《城市道路與交通》課程講義584頁PPT_PPT

1、第二講 城市道路交通基本知識2.1、交通流的基本概念2.2、交通量特性2.3、行車速度特性2.4、車流密度特性2.5、交通流的特性及其相互關(guān)系2.6、道路通行能力與服務(wù)水平2.7、交通調(diào)查在道路上通行的車輛和行人有像氣體和液體流動的特點，如流量、速度和密度等性質(zhì)。因此，將在道路上通行的車流和人流統(tǒng)稱為交通流。2.1、交通流的基本概念交通流必須具備兩個條件：在道路上，在通行中1、交通流的分類按照主體的不同可分為車流、人流以及混合交通流；按照交通流輸送的對象可分為客流和貨流；按照交通設(shè)施對交通流的影響分為連續(xù)流和間斷流；按照交通流的交匯可分為交叉、合流、分流和交織流；按照交通流內(nèi)部的運行條件及其對

2、駕駛員和乘客產(chǎn)生的感受可分為自由流、穩(wěn)定流、不穩(wěn)定流和強(qiáng)制流；2、交通流參數(shù)概述描述交通流特性有三大參數(shù)； （1） 交通量（流量） （2） 速度 （3）密度另外，用通行能力來評價道路的服務(wù)水平交通量 在單位時間段內(nèi)，通過道路某一地點或某一段面的交通實體數(shù)。2.2、交通量特性交通量通常取某一時間段內(nèi)的平均值作為該時間段的代表交通量按平均值所取的時間段的單位不同，分為年平均日交通量（Annual Average Day Traffic ，AADT）月平均日交通量（Month Average Day Traffic ，MADT）周平均日交通量（Week Average Day Traffic ，WA

3、DT）平均日交通量（ Average Day Traffic ，ADT）年平均日交通量月平均日交通量周平均日交通量根據(jù)交通變化規(guī)律，用于表示交通變化特征的值有高峰小時交通量（PHV）年最高小時交通量（HAHV）第30位小時交通量（30HV）高峰小時流量比交通量按照交通組成分為：機(jī)動車交通量非機(jī)動車交通量行人交通量2.3、行車速度特性速度 是指車輛或行人在單位時間內(nèi)行駛或通過的距離。一、車速的基本定義設(shè)車輛行駛速度距離為L，所需時間為t，則車速可表示為： v=L/t (單位：km/h)二、車速的分類按照測量方法以及使用領(lǐng)域的不同車速分為地點車速 車輛通過道路某一地點或某一斷面的瞬間速度行程車速

4、車輛通過某段路程與車輛通過該路程所需的總時間之比行駛車速 車輛行駛路程與有效行車時間之比臨界車速 道路通行能力達(dá)到最大時的車速設(shè)計車速 在道路交通與氣候條件良好的情況下，僅受道路物理條件限制時所能保持的最大安全車速，用作道路線形幾何設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)“擁堵延時指數(shù)”為暢通速度與實際速度比值。問題：暢通速度又受諸多條件制約，高等級道路的暢通速度遠(yuǎn)大于低等級道路、信號燈間距大的道路大于間距近的道路、直道平道要大于彎道坡道、執(zhí)法嚴(yán)管理規(guī)范的道路大于不規(guī)范的道路、養(yǎng)護(hù)較好道路要大于養(yǎng)護(hù)差的等等因素。2.4、車流密度特性一、車流密度的定義與特征值某一瞬間，單位路段長度內(nèi)的車輛數(shù)K=N/L式中：K車流密度，veh

5、/km N觀測路段內(nèi)某瞬時車輛數(shù)，veh L觀測路段長度，km車流密度特征值：最佳密度Km 流量達(dá)到最大時的密度 最佳密度Kj 車流密集到所有車輛無法運動時的密度 二、車頭時距和車頭間距車頭時距 在觀測時間內(nèi)，同向行駛的一列車隊中相鄰兩車車頭之間的時間間隔，單位為s/veh車頭間距 在觀測路段內(nèi)，一條車道上相鄰兩車的車頭空間間隔，單位為m/veh車頭時距與車頭間距的關(guān)系：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距離稱為車頭間距，計算公式如下： 式中 車身長度（m）； 行車速度（km/h） 司機(jī)反應(yīng)時間（s），駕駛?cè)藛T發(fā)現(xiàn)前方問題后到采取措施的反應(yīng)時間內(nèi)行駛的距離，一

6、般取1.2s；（m/pcu）2.5、交通流的特性及其相互關(guān)系一、交通流基本關(guān)系二、速度與密度關(guān)系三、流量與密度關(guān)系四、流量與速度關(guān)系一、交通流基本關(guān)系交通量Q、行車速度v、車流密度K是表征交通流特性的三個基本參數(shù)。其基本關(guān)系為：Q=KvQ-K,v-Q,v-K關(guān)系曲線（Greedshield）反映交通流特性的特征變量最大流量Qm Q-v圖上的峰值臨界速度Vm 流量達(dá)到最大值時的速度暢行速度Vf 當(dāng)密度趨于零時，車輛暢行行駛時的速度最佳密度Km 流量達(dá)到最大時的密度阻塞密度Kj 當(dāng)車流阻塞時，即v趨于0時的密度二、速度與密度的關(guān)系三、流量與密度的關(guān)系（Greenshield模型）暢行速度Vf 當(dāng)密

7、度趨于零時，車輛暢行行駛時的速度四、流量與速度的關(guān)系（Greenshield模型）臨界速度Vm 流量達(dá)到最大值時的速度2.6、道路通行能力與服務(wù)水平通行能力 主要反映了道路服務(wù)的數(shù)量或負(fù)荷能力服務(wù)水平 主要反映了道路服務(wù)的質(zhì)量或滿意程度一、通行能力通行能力是指在一定的條件下，單位時間內(nèi)，任何車輛能合理地期望通過道路某一斷面或均勻路段，所能達(dá)到的最大小時流率。道路通行能力分析的主要目的：確定某道路設(shè)施在通常條件下能容納的最大交通量確定在保持與規(guī)定運行特性相適應(yīng)的條件下，某道路設(shè)施所能容納的最大交通量確定新建道路的等級、性質(zhì)、主要技術(shù)指標(biāo)和線形幾何要素確定現(xiàn)有道路系統(tǒng)或某一路段所存在的問題，針對問

8、題提出改進(jìn)方案和措施，為道路改建和改善提供依據(jù)道路通行能力分析的主要目的：為制定交通管理、交通控制方案，以及交通渠化、信號配時優(yōu)化方案設(shè)計及選擇等提供依據(jù)為制定交通組織、交通疏導(dǎo)、交通引導(dǎo)、交通量均衡、交通總理控制和綜合治理等交通系統(tǒng)管理方案提供依據(jù)作為交通樞紐的規(guī)劃、設(shè)計及交通設(shè)施配置的依據(jù)根據(jù)道路設(shè)施和交通體的不同：機(jī)動車道通行能力、非機(jī)動車道通行能力、人行道通行能力根據(jù)車輛運行狀態(tài)的特征不同：路段通行能力、交叉口通行能力、匝道和匝道連接點通行能力、交織路段通行能力根據(jù)通行能力的性質(zhì)和使用要求的不同：基本通行能力、可能通行能力、實用通行能力（設(shè)計通行能力）通行能力的分類基本通行能力 道路與

9、交通出于理想條件下，每一條車道（或道路）在單位時間內(nèi)能夠通過的最大交通量1800pcu/h理想道路條件 車道寬度不小于3.66米，側(cè)向余寬不小于1.75米，縱坡平緩并有足夠的行車視距、良好的平面線形和路面狀況理想交通條件 車流組成為單一的標(biāo)準(zhǔn)型汽車，在一條車道上，以相同的速度連續(xù)行駛，車輛之間均保持與車速相適應(yīng)的最小安全車頭間隔，且流向分配均衡，無任何方向干擾可能通行能力 可能通行能力是在實際的道路和交通條件下，單位時間內(nèi)通過道路的最大可能交通量。設(shè)計通行能力 設(shè)計通行能力是由不同服務(wù)水平規(guī)定條件下的通行能力，也就是要求道路所承擔(dān)的服務(wù)交通量，通常作為道路規(guī)劃和設(shè)計的依據(jù)。二、服務(wù)水平服務(wù)水平

10、是指道路使用者根據(jù)交通狀態(tài)，從行車速度、舒適、方便、經(jīng)濟(jì)和安全等方面所能得到的服務(wù)程度服務(wù)水平的實質(zhì)是描述車流之間的運行條件及其駕駛員和乘客感覺的一種質(zhì)量測定標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)水平分級服務(wù)水平亦稱服務(wù)等級，是用來衡量道路為駕駛員、乘客所提供的服務(wù)質(zhì)量，其范圍可以從自由運行、告訴、舒適、方便、完全滿意的最高水平到擁擠、受阻、走走停停、難以忍受的最低水平美國服務(wù)水平分級美國將服務(wù)水平從A到F依次分為六個等級。A級代表服務(wù)水平最優(yōu)，F(xiàn)級最差。服務(wù)水平A：交通量很小，交通為自由流。服務(wù)水平B：交通量較前增加，交通處在穩(wěn)定流范圍內(nèi)的較好部分。服務(wù)水平C：交通量大于服務(wù)水平B，交通處在穩(wěn)定流范圍的中間部分。服務(wù)水平

11、D：交通量再增大，交通處在穩(wěn)定交通流范圍的較差部分。服務(wù)水平E：不穩(wěn)定流范圍。車速低且均勻，舒適和便利程度也非常低。此服務(wù)水平下限時的最大交通量即為基本通行能力（理想條件下）或可能通行能力（具體公路）。服務(wù)水平F：交通處于強(qiáng)制流狀態(tài)，車輛經(jīng)常排成隊，跟著前面的車輛停停走走，極不穩(wěn)定。在此服務(wù)水平下，交通量與速度同時由大變小，直到零為止，而交通密度隨交通量的減少而增大。中國公路服務(wù)水平分級分為四級，一級相當(dāng)于美國的A、B級，二、三級相當(dāng)于美國的C級和D級，四級相當(dāng)于美國的E、F級。汽車在城市道路上的行駛特征當(dāng)車流密度增加，車輛行駛的自由度就受到前車的制約，尤其是在不穩(wěn)定流的狀態(tài)，車速時快時慢、變

12、化又突然，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定車輛能否自由交織、變換車道、出入車道，能否按規(guī)定的車速安全、舒適行駛的關(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服務(wù)水平。間斷流間斷流一般出現(xiàn)在有平面交叉口的城市道路上 。在城市主干路上，若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通過。這時道路網(wǎng)上各個流向的車流就被切成一段段、間斷式地向前行駛。最理想的是使它們在到達(dá)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通過，使道路發(fā)揮最大的效能。 汽車在城市道路上的行駛特征這時

13、城市道路上可用于分布車輛的道路面積最多只能占道路總面積的一半（如下圖），這是理想的綠波交通狀況。 理想狀態(tài)的綠波交通2.7、交通調(diào)查交通調(diào)查的定義、內(nèi)容交通量調(diào)查交通調(diào)查的定義、內(nèi)容一、交通調(diào)查的定義交通調(diào)查是指一種用客觀的數(shù)據(jù)，測定道路交通流以及與其有關(guān)現(xiàn)象的片斷，并進(jìn)行分析的工作目的：為了向交通、道路、城市規(guī)劃等管理、建設(shè)部門提供用于改善道路交通的實際參考資料。二、交通調(diào)查的主要內(nèi)容交通流基本參數(shù)的調(diào)查交通需求調(diào)查交通事故調(diào)查交通環(huán)境調(diào)查交通量調(diào)查一、調(diào)查地點根據(jù)調(diào)查的目的來確定，一般可選擇下列地點：不受平面交叉口交通影響的路段交叉口各入口停車線處交通設(shè)施的出入口處（道路收費口及停車場出入

14、口等處）特定地點，如分界線、橋梁、不規(guī)則交叉口等處二、調(diào)查時間根據(jù)調(diào)查的目的與方法來確定，一般有以下幾種選擇常年觀測，每年觀測365天，每天觀測24小時抽樣觀測，用抽樣方式在全年內(nèi)選擇實測日期，然后對抽樣日作全天觀測當(dāng)以每天部分時間的實測交通量換算成全天交通量時，應(yīng)選擇交通量集中時段高峰小時觀測，用于了解早晚高峰小時的交通量變化情況，應(yīng)選擇包括高峰小時在內(nèi)的連續(xù)3小時進(jìn)行觀測二、調(diào)查方法交通量調(diào)查的常用方法有：人工法流動車法自動計數(shù)法照相法采用視頻高空攝像的方法采集交通數(shù)據(jù)，長沙三個地點城市主干道的交通量橫向分布特征如圖 3.1 所示，在城市主干道的交通構(gòu)成中，城市公共汽車占了相當(dāng)一部分的比重

15、，尤其是外車道，地點 3 外車道公交車占據(jù)了交通量總數(shù)的 28%。作為換道比較便捷的中間車道受到駕駛員的青睞，其承載的道路路段交通流量較其他兩個車道高。段力，過秀成等在分析混合分布和分道行駛狀態(tài)下高速公路基本路段流量的分布特征：混合行駛狀態(tài)下和分道行駛狀態(tài)下的交通流量均為車道1 最大、車道 2 的次之、車道 3 的最低（單幅道路路面的車道按行駛方向從左到右依次編號為車道 1、2、3）思考什么是當(dāng)量交通量？交通量的換算 統(tǒng)計交通量觀測所得結(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(jìn)行換算，從而得出各車種間的換算系數(shù)。 將各種車輛換算為單一車種即當(dāng)量交通量(pcu)。 國外多以小型車為標(biāo)淮換算車輛我國高速公路一級公路至四級公路和城市道路均以小型車為標(biāo)準(zhǔn)換算車輛。練習(xí)題在一條24km的公路路段起點斷面上于6分鐘內(nèi)測得100輛汽車，車流是均勻連續(xù)的，車速V=20km/h，試求：流量、平均車頭時距、平均車頭間距、密度以及第一輛車通過該路段所需的時間。 作業(yè)：實地觀測廣州市某次干路的小時交通量，并對其進(jìn)行分析。作業(yè)：城市交通量觀測一、調(diào)查目的