交通工程学-第5章 密度
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交通工程学——道路通行能力
轴的平均值；
K2 —系数：三路交叉口K2＝150 （pcu/h）， 四路交叉口K2＝140 （pcu/h）。
34
四、信号交叉口的通行能力
概述 交叉口信号是由红、黄、绿三色信号灯组成的，用以指挥车辆
的通行、停止和左右转弯，随信号灯色的变换使车辆通行权由一个方 向转移给另一个方向，根据信号周期长度及每个信号相所占时间的长 短，可以计算出交叉口的通行能力。
行能力，即：
C规划(设计) =Co× v/c
19
第三节 交叉口通行能力
20
一、概述
定义 两条或两条以上的道路在同一平面相交称为平面交叉。两条
不同方向的车流通过平交路口时产生车流的转向、交汇与交叉，在平 交路口可能通过此相交车流的最大交通量就是交叉口的通行能力。 分类：
无控制交叉口 环行交叉口 信号控制交叉口
7
管制条件：是指道路管制设施装备的类型、管理体制的层次，交通信 号的位置、种类、配时等影响通行能力的关键性管制条件，其它还有 停车让路标志、车道使用限制，转弯禁限等措施。 其它条件：有气候、温度、地形、风力、心理等因素。但其中直接影 响通行能力数值的主要因素有：车行道宽度及侧向净空，车行道数量、 交通组成、驾驶员特性、道路纵坡、横向干扰与视距等。
18
三、规划（设计）通行能力
概念： 设计通行能力或称规划通行能力，是指道路根据使用要求的
不同，按不同服务水平条件下所具有的通行能力，也就是要求道路所 承担的服务交通量，通常作为道路规划和设计的依据。 计算：
只要确定道路的实际通行能力（ Co），再乘以预先给定服务 水平的服务交通量与通行能力之比（v/c），就得到规划（设计）通
23
二、无信号控制的交叉口通行能力
十字形交叉口通行能力计算方法：当出现可插间隙时间α时，次要方 向的车流可以相继通过的随车时距为β，推导出下列计算公式：
K2 —系数：三路交叉口K2＝150 （pcu/h）， 四路交叉口K2＝140 （pcu/h）。
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四、信号交叉口的通行能力
概述 交叉口信号是由红、黄、绿三色信号灯组成的，用以指挥车辆
的通行、停止和左右转弯，随信号灯色的变换使车辆通行权由一个方 向转移给另一个方向，根据信号周期长度及每个信号相所占时间的长 短，可以计算出交叉口的通行能力。
行能力，即：
C规划(设计) =Co× v/c
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第三节 交叉口通行能力
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一、概述
定义 两条或两条以上的道路在同一平面相交称为平面交叉。两条
不同方向的车流通过平交路口时产生车流的转向、交汇与交叉，在平 交路口可能通过此相交车流的最大交通量就是交叉口的通行能力。 分类：
无控制交叉口 环行交叉口 信号控制交叉口
7
管制条件：是指道路管制设施装备的类型、管理体制的层次，交通信 号的位置、种类、配时等影响通行能力的关键性管制条件，其它还有 停车让路标志、车道使用限制，转弯禁限等措施。 其它条件：有气候、温度、地形、风力、心理等因素。但其中直接影 响通行能力数值的主要因素有：车行道宽度及侧向净空，车行道数量、 交通组成、驾驶员特性、道路纵坡、横向干扰与视距等。
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三、规划（设计）通行能力
概念： 设计通行能力或称规划通行能力，是指道路根据使用要求的
不同，按不同服务水平条件下所具有的通行能力，也就是要求道路所 承担的服务交通量，通常作为道路规划和设计的依据。 计算：
只要确定道路的实际通行能力（ Co），再乘以预先给定服务 水平的服务交通量与通行能力之比（v/c），就得到规划（设计）通
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二、无信号控制的交叉口通行能力
十字形交叉口通行能力计算方法：当出现可插间隙时间α时，次要方 向的车流可以相继通过的随车时距为β，推导出下列计算公式：
交通工程学 第五章 5-1 通行能力分析
道路的通行能力和服务水平从不同的角度反映了道路 的性质与功能，通行能力主要反映道路服务数量的多少或 能力的大小，服务水平主要反映了道路服务质量或服务的 满意程度。通行能力和服务水平两者是不能分开的。
第一节 道路通行能力和服务水平
一、道路通行能力概述
(一)基本概念 道路通行能力是道路能够疏导或处理交通流的能力。
第一节 道路通行能力和服务水平
二、道路服务水平概述
由于实际确定服务等级时，难以全面考虑和综合上述请 因素，往往仅以其中的某几项指标作为代表。如行车速度及 服务交通量与通行能力之比，作为路段评定服务等级的主要 影响因素。同时，由于这几项指标比较易于观测，而且车速 和服务交通量也同其它因素有关，所以取此二者作为评价服 务水平的主要指标是有一定根据的。
、货车、大车、小车、长途、短途等交通组成和分布，车道 中交通密度、流量，流向及方向分布，横向干扰等。
3)管制条件，是指道路管制设施装备的类型、管理体制的 层次，交通信号的位置、种类、配时等影响通行能力的关键 性管制条件，其它还有停车让路标志、车道使用限制，转弯 禁限等措施。
4)其它条件，有气候、温度、地形、风力、心理因素等。
第一节 道路通行能力和服务水平
二、道路服务水平概述 目前服务水平大体按下列指标划分： 1) 行车速度和运行时间； 2) 车辆行驶时的自由程度(通畅性)； 3) 交通受阻或受干扰的程度，以及行车延误和每公里停
车次数等； 4) 行车的安全性(事故率和经济损失等)； 5) 行车的舒适性和乘客满意的程度； 6) 最大密度，每车道每公里范围内车辆的最大密度； 7) 经济性(行驶费用)。
第五章 道路通行能力分析
道路通行能力是道路规划、设计及交通管理等方面的 基本参数，其具体数值的变化随道路等级、线形、路况、 交通管理与交通状况的不同而有显著的变化。
第一节 道路通行能力和服务水平
一、道路通行能力概述
(一)基本概念 道路通行能力是道路能够疏导或处理交通流的能力。
第一节 道路通行能力和服务水平
二、道路服务水平概述
由于实际确定服务等级时，难以全面考虑和综合上述请 因素，往往仅以其中的某几项指标作为代表。如行车速度及 服务交通量与通行能力之比，作为路段评定服务等级的主要 影响因素。同时，由于这几项指标比较易于观测，而且车速 和服务交通量也同其它因素有关，所以取此二者作为评价服 务水平的主要指标是有一定根据的。
、货车、大车、小车、长途、短途等交通组成和分布，车道 中交通密度、流量，流向及方向分布，横向干扰等。
3)管制条件，是指道路管制设施装备的类型、管理体制的 层次，交通信号的位置、种类、配时等影响通行能力的关键 性管制条件，其它还有停车让路标志、车道使用限制，转弯 禁限等措施。
4)其它条件，有气候、温度、地形、风力、心理因素等。
第一节 道路通行能力和服务水平
二、道路服务水平概述 目前服务水平大体按下列指标划分： 1) 行车速度和运行时间； 2) 车辆行驶时的自由程度(通畅性)； 3) 交通受阻或受干扰的程度，以及行车延误和每公里停
车次数等； 4) 行车的安全性(事故率和经济损失等)； 5) 行车的舒适性和乘客满意的程度； 6) 最大密度，每车道每公里范围内车辆的最大密度； 7) 经济性(行驶费用)。
第五章 道路通行能力分析
道路通行能力是道路规划、设计及交通管理等方面的 基本参数，其具体数值的变化随道路等级、线形、路况、 交通管理与交通状况的不同而有显著的变化。
华东交通大学《交通工程学》复习题
华东交通大学《交通工程学原理》练习题第一章绪论1、什么是交通工程学?交通工程学主要研究哪几个方面？2、我国目前的交通工程进展情况如何?从现状和国外交通工程的发展进程来看，你认为我国交通的发展方向应如何？第二章人、车的交通特性分析1、为什么要研究交通特性？一般包括哪些特性？这些特性具体表现在哪些方面？2、感觉和知觉的差异。
3、驾驶员在交通系统中所处的地位及职责是什么？驾驶员的交通行为及心理特性如何？4、驾驶员的哪些个性特征可以影响到驾驶行为？其影响如何？5、交通设施（设计。
）中哪些情况考虑了驾驶员（行人或者乘客。
）的交通特性？举例说明。
6、疲劳驾驶、饮酒与驾驶的危害。
第三章交通量调查1、交通量的定义是什么？如何表达？有何用途？2、什么叫高峰小时系数？如何计算确定？有何用途？3、何谓车辆换算系数？路段和交叉口该系数是否相同？你认为应如何求算较合理？4、试述交通量的空间分布和时间分布特性。
5、何谓第三十位小时交通量？有什么意义及用途？6、某双向道路，两个方向的交通量分别为400辆/小时和600辆/小时，该道路的方向不均匀系数K d应为_______a、40%b、60%c、50%d、66.7%7、、某双向两车道乡间公路，2012年3月20日测得三月份星期一平均日交通量为15800辆/日，月变系数为0.96，星期一的日变系数为0.97，第30位小时系数为12.5%，方向不均匀系数为0.6，单车道通行能力取800辆/小时，则该公路需________a、不需扩建b、至少修建4车道c、至少修建3车道d、至少修建5车道8、表为城市观测站与研究周交通量变化系数和月变系数记录的交通量，试由这些数据计算周变系数、月变系数值表4表59、试述流动车法的基本原理、适用范围、测定方法10、交通量调查有哪些方法？各有何优、缺点？11、交通量调查观测站的类型如何选定？如何设置？12、在编制《南昌某小区的交通影响评价》报告时，对解放西路/上海南路交叉口进行了交通调查，调查的统计结果如下表，据表完成该交叉口的流量流向图。
交通流密度第五章2
交通工程学教师:朱艳茹 交通工程学
n
第一节 交通流密度 例5－3 在30s测定的时间内，4辆车通过观测断面所占 30s测定的时间内， 的时间分别为0 的时间分别为0.5s，0.7s，1.0s，1.1s， 则：
1 Rt = (0.5 + 0.7 + 1.0 + 1.1) ×100% = 11% 30
交通工程学教师:朱艳茹 交通工程学
复习思考题 1、 什么是交通流密度 ？ 什么临界密度？ 什么是车头间 什么是交通流密度？什么临界密度？ 距？什么是车头时距？什么是车道占有率？ 什么是车头时距？什么是车道占有率？ 2、交通流密度与车头间距的关系？ 交通流密度与车头间距的关系？ 3、简述交通流密度资料的用途？ 简述交通流密度资料的用途？
交通工程学教师:朱艳茹 交通工程学
第一节 交通流密度
一、交通流密度的定义 1、交通流密度 （又称车流密度）是指在某一时刻，某单位长 又称车流密度）是指在某一时刻， 的路段上一条车道或几条车道内的车辆数。 的路段上一条车道或几条车道内的车辆数。 它是反映道路上车辆的密集程度、 它是反映道路上车辆的密集程度、衡量道路上车流畅通情 况的重要指标。 况的重要指标。交通流密度一般可用下式表示：
K
=
N L
式中：K——交通流密度（辆／km） 式中：K——交通流密度（辆／km）； L——道路长度（km ）； ——道路长度（ N——在L长的道路上拥有的车辆数（辆）。 ——在 长的道路上拥有的车辆数（
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第一节 交通流密度 例 5 － 1 一条双车道 （ 双向 ） 道路 ， 在某一时刻 ， 在 250m长的路段内，每条车道上有两辆车， 250m长的路段内，每条车道上有两辆车，则：
n
第一节 交通流密度 例5－3 在30s测定的时间内，4辆车通过观测断面所占 30s测定的时间内， 的时间分别为0 的时间分别为0.5s，0.7s，1.0s，1.1s， 则：
1 Rt = (0.5 + 0.7 + 1.0 + 1.1) ×100% = 11% 30
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复习思考题 1、 什么是交通流密度 ？ 什么临界密度？ 什么是车头间 什么是交通流密度？什么临界密度？ 距？什么是车头时距？什么是车道占有率？ 什么是车头时距？什么是车道占有率？ 2、交通流密度与车头间距的关系？ 交通流密度与车头间距的关系？ 3、简述交通流密度资料的用途？ 简述交通流密度资料的用途？
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第一节 交通流密度
一、交通流密度的定义 1、交通流密度 （又称车流密度）是指在某一时刻，某单位长 又称车流密度）是指在某一时刻， 的路段上一条车道或几条车道内的车辆数。 的路段上一条车道或几条车道内的车辆数。 它是反映道路上车辆的密集程度、 它是反映道路上车辆的密集程度、衡量道路上车流畅通情 况的重要指标。 况的重要指标。交通流密度一般可用下式表示：
K
=
N L
式中：K——交通流密度（辆／km） 式中：K——交通流密度（辆／km）； L——道路长度（km ）； ——道路长度（ N——在L长的道路上拥有的车辆数（辆）。 ——在 长的道路上拥有的车辆数（
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第一节 交通流密度 例 5 － 1 一条双车道 （ 双向 ） 道路 ， 在某一时刻 ， 在 250m长的路段内，每条车道上有两辆车， 250m长的路段内，每条车道上有两辆车，则：
第五章交通流密度
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交通工程学
2）输入输出法 这种调查方法的前提是：假设车辆到达和离去 属于均匀分布；车辆排队现象存在于某一持续 时间的其中一段时间内：如果到达的车辆数大 于道路通行能力则开始排队。而当到达的车辆 数小于路段的通行能力时，则排队开始消散。
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停驶车辆百分率的估计误差：
＝ ＝9.8％
由于停驶车辆百分率的误差为 9.8%，小于容许 误差10%，说明这次调查满足精度要求。
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观测时间 8:00 8:01 8:02 8:03 在下列时间内停在引道内的车辆数 +0s 0 4 6 2 +15s 2 0 6 8 +30s 4 8 12 0 +45s 10 8 0 10 16 19 23 18 引道交通量 停驶车数 非停驶车数 20 18 24 15
8:04
8:05 8:06 8:07 8:08 8:09 8:10 小计 合计
停驶车辆百分率的估计误差=
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例：对交叉口某一引道进行延误调查，观测时间 间隔为 15s，对引道上100辆车进行初步调查，得 知停驶车辆的百分率为48%，实际调查数据如表 所示。试计算： （1）确定最小样本容量，容许误差 d=0.10；（2） 计算延误指标。
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交通工程学
（一） 交通流密度调查的准备工作
交通密度调查时，首先要确定观测的总时间 及测定的区间长度。一般来说如果密度调查的 总时间长，则区间宜短；反之，如果总时间短， 则区间宜长，两者密切相关。当总时间在5分 钟以上时能得到较平顺的密度值。
交通工程学
2）输入输出法 这种调查方法的前提是：假设车辆到达和离去 属于均匀分布；车辆排队现象存在于某一持续 时间的其中一段时间内：如果到达的车辆数大 于道路通行能力则开始排队。而当到达的车辆 数小于路段的通行能力时，则排队开始消散。
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停驶车辆百分率的估计误差：
＝ ＝9.8％
由于停驶车辆百分率的误差为 9.8%，小于容许 误差10%，说明这次调查满足精度要求。
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观测时间 8:00 8:01 8:02 8:03 在下列时间内停在引道内的车辆数 +0s 0 4 6 2 +15s 2 0 6 8 +30s 4 8 12 0 +45s 10 8 0 10 16 19 23 18 引道交通量 停驶车数 非停驶车数 20 18 24 15
8:04
8:05 8:06 8:07 8:08 8:09 8:10 小计 合计
停驶车辆百分率的估计误差=
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例：对交叉口某一引道进行延误调查，观测时间 间隔为 15s，对引道上100辆车进行初步调查，得 知停驶车辆的百分率为48%，实际调查数据如表 所示。试计算： （1）确定最小样本容量，容许误差 d=0.10；（2） 计算延误指标。
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（一） 交通流密度调查的准备工作
交通密度调查时，首先要确定观测的总时间 及测定的区间长度。一般来说如果密度调查的 总时间长，则区间宜短；反之，如果总时间短， 则区间宜长，两者密切相关。当总时间在5分 钟以上时能得到较平顺的密度值。
交通工程学课件第5章56-道路通行能力
服务水平 P155 表5-14
计算思路 双车道公路中任何一方向的车辆在行驶过程中， 不仅受到同向车辆的制约，还受到反向车流的 影响。因此，对通行能力和服务水平的计算要 采用双向同时分析的思路。
1
1、车行道最大服务交通量
M SVi CB (V / C)i
Msv i ——在理想条件下第i级服务水平的车行道双向最大服 务交通量(pcu／h)； CB ——基本通行能力，理想条件下车行道每小时双向合 理的期望能通行的最大交通量，CB=2500pcu／h； (V／C)i——第i级服务交通量与基本通行能力之比。
50(W0 1.5) 54 188W0
/
3
(%) 16W02
/
3
(%)
W0 3.5m W0 3.5m
W0 : 一条机动车道宽度(m)
当车道宽为标准宽度3.5m时，η=100%，车道宽
度与影响系数之间的变化关系如表5－24所示
9
Hale Waihona Puke 3．交叉口影响修正系数β的确定 交叉口影响修正系数，取决于交叉口控制方式及交 叉口间距。 当交叉口间距较小时，交叉口的停车延误在车辆行 驶时间中所占的比例较小，不利于道路空间的利用 、路段通行能力的发挥及路段车速的提高。 交叉口间距的增大，有利于提高路段通行能力及路 段车速，有利于充分利用道路空间
5
最小车头时距ht计算示意
6
二、城市道路路段设计通行能力
CD CB n'
式中：CD 单向路线设计通行能力(pcu／h)； CB 单向路线理想通行能力(pcu／h)；
γ 自行车影响修正系数； η 车道宽影响修正系数； n′ 车道数修正系数；
β 交叉口影响修正系数。
7
1．自行车影响折减系数γ的确定 ①机、非机动车道之间有分隔带γ =1 ②机、非机动车道间无分隔带，但自行车道不饱和γ =0.8 ③机、非机动车道间无分隔带，自行车道超饱和
计算思路 双车道公路中任何一方向的车辆在行驶过程中， 不仅受到同向车辆的制约，还受到反向车流的 影响。因此，对通行能力和服务水平的计算要 采用双向同时分析的思路。
1
1、车行道最大服务交通量
M SVi CB (V / C)i
Msv i ——在理想条件下第i级服务水平的车行道双向最大服 务交通量(pcu／h)； CB ——基本通行能力，理想条件下车行道每小时双向合 理的期望能通行的最大交通量，CB=2500pcu／h； (V／C)i——第i级服务交通量与基本通行能力之比。
50(W0 1.5) 54 188W0
/
3
(%) 16W02
/
3
(%)
W0 3.5m W0 3.5m
W0 : 一条机动车道宽度(m)
当车道宽为标准宽度3.5m时，η=100%，车道宽
度与影响系数之间的变化关系如表5－24所示
9
Hale Waihona Puke 3．交叉口影响修正系数β的确定 交叉口影响修正系数，取决于交叉口控制方式及交 叉口间距。 当交叉口间距较小时，交叉口的停车延误在车辆行 驶时间中所占的比例较小，不利于道路空间的利用 、路段通行能力的发挥及路段车速的提高。 交叉口间距的增大，有利于提高路段通行能力及路 段车速，有利于充分利用道路空间
5
最小车头时距ht计算示意
6
二、城市道路路段设计通行能力
CD CB n'
式中：CD 单向路线设计通行能力(pcu／h)； CB 单向路线理想通行能力(pcu／h)；
γ 自行车影响修正系数； η 车道宽影响修正系数； n′ 车道数修正系数；
β 交叉口影响修正系数。
7
1．自行车影响折减系数γ的确定 ①机、非机动车道之间有分隔带γ =1 ②机、非机动车道间无分隔带，但自行车道不饱和γ =0.8 ③机、非机动车道间无分隔带，自行车道超饱和
第五章_第四节沥青混合料最佳用油量的确定 (1)解析
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13
4.2 为什么要确定最佳沥青用量
➢ 沥青用量过多
泛油
2020/10/25
车辙
交通科学与工程学院
推移、拥包
14
4.2 为什么要确定最佳沥青用量
➢对沥青混合料强度影响
= c + (tan
沥青混合料 沥青粘结 集料嵌挤
的强度 c
交 互 沥青性质 作 用
集料性质
2020/10/25
4．在矩形图上绘制出各集料的通过百分率的筛分曲线 5．按照各集料曲线重叠、相接、相离三种情况确定各集料的用量比例 6．合成级配， 7. 校验、调整
矿质混合料组成设计
第四节 沥青混合料最佳沥青用量确定
WHAT
WHY
HOW
2020/10/25
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10
4.1 最佳沥青用量（OAC）
沥青用量
沥青占沥青混合料的比例 油石比：沥青占集料及矿粉之和的比例
2020/10/25
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11
4.2 为什么要确定最佳沥青用量
稳高定色温性
低香温
抗裂性
水温味定性
耐久性
2020/10/25
色
香
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味
12
4.2 为什么要确定最佳沥青用量
➢沥青用量过少
松散
坑槽
2020/10/25
X aM i 100 a Ai
• (2)计算B集料在矿质混合料中的用量,设B集料中占优势粒径的粒径尺寸为j,其含量为 aB(j),混合料M中该粒径要求的分计筛余百分率为aM(j),则B在混合料中的用量(Y)为
Y aM j 100 aB j
交通工程--车流 密度讲解
V hs ht 3 .6
式中：V――汽车行驶速度（km/h）。
例题
在某条30km长的路段的起点断面上，在 5min内测得有60辆汽车，车流是均匀连续 的，V=30km/h，求Q、hs、ht、K为多少？
解：
由于车流是均匀连续的，故有： Q=60×60/5=720辆/ h ht=3600/Q=3600/720=5s/辆 hs=ht×v=5×30/3.6=41.67m/辆 K=1000/hs=1000/41.67=24辆/km 校核：Q=V×K=30×24=720辆/h
AB 车
A
B
Q
A
Q
B
§5.2.1出入量法（试验车法、车牌照法）
方法： 设试验车通过Ａ端的时刻为ｔ0，到达Ｂ端处的时 刻为ｔ1，自ｔ0到ｔ1时刻通过B端的车辆数为q，试 验车超车的数量为a，其它车超过试验车的数量为b， 则ｔ0时刻AB段内的初始车辆数为：
E (t0 ) q a b
§5.2.1出入量法
《交通工程学》
第五章 交通密度
§5.1交通密度
一、基本定义 交通密度是指单位长度车道上，某一瞬间 所存在的车辆数，一般用辆/（Km· 车道）表示， 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。 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。
§5.1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： n
Rs
l
i 1
i
L
§5.1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
交通工程学 第5章 道路通行能力
§5-4 双车道公路通行能力
本节内容
• 双车道公路通行能力 • 多车道公路路段通行能力 • 城市道路通行能力分析
5.4.1 概述
1. 双车道公路路段通行能力
目前我国大多数干线及非干线公路均为双车道公 路，同时双车道公路也是我国公路网中最长、最普 遍的一种公路形式。由于双车道公路交通特性的独 特，车辆只能在对向车道有足够超车视距，必须进 入对向车道行驶若干距离后回到本向车道，才能完 成超车过程。因而此类交通流又不同于其他的非间 断流，一个方向上的正常车流会受另一方向上的车 流影响，因此双车道公路的两个方向中任何一个方 向的车流运行都受到对向交通的制约。故不能对单 个方向而必须对车行道双向通行能力和服务水平进 行总的分析计算。
平行式出口标线
5.3.2 高速公路基本路段通行能力分析
1. 高速公路的理想条件
(1) 3.75m≤ 车道宽度≤ 4.50m； (2) 侧向净宽≥ 1.75m； (3) 车流中全部为小客车； (4) 驾驶员均为经常行驶高速公路且技术熟练遵守交通法 规者。
2. 高速公路基本路段服务水平
3. 高速公路基本路段通行能力
关于道路通行能力的研究：
美国于1950年将其算法标准化编入美国《道路通行能力手 册》 Highway Capacity Manual，HCM)中。该手册不仅在美 国，而且在很多国家作为计算通行能力的规范书使用着。 日本于1960年制定了《公路工程技术标准》，该标准采用 了美国《公路通行能力手册》中的观点。1982在《道路交通 容量》一书中将日本的研究成果编入，论述了路段、平面交 叉路口、匝道、交织区间等公路各组成部分通行能力的算法 ，从而使日本的公路通行能力的计算标准化。 我国在20世纪80年代前期，通行能力实际应用中基本上引 用美国HCM的研究成果。然而中国的交通环境、交通组成和 车辆性能与国外有很大差别，主要是混合交通比较普遍。为 此，我国自1983年以来，由交通部牵头，连同一些大专院校 ，先后对通行能力进行了较大规模的研究，1996年，国家成 立了“九五”科技攻关“公路通行能力”课题组，对我国道 路通行能力进行了深入研究，最终出版《公路通行能力》， 是具有一定权威性。
《交通工程学》习题解(2-5章)
第二章 交通特性2-1下表为某高速公路观测交通量，试计算：（1）小时交通量；（2）5min 高峰流率；（3）15min 高峰流率；（4）15min 高峰小时系数。
解：⑴ 小时交通量：hQ /2493195190210195201205220219232217208201辆=+++++++++++= ⑵5min 高峰流率：h Q /27845602325辆=⨯= ⑶ 15min 高峰流率：h Q /26841560)220219232(15辆=⨯++= ⑷ 15min 高峰小时系数：929.04671249315=⨯=PHF 2-2某公路需进行拓宽改造，经调查预测在规划年平均日交通量为50000辆（小汽车）/d ，设计小时系数K=17.86x -1.3-0.082，x 为设计小时时位（x 取30），取一条车道的设计通行能力为1500辆（小汽车）/小时，试问该道路需要几车道。
解：已知：%26.131326.0082.03086.17082.086.1730,/h 1500C ,/d 50000AADT 3.13.11==-⨯=-====--x K x 辆辆设计小时交通量：h K AADT DHV /66301326.050000100辆=⨯=⨯= 车道数：42.4150066301===C DHV n 该道路需修6车道。
注：此题5.0=D K 。
如果6.0=D K ，3.5=n 。
2-3在一条24小时Km 长的公路段起点断面上，在6min 测得100辆汽车，车流量是均匀连续的，车速V=20km/h ，试求Q ，h t ，h s ，K 以及第一辆车通过该路段所需的时间t 。
解： 1000606100=⨯=Q 辆/h 车头时距：6.31000/3600/3600===Q h t s/辆 车头间距：206.36.3206.3=⨯==t d h V h m/辆 车流密度：5020/1000/1000===s h K 辆/km 第一辆车通过时间：2.12024===V S t h 2-4对长为100m 的路段进行现场观测，获得如下表中所示的数据，试求平均行驶时间t ，区间平均车速s V ，时间平均车速t V 。
交通工程学 第五章 5-1 通行能力分析
者。
最大服务交通量
单向车行道的实际通行能力
单向车行道的设计通行能力
交织的定义
两个或多交通流在没有交通控制设施的情况下， 沿相同的大方向在相当长的公路路段中运行，其 中相交而过的交通流称为交织。
交织区长度
交织区构造型式
交织运行形式
约束运行－交织车辆只李永乐可供使用的车道中比所期望 使用的为少的一部分，而非交织车辆则利用了比期望多的 部份。
美国将服务水平分为A至F六级描述摘要如下：
服务水平A：交通量很小，为自由流，使用者不受或基本不受交 通流中其他车辆的影响，有非常高的自由度来选择所期望的速度 和进行驾驶，为驾驶员和乘客提供的舒适便利程度极高。
服务水平B：交通量较前增加，交通在稳定流范围内的较好部分 。在交通流中，开始易受其他车辆的影响，选择速度的自由度相 对来说还不受影响，但驾驶自由度比服务水平A稍有下降。由于 其他车辆开始对少数驾驶员的驾驶行为产生影响，因此所提供的 舒适和便利程度较服务水平A低一些。
80.47 (1 VR
)b (V
/
N )c
Ld
书中表5-7分别给出相应参数a、b、c、d在相应构造 型式和运行形式中的取值。
交织区段设计通行能力
1、给出交织构造型式及N、L和交通量各值。 2、根据所采用的服务水平级别，从表5-10中查处最小平均交织
行驶速度及最小平均非交织行驶速度；
第一节 道路通行能力和服务水平
二、道路服务水平概述 目前服务水平大体按下列指标划分： 1) 行车速度和运行时间； 2) 车辆行驶时的自由程度(通畅性)； 3) 交通受阻或受干扰的程度，以及行车延误和每公里停
车次数等； 4) 行车的安全性(事故率和经济损失等)； 5) 行车的舒适性和乘客满意的程度； 6) 最大密度，每车道每公里范围内车辆的最大密度； 7) 经济性(行驶费用)。
最大服务交通量
单向车行道的实际通行能力
单向车行道的设计通行能力
交织的定义
两个或多交通流在没有交通控制设施的情况下， 沿相同的大方向在相当长的公路路段中运行，其 中相交而过的交通流称为交织。
交织区长度
交织区构造型式
交织运行形式
约束运行－交织车辆只李永乐可供使用的车道中比所期望 使用的为少的一部分，而非交织车辆则利用了比期望多的 部份。
美国将服务水平分为A至F六级描述摘要如下：
服务水平A：交通量很小，为自由流，使用者不受或基本不受交 通流中其他车辆的影响，有非常高的自由度来选择所期望的速度 和进行驾驶，为驾驶员和乘客提供的舒适便利程度极高。
服务水平B：交通量较前增加，交通在稳定流范围内的较好部分 。在交通流中，开始易受其他车辆的影响，选择速度的自由度相 对来说还不受影响，但驾驶自由度比服务水平A稍有下降。由于 其他车辆开始对少数驾驶员的驾驶行为产生影响，因此所提供的 舒适和便利程度较服务水平A低一些。
80.47 (1 VR
)b (V
/
N )c
Ld
书中表5-7分别给出相应参数a、b、c、d在相应构造 型式和运行形式中的取值。
交织区段设计通行能力
1、给出交织构造型式及N、L和交通量各值。 2、根据所采用的服务水平级别，从表5-10中查处最小平均交织
行驶速度及最小平均非交织行驶速度；
第一节 道路通行能力和服务水平
二、道路服务水平概述 目前服务水平大体按下列指标划分： 1) 行车速度和运行时间； 2) 车辆行驶时的自由程度(通畅性)； 3) 交通受阻或受干扰的程度，以及行车延误和每公里停
车次数等； 4) 行车的安全性(事故率和经济损失等)； 5) 行车的舒适性和乘客满意的程度； 6) 最大密度，每车道每公里范围内车辆的最大密度； 7) 经济性(行驶费用)。
05交通工程学 第五讲 交通流理论-流密速三参数基本关系
交通工程学基础
Traffic Engineering
叶彭姚 博士
交通运输与物流学院 西南交通大学 2011.3
第五讲 交通流理论
－流密速三参数基本关系 §5-1 交通流特性 §5-2 概率统计模型 §5-3 排队论模型 §5-4 跟驰模型 §5-5 流体动力学模拟
交通流理论概述
交通流理论是交通工程学的理论基础；
拥挤区 不拥挤区 Vm 速度V（Km/h） E
A
Vf
4.1 交通流特性
4.1.3 间断流特征
1. 信号间断处交通流特征
1 车头时距 2 3 4 5 6 7 8
h
t1
t2
t3
t4
t5
车队中的车辆
4.1 交通流特性
4.1.3 间断流特征
2. 关键变量及其定义
饱和车头间距 饱和交通量比率（饱和流率） 启动损失时间：Σ超时 净损失时间：最后一辆车越过停车线至下一 次绿灯启亮之间的时间。
Qm 流量Q（辆/h）
B
Vc=Vm VD D
流量（辆/h）
不拥挤区 A Km 拥挤区 E
Kj
密度K（辆/km）
4.1 交通流特性
4.1.2 连续流特征
2. 数学描述
3）流量与速度的关系 （利用Greenhields线性模型）
Qm 流量Q（辆/h） B Kc=Km D C
KD
流量（辆/h）
它是运用物理学和数学的方法来描述交通特性 的理论，它用分析的方法阐述交通现象及其机 理,使我们能更好地理解交通现象及本质；
研究交通流理论的意义 ——把握交通流运动机理与规律，科学地分析 交通设施设计效果与运营管理系统
Traffic Engineering
叶彭姚 博士
交通运输与物流学院 西南交通大学 2011.3
第五讲 交通流理论
－流密速三参数基本关系 §5-1 交通流特性 §5-2 概率统计模型 §5-3 排队论模型 §5-4 跟驰模型 §5-5 流体动力学模拟
交通流理论概述
交通流理论是交通工程学的理论基础；
拥挤区 不拥挤区 Vm 速度V（Km/h） E
A
Vf
4.1 交通流特性
4.1.3 间断流特征
1. 信号间断处交通流特征
1 车头时距 2 3 4 5 6 7 8
h
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t2
t3
t4
t5
车队中的车辆
4.1 交通流特性
4.1.3 间断流特征
2. 关键变量及其定义
饱和车头间距 饱和交通量比率（饱和流率） 启动损失时间：Σ超时 净损失时间：最后一辆车越过停车线至下一 次绿灯启亮之间的时间。
Qm 流量Q（辆/h）
B
Vc=Vm VD D
流量（辆/h）
不拥挤区 A Km 拥挤区 E
Kj
密度K（辆/km）
4.1 交通流特性
4.1.2 连续流特征
2. 数学描述
3）流量与速度的关系 （利用Greenhields线性模型）
Qm 流量Q（辆/h） B Kc=Km D C
KD
流量（辆/h）
它是运用物理学和数学的方法来描述交通特性 的理论，它用分析的方法阐述交通现象及其机 理,使我们能更好地理解交通现象及本质；
研究交通流理论的意义 ——把握交通流运动机理与规律，科学地分析 交通设施设计效果与运营管理系统
第五章 交通流密度
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聊城大学汽248车与交通工程学院
420
（ 1）计算最小样本容量 取置信度 95%，查得 =3.84，
聊城大学汽车与交通工程学院
二、 交通延误调查
1、延误是反映交通流运行效率的指标。 2、延误调查的目的：
为了确定产生延误的地点、类型和大小，评价道 路上交通流的运行效率，在交通阻塞路段找出延误 的原因，为制定道路交通设施的改善方案、减少延 误提供依据。
3、延误调查的意义： 通过延误调查可以直接得到车辆行程时间和损失
1012101618小计56527664206214合计248420交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院取置信度95查得3842计算交叉口延误指标总延误总停车数x观测时间间隔248x153720s每一停驶车辆的平均延误总延误停驶车辆总数3720206181s交叉口入口引道上每辆车的平均延误总延误引道总交通量372042089s停驶车辆百分率停驶车辆总数引道总交通量x100206420x10049交通工程学聊城大学汽车与交通工程学院98由于停驶车辆百分率的误差为98小于容许误差10说明这次调查满足精度要求
交通工程学第5章道路通行能力
根据匝道类型和交通条件，采用不同的计算 公式和修正系数进行计算。对于入口匝道，
间内匝道能够通过的最大车辆数。
匝道长度、车道数、交通信号控制等。 需要考虑汇入主路的交通流影响；对于出口
匝道，需要考虑驶离主路的交通流影响。
04 设计通行能力
路段设计通行能力
01
02
03
基本通行能力
在理想的道路和交通条件 下，道路上某一断面单位 时间内能够通过的最大车 辆数。
智能交通系统应用
在一些城市和地区，智能交通系统的应用已经取得了显著成效，如实时交通信息发布系统、智能导航 系统等，有效提高了道路的通行能力和交通安全性。
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感谢您的观看
行能力。
道路通行能力影响因素
道路条件
包括道路几何设计、路面状况 、车道宽度、路肩宽度、平纵
线形组合等。
交通条件
包括交通组成、车辆类型、车 速分布、车头间距分布等。
管制条件
包括交通信号控制、交叉口类 型、停车让行规定等。
环境条件
包括气候条件（如雨、雪、雾 等）、照明条件、地形条件等
。
02 基本通行能力
交叉口基本通行能力
定义
交叉口基本通行能力是指在理想的交通信号控制和其他交 通条件下，单位时间内一个进口道能够通过的最大车辆数。
影响因素
主要包括信号配时方案、交叉口几何设计、交通组成和驾 驶行为等。
计算方法
通常采用延误模型或停车线模型进行估算，其中延误模型 基于车辆通过交叉口的延误时间，停车线模型则基于车辆 通过停车线的数量。
03 可能通行能力
路段可能通行能力
定义
在理想的道路和交通条件下，单位时间内一 个车道或道路某一断面上能够通过的最大车 辆数。
05交通工程学 第五讲 交通流理论-流密速三参数基本关系
它是运用物理学和数学的方法来描述交通特性 的理论，它用分析的方法阐述交通现象及其机 理,使我们能更好地理解交通现象及本质；
研究交通流理论的意义 ——把握交通流运动机理与规律，科学地分析 交通设施设计效果与运营管理系统
4.1 交通流特性
4.1.1 交通设施种类
连续流设施
间断流设施
4.1 交通流特性
拥挤区 不拥挤区 Vm 速度V（Km/h） E
A
Vf
4.1 交通流特性
4.1.3 间断流特征
1. 信号间断处交通流特征
1 车头时距 2 3 4 5 6 7 8
h
t1
t2
t3
t4
t5
车队中的车辆
4.1 交通流特性
4.1.3 间断流特征
2. 关键变量及其定义
饱和车头间距 饱和交通量比率（饱和流率） 启动损失时间：Σ超时 净损失时间：最后一辆车越过停车线至下一 次绿灯启亮之间的时间。
4.1.1 交通设施种类
连续流设施
间断流设施
无外部因素导致周期 性中断 高速公路、限制出入 的一般公路路段。
由于外部设备导致 交通流周期性中断 一般道路交叉口
4.1 交通流特性
4.1.2 连续流特征
4.1 交通流特性
4.1.2 连续流特征
几个特征变量
(1) (2) (3) (4) (5) 极大流量Qm 临界速度Vm 最佳密度km 阻塞密度kj 畅行速度Vf
交通工程学基础
Traffic Engineering
叶彭姚 博士
交通运输与物流学院 西南交通大学 2011.3
研究交通流理论的意义 ——把握交通流运动机理与规律，科学地分析 交通设施设计效果与运营管理系统
4.1 交通流特性
4.1.1 交通设施种类
连续流设施
间断流设施
4.1 交通流特性
拥挤区 不拥挤区 Vm 速度V（Km/h） E
A
Vf
4.1 交通流特性
4.1.3 间断流特征
1. 信号间断处交通流特征
1 车头时距 2 3 4 5 6 7 8
h
t1
t2
t3
t4
t5
车队中的车辆
4.1 交通流特性
4.1.3 间断流特征
2. 关键变量及其定义
饱和车头间距 饱和交通量比率（饱和流率） 启动损失时间：Σ超时 净损失时间：最后一辆车越过停车线至下一 次绿灯启亮之间的时间。
4.1.1 交通设施种类
连续流设施
间断流设施
无外部因素导致周期 性中断 高速公路、限制出入 的一般公路路段。
由于外部设备导致 交通流周期性中断 一般道路交叉口
4.1 交通流特性
4.1.2 连续流特征
4.1 交通流特性
4.1.2 连续流特征
几个特征变量
(1) (2) (3) (4) (5) 极大流量Qm 临界速度Vm 最佳密度km 阻塞密度kj 畅行速度Vf
交通工程学基础
Traffic Engineering
叶彭姚 博士
交通运输与物流学院 西南交通大学 2011.3
交通工程学--第五章-交通密度
5.1 交通密度定义
交通密度（Density）
➢交通密度是指一条车道上车辆的密集程度，即在某一 瞬时内单位长度一条车道上的车辆数，又称车流密度， 常用K表示。
➢单位为辆/km（若为多车道，则应除以车道数换算成 单车道的车辆数然后再计算）
➢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。
平均车头时距s辆道路的交通量辆h52车头间距车头时距及速度三者关系车头间距m辆车头时距s辆汽车行驶车速kmh52例题在一条长30km的某路路段的起点断面上在5min内测得60辆汽车车流是均匀连续的v30kmh试求qh车头时距
主要内容
交通密度的定义 车头间距与车头时距 车道占有率 交通密度调查 交通资料密度的应用
5.2 车头间距和车头时距
车头间距
➢ 在同向行驶的一列车队中，相邻两辆车的车头之 间的距离成为车头间距（或间隔）。路段中所有车 头间距的平均值称为平均车头间距（h s ）
hs 100K 0
h ——车头间距（m/辆） s
K ——车流密度（辆/km）
5.2 车头间距和车头时距
车头时距
➢ 如果用时间表示车头之间的间隔，则称为车头时 距或时间车头间隔，以 h t 表示。
Kt Et
LAB
E(t) —t时刻AB路段内存在的现有车辆数； QA(t)—从观测开始t0到t时刻从A处驶入的累加车辆数； E(t0)—在观测开始t0时刻AB路段内的初始车辆数； QB(t) —从观测开始t0到t时刻从B处驶出的累加车辆数； LAB— AB路段长度（km）。
5.4 交通密度调查
2 初始车辆数求法---试验车法
5.1 交通密度定义
计算公式（1）
KN L
式中：K —车流密度（辆/km）；
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试验车在路段中观测记录。（流动车法）
5.2 交通密度调查
出入量法 2、数据整理与分析计算 AB路段内的车辆由三部分组成：
观测时已进入AB路段的初始车辆数；
观测时A端流入的，即AB路段新增的车辆数；
观测时B端流出的，即AB路段减少的车辆数。
5.2 交通密度调查
出入量法 AB路段内某一t时刻的车辆数计算公式为：
为极限车头时距。
5.1 交通密度的基本概念
交通密度和车头间距之间的关系：1000 Nhomakorabeahs K
5.1 交通密度的基本概念
三、车道占有率
车道占有率包括空间占有率和时间占有率。 空间占有率是指在某一瞬间测得已知路段上所有车辆 占用的长度占路段总长度的百分比。
Rs
l
i 1
n
i
L
100%
式中：Rs-空间占有率（%）；li-第i辆车的长度（m）；
L-观测路段总长度（m）；n-车辆数（辆）。
5.1 交通密度的基本概念
时间占有率是指在道路观测断面上，车辆通过时间累 计值与测定时间的百分比。
n
Rt
t
i 1
i
T
100%
式中：Rt-时间占有率（%）； ti-第i辆车通过断面所占用的时间（s）； T-测定时间总时长（s）； n-车辆数（辆）。
E t E t0 QA t QB t
则AB路段内t时刻的交通密度为： E t Kt LAB
式中：E(t)-t时刻AB路段的车辆数；E(t0)-t0时刻上已进入AB路段的车辆数； QA(t)-从观测开始t0到t时刻内，从A驶入AB路段的车辆数；QB(t)-从观测开始t0到t时刻内， 从B驶出AB路段的车辆数；Kt-t时刻的交通密度（辆/km）。
第五章 交通密度
• 第一节 交通密度的基本概念 • 第二节 交通密度调查 • 第三节 交通密度应用
5.1 交通密度的基本概念
一、交通流密度的定义
交通流密度（又称车流密度）是指在某一时刻，单位 长度路段上一条车道或几条车道内的车辆数。 它是反映道路上车辆的密集程度、衡量道路上车流畅
通情况的重要指标。
5.1 交通密度的基本概念
二、车头间距与车头时距
车头间距是指同向行驶的一列车队中，相邻两辆车的车头 之间的距离。路段中所有车头间距的平均值称为平均车头间距 （hs） ，单位为m/辆。能够保证行车安全的最短车头间距， 称为极限车头间距。
车头时距是指在同向行驶的车队中，两连续行驶的车辆车
头驶过某一点时的时间间隔。能够保证安全的最短车头时距称
5.1 交通密度的基本概念
N K L
式中：
K-交通流密度（辆/km）； L-道路长度（km）； N-车辆数（辆）。
5.1 交通密度的基本概念
在交通流密度中，能够使道路上的交通量达到最大值时
的密度，称为最佳车流密度。
道路上的车流使得车辆几乎无法行进，即发生交通阻塞 时的交通流密度，称为阻塞密度。
即根据区间平均车速、平均交通流量计算平均车流密
度：
L L nL vs n n 1 t ti ti n i 1 i 1
Q K vs
5.2 交通密度调查
出入量法
出入量法适用于无分流的公路路段，尤其是高速公路的相邻两 座互通立交之间的路段，由于中途无车流出入，采用这种方法准确 性较高。 1、观测方法 设定观测路段A、B两个端点，以A端作为流入端，B端作为流出 端。准备一台试验车，在两个端点之间行驶，测定原始车辆数； 从选定的基准时刻开始，在两端同时观测每分钟通过的车辆数， 即得到每分钟的断点处交通量；
5.2 交通密度调查
交通流密度调查一般采用定点观测、出入量调查观测 和摄影观测三种方法。 定点观测
该方法通过在某一观测点量测车速与车流量数据，根
据这些数据计算车流密度。
即根据区间平均车速、平均交通流量计算平均车流密
度：
5.2 交通密度调查
定点观测 该方法通过在某一观测点量测车速与车流量数据，根 据这些数据计算车流密度。