī)動車交通量和行人交通量, 有時也稱流量。不特別說明即指機(jī)動車雙向交通量。交通量的大小與社會、經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度、人民文化生活水平、氣候、物產(chǎn)等多方面因素有關(guān) 。2、時空分布特性：交通量是一個隨機(jī)數(shù)，不同時間、不同地點(diǎn)的交通量都有變化。交通量隨時間和空間而變化的現(xiàn)象，稱之為交通量的時空分布

2、特性。 3、平均日交通量（Average Day Traffic)：特定時間段內(nèi)，特定地點(diǎn)的平均每日交通量。單位是：輛/d ADT average daily trafficAADT annual average daily traffic MADT month average daily trafficWADT week average daily traffic3130171365131301371236511iiiiiiQMADTQWADTQAADT、月平均日交通量、周平均日交通量、年平均日交通量 其中年平均日交通量,在城市道路與交通工程中是一項(xiàng)極其重要的控制性指標(biāo),用作道路交通設(shè)施的規(guī)

3、劃、設(shè)計(jì)、管理等的依據(jù)。其他平均交通量是供交通量統(tǒng)計(jì)分析、求各時段交通量變化系數(shù),以便將各時段平均交通量進(jìn)行相互換算之用。 交通量特性的分析一般要從三個方面來進(jìn)行:交通量的時間分布特性;交通量的空間分布特性;交通量的構(gòu)成特性。 2 2、交通量的表示方法、交通量的表示方法（ 匯總表，用表格記載觀測結(jié)果匯總表，用表格記載觀測結(jié)果（ 柱狀圖柱狀圖橫坐標(biāo)為時間，縱坐標(biāo)為相應(yīng)的交通量橫坐標(biāo)為時間，縱坐標(biāo)為相應(yīng)的交通量（ 流量流向圖流量流向圖用來表示交叉路口的交通流量分布狀況用來表示交叉路口的交通流量分布狀況（ 路網(wǎng)流量圖路網(wǎng)流量圖表示路網(wǎng)的交通流量，可用圖形表示表示路網(wǎng)的交通流量，可用圖形表示（ 出入交

4、通量示意圖出入交通量示意圖表示一個特定小區(qū)的出入交通量表示一個特定小區(qū)的出入交通量交通量匯總表時間段機(jī)動車非機(jī)動車行人6：007：008069697：008：0012056208：009：00125823591：0010：00203525交通流量柱狀圖0100020003000400050006000700007:00-08:0008:00-09:0009:00-10:0010:00-11:0011:00-12:0012:00-13:0013:00-14:0014:00-15:0015:00-16:0016:00-17:0017:00-18:0018:00-19:00時間交通量(輛/小時)由西

5、向東交通量由東向西交通量合計(jì)交通量交叉口流量流向圖路網(wǎng)流量圖出入交通量示意圖3、交通量時間分布特性一年內(nèi)各月交通量的變化稱為月變化。以一年為周期,統(tǒng)計(jì)12個月的交通量,每個月的交通量均不盡相同,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,則此曲線簡稱為交通量的月變圖 。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。對于一定的城市或某個路段,交通量的日變化存在一定規(guī)律。我國城市道路,一般各工作日的交通量變化不大,而在節(jié)、假(或休息)日則變化顯著,交通量一般都要小一些,但在公路上一周內(nèi)交通量變化要較城市為小。顯示一周內(nèi)7d中交通量日變化的曲線叫做交通

6、量日變圖。 一天24小時中,每個小時的交通量亦在不斷變化。表示各小時交通量變化的曲線,稱為交通量的時變圖。以某一小時交通量占全日交通量之比表示交通量的時變規(guī)律。常用的有16個小時(6:00-22:00)或12個小時(6:00-18:00),亦有用18小時(4:00-22:00) 。在城市道路上,交通量時變圖一般呈馬鞍形,上下午各有一個高峰。 4、交通量在空間上的變化城鄉(xiāng)分布：城市大，農(nóng)村小。由于城鄉(xiāng)之間經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生產(chǎn)活動、生活水平不平衡,造成城鄉(xiāng)間交通量的顯著差別,我國廣大農(nóng)村公路上交通量很小,甚至國道某些線路上交通量也不大,而大城市出入口干道一般大于5000輛/d,城市道路交通量就更大,如武

7、漢的航大路日最大交通量達(dá)21300輛,北京崇文門的日交通量達(dá)27871輛,自行車為108306輛/d,南京市中央路小汽車為33620輛/d。 在路段上的分布：不同路段分布不一同。由于路網(wǎng)上各路段的等級、功能、所處的區(qū)位不同,在同一時間內(nèi),路網(wǎng)上各路段的交通量有很大不同。一般我們用路網(wǎng)交通量分布圖來表示交通量在各路段上的分布,如圖所示。從路網(wǎng)交通量分布圖上可以很明顯地分辨出路上交通的主要流向、走廊,判斷交通量分布的均勻性。方向分布：一條道路往返兩個方向的交通量,在很長時間內(nèi),可能是平衡的,但在某一短時間內(nèi),如一天中某幾個小時,兩個方向的交通量會有較大的不同。據(jù)國內(nèi)外的數(shù)據(jù),上下班路線KD=70%

8、,主要干道KD=60%,市中心干道KD=50%。城市出入口道路高峰小時中進(jìn)、出城的交通量有明顯的不同,早高峰時出城方向交通量占60%70%,晚高峰時則反過來。 車道分布：多車道道路上,因非機(jī)動車的數(shù)量,車輛橫向出入口的數(shù)量的不同,各條車道上交通量的分布也是不等的。在交通量不大的情況下,一般右側(cè)車道的交通量比較大,隨著交通量增大,左側(cè)的比重也增大。 5、城市道路交通量構(gòu)成基本特性城市道路交通量的構(gòu)成特性也是比較復(fù)雜的。交通流中通常包括大中小客車、大中小貨車、摩托車、輕騎、助力車、自行車、馬自達(dá)、正三輪、殘疾人專用車、人力三輪車、板車、拖拉機(jī)等等。在交通管理相對正規(guī)嚴(yán)格的大城市,道路交通量的構(gòu)成相

9、對要簡單些,主要有公交車、大客車、小客車、出租車、自行車等,其他車輛相對較少或者被禁止進(jìn)入。在不同等級和功能的道路上,交通量的構(gòu)成差別是比較大的。例如,城市快速路和交通性主干道上交通量中主要是小客車和出租車，在生活性的干道上,公交車的比例相對要高得多，而在支路上自行車和行人交通量可能占主導(dǎo)地位。在城市中心區(qū),特別是商業(yè)中心區(qū)的道路中,出租車交通量占有比較大的比例,例如南京新街口中心區(qū)道路交通量中出租車交通量平均占40%以上,最高的路段達(dá)到88%。 6 6、設(shè)計(jì)交通量、設(shè)計(jì)交通量設(shè)計(jì)交通量：設(shè)計(jì)交通量：作為道路規(guī)劃和設(shè)計(jì)的交通量。作為道路規(guī)劃和設(shè)計(jì)的交通量。 通常應(yīng)用兩種：通常應(yīng)用兩種：設(shè)計(jì)年限

10、平均日交通量、設(shè)計(jì)小時交通設(shè)計(jì)年限平均日交通量、設(shè)計(jì)小時交通量。量。1 1）設(shè)計(jì)年限平均日交通量：）設(shè)計(jì)年限平均日交通量：指擬建道路到達(dá)遠(yuǎn)景指擬建道路到達(dá)遠(yuǎn)景 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)年限時能達(dá)到的年平均日交通量。年限時能達(dá)到的年平均日交通量。它是確定道路等級、它是確定道路等級、道路橫斷面、道路結(jié)構(gòu)和安全設(shè)施設(shè)計(jì)的基本數(shù)據(jù)。道路橫斷面、道路結(jié)構(gòu)和安全設(shè)施設(shè)計(jì)的基本數(shù)據(jù)。計(jì)算公式如下計(jì)算公式如下: : N Nt t=N=N0 0.(1+r).(1+r)t-1t-1 式中式中: N: Nt t設(shè)計(jì)年限的年平均日交通量設(shè)計(jì)年限的年平均日交通量; ; N N0 0基年的交通量基年的交通量; ; r r 交通量的增長率

11、。交通量的增長率。我國的我國的公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：規(guī)定： 高速公路、一級公路的設(shè)計(jì)年限為高速公路、一級公路的設(shè)計(jì)年限為2020年；年； 二級公路的設(shè)計(jì)年限為二級公路的設(shè)計(jì)年限為1515年；年； 三級、四級公路設(shè)計(jì)年限為三級、四級公路設(shè)計(jì)年限為1010年。年。2）設(shè)計(jì)小時交通量（DDHV ）：在道路規(guī)劃設(shè)計(jì)時，要考慮滿足高峰小時交通量，又要避免在多數(shù)時間內(nèi)流量很低造成浪費(fèi)，選擇合適的小時交通量作為設(shè)計(jì)依據(jù)（一般用第30位高峰小時交通量）。 DDHV=AADTK D 2 AADT年平均日交通量（輛/h） K高峰小時交通量占日交通量的比例（%），稱設(shè)計(jì)小時交通量系數(shù)。常用第30位高

12、峰小時交通量計(jì)算。 D高峰小時內(nèi)的總交通量中，高峰方向所占的比例（%） 公路：K值在11%-15%，平均為13.3%，一般平原取13%，山區(qū)取15%; 我國城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范定義K：設(shè)計(jì)高峰小時交通量和AADT比值K，稱為高峰小時交通量系數(shù)。 城市道路：K值在9%-14%。通常取為11% 高峰小時交通量：一日內(nèi)交通量呈現(xiàn)高峰的那個小時稱高峰小時，高峰小時內(nèi)的交通量稱為高峰小時交通量。 高峰小時系數(shù)PHF：高峰小時交通量與該時段內(nèi)特指時段交通量擴(kuò)大為高峰小時交通量之比。反映短時間交通量的變化情況。 第30位高峰小時交通量：即將一年中8760個小時交通量按由大到小的順序排列，排在第30位的那個小時交

13、通量。它與年平均日交通量之比的K值十分穩(wěn)定（8%-18%）。 方向分布：一條道路上往返兩個方向的交通量，有時是不等的。 方向分布系數(shù)D ： D =主要方向交通量 / 雙向交通量 例： 40 60 D =60/100=0.6 車道分布：多車道路段，各車道行車速度不同，靠中間的車道車速快，兩側(cè)慢。例例 題題 某公路需要改造，經(jīng)過調(diào)查預(yù)測規(guī)劃年平均日交通量為50000輛小汽車/d,設(shè)計(jì)小時交通量系數(shù)如下，一條車道的設(shè)計(jì)通行能力為1500輛/h。試問該道路需要修建幾條車道？設(shè)計(jì)小時時位。xxk0082. 086.175 . 1條）(4150010. 05000010. 00082. 03086.175

14、 . 1nk7、交通量的換算 在實(shí)測交通量的基礎(chǔ)上，將不同類型的車輛按在實(shí)測交通量的基礎(chǔ)上，將不同類型的車輛按其占有的時間和空間不同，換算成標(biāo)準(zhǔn)車型的其占有的時間和空間不同，換算成標(biāo)準(zhǔn)車型的交通量。交通量。 公路交通量換算系數(shù)公路交通量換算系數(shù)車型中型汽車 小客車托掛車拖拉機(jī)換算系數(shù)1.00.501.51.0車型畜力車人力車自行車摩托車換算系數(shù)2.00.50.10.5例題例題某道路斷面觀某道路斷面觀 測交通量結(jié)果為：小客車測交通量結(jié)果為：小客車300300輛輛/h/h，中型汽車，中型汽車200200輛輛/h /h ，拖掛車，拖掛車2020輛輛/h /h ，摩托車摩托車5050輛輛/h /h ，

15、換算成中型載重車是多少，換算成中型載重車是多少輛輛/h /h ？小客車多少輛？小客車多少輛/h /h ？解：解： 300 300 0.5+200 0.5+200 1+20 1+20 1.5+50 1.5+50 0.5 0.5=405=405（輛）（輛）第二節(jié) 速 度 1 1、點(diǎn)速度：、點(diǎn)速度：車輛通過道路特定地點(diǎn)的瞬時速度。車輛通過道路特定地點(diǎn)的瞬時速度。 2 2、行程速度：、行程速度：車輛駛過一段路所用的時間（包括行駛車輛駛過一段路所用的時間（包括行駛時間和延誤時間），除以該路段的長度。時間和延誤時間），除以該路段的長度。 3 3、行駛車速、行駛車速：指車輛在道路某一區(qū)間內(nèi)的行駛距離和：指車

16、輛在道路某一區(qū)間內(nèi)的行駛距離和行駛時間（即行程時間中扣除停車延誤時間）的比值。行駛時間（即行程時間中扣除停車延誤時間）的比值。 4 4、臨界車速、臨界車速：指通行能力最大的車速，在理論上考慮：指通行能力最大的車速，在理論上考慮通行能力時采用，最佳車速。通行能力時采用，最佳車速。 5 5、設(shè)計(jì)速度：、設(shè)計(jì)速度：在道路條件和氣候條件良好的情況下，在道路條件和氣候條件良好的情況下，僅受道路幾何條件限制所能保持的最大安全車速。是道僅受道路幾何條件限制所能保持的最大安全車速。是道路線形設(shè)計(jì)的參考速度。路線形設(shè)計(jì)的參考速度。 5、時間平均車速：一段時間內(nèi)，通過道路某一地點(diǎn)或一斷面的所有車輛點(diǎn)速度的算術(shù)平均

17、值。 7、區(qū)間平均車速：用區(qū)間距離除以車輛行駛在該區(qū)用區(qū)間距離除以車輛行駛在該區(qū)間的總時間（包括停車時間）求得。間的總時間（包括停車時間）求得。（行程車速）（行程車速） 作用：作用：通常用于掌握道路交通現(xiàn)狀，作為評價(jià)道路服通常用于掌握道路交通現(xiàn)狀，作為評價(jià)道路服務(wù)水平的主要指標(biāo)務(wù)水平的主要指標(biāo); ; 也是衡量道路上車輛運(yùn)營經(jīng)濟(jì)特性的重要參數(shù)。也是衡量道路上車輛運(yùn)營經(jīng)濟(jì)特性的重要參數(shù)。舉 例 時間平均速度：11.74m/s 區(qū)間平均速度：10.62m/s6 6、時間平均速度與區(qū)間平均速度的關(guān)系、時間平均速度與區(qū)間平均速度的關(guān)系 都反應(yīng)車流的平均運(yùn)行速度。時間平均速度反應(yīng)一段時間車流的運(yùn)行情況，區(qū)

18、間平均速度反應(yīng)一段路上車流的運(yùn)行情況。 7、行車速度的統(tǒng)計(jì)分布特性 行車速度與交通量一樣,也是一個隨機(jī)變量。研究表明,在鄉(xiāng)村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匣道口處,車速分布比較集中,一般呈偏態(tài)分布。 1）中位車速 也稱50%位車速,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。在正態(tài)分布的情況下,50%位車速等于平均車速,但一般情況下,兩者不等。 2）85%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。 3）15%位車速與速率波動幅度 意義同前。在高速公路和快速道路上,為了行車安全,減少阻塞排隊(duì)現(xiàn)象,要規(guī)定低速限制,因此15%位車速測定是非常重要的。85%位車速與15%車速之差反映了該路段上的車速波動幅度,同時車速分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差S與85%位車速和15%車速之差存在著下列近似關(guān)系: S=（85%位值-15%位值）/2.07第三節(jié) 密 度 1、密度：在某一瞬間，單位長度道路上存在的車輛數(shù)。直接反應(yīng)交通需求量，是研究交通流的重要指標(biāo)。單位：輛/m2、阻塞密度：流量接近于零時的密度。 Kj3、臨界密度：接近或達(dá)到最大流量時的密度。 km第四節(jié) 連續(xù)流特性 連續(xù)