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1、密度,交通工程学,交通密度,注意：交通密度是瞬时值，随时间的变化而变动，也随测定区域的长度而变化。,密度: 某一瞬时一条车道的单位长度上分布的车辆数， 它表示车辆分布的密集程度，也可以用某个行车 方向或某路段单位长度的车辆数来衡量。 用K表示，K=N/L。,如何反映交通流特征？,车道占有率,交通密度,二、空间占有率 空间占有率是指在单位长度车道上，汽车投影面积总和占车道面积的百分率。在实测中，一般测量路段（车道）上的车辆总长度与该路段长度的百分比。,表达式：,交通密度,三、时间占有率 时间占有率是指在道路的观测面上，车辆通过时间累计值与测定时间的比值，一般用百分率来表示。,三、车头间距和车头时
2、距,1、车头间距(Spacing):是指一条车道上前后相邻车辆之间的距离，用车辆上有代表性的点来测量，如前保险杠或前轮。2、车头时距(Headways):是前后两辆车通过车行道上某一点的时间差，也是用车辆上有代表性的点来测量。 对观测路段上所有车辆的车头时距和车头间距取平均值称为平均车头时距和平均车头间距。平均车头间距和平均车头时距与宏观参数的关系如下： 微观参数对许多交通分析是有用的，如在通行能力的计算和交通流理论中的应用。另外，微观参数的使用，还可以单独分析交通流中各种相同类型车辆的运行状况，也就是说，既可以单独分析混合车流中前后跟随的轿车车流的密度和流率，也可以单独计算货车或其他交通体的
3、密度和流率。,(3) 密度: 某一瞬时一条车道的单位长度上分布的车辆数， 它表示车辆分布的密集程度，用K表示，K=N/L。,密度很难测量。道路上车头间隔也反映车流密度。车头间隔常用车头时距和车头间距表示。,同向行驶的车流中，前后相邻两辆车之间的空间距离。,车头间距,南京市：太平北路路段,(3) 密度: 某一瞬时一条车道的单位长度上分布的车辆数， 它表示车辆分布的密集程度，用K表示，K=N/L。,同向行驶的车流中，前后相邻两辆驶过道路某一断面的时间间隔或时间距离。,车头时距,南京市：太平北路路段,t1,t2,车头时距=t2-t1,密 度,例：在一条30km长的某路路段的起点断面上，在5min内测
4、得60辆汽车，车流是均匀连续的V=30km/h，试求流量、平均车头时距、平均车头间距及车流密度。,密度调查,（一）密度调查的目的 交通密度是描述交通流特性的重要参数，交通密度与交通量和平均速度存在着对应关系，已知其中任何两个即可求出第三个。平均车速随着密度的增加而降低，进而反映为拥挤，可以用密度来表示交通混杂状态，故在交通管制中经常使用。 交通密度资料在划分服务水平、分析瓶颈交通等中均有应用，交通密度还是研究交通流理论的重要基础数据。,（二）密度调查的方法 1. 出入量法 (1) 出入量法的基本原理 在道路上选择A、B两点间的路段为观测路段，车流从A驶向B。观测开始t=t0 时，AB路段内存在
5、的初始车辆数为E(t0)，从t0 到t一段时间内从A处驶入的车辆数为QA，从B处驶出的车辆数为QB，则t时刻时，AB路段内存在的现有车辆数应为初始车辆数与从t0 到t一段时间内AB路段的车辆数改变量之和。即： 密度： 出入量法是一种为了测定道路上两断面间无出入交通的路段内现有车辆, 以便计算该路段交通密度的方法。,密度调查,(2) 初始车辆数E(t0)的求法设试验车在观测开始(t = t0) 时从A 驶向B，t1 时刻到达B。从t0到tl 时刻之间，通过B处的车辆数为q。若试验车在行驶期间没有超越别的车，也没有被别的车超越时，则q就是to时刻A B 路段内的初始车辆数；如果试验车在行驶期间存在
6、超车和被超车的现象时，则观测开始(t=to) 时在A B 路段内的初始车辆数应为q 从 to 到 t1 时刻通过 B 处的车辆数 ；a 被试验车超越的车辆数 ；b 超越试验车的车辆数。,密度调查,(3) 注意点 用出入量法测定交通密度，适用于象高速公路上立交之间无出入交通的路段；为了保证有足够的精度，调查时选用路段的长度尽量大于 800 m，时段延续 5min 以上。 在测定路段的两端设置车辆情况示波器或动态录像机 , 从开始时刻 (to) 开始，测定通过这两端的车辆数；同时还要测定试验车在测定路段内的超车和被超车的车辆数。为了记取试验车通过 A B 路段两端的时刻，必须在试验车上标以特殊的记
7、号。以便整理资料时记取那个时刻。,密度调查,(4) 出入量法的优缺点 优点：方法简便；无须很多设备；适用于各种交通状况，既能保证精度又实用有效。 缺点：通过A、B两端车辆数的测量误差随时间而累加。为了防止误差的累加，除应增加试验车的观测次数外， 要把试验车每次经过A端的时刻都作开始时刻 (to)，且该时刻的现有车辆都作为每次的初始车辆数值。,栏填写试验车从A点到B点这段时间内AB区间的原始车辆数，计算方法如下14:06:50时的原始车辆数，为在B处通过车辆数再增a-b，即E(t0)=7+58+21+(10-2)94(辆)，14:08:20时的原始车辆数，为A处通过车辆数再加a-b，即E(t1)
8、=9+67+19+(8)=103(辆),栏为任一时刻AB区间的车辆数。由上一行求得的车辆数再加上经过单位时间后的车辆变化量，即得相应时刻AB区间的车辆数。如： 在14:07:00为E(t1)=94+2=96(辆)，14:08:00为E(t1)= 96+9=105， E(t1)= 14:09为105+(-4)=101,密度调查,2. 高处摄影观测法 根据观测资料，可按下面介绍的顺序计算交通密度。在各卷胶卷的每一画面( )中，读取摄影观测路段长度(L)内存在的车辆数（Ki）。将所有的Ki集中在总观测时间段T内，用平均路段长来求算平均存在车辆数，然后再换算成每车道每公里存在的车辆数，亦即交通密度 K
9、，并用下式表示： 式中：K交通密度（辆/km）； L观测路段长度（m）； t读取存在车辆数的时间间隔（s）； T总计时间（s）； n时间T内，在胶卷上读取存在车辆数时的画面数， ； Ki第i画面上测定路段内存在的车辆数（辆）。,2. 高处摄影观测法 通常是用16mm的动态录像机在高处进行摄影。测定路段长度依路段内的状况和周围地区条件而变化, 一般取50100m, 若超过100m测定精度将受影响。当测定长路段的交通现象(也包括交通密度在内)时,需用好几个摄影机同时进行观测。摄影的时间间隔依测定路段长度而异。当区间长为 50100m时,可每隔 51Os用一个画面即可。遇有要求详细分析交通流的场合,一般是交通量与交通密度观测同时进行。为了取得正确的交通量数值,得缩短摄影间隔。这时摄影间隔(摄像机的送片速度)一般可取每秒1个画面;在高速公路上,由于车速高,这时可取每秒2个画面的速度。要求在道路上要标记每台录像机所摄范围的道路路段长。一般有两处作标记即可。如果容许精度稍低时,亦可不必在路面上划记号,可利用车道分隔线的段数、护栏支柱数或电线杆数等代替。,密度资料的应用,1、研究交通流理论和制定交通管理措施2、划分服务水平的依据3、反映路上的交通阻塞状况4、研究同行能力,
