城市道路与交通-绪论.ppt

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1、1,城 市 道 路 与 交 通,主讲：福 建 农 林 大 学 2012年02月,2,第一章 绪论,一、城市交通与城市道路 1、什么是交通 2、什么是道路和城市道路 3、城市交通的分类和特征 4、城市交通在城市发展中的作用,“交通”是指人和物在两地之间移动的过程，也就是人和物随时间的变化而产生的空间位置变化。,道路通过机动车（汽车、拖拉机等）、非机动车（兽力车、人力车、自行车等）和行人的各种带状工程构筑物的统称。包括公路、城市道路、工矿企业专用道路、农村道路等。城市道路 指城市中组织生产、安排生活所必需的车辆、行人交通往来的道路；是连接城市各个组成部分,并与郊区公路相贯通的交通纽带，是城市市政设

2、施的重要组成部分。,5,特征:（1）、城市有大量的交通吸引点，其车辆和行人交通错综复杂。（2）、城市大部分交通的流动路线和流量经常变化，不稳定。（3）、城市道路上的交通运输工具类型多、速度不一。（4）、人流和车流以及车流和车流交叉多，相互干扰大。（5）、城市道路交通需要大量附属设施和交通管理设施。,6,第一章 绪论,二、我国城市道路交通发展状况（一）我国城市道路交通发展阶段 1、20世纪五六十年代，城市刚刚开始建设，城市是自行车的王国。2、20世纪70年代末到80年代初，城市经济复苏，自行车迅速增长，特大城市交通出现全面紧张的局面，同时也迎来了规划建设的高潮。3、90年代初到现在，随着经济的发

3、展，城市交通的机动化发展速度加快，城市交通问题的复杂性和改善的难度加大，交通需求不断增加，各级政府对交通规划的认识加强。,7,8,第一章 绪论,（二）我国城市交通存在的问题 1、城市规划，用地布局上的局限 2、交通基础设施相对薄弱 3、城市交通组织结构不合理 4、城市道路系统不健全 5、城市道路交通管理与控制水平不高（三）、我国城市道路交通发展方向（一）处理好交通需求与供给的关系，用可持续发展的思想指导城市交通发展（二）适应与引导新形式下城市交通的发展（三）建立和完善城市道路网结构（四）实现城市道路交通管理现代化（五）进一步加大道路基础设施的建设（六）积极开展交通理论研究，研制新型交通工具,9

4、,第一章 绪论,三、城市交通与城市规划1、对城市形成和发展的影响2、对城市规模的影响 3对城市布局的影响,10,土地利用改变,居民出行的变化,改善交通设施,土地价格改变,可达性的变化,交通需求的变化,交通与土地利用之间的互动关系,第一章 绪论,11,第二章 交通流理论基础知识,第一节 交通流基本概念一、交通流定义 1、交通体系道路、在道路上通行的车辆和行人以及道路交通所处环境的统称。2、交通流某一时段内，连续通过道路某一断面的车辆或行人所组成的车流和人流的统称。3、交通流特性某一交通体系中，交通流的定性或定量特征，以及在不同时空条件下的变化规律和它们之间的关系。亦称为交通流特征或交通流特质。4

5、、交通参数描述和反映交通流特性的一些物理量。如交通量、车速、交通密度、通行能力、行程时间、车头时距等，均能从不同角度说明交通流的性质，交通流特性的变化均能从这些交通参数数值上的变化反映出来。,12,第二章 城市道路交通分析,二、交通量（一）交通量的定义与分类 1、按交通组成分：1）机动车交通量 2）非机动车交通量 3）折算交通量 4）混合交通量 5）行人交通量 2、按单位时间分：最常用的是小时交通量、日交通量。还有秒交通量，5分钟、15分钟交通量，信号周期交通量，白天12小时、16小时交通量，周、月、年交通量。3、按交通量变化分：平均交通量、最大交通量、高峰小时交通量和第30位小时交通量 4、

6、设计小时交通量,1）平均交通量 取某一时间间隔内交通量的平均值作为某一期间交通量的代表。a平均日交通量ADT）b周平均交通量（WADT）c月平均日交通量（MADT）d年平均日交通量（AADT）e年平均月交通量（AAMT）,2）最高小时交通量这是在以小时为单位进行观测时所得结果中最高的交通量，可作为道路几何线形设计等的依据。a高峰小时交通量（PHT）：b年最高小时交通量；c第30 位年最高小时交通量（30W）：一般简称为第30小时交通量。将一年中所有8760小时的小时交通量按顺序从大到小排列时第30 位的小时交通量。国外研究表明，将一年8760小时的小时交通量接从大到小顺序绘出变化曲线，可以发现

7、在第30位附近曲线的切线斜率会发生很大变化。从最大值到第30位左右的各个小时交通量差别很大，减少的趋势十分明显；而从第30 位以下则差别较小。第30位小时交通量与年平均日交通量之比值称为第3O 位小时系数，用K表示：K=30HVAADT,13,第二章 交通流理论基础知识,（二）交通量的变化规律交通量的分布特性:交通量随时间和空间的不同而发生的这种变化。1、交通量随时间的变化规律1）一天内小时交通量的变化：又称时变，常用时变 图表示,高峰小时交通量比：高峰小时交通量与该天日交通量之比，是反映高峰小时交通量集中的程度。高峰小时系数：把连续5分钟或15分钟累计交通量最大的时段，称为高峰小时内的高峰时

8、段，以该时段的交 通量扩大而算得小时交通量，称为扩大高峰小时交通量；高峰小时交通量与扩大高峰小时交通量之比，即为高峰小时系数，它反映高峰小时内交通量分布的不均匀程度。昼日流量比：昼间12小时（或16小时）交通量与平均日交通量之比，用此可推算日交通量。,返回,上一页,下一页,退出,2）周内日交通量的变化 一周内日交通量的变化称为日变。显示日变的曲线图，称为交通量日变图。交通量日变系(或称周日不均匀系数)：如缺乏全年交通观测资料时，式中WADT可为一周的周平均日交通量，亦可为任意几周的平均日交通量；当为任意几周时ADT为某周日平均值，如为一周中的某周日实测值，则无需平均。,返回,上一页,下一页,退

9、出,例21 某交通观测站测得各个周日的累计交通量如表21中第一行，试计算,。,返回,上一页,下一页,退出,由全年总计交通量可算得AADT为2415（辆/日）。周一的周一的交通量日变系数 其它计算类推。,返回,上一页,下一页,退出,3）一年内月交通量的变化 一年内月交通量的变化，可用月交通量变化系数（或称月不均匀系数）表示：4）逐年交通量变化 随着国民经济的增长，交通量一般也呈逐年增长趋势。当取得连续多年的交通量观测统计资料后，则可据此推算未来年份的交通量以供道路交通规划和设计之用。,返回,上一页,下一页,退出,19,例22某交通观测站测得全年各月份的累计交通量如22中第一行，试计算各月份的 值

10、。,返回,上一页,下一页,退出,20,2交通量的空间变化规律 交通量的空间变化，是指同一时间交通量在不同路段、不同车到、不同方向上的变化。路段分布 车道分布 方向分布,当同向车行道的车道数在两条以上时，由于受到纵向及横向交通的干扰，各条车道的通行能力是不同的，靠边车道比内侧车道的通行能力低。据统计其影响系数分别:为自路中心线起第一条车道为1.00，第二条车道为0.800.89，第三条车道为0.650.79，第四条车道为0.500.65。,道路同一断面往返两个方向的交通量在某一时段内总是会有一定差异的。我们称交通量大的方向为主要方向，并定义交通量方向不均匀系数为：在道路设计时必须考虑方向不均匀的

11、影响，验算道路通行能力要以满足主要方向交通量为标准。,21,3、交通资料的应用 交通规划 道路设计 交通管理 交通事故评价 经济分析,第二章 交通流理论基础知识,22,第二章 交通流理论基础知识,三、车速（一）车速的分类与定义1、地点车速 2、行驶车速 3、区间车速 4、临界车速 5、设计车速,也称瞬时车速及点车速。指车辆通过道路某一点或某一横断面时的瞬间速度,车辆通过某路段的行程与有效运行时间（不包括停车损失时间）之比所得的速度。用于评价该路段的线形和通行能力或经济效益分析之用。,又称行程车速，是车辆通过某路段的行程与所用总时间（包括有效行驶时间、停车时间、延误时间，但不包括客、货车辆装卸货

12、时间和在起点、终点的调头时间）之比。是评价道路通畅程度、估计行车延误的依据。,道路通过交通量最大时的车速，一般供交通流理论分析时用。,作为道路几何线形设计所依据的车速。在道路几何设计要素具有控制性的路段上，设计车速是具有平均驾驶水平的驾驶员在天气良好、低交通密度时所能维持的最高安全速度,23,（二）车速变化的影响因素l驾驶员条件2车辆条件 3道路条件 4环境条件（三）车速资料的应用1交通规划 2道路几何设计 3经济效益分析4交通管理 5道路现状评价与改善,第二章 交通流理论基础知识,24,第二章 交通流理论基础知识,四、交通密度（一）交通密度定义 交通密度是指一条道路上车辆的密集程度。即在某一

13、瞬时，单位长度内一个车道或一个方向或全部车道上的车辆数。常用K或D表示，其单位是辆/公里。可用下式求得：(21)式中：N为指定路段上的车辆数；L为路段长度。例如一段长1000米的双向四车道道路上，在某一时刻每一车道上有10辆车，求交通密度。,25,第二章 交通流理论基础知识,（二）车头间距与车头时距 1车头间距 同向连续行驶的两车车头之间间隔的距离即为车头间距，记为hd,单位为米/辆。路段中所有车头间距的平均值称为平均车头间距；可保证车辆安全行驶的最短车头间距叫极限车头间距，是同向行驶车辆交通安全管理的重要依据，也是交通流理论和通行能力计算的重要依据。交通密度又可用车头间距表示：,26,第二章

14、 交通流理论基础知识,2车头时距当车头间距的间隔用时间（秒）表示时则为车头时距，记为ht，单位为秒/辆，是交通流理论中十分重要的指标。车头时距与交通量之间的关系为：式中：T为在观测端面通过N辆车所需要时间，以小时计,车道占有率 交通密度还可以用车道占有率来描述，车道占有率越高，交通密度越大。1.空间占有率即某一瞬时，单位长度路段上行驶的车辆总长占该路段长度的百分比，用 表示，即：式中：为空间占有率（%）；为第i辆车的车身长（米）；n为该路段内的车辆总数；L为观测路段长（米）。,返回,上一页,下一页,退出,2.时间占有率 即单位观测时间内，车辆通过某一断面的累计时间所占单位观测时间的百分比，用

15、表示，即：式中：为第i辆车通过观测断面所占时间（秒）；n为观测时间内通过观测断面的车辆数（辆）；T为单位观测时间（秒）。例如，60秒观测时间内，计10辆车通过观测断面的时间依次为：0.3，0.8，1.0，0.9，1.1，1.2，0.7，0.5，0.8，0.9秒，则,返回,上一页,下一页,退出,29,返回,上一页,下一页,退出,交通密度资料的应用 判定交通拥挤情况。划分某些道路交通设施服务水平的主要指标之一。车辆间距道路通行能力计算的主要参数之一,第二章 交通流理论基础知识,30,第二章 交通流理论基础知识,五、交通量、车速和密度间的相互关系（一）基本关系式 如果车流中所有车辆均以相同的车速通过

16、某一段路程，则有下式关系：K=Q/V 式中K为交通密度（辆公里）；Q为交通量（辆小时）；V为车速（公里小时）。公式也常写作：Q=KV,31,第二章 交通流理论基础知识,（二）车速与密度的关系 车速与密度之间关系根据实测和分析之后认为是呈线性关系，可用式表示：Va-bK,32,第二章 交通流理论基础知识,（三）交通量与密度的关系QKv=Vf（KK2/Kj）,33,第二章 交通流理论基础知识,（四）交通量与车速的关系,34,第二章 交通流理论基础知识,综上所述，将Q-K、Q-V及V-K关系图作于同一平面上，如图2-7，全面分析可知：1、当密度很小时，交通量亦小，而车速很高（接近自由车速）。2、随着

17、密度逐渐增加，交通量亦逐渐增加，而车速逐渐降低。当车速降至V。时，交通量达到最大，此时的车速V。称为临界车速，密度K。为最佳密度。3、当密度继续增大（超过K。），交通开始拥挤，交通量和车速都降低。当密度达到最大（即阻塞密度Kj）时，交通量与车速都降至为零，此时的交通状况为车辆首尾相接，堵塞于道路上。4、最大流量Qmax、临界车速V。和最佳密度K。是划分交通是否拥挤的特征值。当QQmax，KK。、VV。时，交通属于拥挤：当QQmax，KK。，VV。时，交通属于畅通。,35,36,第二章 交通流理论基础知识,第二节 交通流统计分布一、概述 交通流理论是一门用以解释交通现象和特性的理论，它用数学及物

18、理的方法研究人和车辆在道路上的运动规律，从而使道路交通设施的规划、设计和管理有了理论上的依据。交通流分析方法可分为三种理论：（1）概率与数理统计方法（2）流体动力学模拟理论（3）动力学理论（跟车理论）,这是假定自路上行驶的车辆是各自独立的，车辆的分布是随机的，并假定各个车辆的行驶是一种概率过程，因此可以用概率论方法进行分析，并用统计分布表示过程。,将交通流假想为具有一定特性的流体，应用流体动力学原理，从宏观上研究交通流特性，因此又称宏观理论。,假定在交通流中，跟随前车的后车向前移动有某种规率，并依此推导出道路上行驶车辆运动状态的微分方程。由于这个理论研究的是前后两辆紧随的车辆之间的运动状态，因

19、而又称为微观理论。,37,第二章 交通流理论基础知识,二、概率分布模型 交通流在点（交叉口）、线（路段）和面（区域）范围内的运动状态是一个受多种因素影响的随机过程。因此可以用概率论方法将观测到的大量随机现象予以归纳和分析，从中找出能够表示交通状态的分布规律。给未来交通以概率性的预示，这对于交通规划设计和管理是很有意义的。（一）离散型分布 在离散型分布中，其随机变量为事件的数量。例如在一定周期内或一定长度路段内的车辆数，在一定周期内的事故数。1 泊松分布 2 二项式分布,根据统计分析，在交通量不大大的路段上，通过道路某一点的车辆数常服从于泊松分布，因此可以用泊松公式计算在给定时间内某一地点通过X

20、辆车的概率：p（x）=mxe-m/x!式中：x为时间段t内通过的车辆数；m为时间段t内通过车辆数的平均值。即:m=Qt/3600式中：Q为交通量；t为计数时段的时间;e为自然对数的底。,二项式过程就是在一组在n次独立试验中，每次试验只有两种可能的结果，而所得特定结果的概率为常数。一个简单的例子是投掷硬币的试验，每投一次只有两种可能的结果（硬币的正面或是反面），一次又一次试验所得硬币正面的概率终于成为常数，这就是一个二项式的过程。通常，用p表示试验中成功的概率，二项式分布给出在n次试验中成功x次的概率p（x），用下式表示：P（x）=C n xp xqn-x式中:n为实验次数,x为成功次数，p 任

21、何给定的实验中成功的概率，q为失败的概率。在n次实验中期望的成功次数为：E（x）=np x的方差为：2=npq 二项式分布可用以预测违反交通规则的车辆数，在交叉口可能的转弯车辆数以及在路段上行驶速度超限的车辆数。通常可用二项式分布来预测路段上行驶速度超过限制速度的车辆数。,38,第二章 交通流理论基础知识,（二）连续型分布 连续型分布是用来描述观测数值的连续随机过程，可假定任何数值的变量。在交通流分析中较常用的连续型分布有：负指数分布、移位的负指数分布以及厄朗分布。（三）分布的假设检验 在一定条件下车流分布常服从泊松分布，而不是说“就是泊松分布”。这是因为实测频数或多或少与理论频数存在差异，这

22、种差异除了实质性差异外还由于随机抽取样本的波动性。样本与总体之间总不免有所差异，其差异程度就是我们要考虑的问题。要是差异大到实际情况已不服从我们所谈的分布，那么分布的假设自然失去了实用意义。因此，这里就有一个对分布假设进行检验的问题。,39,三、交通流排队理论,排队论（queuing),也称随机服务系统理论，是运筹学的一个主要分支。1909年，丹麦哥本哈根电子公司电话工程师A.K.Erlang的开创性论文“概率论和电话通讯理论”标志此理论的诞生。排队论的发展最早是与电话，通信中的问题相联系的，并到现在是排队论的传统的应用领域。近年来在计算机通讯网络系统、交通运输、医疗卫生系统、库存管理、作战指

23、挥等各领域中均得到应用。,第二章 交通流理论基础知识,40,（一）排队系统的组成与特征 排队系统一般有三个基本组成部分：1.输入过程2.排队规则3.服务方式,第二章 交通流理论基础知识,41,1.输入过程,输入即为顾客的到达，可有下列3种情况：1）顾客来源。顾客总体(称为顾客源)的组成可能是有限的，也可能是无限的。如，上游河水流入水库可以认为总体是无限的，工厂内停机待修的机器显然是有限的总体。2）顾客到达方式。顾客到来的方式可能是一个一个的，也可能是成批的。如，到餐厅就餐就有单个到来的顾客和受邀请来参加宴会的成批顾客。,3）顾客流的概率分布。顾客随机一个(批)个(批)来到排队系统，顾客流的概率

24、分布用来描述相继到达的顾客之间的间隔时间分布是确定的还是随机的，分布参数是什么，到达的间隔时间是否独立，分布是随时间变化的还是平稳的。,定长输入顾客等时距到达；泊松输入顾客到达时距符合负指数分布；爱尔朗输入 顾客到达时距符合爱尔朗分布。,第二章 交通流理论基础知识,42,2.排队规则,1）损失制。顾客到达时，如果所有的服务台都被占用，且服务机构又不允许顾客等待，顾客只能离去，这种服务规则就是损失制。2）等待制。当顾客到达时，如果所有服务台都被顾客占用而无空闲，这时该顾客自动加入队列排队等待服务，服务完才离开。3）混合制。顾客到达时，若队长小于某一长度L，就排入队伍；若队长等于L，顾客就离去，永

25、不再来。,第二章 交通流理论基础知识,43,3.服务规则,（1）先到先服务 FCFS（2）后到先服务 LCFS（3）随机服务RAND（4）有优先权服务 PR。,第二章 交通流理论基础知识,44,1）服务机构可以是单服务员和多服务员服务，这种服务形式与队列规则联合后形成了多种不同队列，不同形式的排队服务机构，如：,第二章 交通流理论基础知识,45,2)服务方式分为单个顾客服务和成批顾客服务。3)服务时间分为确定型和随机型。,定长分布每个顾客的服务时间都相等；负指数分布各顾客的服务时间相互独立，服从相同的负指数分布；爱尔朗分布各顾客的服务时间相互独立，服从相同的爱尔朗分布；,服务时间的分布在这里我

26、们假定是平稳的。,第二章 交通流理论基础知识,46,M泊松输入或者负指数分布服务D定长输入或者定长服务EkK阶爱尔朗分布的输入或服务2M/M/N M/D/1,第二章 交通流理论基础知识,47,4、标准的M/M/1模型,对排队模型，在给定输入和服务条件下，主要研究系统的下述运行指标：(1)系统的平均队长(期望值)和平均队列长(期望值)；(2)系统中顾客平均消耗时间与队列中平均等待时间；,第二章 交通流理论基础知识,48,否则排队无限远,已知顾客到达服从参数为的泊松过程，服务时间服从参数为的负指数分布。,系统中的队长（平均队长）：,队列中等待的平均顾客数：,r,-,r,=,1,n,顾客在系统中的平

27、均消耗时间：,排队中的平均等待时间：,49,第二章 交通流理论基础知识,第三节 道路通行能力与服务水平 一、道路通行能力（一）通行能力概述 通行能力是道路规划、设计及交通管理等方面的重要参数，它是度量道路在单位时间内可能通过车辆（或行人）的能力。研究道路的通行能力，对于现有道路功能的评价、确定道路改建方案改进交通管理和控制方式、规划新建道路及选择交叉口型式等都具有重要意义。,50,第二章 交通流理论基础知识,（二）通行能力定义 权威的美国（公路通行能力手册）（1950年）中。根据通行能力的性质和使用要求、将通行能力分为三种情况，其定又如下：l、基本通行能力 在理想的道路和交通条件下，在单位时间

28、内能通过一条车道或道路上某一点的最大小客车数。2、可能通行能力 在通常的道路和交通条件下，在单位时间内能通过一条车道或道路上某一点的最大车辆数。3、实用通行能力 在通常的道路和交通条件下，行车密度不很高，不致引起过度的延误和阻碍驾驶的通行能力。,基本通行能力是一种理想状态下的通行能力，亦称理论通行能力，实际上是不可能实现的。可能通行能力则是根据实际道路交通条件确定对理想条件的修正，以这些修正系数乘以基本通行能力而得到的通行能力。但若以可能通行能力作为道路规划设的标准，则道路交通容量仍将处于饱和状态。故根据对道路的性质及使用的要求不同，再对可能通行能力作不同的折减，使道路在不同的使用要求下具有不

29、同的通行能力，即实用通行能力。,51,第二章 交通流理论基础知识,二、服务水平与服务交通量（一）基本概念 服务水平是指达交通流的运行条件及其对汽车驾驶者和乘客感觉的一种质量测定标准，是道路使用者从道路状况、交通条件、道路环境等方面可能得到的服务程度或服务质量。服务交通量是在通常的道路条件、交通条件和管制条件下，在已知周期（通常为15分钟）中，当能保持规定的服务水平时，车辆（或行人）能合理地期望通过一条车道或道路的一点或均匀路段的最大小时流率。,52,第二章 交通流理论基础知识,评定服务水平的高低应包括下列各项因素：（1）行车速度和行驶时间；（2）车辆行驶时的自由程度；（3）行车受阻或受限制的情

30、况，可用每公里停车次数和车辆延误时间来衡量；（4）行车的安全性，以事故率和所造成的经济损失来衡量；（5）行车的舒适性和乘客满意的程度；（6）经济性，以行驶费用来衡量。上述因素有些是难以衡量的，故仅以其中为主要因素的行车速度及服务交通量与通行能力之比，作为评定服务等级的主要影响因素。由于这几项指标比较易于测算，又与其它因素有关。故取此二者为评价指标。美国公路通行能力手册（1965年）将道路的服务水平分为A至F六个等级。,53,表2-10是美国无分隔带多车道公路的服务水平及相应的服务交通量。由表2-10可见服务交通量是一些不连续值，而服务水平则代表了一组条件。由于服务交通量规定的是各级服务水平的最

31、大值，这就在不同的服务水平之间规定了流量界限。,返回,上一页,下一页,退出,54,第二章 交通流理论基础知识,第四节 交通量、车速及交通密度调查 交通调查是交通工作的一个重要组成部分，它是交通规划逍路设计、交通管理与控制、交通安全及交通流理论的基础工作。通过调查与分析，明确交通问题的性质，提出解决问题的方案；同时，在路网系统调查的基础上，分析交通变化规律，为建立交通流理论模型、交通预测模型等提供基础资料。,55,第二章 交通流理论基础知识,一、交通量调查（一）交通量调查的种类 1、特定地点的交通量：调查这种调查是以研究交叉口设计、交通管 理、信号灯控制为主要目的。其特定地点有交叉口以及建筑物出

32、入口等。2、区域交通量调查：在指定区域内的众多交叉口和路段设置交通量调查点，了解该区域内交通量组成及其变化调查工作是在区域内所有调查点上同时进行的，有短期的和长期的。通过交通量调查，不仅可以得到通过观测断面的道路交通量，而且还能得到如交通组成、交通运行及其变化规律（时变、方向分配、车道分配等）这样诸多有用的信息。,56,第二章 交通流理论基础知识,（二）调查地点与时间选择 1、调查地点根据调查资料使用目的而有所差别，一般可选择下列场所；l）典型路段：在一个城市中，选择能够说明该城币交通特征的路段是很重要的、一般是分级选择，加快速路、主干路、次于路、支路等。2）交叉口：在城市中选择不同型式的交叉

33、口，也可从交通角度选择不同位置、不同等级道路上的交叉口。3）大型建筑设施出人口：这里主要掌握对城市干道交通的影响，以采取必要而有效的管理措施。如市区内担负对外交通功能的车站、码头、货场，大型文体中心商贸中心，大型厂矿、机关和学校等客货运交通集散中心，它们的进出交通对城市干道交通产生一定影响和干扰，必须予以注意。观测断面应选在车流稳定、观测机维清晰、不受干扰处交叉口观测则在每个人口（或出口）处设置观测点，观测断面可选在停车线附近。,57,表3-4 319国道高峰小时机动车交通量(pcu/h),第二章 交通流理论基础知识,58,2、调查时间 调查时间范围也是随调查目的而异。作为了解交通量常年变化趋

34、势的一般性调查，必须进在正常交通流的时候进行。一年当中多在春秋季节，一周中多从周二到周四。调查时间区段，除一年、一个月、一周等连续进行调查以外，还有如下几种：1）24小时的昼夜观测：用于了解一大中交通量的时变情况。一般在周内选择正常工作日的24小时进行观测其起讫时间可从早7时至次B早7时。2）昼间12（或16）小时观测：用于了解白天大部分时间的交通量变化情况，一般始于上午7时（或6时）。止于下午7时（或10时）。3）高峰小时观测：用于了解早、晚高峰小时的交通量变化情况，在高峰时间内进行13小时的连续观测。我国大城市早高峰时间一般出现在上午7时至10时，晚高峰在下午4时至7时。在上述的交通观测中

35、，一般要求至少每隔15分钟作出分段记录，必要时可以5分钟的间隔作出分段记录、有时根据需要也可接信号交叉口信号周期间隔计数以获得高峰小时系数或荷载系数。交通量观测记录格式根据不同的调查目的和方法而有所不同。可制表。,第二章 交通流理论基础知识,59,（三）交通量调查方法 1、路旁侧记法 在一些选定的观测站上，按不同的调查目的进行连续式或间歇式的观测记录。根据测记方法的不同可分为人工计数法和自动计数法两类、采用何种方法，主要取决于所获得的设备，经济技术条件以及要求的资料情况。l）人工计数：这是一种目前我国应用最广泛的方法，只要有一个或几个调查人员即可在指定地点路侧进行调查，组织工作简单，调配和变动

36、地点灵活，使用的工具除必备的计时器（平表或秒表）外十一般只需要手动（机械或电子）计数器和其它记录用的笔和纸观测精区较高、缺点是调查人员体力消耗大，工作环境较差，且如进行长期连续观测，则耗费较大，故一般最适合于作短期的交通量调查。,第二章 交通流理论基础知识,60,第二章 交通流理论基础知识,2）自动计数：发达国家已广泛采用自动计数装置进行交通量调查，它节省人工，使用方便，种类繁多，特别适合于儒进行匕胡连续性观测l的路段、其缺点是难以区分车种、车型，若在交叉口上观测也无法区分流向。目前国外常用的自动计数器有：光电式计数器：由光源和光电管组成，当光源被车辆这断而使光电管感知并接通继电器移动电笔记录

37、。感应式计数器：将检测线圈埋在路面下，使之传感路面上通过的汽车引起瞰场变化记录车辆通过的数量。超声波计数器：用超声波发生器发出超声波，使其在路面上发射，用拾波器抬回、行车遮断波反射，继电器关闭，电流接通，记录车辆通过数量。气压式计数器：横过车行道铺设一密封的橡皮管，当车辆通过，经压力开关将橡皮管中发生压力变化记录下并累加起来，两次记录表示通过一辆汽车。此外,还有红外线式、电接触式、雷达式等自动计数仪均可连续记录交通量。但多存在仅能单一记录通过车辆数、难以区分车种、车型等缺点。且容易受非机动车、行人干扰。对于我国道路交通的复杂情况往往还需输以人工观测予以修正或补充。,61,第二章 交通流理论基础

38、知识,2、流动车测定法 此法需要一辆测试车（小型面包车、工具车或小轿车、吉普车均可）、34名调查人员。其中一切已录明与试车对向开来的车辆数。一人记录与测试车同向行驶的车辆中被测试车超越的车辆数和超越测试车的车辆数，另一人记录行驶时间及停驶时间、选取合适的观测路段，其路段长度事先测定或自里程碑、地形图或有关单位获取、测试车在测试路段上连续往返行驶1216次。总的行驶时间、根据美国国家城市运输委员会的规定，主要道路每英里30分钟，次要道路每英里10分钟。根据在测试车于观测路段上往返行驶时记录的相应数据，可分别计算交通量、行车时间及车速。,62,第二章 交通流理论基础知识,（四）交通量调查资料整理

39、1、汇总表 各种调查方法所获得的交通量资料，经过整理，都应列成总表以供各种分析研究之用。为保证资料使用的可靠性、完整性和科学性，汇总表应包括有时间（年、月、日、星期、上下午及小时等）；地点（路线、街道、交叉口等的名称、方向或车道）；天气；调查人员姓名等内容，必要时可绘制平面示意留或另附说明。2柱状图（直方图）常用来表示一天中各小时交通量的变化从中可看出交通量的变化趋势，高峰小时的出现。是否双峰型或其它型式，白天与夜间交通量的差异等。交通量小时变化、周日变化等也常用曲线图表示。3流量流向图 常用来表示交叉口各向车辆的运行状况。典型的十字交叉口流量流向图，可一目了然地看到交叉口的流量流向分布。通常

40、根据高峰小时的当量交通量绘制，若机动车高峰与非机动车高峰不是同时出现，则应对机动车和非机动车高峰小时交通量分别绘制其流量流向图。,63,64,第二章 交通流理论基础知识,65,66,第二章 交通流理论基础知识,二、车速调查 目前常用两种不同的平均速度概念来衡量交通状况（或给定车辆的运行速率）：一种是时间平均速度或平均瞬时速度（即地点车速），它是在道路上给定地点处在交通通畅条件下量测到的一组连续车辆速度的平均值，用以表证该地点的速度特征；另一种是区间平均速度，它是以给定的路段运行距离被该距离的平均行驶时间除而得到的。,67,（一）地点车速调查（1）调查地点的选择（2）调查时间的选择。与调查目的相

41、对应的具有典型性和代表性的时段，通常选择在天气良好、交通和道路状况均正常的时间进行调查。（3）样本量的确定。抽样调查全样调查,第二章 交通流理论基础知识,研究车速分布和变化规律时，道路结构和外界环境影响小；研究实施限制车速时，观测地点应该选择在限制车速的道路或地点；研究交通改善设计或交通管理措施的效果时，选择交通改善地点作为车速调查的地点；交通事故分析时，应该调查事故发生地点的车速。,样本量的确定,地点车速最小样本量：1998版交通工程手册：,n最小样本值。估计的样本标准偏差，查表或用8km/h作为其近似估计值。E速度调查允许误差，一般可取2.0km/h；K置信水平系数，对应于不同置信水平下的

42、经验值交通工程手册。,表2.2-10 样本标准差,表2.2-11 置信水平系数,例题：在一条城市4车道路上测定地点车速，希望得到平均车速的容许误差在2.0km/h以内，并具有95%的置信水平，问至少需要多少样本？,解：,71,（4）地点车速调查方法,地点车速调查可以采用人工测量法和机械测量法。,人工测量法,工具：秒表、卷尺、记录表格、标旗、铅笔等,表2.2-12 地点车速调查表调查日期 调查路线 调查时间 至_天气 调查员,73,雷达测速法,基本原理：应用反射波的多普勒效应，当雷达测速仪瞄准被测车辆时，发射高频微波，遇到车辆后反射回来，根据发射波和反射波的频率差与车辆行驶速度成正比的关系，得到

43、车辆的瞬时车速。,74,道路检测器测量法,基本原理：在测速地点选取一小段距离，两端均埋设检测器，车辆通过前后两个检测器时发出信号，并传送给记录仪，记录下车辆通过的时间，从而计算出车速。环状线圈式、超声波式、微波式等。,75,摄像法,基本原理：在测量地点，量取若干段距离，做好标记。将摄像机设置在视野良好的高处，防止行车道树以及其他设施的遮挡，将摄像机对准拟测路段，以一定的送片速度录像。根据汽车通过测定区间的录像胶卷画面数（帧数）和画面的时间间隔，即可求出车辆的地点车速。录像时应该详细记录开始时间、地点、方向、送片速度、气候等，以免整理时发生错误。,76,（1）牌照法（2）跟车法（3）流动车测速法

44、,区间车速指车辆行驶在某一区间时，根据道路交通状况而确定的综合车速，用区间距离除以车辆行驶在该区间的总时间（包括停车时间）求得。通常用于掌握道路交通现状，作为评价道路服务水平的主要指标，也是衡量道路上车辆运营经济特性的重要参数。,（二）区间车速调查,区间车速最小样本量：1998版交通工程手册：,n最小抽样里程数；N总里程数；总里程的标准偏差，可根据过去观测过的数据取值，缺少时可取8km。E允许误差；K置信水平系数，对应于不同置信水平下的经验值交通工程手册。,78,（1）牌照法,人工：在路段的起终点设置观测点，各设置调查员46人，按照上下行方向分为两组。观测人员记录通过观测点的车辆类型、牌照号码

45、（可以只记录后三位数）、车辆通过时间求得。调查结束后，将起终点的车型和车牌照进行对比，计算相同牌照号码的车辆通过起终点的时间差，即为行程时间，用路段距离除以此行程时间得到区间车速。自动：车辆牌照记录装置AVI(Automatic Vehicle Identification)。,表 2.2-13 牌照法车速调查表道路名称 起点 终点_ 调查日期 调查员 天气_,80,(2)跟车法,利用观测车在观测路段往返行驶，同时记录下所用的时间，即为行程时间，用路段长度除以该时间即可得到行程速度。测速时，测试车必须跟踪道路车队行驶，一般不允许超车，但是如果遇到速度较低的车辆可以超越。两名观测人员中的一人观测

46、沿线交通情况，用秒表读出经过各标记地点的时间、沿线停车时间以及停车原因，另一人记录。当测试车遇到阻塞或严重减速时，应该记录减速次数或停车延误时间及原因。,表2.2-14 跟车法测速记录表道路名称 起终点 调查日期 调查员 天气,【例题2.2-1】乘观测车从A点出发到B点,经过两个交叉口（C、D）和三个停靠站（E、F和G），单方向行驶5次，用秒表计时，经过整理得到表2.2-15所示调查结果，试计算平均区间车速。,表2.2-15 跟车法调查结果,【解】计算平均停车时间,计算平均行驶时间,计算平均行程时间,计算平均区间车速,84,（3）流动车测速法与交通量调查的浮动车法完全相同，即在测速区间作往返行

47、驶调查，根据调查结果计算行程时间，用路段长度除以行程时间即得到区间车速。,85,第二章 交通流理论基础知识,（三）观测资料的分析,现以地点车速观测实例加以说明。表2-15是某次地点车速观测记录计算表，表中前二列为观测数据，其余各列为计算数据。,1用直方图与车速频率分布曲线表示 计算出各组车速的相应数据如表2-15。,86,返回,上一页,下一页,退出,计算车速平均值：=（公里/小时）计算标准差：标准差是概率分布中的一项重要参数，它反映了车速这一变量的离散程度。,计算误差范围：它表征估算结果的可能误差范围。式中：为系数，对于95%的置信度，一般 取2.02.9，此处取=2.0。则,返回,上一页,下

48、一页,退出,89,计算代表性车速：该路段代表性车速是在范围之内，即：2、绘制车速频率图 根据表2-15中车速和观测次数的百分比两栏数据可绘出车速直方图和频率分布曲线，如图2-12。,将表2-15中的车速和累计频率两栏数据绘成车速频率累计曲线，如图2-13所示。从图中可以看到下列作为研究对象的特征点：中位地点车速（50%）：表示在该车速以下行驶的车辆数与在该车速以上行驶的车辆数相等；85%位车速：表示全部车辆的85%是在此车速以下行驶。多用此车速作为道路的限制车速。15%位车速：表示全部车辆的15%是在此车速以下行驶。常用此车速作为高速道路上限制最低车速的依据。,91,三、交通密度调查,1、出入

49、量法在道路上选择A、B两点间路段为观测路段，车流从A点驶向B点。,A,B,（2）初始车辆数的确定求初始车辆数E(t0)的方法有车牌照法、照相观测法和试验车法,式中，qB从t0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。,93,2.地面（高处）摄影观测法,地面（高处）摄影观测法通常用录像机在高处摄影确定道路交通密度。测定路段长度视地区内的交通状况和周围条件而变化，一般取50m100m，若超过100m，测量精度将会受到影响。,94,3.航空摄影观测法,航空摄影观测法是利用普通飞机或直升飞机从空中摄影，从照片上获得交通密度的方法。直升机具有低速且能停在空中的性能，因此被广泛的采用。航空摄影观测法测定路段交通密度最为适宜，但是不宜长时间的观测，不仅是因为费用大，而且因为飞机在空中飞行时间有限（飞机在10001500m高度最多能停留30min），航空照相机一次摄影的胶卷张数亦受到限制。调查精度与摄影间隔有关，间隔越短精度越高。,