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1、交通工程总论,07土建1班,2.3 行车速度特性,一、基本定义二、行车速度的统计分布特性三、时间平均车速和空间平均车速四、影响车速变化的主要因素,1、地点车速(Spot speed)：车辆通过某一地点时的瞬时车速。2、行驶车速(Running speed)：行驶路程与行驶时间之比（不包括停车时间）。3、运行车速指中等技术水平的驾驶人在良好的气候条件、实际道路状况和交通条件下所能保持的安全车速。3、行程车速(Overall speed)（区间车速）行驶路程与所需的总时间之比（包括停车时间）。4、临界车速(Critical speed)：通行能力达到最大时的车速。5、设计车速(Design spe
2、ed)：最大安全车速。,二、行车速度的统计分布特性,50位或中位车速 正态分布下等于平均车速85%位车速 作为道路的下限速度15%位车速 作为道路的上限速度车速分布的标准偏差S与85%位车速和15%车速之差存在着下列近似关系,统计表格,三、时间平均车速与区间平均车速,1.时间平均车速（timemean speed）各车辆经过某段面的地点车速的平均值：式中：Vi第i辆车的地点车速(km/h)n单位时间内观测到车辆总数(辆),在某瞬间，某区间内全部车辆的车速分布平均值，也就是地点车速的调和平均值。,2.区间平均车速（spacemean speed）,式中：s路段长度(m)；ti第i辆车的时间(s)
3、；N车辆行驶于路段长度s的次数；Vi第i辆车行驶速度(m/s)。,例1：设有三辆汽车，分别以20、40、60km/h的速度，通过路程长度位10km的路段，试求时间平均车速和区间平均车速。,解：时间平均车速,区间平均车速,时间平均车速 空间平均车速时间平均车速 区间平均车速：时间平均车速 区间平均车速：,时间平均车速与空间平均车速的关系,2.4 交通流的基本特性及其相互关系,一、交通流三参数基本关系,1、交通密度的定义交通密度 某瞬间单位长度内一条车道上的车辆数，表示在一条车道上车辆的密集程度，又称车流密度，常以K表示，其单位为Veh/km，（如为多车道，则应除以车道换算成单车道的车辆数然后再计
4、算），于是有：,交通流三参数之间的基本关系式为：式中：Q 流量（辆/h）；V 速度（区间平均速度）（km/h）；K 密度（辆/km）。,？思考：交通密度的定义是什么？有何表示？有何用途？,交通量的大小可以反映出道路交通流在数量方面的特性，但是当某段时间道路某段面的交通量为0时，却有两种可能：道路上没有车辆行驶；道路上有车辆，车速为0，交通阻塞；对于第二种情况，交通量就难以表示交通流的实际情况，为此，提出交通密度的概念。,交通量由0逐渐增大，接近或达到道路通行能力时的交通密度称为临界密度；临界密度反映交通流量最大时的密度，又称最佳车流密度；当密度继续增大，达到导致所有车辆无法通行时，速度趋近于0
5、，交通流量也趋近于0，此时的密度称为阻塞密度。,流量、密度、速度三者之间的关系见下图：,能反映交通流特性的一些特征变量：(1)Qm极大流量，就是QV曲线上的峰值。(2)Vm临界速度，即流量达到极大时的速度。(3)Vf畅行速度，车流密度趋于零，车辆可以畅行无阻时的平均速度。(4)Km临界密度，即流量达到极大时的密度。(5)Kj阻塞密度，车流密集到车辆无法移动(V=0)时的密度。,交通流三参数基本关系,在日常生活和交通管理的实践中，会发现以下现象：当道路上车辆增多，车流密度由小变大时，驾驶员被迫降低车速，单位时间通过道路某一点的车辆数减少。而车流密度由大变小时，又允许驾驶员以较大的车速行驶，此时，
6、单位时间通过道路某一点的车辆数却可能增加。上述现象说明交通量、密度、车速这三个参数之间存在着某种函数关系，将表达交通流特性的三参数间的函数关系式，叫做交通流基本参数模型。,二、速度与密度的关系,1933年，格林希尔茨（Green shields）提出了速度密度线性关系模型，且模型与实测数据有良好的吻合性。K=0 V=Vf K=KjV=0 K=KmV=Vm QQmax,1959年，格林柏（Greenberg）提出了用于密度很大时对数模型：,1961年安德伍德（Underwood）提出了用于密度很小时的指数模型：,三、流量与密度的关系,交通流的流量-密度关系是交通流的基本关系，根据格林希尔茨公式及三参数的基本关系式可得：,上式对Q 求导，并令：,四、流量与速度的关系,交通流的流量-速度关系 是交通流的基本关系，根据格林希尔茨公式及 三参数的基本关系式可 得到：,结论,综上所述，按格林希尔茨的速度-密度模型、流量-密度模型、速度-流量模型可以看出，Qm、Vm和 Km（流量 速度关系曲线图）是划分交通是否拥挤的重要特征值。当QQm、KKm、VVm时，属于拥挤状态；当QQm、K Km、VVm时，则属于不拥挤状态。,
