交通工程密度調(diào)查延誤05

交通密度調(diào)查教學目的：了解交通密度的相關概念，掌握交通密度調(diào)查的方法。重點：交通密度調(diào)查的方法。難點：交通密度占用率一、交通密度（一）定義：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，輛/kmN—觀測路段內(nèi)某瞬時車輛數(shù)，輛

L—觀測路段長度，km

交通量反映的是車輛通過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，車流密度應按單車道來定義，單位：輛／km·車道。

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

阻塞密度當密度繼續(xù)增大，導致所有車輛無法通行時，導致所有車輛無法通行時，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的車頭間距。表示符號：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某一點的時間間隔。表示符號：ht

單位：s/輛

車頭間距和車頭時距的數(shù)學關系？——平均車頭時距（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

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

3、臨界密度(Km)

道路上運行車流量達到最大時的交通密度Km。Q到達最大值QVAX。

4、限塞密度（Kj）道路上車輛幾乎無法行駛時的交通密度。

此時，v=0，Q=0.車頭間距和車頭時距

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

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

三、交通密度的分布特性由于密度是瞬時值，隨觀測時間和區(qū)間長度而變化，且反映不出車輛長度和速度的關系，尤其是在車輛混合行駛時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：在一瞬間測得已知路段上所有車輛占用的長度與路段總長度百分比（%），表達式為：

式中：Rs

—空間占有率（%）；

L—觀測路段總長度(m)；

Li

—第i輛車的長度（m）；

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

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

在道路的任意路段上，車輛通過時間的累計值與觀測總時間的百分比，其表達式為：

式中：Rt

—時間占有率（%）；

T—總觀測時間(s)；

ti

—第i輛車的占用時間（s）；

n—觀測時間內(nèi)通過的車輛數(shù)（輛）。三、交通密度的分布特性2、時間占有率（Rt）例題1：已知某斷面40s內(nèi)有9輛車通過，其中有小汽車4輛，通過時間平均為0.6s，大汽車5輛，通過時間平均為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)查的時段與區(qū)間的長度

在道路某一區(qū)段范圍內(nèi)的交通密度每時每刻都在變化,因此,所謂密度,總是指某一瞬時的密度值或某一時段內(nèi)的平均密度值。在交通研究中關心的常是后者。從實測經(jīng)驗得知調(diào)查時段越長密度變化越平緩。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,只有實測路段達到一定長度后,交通密度的變化才趨于平穩(wěn)。四、交通密度調(diào)查通過大量實測資料分析得出以下結論:

①實測密度均方差為實測時段和區(qū)間長度的減函數(shù);②測時時段達3~5min以上時,均方差受測試路段長度的影響變?nèi)?③測試區(qū)間大于800m時,均方差受測時時段長度的影響變?nèi)酢?/p>

根據(jù)以上結果,建議在交通密度調(diào)查時,測時時段應延續(xù)5min以上,路段長度應盡量大于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：如下圖所示的無出入交通的路段AB上t0時刻存在的車輛數(shù)為E（t0），從t0到t一段時間內(nèi)從A處進入該路段的車輛數(shù)為QA（t）；駛出該路段的車輛為QB（t）時，則t時刻時，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、出入量法用試驗車求初始車輛E（t0）的方法:

用試驗車在A端處的時刻為t0

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

a——實驗車超越其他車的輛數(shù)；

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

利用空中定時攝影方法求得實測路段的車輛數(shù),然后除以路段長度即可得到攝影時刻的路段交通密度。若進行連續(xù)攝影,即可連續(xù)測得各時刻交通密度。此法簡單并且實測精度高。但設備及器材較昂貴,像片處理工作也較復雜。攝影法具體作法為:在擬測路段上選長度50~100m區(qū)段并在路面上作出標記,然后調(diào)整攝影機使其對準拍攝范圍作定時拍攝即可。當實測區(qū)段過長時會使攝影精度下降,此時可使用多架攝影機分段連動攝取。在拍攝照片后,通過對照片處理即可求得攝影時刻的交通密度值。五、交通密度資料的運用車流密度調(diào)查是交通調(diào)查的重要組成部分，它對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數(shù)據(jù)。調(diào)查車流密度，可對道路的三參數(shù)函數(shù)關系進行研究，掌握交通運行規(guī)律，以便預測未來交通運營發(fā)展狀況，制定交通控制措施。車流密度對道路通行能力的研究非常重要。五、交通密度資料的運用2、車流密度是劃分服務水平的依據(jù)，是反映道路上車輛擁擠程度最直觀指標，直接反映道路上的車輛密集程度。因此，了解密度，就可以對道路的交通狀況作出評價，同時為改善道路的各種設施提供參考。3、車流密度指標，可以反映路上交通擁擠狀況，當?shù)缆飞辖煌▏乐負頂D，車輛運行處于停滯狀態(tài)時，流量和速度已等于零，無法描述交通狀況，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間。2.延誤的分類：（1）停車延誤：是一輛車通過道路設施的某一部分所用的全部停車時間。（2）行程時間延誤：是一輛車通過道路設施的某一部分所用的實際時間與無延誤時間的差值。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關，主要發(fā)生在交叉口處。（4）運行延誤：由各種交通組成部分之間相互干擾而引起的延誤。（5）排隊延誤：車輛排隊時間與車輛按自由行駛車速駛過排隊路段的時間（自由行駛時間）之差。二、交通延誤調(diào)查1、延誤是反映交通流運行效率的指標。

2、延誤調(diào)查的目的：為了確定產(chǎn)生延誤的地點、類型和大小，評價道路上交通流的運行效率，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：通過延誤調(diào)查可以直接得到車輛行程時間和損失時間的準確數(shù)據(jù)，這對于評價道路交通設施的服務質量、進行道路交通項目的工程經(jīng)濟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人員乘坐測試車沿著待測路段行駛，觀測并記錄有關行車延誤數(shù)據(jù)的方法。方法：當測試車通過調(diào)查路段起點時，觀測員啟動第一只秒表，記錄沿途經(jīng)過各控制點的時間；當車輛停止或被迫緩行時，觀測員啟動第二塊秒表，量測每次延誤持續(xù)時間，記錄員將此延誤持續(xù)時間連同延誤地點、延誤原因等記錄下來。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：假設車輛到達和離去屬于均勻分布；車輛排隊現(xiàn)象存在于某一持續(xù)時間的其中一段時間內(nèi)：如果到達的車輛數(shù)大于道路通行能力則開始排隊。而當?shù)竭_的車輛數(shù)小于路段的通行能力時，則排隊開始消散。二、交通延誤調(diào)查優(yōu)點：操作簡單，作為分析瓶頸路段行車延誤的方法，具有一定的實用價值。缺點：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，也無法確定產(chǎn)生延誤的準確地點和時間，無法識別延誤的類型。另外，輸入輸出法的理論前提是車輛到達和離去均屬于均勻分布，這往往和實際情況不相符合。因此，在調(diào)查時，統(tǒng)計交通量的時間間隔取值越小，瓶頸路段的長度取值越短，調(diào)查精度才能越高。下表為某瓶頸路段進行延誤調(diào)查時，輸入輸出法的調(diào)查結果。已知該路段通行能力為360輛/h。

（1）分析車輛延誤的情況；（2）計算第300輛車的延誤時間。

時間到達車輛數(shù)（輛）離去車輛數(shù)（輛）阻塞情況到達累計離去累計8:00～8:1580808080無阻塞8:15～8:3010018090170阻塞開始8:30～8:4512030090260阻塞8:45～9:009039090350阻塞9:00～9:157046090440阻塞開始消散9:15～9:307053090530阻塞結束在8:00開始的第一個15min內(nèi)，到達的車輛數(shù)小于路段的通行能力，路段上無阻塞。第二個15min內(nèi)，累計離去的車輛數(shù)小于累計到達的車輛數(shù)，有10輛車通不過去，因此阻塞開始。8:30～8:45是阻塞高峰，到達車輛數(shù)最大。8:45～9:00到達車輛數(shù)開始減少，但是累計到達車輛數(shù)仍然超過累計離去車輛數(shù)，通行能力仍不能滿足要求。這45min（8:15～9:00）是排隊開始形成、排隊長度不斷增加直至出現(xiàn)最大長度排隊長度的一段時間。9:00以后到達車輛累計數(shù)和離去車輛累計數(shù)的差距開始縮小，即表明排隊開始消散，直至9:30到達車輛累計數(shù)等于離去車輛累計數(shù)，于是阻塞結束。二、交通延誤調(diào)查（2）第300輛車是在8:45到達的，此時離開了260輛車，因此它排隊位置在300-260=40輛，即排隊中第40輛車。由于此路段的通行能力為90輛/15min，因此每輛車通過瓶頸路段的平均時間為15/90min。故第300輛車通過瓶頸路段所需要時間為：15/90x40=6.67min，由此得知第300輛車是在8:45加6.67min即8:51:40時駛出瓶頸路段的。第300輛車的延誤時間應為實際行程時間與無阻塞時的自由行駛時間之差，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，在總行車延誤中，交叉口延誤占有較高的比例。分類：一類是停車時間法，得到的交叉口延誤只包括停車時間，沒有計入加速延誤和減速延誤，分為間斷航空攝影法、延誤儀測記停車法和點樣本法等；第二類方法是行程時間法，測定從交叉口前的某一點至交叉口內(nèi)或交叉口之后的某一點的行程時間，各車輛的平均行程時間減去這段行程的自由行駛時間就是交叉口的延誤。牌照法通過記錄一定車輛的牌照號碼、特征和通過交叉口延誤調(diào)查段兩端的時刻，進而獲得交叉口實際耗時的方法。用實際耗時減去暢行時間，即為車輛延誤時間。調(diào)查方法：確定入口和出口斷面。一人持對講機站在斷面1，當欲調(diào)查的車輛到達斷面1時，便將其車輛特征和牌照號碼用對講機告訴斷面2的觀測員，一個負責聯(lián)絡，一人記錄。點樣本法獲得車輛在交叉口引道上的停車延誤時間，每一個入口需要3-4名觀測員和1塊秒表。觀測員在停車線附近的路側人行道上，一人持秒表，按預先選定的時間間隔（一般15s）通知另外2-3名觀測員，第二名觀測員負責清點停在停車線后面的車輛數(shù)，記錄在表內(nèi)，每到一個預定的時間間隔就要清點一次，第三名觀測員負責清點經(jīng)過停車通過停車線的車輛數(shù)（停駛數(shù)）和不經(jīng)停車通過停車線的車輛數(shù)（不停駛數(shù)），當交通量較大時，可由2個觀測員分別清點，每分鐘小計一次，記錄到表中，連續(xù)不間斷重復，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。第三類方法是點樣本法，此方法是由美國加利福尼亞大學伯克利分校于1954年提出的，方法簡便，不需要專門儀器，因此各國都在廣泛使用。（1）樣本容量的計算點樣本法調(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。一般可以應用概率論中的二項分布來確定最小樣本數(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)過停車后再通過停車線的車輛。注：在統(tǒng)計停車數(shù)時，如果某輛車的停車時間超過一個觀測的時間間隔，那么再統(tǒng)計下個時間間隔內(nèi)的停車數(shù)時，依然要把該車統(tǒng)計在內(nèi)。而在統(tǒng)計停駛車輛數(shù)時，該車卻只統(tǒng)計一次。因此，對于任意一個指定的時間間隔內(nèi)，停駛車輛數(shù)總小于或等于停車數(shù)。特別提示：觀測時間在下列時間內(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49386553189177合計205366（2）交叉口延誤調(diào)查結果分析總延誤=總停車數(shù)x觀測時間間隔（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誤差=例：對交叉口某一引道進行延誤調(diào)查，觀測時間間隔為15s，對引道上100輛車進行初步調(diào)查，得知停駛車輛的百分率為48%，實際調(diào)查數(shù)據(jù)如表所示。試計算：（1）確定最小樣本容量，容許誤差d=0.10；（2）計算延誤指標。觀測時間在下列時間內(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