交通工程密度調(diào)查延誤05

交通密度調(diào)查教學(xué)目的：了解交通密度的相關(guān)概念，掌握交通密度調(diào)查的方法。重點(diǎn)：交通密度調(diào)查的方法。難點(diǎn)：交通密度占用率一、交通密度（一）定義：某一瞬間，單位路段長(zhǎng)度內(nèi)的車輛數(shù)。

K=N/L式中：K—車流密度，輛/kmN—觀測(cè)路段內(nèi)某瞬時(shí)車輛數(shù)，輛

L—觀測(cè)路段長(zhǎng)度，km

交通量反映的是車輛通過(guò)道路某斷面的頻繁程度，交通密度大小反映一條道路上的交通密集程度。為使車流速度具有可比性，車流密度應(yīng)按單車道來(lái)定義，單位：輛／km·車道。

臨界密度交通量由零逐漸增大，接近或達(dá)到道路通行能力時(shí)的車流密度，相應(yīng)車速成為臨界車速。臨界密度反映交通流量達(dá)到最大時(shí)的密度，故又稱為最佳車流密度。

阻塞密度當(dāng)密度繼續(xù)增大，導(dǎo)致所有車輛無(wú)法通行時(shí)，導(dǎo)致所有車輛無(wú)法通行時(shí)，速度接近于零，交通量也趨近于零；1、車頭間距

同一車道、同一方向連續(xù)行駛前后相鄰兩輛車之間在某一瞬時(shí)的車頭間距。表示符號(hào)：hd

單位：m/輛。路段中所有車頭間距的平均值，稱為平均車頭間距。如果知道車頭間距hd

（取平均值），如何求出此時(shí)的交通密度K.二、交通密度的表示方法（二）表示方法1、車頭間距

K=1/hdX1000=1000/hd

二、交通密度的表示方法hd1km二、交通密度的表示方法（二）表示方法2、車頭時(shí)距

同一車道、同一方向連續(xù)行駛前后相鄰的兩輛車的車頭通過(guò)某一點(diǎn)的時(shí)間間隔。表示符號(hào)：ht

單位：s/輛

車頭間距和車頭時(shí)距的數(shù)學(xué)關(guān)系？——平均車頭時(shí)距（s/輛）——道路的交通量（輛/h）二、交通密度的表示方法（二）表示方法2、車頭時(shí)距ht=/（平均車頭間距和平均速度。）二、交通密度的表示方法（二）表示方法2、車頭時(shí)距為保證行車安全的最短車頭間距稱為極限車頭間距。極限車頭間距隨車速的變化而變化。

hd=ht．V

極限車頭時(shí)距一般為2-3s。平均車頭時(shí)距和平均車頭間距與宏觀參數(shù)的關(guān)系如下：；式中：為平均車頭間距（m）。為平均車頭時(shí)距（s）。二、交通密度的表示方法

3、臨界密度(Km)

道路上運(yùn)行車流量達(dá)到最大時(shí)的交通密度Km。Q到達(dá)最大值QVAX。

4、限塞密度（Kj）道路上車輛幾乎無(wú)法行駛時(shí)的交通密度。

此時(shí)，v=0，Q=0.車頭間距和車頭時(shí)距

例題在一條長(zhǎng)30km的某路路段的起點(diǎn)斷面上，在5min內(nèi)測(cè)得60輛汽車，車流是均勻連續(xù)的，V=30km/h，試求Q，ht，hs，K以及第一輛車通過(guò)這段路所需時(shí)間t。解：車頭時(shí)距：車頭間距：車流密度：第一輛車通過(guò)時(shí)間：作業(yè)

市郊一段500m長(zhǎng)的公路上，于起點(diǎn)斷面5min內(nèi)測(cè)得通過(guò)車輛為30輛，車速為40km/h，車流為均勻連續(xù)的。求平均車頭時(shí)距ht、平均車頭間距hs、交通密度K以及第一輛車通過(guò)該路段所需要的時(shí)間t？

三、交通密度的分布特性由于密度是瞬時(shí)值，隨觀測(cè)時(shí)間和區(qū)間長(zhǎng)度而變化，且反映不出車輛長(zhǎng)度和速度的關(guān)系，尤其是在車輛混合行駛時(shí)密度的大小并不能明確表示交通流的狀態(tài)，這就要引入車道占有率的概念表示密度。車道占有率包括空間占有率和時(shí)間占有率兩種。三、交通密度的分布特性1空間占有率

空間占有率：在一瞬間測(cè)得已知路段上所有車輛占用的長(zhǎng)度與路段總長(zhǎng)度百分比（%），表達(dá)式為：

式中：Rs

—空間占有率（%）；

L—觀測(cè)路段總長(zhǎng)度(m)；

Li

—第i輛車的長(zhǎng)度（m）；

n—觀測(cè)路段內(nèi)的車輛數(shù)（輛）?？臻g占有率示意圖LL1L2L3Li三、交通密度的分布特性例題1：某路段長(zhǎng)度為450米，有5輛小汽車（平均車長(zhǎng)4m），9輛大汽車（平均車長(zhǎng)10m），求Rs。

Rs=（4x5+9x10）/450x100%=24.4%三、交通密度的分布特性例題2：某路段長(zhǎng)度為450米，有9輛小汽車（平均車長(zhǎng)4m），5輛大汽車（平均車長(zhǎng)10m），求Rs。Rs=（10x5+9x4）/450x100%=19.1%結(jié)論：空間占用率不僅和交通量有關(guān)，還和車輛的組成有關(guān)。三、交通密度的分布特性2時(shí)間間占有率

在道路的任意路段上，車輛通過(guò)時(shí)間的累計(jì)值與觀測(cè)總時(shí)間的百分比，其表達(dá)式為：

式中：Rt

—時(shí)間占有率（%）；

T—總觀測(cè)時(shí)間(s)；

ti

—第i輛車的占用時(shí)間（s）；

n—觀測(cè)時(shí)間內(nèi)通過(guò)的車輛數(shù)（輛）。三、交通密度的分布特性2、時(shí)間占有率（Rt）例題1：已知某斷面40s內(nèi)有9輛車通過(guò)，其中有小汽車4輛，通過(guò)時(shí)間平均為0.6s，大汽車5輛，通過(guò)時(shí)間平均為1.1s，求Rt。解：Rt=（4x0.6+5x1.1）/40=19.8%四、交通密度調(diào)查（一）密度調(diào)查的時(shí)段與區(qū)間的長(zhǎng)度

在道路某一區(qū)段范圍內(nèi)的交通密度每時(shí)每刻都在變化,因此,所謂密度,總是指某一瞬時(shí)的密度值或某一時(shí)段內(nèi)的平均密度值。在交通研究中關(guān)心的常是后者。從實(shí)測(cè)經(jīng)驗(yàn)得知調(diào)查時(shí)段越長(zhǎng)密度變化越平緩。另外,在正常交通量條件下,車輛在道路上分布也不均勻,即路段不同,部位的交通密度一般也不同,只有實(shí)測(cè)路段達(dá)到一定長(zhǎng)度后,交通密度的變化才趨于平穩(wěn)。四、交通密度調(diào)查通過(guò)大量實(shí)測(cè)資料分析得出以下結(jié)論:

①實(shí)測(cè)密度均方差為實(shí)測(cè)時(shí)段和區(qū)間長(zhǎng)度的減函數(shù);②測(cè)時(shí)時(shí)段達(dá)3~5min以上時(shí),均方差受測(cè)試路段長(zhǎng)度的影響變?nèi)?③測(cè)試區(qū)間大于800m時(shí),均方差受測(cè)時(shí)時(shí)段長(zhǎng)度的影響變?nèi)酢?/p>

根據(jù)以上結(jié)果,建議在交通密度調(diào)查時(shí),測(cè)時(shí)時(shí)段應(yīng)延續(xù)5min以上,路段長(zhǎng)度應(yīng)盡量大于800m。四、交通密度調(diào)查（二）調(diào)查方法1、出入量法

基本工作原理：如下圖所示的無(wú)出入交通的路段AB上t0時(shí)刻存在的車輛數(shù)為E（t0），從t0到t一段時(shí)間內(nèi)從A處進(jìn)入該路段的車輛數(shù)為QA（t）；駛出該路段的車輛為QB（t）時(shí)，則t時(shí)刻時(shí)，AB段上的車輛數(shù)為為：E（t）=E（t0）+（QA（t）-QB（t））

（Et0為初始車輛數(shù)。）Kt=E（t）/LAB四、交通密度調(diào)查（二）調(diào)查方法1、出入量法用試驗(yàn)車求初始車輛E（t0）的方法:

用試驗(yàn)車在A端處的時(shí)刻為t0

，到達(dá)B端的時(shí)刻為t1，則自t0到t1的時(shí)段通過(guò)B端的車輛數(shù)為q，即為t0時(shí)刻AB路段的初始車輛數(shù),試驗(yàn)車的行駛速度應(yīng)盡量與同時(shí)行駛的車流保持一致，即不被超越也不超越其他車輛，測(cè)試結(jié)果才較為準(zhǔn)確。四、交通密度調(diào)查若出現(xiàn)超車現(xiàn)象，則應(yīng)按下式計(jì)算初始車輛數(shù)：E（t0）Et0=q+a-b.q——從t0到t1到時(shí)段內(nèi)通過(guò)B端處的車輛數(shù)；

a——實(shí)驗(yàn)車超越其他車的輛數(shù)；

b——其他車超越實(shí)驗(yàn)車的輛數(shù)。四、交通密度調(diào)查（二）調(diào)查方法2、攝影法

利用空中定時(shí)攝影方法求得實(shí)測(cè)路段的車輛數(shù),然后除以路段長(zhǎng)度即可得到攝影時(shí)刻的路段交通密度。若進(jìn)行連續(xù)攝影,即可連續(xù)測(cè)得各時(shí)刻交通密度。此法簡(jiǎn)單并且實(shí)測(cè)精度高。但設(shè)備及器材較昂貴,像片處理工作也較復(fù)雜。攝影法具體作法為:在擬測(cè)路段上選長(zhǎng)度50~100m區(qū)段并在路面上作出標(biāo)記,然后調(diào)整攝影機(jī)使其對(duì)準(zhǔn)拍攝范圍作定時(shí)拍攝即可。當(dāng)實(shí)測(cè)區(qū)段過(guò)長(zhǎng)時(shí)會(huì)使攝影精度下降,此時(shí)可使用多架攝影機(jī)分段連動(dòng)攝取。在拍攝照片后,通過(guò)對(duì)照片處理即可求得攝影時(shí)刻的交通密度值。五、交通密度資料的運(yùn)用車流密度調(diào)查是交通調(diào)查的重要組成部分，它對(duì)于了解研究交通狀況具有十分重要的作用，主要表現(xiàn)在：1、車流密度是研究交通流理論和交通控制政策的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。調(diào)查車流密度，可對(duì)道路的三參數(shù)函數(shù)關(guān)系進(jìn)行研究，掌握交通運(yùn)行規(guī)律，以便預(yù)測(cè)未來(lái)交通運(yùn)營(yíng)發(fā)展?fàn)顩r，制定交通控制措施。車流密度對(duì)道路通行能力的研究非常重要。五、交通密度資料的運(yùn)用2、車流密度是劃分服務(wù)水平的依據(jù)，是反映道路上車輛擁擠程度最直觀指標(biāo)，直接反映道路上的車輛密集程度。因此，了解密度，就可以對(duì)道路的交通狀況作出評(píng)價(jià)，同時(shí)為改善道路的各種設(shè)施提供參考。3、車流密度指標(biāo)，可以反映路上交通擁擠狀況，當(dāng)?shù)缆飞辖煌▏?yán)重?fù)頂D，車輛運(yùn)行處于停滯狀態(tài)時(shí)，流量和速度已等于零，無(wú)法描述交通狀況，用車流密度則可表示。第6章延誤一、基本概念1.延誤：是指行駛在路段上的車輛由于受到道路環(huán)境、交通管理與控制及其他車輛的干擾等因素的影響而損失的時(shí)間。2.延誤的分類：（1）停車延誤：是一輛車通過(guò)道路設(shè)施的某一部分所用的全部停車時(shí)間。（2）行程時(shí)間延誤：是一輛車通過(guò)道路設(shè)施的某一部分所用的實(shí)際時(shí)間與無(wú)延誤時(shí)間的差值。它包括停車延誤和慢行延誤。（3）固定延誤：由交通控制裝置引起的延誤，與交通量大小及交通干擾無(wú)關(guān)，主要發(fā)生在交叉口處。（4）運(yùn)行延誤：由各種交通組成部分之間相互干擾而引起的延誤。（5）排隊(duì)延誤：車輛排隊(duì)時(shí)間與車輛按自由行駛車速駛過(guò)排隊(duì)路段的時(shí)間（自由行駛時(shí)間）之差。二、交通延誤調(diào)查1、延誤是反映交通流運(yùn)行效率的指標(biāo)。

2、延誤調(diào)查的目的：為了確定產(chǎn)生延誤的地點(diǎn)、類型和大小，評(píng)價(jià)道路上交通流的運(yùn)行效率，在交通阻塞路段找出延誤的原因，為制定道路交通設(shè)施的改善方案、減少延誤提供依據(jù)。二、交通延誤調(diào)查3、延誤調(diào)查的意義：通過(guò)延誤調(diào)查可以直接得到車輛行程時(shí)間和損失時(shí)間的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，這對(duì)于評(píng)價(jià)道路交通設(shè)施的服務(wù)質(zhì)量、進(jìn)行道路交通項(xiàng)目的工程經(jīng)濟(jì)分析以及研究交通擁擠程度等方面都具有十分重要的意義。二、交通延誤調(diào)查本節(jié)將重點(diǎn)介紹路段行車延誤和交叉口延誤的調(diào)查方法。1.路段行車延誤調(diào)查1）跟車法跟車法是指觀測(cè)人員乘坐測(cè)試車沿著待測(cè)路段行駛，觀測(cè)并記錄有關(guān)行車延誤數(shù)據(jù)的方法。方法：當(dāng)測(cè)試車通過(guò)調(diào)查路段起點(diǎn)時(shí)，觀測(cè)員啟動(dòng)第一只秒表，記錄沿途經(jīng)過(guò)各控制點(diǎn)的時(shí)間；當(dāng)車輛停止或被迫緩行時(shí)，觀測(cè)員啟動(dòng)第二塊秒表，量測(cè)每次延誤持續(xù)時(shí)間，記錄員將此延誤持續(xù)時(shí)間連同延誤地點(diǎn)、延誤原因等記錄下來(lái)。二、交通延誤調(diào)查2）輸入輸出法這種調(diào)查方法的前提是：假設(shè)車輛到達(dá)和離去屬于均勻分布；車輛排隊(duì)現(xiàn)象存在于某一持續(xù)時(shí)間的其中一段時(shí)間內(nèi)：如果到達(dá)的車輛數(shù)大于道路通行能力則開(kāi)始排隊(duì)。而當(dāng)?shù)竭_(dá)的車輛數(shù)小于路段的通行能力時(shí)，則排隊(duì)開(kāi)始消散。二、交通延誤調(diào)查優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，作為分析瓶頸路段行車延誤的方法，具有一定的實(shí)用價(jià)值。缺點(diǎn)：用這種方法調(diào)查延誤很難得到平均每輛受阻車的延誤和受阻車輛占總數(shù)的比例，也無(wú)法確定產(chǎn)生延誤的準(zhǔn)確地點(diǎn)和時(shí)間，無(wú)法識(shí)別延誤的類型。另外，輸入輸出法的理論前提是車輛到達(dá)和離去均屬于均勻分布，這往往和實(shí)際情況不相符合。因此，在調(diào)查時(shí)，統(tǒng)計(jì)交通量的時(shí)間間隔取值越小，瓶頸路段的長(zhǎng)度取值越短，調(diào)查精度才能越高。下表為某瓶頸路段進(jìn)行延誤調(diào)查時(shí)，輸入輸出法的調(diào)查結(jié)果。已知該路段通行能力為360輛/h。

（1）分析車輛延誤的情況；（2）計(jì)算第300輛車的延誤時(shí)間。

時(shí)間到達(dá)車輛數(shù)（輛）離去車輛數(shù)（輛）阻塞情況到達(dá)累計(jì)離去累計(jì)8:00～8:1580808080無(wú)阻塞8:15～8:3010018090170阻塞開(kāi)始8:30～8:4512030090260阻塞8:45～9:009039090350阻塞9:00～9:157046090440阻塞開(kāi)始消散9:15～9:307053090530阻塞結(jié)束在8:00開(kāi)始的第一個(gè)15min內(nèi)，到達(dá)的車輛數(shù)小于路段的通行能力，路段上無(wú)阻塞。第二個(gè)15min內(nèi)，累計(jì)離去的車輛數(shù)小于累計(jì)到達(dá)的車輛數(shù)，有10輛車通不過(guò)去，因此阻塞開(kāi)始。8:30～8:45是阻塞高峰，到達(dá)車輛數(shù)最大。8:45～9:00到達(dá)車輛數(shù)開(kāi)始減少，但是累計(jì)到達(dá)車輛數(shù)仍然超過(guò)累計(jì)離去車輛數(shù)，通行能力仍不能滿足要求。這45min（8:15～9:00）是排隊(duì)開(kāi)始形成、排隊(duì)長(zhǎng)度不斷增加直至出現(xiàn)最大長(zhǎng)度排隊(duì)長(zhǎng)度的一段時(shí)間。9:00以后到達(dá)車輛累計(jì)數(shù)和離去車輛累計(jì)數(shù)的差距開(kāi)始縮小，即表明排隊(duì)開(kāi)始消散，直至9:30到達(dá)車輛累計(jì)數(shù)等于離去車輛累計(jì)數(shù)，于是阻塞結(jié)束。二、交通延誤調(diào)查（2）第300輛車是在8:45到達(dá)的，此時(shí)離開(kāi)了260輛車，因此它排隊(duì)位置在300-260=40輛，即排隊(duì)中第40輛車。由于此路段的通行能力為90輛/15min，因此每輛車通過(guò)瓶頸路段的平均時(shí)間為15/90min。故第300輛車通過(guò)瓶頸路段所需要時(shí)間為：15/90x40=6.67min，由此得知第300輛車是在8:45加6.67min即8:51:40時(shí)駛出瓶頸路段的。第300輛車的延誤時(shí)間應(yīng)為實(shí)際行程時(shí)間與無(wú)阻塞時(shí)的自由行駛時(shí)間之差，即：

6.67-15/90=6.5min。2.交叉口延誤調(diào)查

交叉口是道路或路網(wǎng)的控制點(diǎn)，在總行車延誤中，交叉口延誤占有較高的比例。分類：一類是停車時(shí)間法，得到的交叉口延誤只包括停車時(shí)間，沒(méi)有計(jì)入加速延誤和減速延誤，分為間斷航空攝影法、延誤儀測(cè)記停車法和點(diǎn)樣本法等；第二類方法是行程時(shí)間法，測(cè)定從交叉口前的某一點(diǎn)至交叉口內(nèi)或交叉口之后的某一點(diǎn)的行程時(shí)間，各車輛的平均行程時(shí)間減去這段行程的自由行駛時(shí)間就是交叉口的延誤。牌照法通過(guò)記錄一定車輛的牌照號(hào)碼、特征和通過(guò)交叉口延誤調(diào)查段兩端的時(shí)刻，進(jìn)而獲得交叉口實(shí)際耗時(shí)的方法。用實(shí)際耗時(shí)減去暢行時(shí)間，即為車輛延誤時(shí)間。調(diào)查方法：確定入口和出口斷面。一人持對(duì)講機(jī)站在斷面1，當(dāng)欲調(diào)查的車輛到達(dá)斷面1時(shí)，便將其車輛特征和牌照號(hào)碼用對(duì)講機(jī)告訴斷面2的觀測(cè)員，一個(gè)負(fù)責(zé)聯(lián)絡(luò)，一人記錄。點(diǎn)樣本法獲得車輛在交叉口引道上的停車延誤時(shí)間，每一個(gè)入口需要3-4名觀測(cè)員和1塊秒表。觀測(cè)員在停車線附近的路側(cè)人行道上，一人持秒表，按預(yù)先選定的時(shí)間間隔（一般15s）通知另外2-3名觀測(cè)員，第二名觀測(cè)員負(fù)責(zé)清點(diǎn)停在停車線后面的車輛數(shù)，記錄在表內(nèi)，每到一個(gè)預(yù)定的時(shí)間間隔就要清點(diǎn)一次，第三名觀測(cè)員負(fù)責(zé)清點(diǎn)經(jīng)過(guò)停車通過(guò)停車線的車輛數(shù)（停駛數(shù)）和不經(jīng)停車通過(guò)停車線的車輛數(shù)（不停駛數(shù)），當(dāng)交通量較大時(shí)，可由2個(gè)觀測(cè)員分別清點(diǎn)，每分鐘小計(jì)一次，記錄到表中，連續(xù)不間斷重復(fù)，直至取得所需的樣本量或交叉口引道上交通發(fā)生顯著變化，不同于擬研究的交通狀況為止。第三類方法是點(diǎn)樣本法，此方法是由美國(guó)加利福尼亞大學(xué)伯克利分校于1954年提出的，方法簡(jiǎn)便，不需要專門(mén)儀器，因此各國(guó)都在廣泛使用。（1）樣本容量的計(jì)算點(diǎn)樣本法調(diào)查交叉口延誤必須具有足夠的樣本數(shù)，以保證調(diào)查的精度。一般可以應(yīng)用概率論中的二項(xiàng)分布來(lái)確定最小樣本數(shù)：N—最小樣本數(shù)；p—在交叉口入口引道上停駛車輛的百分率(%)；d—停駛車輛百分率估計(jì)值的允許誤差，其范圍一般為0.01～0.10，通常采用0.05或0.10；一定置信度的

值

停駛車輛：經(jīng)過(guò)停車后再通過(guò)停車線的車輛。注：在統(tǒng)計(jì)停車數(shù)時(shí)，如果某輛車的停車時(shí)間超過(guò)一個(gè)觀測(cè)的時(shí)間間隔，那么再統(tǒng)計(jì)下個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)的停車數(shù)時(shí)，依然要把該車統(tǒng)計(jì)在內(nèi)。而在統(tǒng)計(jì)停駛車輛數(shù)時(shí)，該車卻只統(tǒng)計(jì)一次。因此，對(duì)于任意一個(gè)指定的時(shí)間間隔內(nèi)，停駛車輛數(shù)總小于或等于停車數(shù)。特別提示：觀測(cè)時(shí)間在下列時(shí)間內(nèi)停在引道內(nèi)的車輛數(shù)引道交通量+0s+15s+30s+45s停駛車數(shù)非停駛車數(shù)8:000133788:01402811108:026612023248:032801018158:04040210208:051124828218:066010018128:072412416148:0810710028158:09260814208:106012101618小計(jì)49386553189177合計(jì)205366（2）交叉口延誤調(diào)查結(jié)果分析總延誤=總停車數(shù)x觀測(cè)時(shí)間間隔（輛·s）每一停駛車輛的平均延誤=總延誤/停駛車輛總數(shù)（s）交叉口入口引道上每輛車的平均延誤=總延誤/引道總交通量（s）停駛車輛百分率=停駛車輛總數(shù)/引道總交通量x100%停駛車輛百分率的估計(jì)誤差=例：對(duì)交叉口某一引道進(jìn)行延誤調(diào)查，觀測(cè)時(shí)間間隔為15s，對(duì)引道上100輛車進(jìn)行初步調(diào)查，得知停駛車輛的百分率為48%，實(shí)際調(diào)查數(shù)據(jù)如表所示。試計(jì)算：（1）確定最小樣本容量，容許誤差d=0.10；（2）計(jì)算延誤指標(biāo)。觀測(cè)時(shí)間在下列時(shí)間內(nèi)停在引道內(nèi)的車輛數(shù)引道交通量+0s+15s+30s+45s停駛車數(shù)非停駛車數(shù)8:000241016208:01408819188:026612023248:032801018158:040100210208:051824122821