交通流理论基础知识优秀课件
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《交通流理论 》课件
数值模拟法
定义：通过计 算机程序模拟 交通流现象的
方法
优点：可以模拟 复杂的交通流现 象，包括车辆之 间的相互作用、
道路条件等
缺点：需要较 高的计算能力 和技术水平， 且可能存在误
差
应用：用于研 究交通流的基 本规律、优化 交通设计和控
制等方面
交通流分析与评价方法
交通流流量分析
交通流量定义：单位时间内通过道路某一断面的车辆数 交通流量分类：基本流量、设计流量、实际流量 交通流量调查方法：路边调查、断面调查、连续调查
交通信号优化：通过调整交通 信号的配时方案，减少车辆在 路口的等待时间和延误
智能交通系统应用：利用智能 交通系统技术，实时监测交通
状况，调整交通流分配
交通流控制策略
交通信号控制：通过调整交通信号灯的配时方案，优化交通流分配，减少 拥堵和事故发生率。
智能交通系统：利用先进的技术手段，实时监测交通流量、车速等参数， 为交通管理部门提供决策支持，实现交通流优化与控制。
交通流分析与评价方法在交 通安全与控制中的应用
交通流分析与评价方法介绍
交通流分析与评价方法在环境 保护与可持续发展中的应用
交通流数据的采集与处理
交通流分析与评价方法的发 展趋势与挑战
交通流优化与控制策略
交通流优化方法
道路设计优化：优化道路布局 和设计，提高道路通行能力和 安全性
交通管理优化：加强交通管理， 提高交通运行效率和管理水平
交通组织优化：通过合理规划道路网络、优化交通标志标线等措施，提高 道路通行效率，减少交通冲突。
公共交通优先：通过设置公交专用道、提高公交服务质量等措施，鼓励市 民选择公共交通出行，减少私家车使用，从而优化交通流。
交通工程学课件-第八章--交通流理论
m 1)!
Pk
•时间t内到达车辆数小于k的概率P(K<k) •时间t内到达车辆数大于等于k的概率P(K≥k) •时间t内到达车辆数大于等于x但不超过y的概率
P(x≤K≤y)
第八章 交通流理论
• 该分布的均值M和方差D都等于m＝λt。
• 实际应用中，均值M=E(X)和方差D(X)可分别由其样本 均值和样本方差S2分别进行估计：
1、负指数分布
• 交通流到达服从泊松分布，则交通流到达的车头时距 服从负指数分布， 反之亦然
• 已知到达某交叉口的车流车头时距（单位：s）服从负
指数分布，且 P(h 10) 0.2
• 试求任意10s到达车辆数不小于2辆的概率
P0 0.2 et P1 t et P( X 2) 1 P0 P1
交通工程中，另一个用于描述车辆到达随机特性的度量 就是车头时距的分布，常用的分布有负指数分布、移位的 负指数分布、M3分布和爱尔朗分布
1、负指数分布（Exponential Distribution）
由泊松分布知 P( X 0) (T )0 eT eT
0!
四、连续性分布（continuous distribution)
第八章 交通流理论
一、概述
• 交通流理论是运用物理学与数学的定律来描述交 通特征的一门科学，是交通工程学的基础理论。 它用分析的方法阐述交通现象及其机理，从而使 我们能更好地掌握交通现象及其本质，并使城市 道路与公路的规划设计和营运管理发挥最大的功 效。
第八章 交通流理论
一、概述 当前交通流理论的主要内容： • 1、交通流量、速度和密度的相互关系及测量方法 • 2、交通流的统计分布特性 • 3、排队论的应用 • 4、跟驰理论 • 5、驾驶员处理信息的特性 • 6、交通流的流体力学模拟理论 • 7、交通流模拟
道路交通流理论-PPT课件
m
• 应用条件：车流密度不大，车流随机； • 泊松分布的均值M和方差D均为λt； • 均值m，方差S2；二者接近时可用。
i 1 n i i n n
f
i 1
i 1
i i
N
i
• 其中：n——观测数据分组数； • fi——计算间隔T内到达xi辆车(人)发生的次（频） • •
数； xi——计数间隔T内的到达数或各组的中值； N——观测的总计间隔数。
泊松分布
• 递推公式
P (X 0 ) e m P (X x ) P (X x 1 ) x
Greenshilds模型
• 1933年(Greenshields)在对大量观测数据进行分析之后，
提出了速度——密度的单段式直线性关系模型：
• V=a-bK • 当K=0时，畅行速度V=Vf ； • 得： a=Vf • 当密度达到最大值，即K=Kj时，车速V=0； • 得： b=Vf/Kj
K • 将a、b代人式(7-2)得： V V ( ) f 1 Kj
V Q K j (V ) Vf
2
例
• 已知车流速度与密度的关系V=88-1.6K，如限制车流的实 • • • • • • • • •
际流量不大于最大流量的0.8倍，求速度的最低值和密度 的最高值。 解：V=88-1.6K，则Q=VK=88K-1.6K2； V=0时，Kj=88/1.6=55辆/Km； K=0时，Vf=88Km/h Qm=KmVm=88/2*55/2=1210辆/h Q≤Qm*0.8=968辆/h 88K-1.6K2=968 得： K=(55±11)/2=39.8(不符，舍去)=15.2 故：Kmax=15.2辆/Km ； Vmin=88-1.6*15.2=63.7Km/h
• 应用条件：车流密度不大，车流随机； • 泊松分布的均值M和方差D均为λt； • 均值m，方差S2；二者接近时可用。
i 1 n i i n n
f
i 1
i 1
i i
N
i
• 其中：n——观测数据分组数； • fi——计算间隔T内到达xi辆车(人)发生的次（频） • •
数； xi——计数间隔T内的到达数或各组的中值； N——观测的总计间隔数。
泊松分布
• 递推公式
P (X 0 ) e m P (X x ) P (X x 1 ) x
Greenshilds模型
• 1933年(Greenshields)在对大量观测数据进行分析之后，
提出了速度——密度的单段式直线性关系模型：
• V=a-bK • 当K=0时，畅行速度V=Vf ； • 得： a=Vf • 当密度达到最大值，即K=Kj时，车速V=0； • 得： b=Vf/Kj
K • 将a、b代人式(7-2)得： V V ( ) f 1 Kj
V Q K j (V ) Vf
2
例
• 已知车流速度与密度的关系V=88-1.6K，如限制车流的实 • • • • • • • • •
际流量不大于最大流量的0.8倍，求速度的最低值和密度 的最高值。 解：V=88-1.6K，则Q=VK=88K-1.6K2； V=0时，Kj=88/1.6=55辆/Km； K=0时，Vf=88Km/h Qm=KmVm=88/2*55/2=1210辆/h Q≤Qm*0.8=968辆/h 88K-1.6K2=968 得： K=(55±11)/2=39.8(不符，舍去)=15.2 故：Kmax=15.2辆/Km ； Vmin=88-1.6*15.2=63.7Km/h
《交通流理论》课件
3 神经网络与系统动力
学模型
发掘交通流背后的规律与 数据。
常用的交通流模型
绿波
通过交通灯间绿灯时间调整， 实现路口道路上车辆优化通行。
无控制交通
一些道路没有交通标志或交通 灯控制，全靠驾驶者自行协调 给对方的机会和道路行驶的权 限。
公路服务交通
通过引导车辆运行于同一车行 道，降低车辆混乱程度，提高 道路通行及吞吐能力。
2
城市道路交通流
以城市道路为主的交通流。由于道路等级较低，更容易发生道路障碍和拥堵现象。
3
公共交通流
由公共交通工具构成的交通，包括地铁、公交、轻轨等。
微观交通流理论
车辆行驶过程的数学理论
车辆在道路上行驶往往涉及到加 速、减速、换道等复杂问题。数 学理论可以帮助我们组织各种数 据，更好地理解车辆的行为。
主要国内外研究案例介绍
佛罗里达州因交通而 发生的经济灾难
对佛罗里达州交通拥堵进行了 研究，并呼吁提高城市公共交 通的质量。
北京市搭乘出租车的 人群出行行为分析
搭乘出租车的人群出行行为分 析，结合城市交通，为出租车 行业提供决策依据。
道路自由拥堵模型
对交通系统反应的宏观建模， 从而预测特定情况下交通拥堵 的机制和规律。
1 减少拥堵
相互通信的车辆可以确定最短路径且快速调整，降低交通拥堵。
2 降低性能损失
车辆可以通过感知和响应方式，使驾驶效率大幅提高。
3 提高安全性
车辆自主驾驶减少了驾驶员对车辆控制的干扰，更加安全。
城市交通拥堵解决方案分析
提供公共交通
政府应该投资构建高效、舒适、 高品质的公共交通系统，以提 高市民出行的质量。
交通流理论
欢迎来到交通流理论PPT课件！在这里，我们将一起探讨交通流基本概念、常 用的交通流模型以及交通流量预测方法等主题。
交通流理论基础知识概要课件
交通流量
单位时间内通过道路某一断面的车辆数量，单位为辆/小时。
交通流分类
依据车辆类型
可分为机动车流、非机动车流和 行人流等。
01
02
依据交通目的
03
可分为客运交通流、货运交通流 等。
04
依据交通方式
可分为道路交通流、铁路交通流 、水路交通流和航空交通流等。
依据交通组织形式
可分为自由流、信号控制流和潮 汐流等。
噪音污染
交通工具产生的噪音对城市环境造成严重影响，影响居民的生活质 量，甚至导致听力受损。
土地资源占用
交通设施的建设需要占用大量的土地资源，对土地生态环境造成破坏 。
环保型交通方式的发展
公共交通
公共交通工具是环保型交通方式之一，如公交车、地铁等，能够 减少私家车出行，降低交通排放。
非机动车出行
鼓励市民使用自行车、电动车等非机动车出行，减少机动车的使 用，降低排放。
、道路状况、客流量等因素。
公共交通优化需要采用先进的智能调度系统和数据分 析技术，实现实时监控、智能调度和数据分析，以提
高公共交通系统的运行效率和可靠性。
06
交通流与环境保护
Chapter
交通排放对环境的影响
空气污染
交通排放的废气中含有大量的有害物质，如一氧化碳、氮氧化物、 碳氢化合物等，这些物质对大气环境造成严er
仿真软件介绍
软件名称
PanoSim
功能特点
PanoSim是一款基于微观仿真的 交通流模拟软件，能够模拟城市 道路、高速公路等不同交通场景 下的交通流情况。
适用范围
广泛应用于城市规划、交通工程 、道路设计等领域，为交通管理 部门提供决策支持。
仿真流程
单位时间内通过道路某一断面的车辆数量，单位为辆/小时。
交通流分类
依据车辆类型
可分为机动车流、非机动车流和 行人流等。
01
02
依据交通目的
03
可分为客运交通流、货运交通流 等。
04
依据交通方式
可分为道路交通流、铁路交通流 、水路交通流和航空交通流等。
依据交通组织形式
可分为自由流、信号控制流和潮 汐流等。
噪音污染
交通工具产生的噪音对城市环境造成严重影响，影响居民的生活质 量，甚至导致听力受损。
土地资源占用
交通设施的建设需要占用大量的土地资源，对土地生态环境造成破坏 。
环保型交通方式的发展
公共交通
公共交通工具是环保型交通方式之一，如公交车、地铁等，能够 减少私家车出行，降低交通排放。
非机动车出行
鼓励市民使用自行车、电动车等非机动车出行，减少机动车的使 用，降低排放。
、道路状况、客流量等因素。
公共交通优化需要采用先进的智能调度系统和数据分 析技术，实现实时监控、智能调度和数据分析，以提
高公共交通系统的运行效率和可靠性。
06
交通流与环境保护
Chapter
交通排放对环境的影响
空气污染
交通排放的废气中含有大量的有害物质，如一氧化碳、氮氧化物、 碳氢化合物等，这些物质对大气环境造成严er
仿真软件介绍
软件名称
PanoSim
功能特点
PanoSim是一款基于微观仿真的 交通流模拟软件，能够模拟城市 道路、高速公路等不同交通场景 下的交通流情况。
适用范围
广泛应用于城市规划、交通工程 、道路设计等领域，为交通管理 部门提供决策支持。
仿真流程
交通流理论 - 课件
对应于前面车辆的加速或减速刺激，即相对速度是正还是负或者车头间 距是增大还是减小，跟驰车辆的反应具有不对称性。 为了在跟驰模型中反映出这种不对称性，把跟驰理论的基础模型改写成 如下形式：
������ሷ ������+������ ������ + ������ = ������������ ������ሶ ������ ������ − ������ሶ ������+������ ������ + ������
2/39
第三节 稳态流分析
一、何为稳态流？
满足局部稳定性和渐进稳定性要求，即不发生恒幅和增幅波动的交 通流为稳态流。 本节将利用单车道车辆跟驰模型讨论稳态流的特性，针对不同的交通 流状态对跟驰模型进行必要的扩充和修正，并由此推导相应的速度— 间距（或速度—密度）、流量—密度关系式。
3/39
一、线性跟驰模型分析
15/39
积分常数的确定依赖于具体的m和l值（l≥0，m≥0），而且与两个边界 条件(1)������ → ∞时，������ → ������������;(2)s=L时，u=0的满足情况有关（各参数含 义同前），下面分几种情况进行讨论。
(1)������ > 1,0 ≤ ������ < 1的情况，两边界条件均满足，积分常数a、b的值可 由下式求得：
两边进行积分得：
−������ ������ሶ������+1 ������ = ������������ ������ − ������������+1 (������) + ������
因为有： ������ሶ������+1 ������ =v， ������������ ������ − ������������+1 ������ = 1Τ������
������ሷ ������+������ ������ + ������ = ������������ ������ሶ ������ ������ − ������ሶ ������+������ ������ + ������
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第三节 稳态流分析
一、何为稳态流？
满足局部稳定性和渐进稳定性要求，即不发生恒幅和增幅波动的交 通流为稳态流。 本节将利用单车道车辆跟驰模型讨论稳态流的特性，针对不同的交通 流状态对跟驰模型进行必要的扩充和修正，并由此推导相应的速度— 间距（或速度—密度）、流量—密度关系式。
3/39
一、线性跟驰模型分析
15/39
积分常数的确定依赖于具体的m和l值（l≥0，m≥0），而且与两个边界 条件(1)������ → ∞时，������ → ������������;(2)s=L时，u=0的满足情况有关（各参数含 义同前），下面分几种情况进行讨论。
(1)������ > 1,0 ≤ ������ < 1的情况，两边界条件均满足，积分常数a、b的值可 由下式求得：
两边进行积分得：
−������ ������ሶ������+1 ������ = ������������ ������ − ������������+1 (������) + ������
因为有： ������ሶ������+1 ������ =v， ������������ ������ − ������������+1 ������ = 1Τ������
《交通流理论 》课件
介观车辆行为模型
研究车辆在行驶过程中的群体行为和相互作用，揭示交通流 的内在机制。
交通流模型的比较与选择
适用范围
根据研究目的和场景选择合适的交通流模型，宏观模型适用于整体交通状况分析和预测，微观模型适用于个体车辆行 为研究和模拟，介观模型适用于揭示交通流内在机制和规律。
精度与计算成本
不同模型的精度和计算成本各不相同，需根据研究需求进行权衡和选择。
交通安预防提供理论支持。
02
交通流模型
宏观交通流模型
80%
平均速度-流量模型
描述交通流中车辆的平均速度与 流量之间的关系。
100%
交通流密度-流量模型
研究交通流密度与流量之间的关 系，用于描述交通流的拥堵状况 。
80%
宏观交通流模拟模型
通过模拟整个交通网络的运行情 况，预测交通流的变化趋势。
数据需求
不同模型所需的数据类型和数据量也不同，需根据可获取的数据情况进行选择。
03
交通流特性分析
交通流的流量特性
流量定义
交通流量是指在单位时间内通过道路某一断面的 车辆数。
流量变化
交通流量在不同时间段和不同道路条件下会有所 变化，通常呈现早晚高峰现象。
流量影响因素
交通流量受到多种因素的影响，如道路状况、交 通规则、车辆类型、驾驶员行为等。
微观交通流模型
车辆跟驰模型
描述单个车辆在行驶过程中与 前车的跟随行为。
车辆换道模型
研究车辆在行驶过程中换道的 决策过程和换道行为对交通流 的影响。
微观交通流模拟模型
模拟单个车辆在道路上的行驶 行为，用于评估交通设施和交 通管理措施的效果。
介观交通流模型
流体动力学模型
将交通流视为流体，通过流体动力学理论描述交通流的运动 特性。
研究车辆在行驶过程中的群体行为和相互作用，揭示交通流 的内在机制。
交通流模型的比较与选择
适用范围
根据研究目的和场景选择合适的交通流模型，宏观模型适用于整体交通状况分析和预测，微观模型适用于个体车辆行 为研究和模拟，介观模型适用于揭示交通流内在机制和规律。
精度与计算成本
不同模型的精度和计算成本各不相同，需根据研究需求进行权衡和选择。
交通安预防提供理论支持。
02
交通流模型
宏观交通流模型
80%
平均速度-流量模型
描述交通流中车辆的平均速度与 流量之间的关系。
100%
交通流密度-流量模型
研究交通流密度与流量之间的关 系，用于描述交通流的拥堵状况 。
80%
宏观交通流模拟模型
通过模拟整个交通网络的运行情 况，预测交通流的变化趋势。
数据需求
不同模型所需的数据类型和数据量也不同，需根据可获取的数据情况进行选择。
03
交通流特性分析
交通流的流量特性
流量定义
交通流量是指在单位时间内通过道路某一断面的 车辆数。
流量变化
交通流量在不同时间段和不同道路条件下会有所 变化，通常呈现早晚高峰现象。
流量影响因素
交通流量受到多种因素的影响，如道路状况、交 通规则、车辆类型、驾驶员行为等。
微观交通流模型
车辆跟驰模型
描述单个车辆在行驶过程中与 前车的跟随行为。
车辆换道模型
研究车辆在行驶过程中换道的 决策过程和换道行为对交通流 的影响。
微观交通流模拟模型
模拟单个车辆在道路上的行驶 行为，用于评估交通设施和交 通管理措施的效果。
介观交通流模型
流体动力学模型
将交通流视为流体，通过流体动力学理论描述交通流的运动 特性。
交通流理论课件11二
速度
表示交通实体在道路上的运动 快慢。
密度
表示单位长度内道路上的交通 实体数量。
交通流的形成与发展
形成原因
交通需求和供给之间的不平衡， 导致车辆和行人在道路上聚集， 形成交通流。
发展过程
交通流的形成是一个动态过程， 受到道路状况、交通信号、交通 管理等多种因素的影响。
交通流理论的应用场景
道路规划
通过分析交通流数据，可以合 理规划道路网络布局和建设规
模。
交通管理
通过监测和分析交通流数据， 可以制定有效的交通管理措施 ，提高道路通行效率。
城市规划
交通流理论可以为城市规划提 供依据，优化城市功能分区和 空间布局。
物流运输
通过分析交通流数据，可以优 化物流运输路线和运输方式，
降低运输成本。
02
交通流的基本特性
流量与速度
01
流量
指单位时间内通过道路某一断面的车辆数，常用q表示， 单位为辆/h。
02
速度
指车辆在行驶过程中某一瞬间的位置变化速率，常用v表 示，单位为m/s。
03
关系
在交通流中，流量和速度是相互关联的。一般来说，流量 越大，速度越小；反之，流量越小，速度越大。这种关系 可以用函数q=f(v)表示。
密度与车流密度
密度
指单位长度内道路上车辆的数量，常用k表示，单位为辆/km。
车流密度
指单位长度内道路上车辆的密集程度，常用ρ表示，单位为辆/km·m。
关系
密度和车流密度是两个不同的概念，但它们之间有一定的联系。一般来说，密度越大，车流 密度也越大；反之，密度越小，车流密度也越小。这种关系可以用函数k=f(ρ)表示。
交叉口交通流。
第四章 交通流理论ppt课件
度的时间内到达某场所交通的间隔时间的统计分布； 4) 研究交通分布的意义：预测交通流的到达规律（到达数及到
达时间间隔），为确定设施规模、信号配时、安全对策提供依 据；
.
4.2.1 离散型分布
车辆的到达具有随机性
描述对象：
在一定的时间间隔内到达的车辆数, 在一定长度的路段上分布的车辆数
4.2 概率统计模型
.
4.2 概率统计模型
4.2.1 离散型分布
2. 二项分布：
适用条件：车辆比较拥挤、自由行驶机会不多的车流 基本模型：计数间隔t内到达k辆车的概率
P (k)C n k n t k 1 n t nk,k1 ,2,.n ..
λ：平均到达率（辆或人/秒） 令：p＝λt/n， 0 <p <1
出分布参数 p 和 n；
.
4.2 概率统计模型
4.2.1 离散型分布
3. 负二项分布：
适用条件：到达的车流波动性很大时适用。 典型：信号交叉口下游的车流到达。
4. 离散型分布拟合优度检验——χ2检验
用于根据现场实测数据来判断交通流服从何种分布 原理和方法：
1) 建立原假设：随机变量X服从某给定的分布 2) 选择合适的统计量 3) 确定统计量的临界值 4) 判断检验结果
.
4.2 概率统计模型
4.2.1 离散型分布
1. 泊松分布：
递推公式：由参数m及数量k可递推出Pk+1；
P0 em
Pk1
m k 1Pk
分布的均值M与方差D皆等于λt，这是判断交通流到达规律是否 服从泊松分布的依据。
运用模型时的留意点：关于参数m＝λt可理解为时间间隔 t 内的 平均到达车辆数。
4. 有效性指标——延误
达时间间隔），为确定设施规模、信号配时、安全对策提供依 据；
.
4.2.1 离散型分布
车辆的到达具有随机性
描述对象：
在一定的时间间隔内到达的车辆数, 在一定长度的路段上分布的车辆数
4.2 概率统计模型
.
4.2 概率统计模型
4.2.1 离散型分布
2. 二项分布：
适用条件：车辆比较拥挤、自由行驶机会不多的车流 基本模型：计数间隔t内到达k辆车的概率
P (k)C n k n t k 1 n t nk,k1 ,2,.n ..
λ：平均到达率（辆或人/秒） 令：p＝λt/n， 0 <p <1
出分布参数 p 和 n；
.
4.2 概率统计模型
4.2.1 离散型分布
3. 负二项分布：
适用条件：到达的车流波动性很大时适用。 典型：信号交叉口下游的车流到达。
4. 离散型分布拟合优度检验——χ2检验
用于根据现场实测数据来判断交通流服从何种分布 原理和方法：
1) 建立原假设：随机变量X服从某给定的分布 2) 选择合适的统计量 3) 确定统计量的临界值 4) 判断检验结果
.
4.2 概率统计模型
4.2.1 离散型分布
1. 泊松分布：
递推公式：由参数m及数量k可递推出Pk+1；
P0 em
Pk1
m k 1Pk
分布的均值M与方差D皆等于λt，这是判断交通流到达规律是否 服从泊松分布的依据。
运用模型时的留意点：关于参数m＝λt可理解为时间间隔 t 内的 平均到达车辆数。
4. 有效性指标——延误
第4章 道路交通流理论
������=������ ������
������������ ������������
= ������������
������=������
������������ ������������
������
东南大学交通学院
������=������
一. 离散型分布
(2)递推公式
������ ������ = ������−������ ������ ������ ������ + ������ = ������ ������ ������ + ������
式中：Km—为最大交通量时的密度。
交通工程基础
东南大学交通学院
三. 连续流的数学关系
(K1,V1) (K2,V2)
交通工程基础
东南大学交通学院
三. 连续流的数学关系
流量与密度的关系
������ = ������������������ 流量与速度关系 ������ = ������������ ������ = ������������ ������ ������ − ������������ ������ ������ − ������������ ������������ ������ − ������������
交通工程基础
东南大学交通学院
一. 离散型分布
④ 到达数大于等于k的概率：
������(≥ ������) = ������ − ������(< ������) = ������ −
������=������ ������−������
������������ ������−������ ������!
交通工程基础 东南大学交通学院
第4章交通流理论
•
，
•（3）适用条件：车流密度不大，车辆间相互影响较弱，其他 外界干扰因素基本上不存在，即车流是随机的。 •（4）泊松分布的均值M和方差D都等于λt，而观测数据的均值 m和方差S2均为无偏估计，因此，当观测数据表明S2/m显著地不 等于1.0时，就是泊松分布不合适的表示。 • m—在某一给定时间间隔周期内到达车辆的平均数； • S2—各车辆到达数与均值之差的平方和的平均数。
PPT文档演模板
第4章交通流理论
4.2.2.1 泊松分布（续）
•（5）应用举例
• 例4-1 某路段每小时有120辆车通过，假设车辆到达服从 泊松分布，问在指定的某一分钟内有3辆车通过的概率是 多大，而一分钟内不超过3辆车的概率又是多大。
• 例 4-2 某 信 号 灯 交 叉 口 的 周 期 C=97s, 有 效 绿 灯 时 间 g =44s,在有效绿灯时间内排队的车流以S=900（辆/h）的 交通量通过交叉口，在有效绿灯时间外到达的车辆要停 车 排 队 。 设 信 号 灯 交 叉 口 上 游 车 辆 的 到 达 率 q=369 （ 辆 /h），服从泊松分布公式中，求到达车辆不致二次排队 的周期数占周期总数的最大百分率。
• （1）基本公式
•
为克服负指数分布的车头时距趋近于零其频率
出现愈大这一缺点，可将负指数分布曲线从原点O沿t向
第4章交通流理论
4.2.3.1 负指数分布（续）
• （5）应用举例
• 例4－3 某交通流属泊松分布，已知交通量为 1200辆/h，求：
•
a) 车头时距t≥5s的概率；
•
b）在1小时内，车头时距t＞5s所出现的次数；
•
c）车头时t>5s时车头间隔的平均值。
PPT文档演模板
交通流理论ppt课件
可编辑课件
1nti 100% T0
17
时间占有率与交通密度
时间占有率可以代替交通密度吗？
Ot
1 T
Q i1
ti
100(%)
ti li /vi
平均车长 l
l Q1
Ot
1 vi 10% 0lQ10(0%)
T
vs
时间占有率与交通密度成正比例
可编辑课件
18
连续流与间断流 Page 80
连续流
道路上行驶的车流不因外界因素干扰而停车 在没有停车或让路一类的交通标志的高速公路上 在没有信号交叉口之间的乡村路段上
计数间隔被分割成n个区间
t/n
λ
计数间隔 t
p
可编辑课件
38
负指数分布 1
基本公式
计数间隔t内没有车辆到达的概率为 P(0) = e－λt
在无车辆到达的时间间隔t内，上次车到达和下次车到达之间，
车头时距至少有t秒，换句话说，P(0)也是车头时距等于或大于t
秒的概率，于是
P( h ≥ t )=e－λt
• 密度－速度关形式的多样性
• 自由流是…
Vm
• 交通量是密度、速度的函数
• 在临界点处…
Qmax
是交通模拟模型的理论基础
可编辑课件
13
xs
1 N
N i1
xi
1 N
N 1
xi
ts
1 M
M
ti
i1
1 M
t M
1
i
可编辑课件
车头间距 space headway
车头时距 time headway
交通量（速度）
VVf aK Ka1Va1Vf
1nti 100% T0
17
时间占有率与交通密度
时间占有率可以代替交通密度吗？
Ot
1 T
Q i1
ti
100(%)
ti li /vi
平均车长 l
l Q1
Ot
1 vi 10% 0lQ10(0%)
T
vs
时间占有率与交通密度成正比例
可编辑课件
18
连续流与间断流 Page 80
连续流
道路上行驶的车流不因外界因素干扰而停车 在没有停车或让路一类的交通标志的高速公路上 在没有信号交叉口之间的乡村路段上
计数间隔被分割成n个区间
t/n
λ
计数间隔 t
p
可编辑课件
38
负指数分布 1
基本公式
计数间隔t内没有车辆到达的概率为 P(0) = e－λt
在无车辆到达的时间间隔t内，上次车到达和下次车到达之间，
车头时距至少有t秒，换句话说，P(0)也是车头时距等于或大于t
秒的概率，于是
P( h ≥ t )=e－λt
• 密度－速度关形式的多样性
• 自由流是…
Vm
• 交通量是密度、速度的函数
• 在临界点处…
Qmax
是交通模拟模型的理论基础
可编辑课件
13
xs
1 N
N i1
xi
1 N
N 1
xi
ts
1 M
M
ti
i1
1 M
t M
1
i
可编辑课件
车头间距 space headway
车头时距 time headway
交通量（速度）
VVf aK Ka1Va1Vf
交通工程学电子课件第8章交通流理论
移位的负指数分布 负指数分布拟合单车道交通流车头时距分布时，理论上会得到车头时距在0～1.0秒的概率较大，与实际情况不符。为了克服负指数分布的这种局限性，引入了移位的负指数分布，即假设最小车头时距不应小于一个给定的值 .
8.1 交通流的概率统计分布
M3分布
假设车辆处于两种行驶状态：一部分是车队状态行驶，另一部分车辆按自由流状态行驶。
常用递推公式 当交通量不大且没有交通信号干扰时，基本上可用泊松分布拟合观测数据；当交通拥挤时，车辆之间的干扰较大，则应考虑用其他分布。
二项分布
——二项分布参数，0<p<1,n为正整数。
01
02
8.1 交通流的概率统计分布
二项分布
01.
——二项分布参数，0<p<1,n为正整数。
02.
8.1 交通流的概率统计分布
8.4 流体力学模拟理论
车流连续性方程的建立
根据质量守恒定律： 流入量-流出量=数量变化
车流量随距离而降低时，车流密度则随时间而增大
01
车流波动理论
02
瓶颈处的车流波
03
紊流
8.4 流体力学模拟理论
时间t内横穿S分界线的车数N：
01
两种密度的车流运行状况
02
8.4 流体力学模拟理论
安全车头间距
02
假定两车停下来所需的加速度和距离都相等
车辆的速度
03
t+T时刻，后车加速度
车辆的加速度
8.2 跟驰理论
模型的稳定性
C ——表示车间距摆动特性的数值。该值越大表示车间距 的摆动越大； ——反应强度系数 ，其值大，表示反应强烈； T ——反应时间，s。
第二章 第一节交通流特性PPT课件
自由流、稳定流、不稳定流、强制流
2.交通流的参数
宏观参数: 用于描述交通流的整体特性，包括交通量、速 度、交通流密度。
微观参数：用于描述交通流中彼此相关的车辆之间的运 行特性，包括车头时距、车头间距。
1
概述
2
交通量和流率
3
速度
4
交通流密度
5
车头间距和车头时距
6
连续流特性
7
间断流特性
2.1.2 交通量和流率
平均日交通量（ADT）
ADT
1 n
n i1
Qi
周 平 均 日 交 通 量 （ Week Average Day Traffic, WADT）
月 平 均 日 交 通 量 （ Month Average Day Traffic, MADT）
WDAT
1 7
7 i1
Qi
一个月的日交通量之和
MDAT
本月的天数
在我国城市道路设计中，分析路段通行能力的影响因素时，认为 靠近路中心线的车道受影响小，而靠近路缘石的车道受影响大。 其影响用折减系数“ 条”表示。 据统计其影响系数分别为：
自路中线起第一条车道是1.00， 第二条车道是0.80-0.89， 第三条车道是0.65-0.78， 第四条车道是0.50-0.65。
主 要 行 车 方 向 交 通 量 K D双 向 行 车 的 总 交 通 量 1 0 0 %
方向性分布是变通量的一个重要特性,发生在一个方 向上的交通量的饱和值必须在两个方向上都能用设施 予以满足 。
2） 车道分布
当一个方向有多条车道时，各车道上交通量的分布是不同的， 慢车和较重车辆趋向于右侧车道。
以下。在交通管理上常用此速度作为某些路段的最高车速限制标准。 （2） 50％位车速(常称中位车速)
2.交通流的参数
宏观参数: 用于描述交通流的整体特性，包括交通量、速 度、交通流密度。
微观参数：用于描述交通流中彼此相关的车辆之间的运 行特性，包括车头时距、车头间距。
1
概述
2
交通量和流率
3
速度
4
交通流密度
5
车头间距和车头时距
6
连续流特性
7
间断流特性
2.1.2 交通量和流率
平均日交通量（ADT）
ADT
1 n
n i1
Qi
周 平 均 日 交 通 量 （ Week Average Day Traffic, WADT）
月 平 均 日 交 通 量 （ Month Average Day Traffic, MADT）
WDAT
1 7
7 i1
Qi
一个月的日交通量之和
MDAT
本月的天数
在我国城市道路设计中，分析路段通行能力的影响因素时，认为 靠近路中心线的车道受影响小，而靠近路缘石的车道受影响大。 其影响用折减系数“ 条”表示。 据统计其影响系数分别为：
自路中线起第一条车道是1.00， 第二条车道是0.80-0.89， 第三条车道是0.65-0.78， 第四条车道是0.50-0.65。
主 要 行 车 方 向 交 通 量 K D双 向 行 车 的 总 交 通 量 1 0 0 %
方向性分布是变通量的一个重要特性,发生在一个方 向上的交通量的饱和值必须在两个方向上都能用设施 予以满足 。
2） 车道分布
当一个方向有多条车道时，各车道上交通量的分布是不同的， 慢车和较重车辆趋向于右侧车道。
以下。在交通管理上常用此速度作为某些路段的最高车速限制标准。 （2） 50％位车速(常称中位车速)
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车速调查
① 地点车速
人工量测法 测速雷达仪
测速雷达枪
② 区间车速（行驶车速） 汽车牌照法、流动车测定法
四、交通流理论
研究方法
概率论方法 交通跟驰理论 流体力学方法
概率论方法——离散型分布（泊松分布）
通过道路某一点的车 辆数常服从泊松分布。
p(x) mx em x!
泊松分布
x——时间段t内通过的车辆数 p（x）——时间段t内通过x辆车的概率 m——时间段t内通过车辆数的平均值。
设计通行能力： N 设计 N 可能 c
道路分类 αc
道路分类系数αc
快速路
主干路
次干路
0.75
0.80
0.85
支路 0.90
城市道路路段及交叉口服务水平划分标准
服务水平
A
B
C
D
E
F
V/C
<0.4
0.4~0.6 0.6~0.75 0.75~0.9 0.9~1.0
>1.0
交通影响评价时，负荷度（V/C）处于B级或C级水平，说明交通影响 区路段及交叉口对其项目开发所产生的交通有一定的承受能力。
C——车头间最小间隔（1~1.5s）； T——平均车头间隔（s）。
例7
在一处不设信号灯管制的交叉口，次要道路上的车辆为能横穿主要道
路上的车流，需要主要道路上的车流中出现大于或等于6s的车头时距，
如果主要道路上的流量为1200（veh/h），问车头时距大于或等于6s的
交通量的时间变化规律
时变 日变 月变 年变
某市五一路客车流量时变图
交通量的空间变化规律
路段分布 车道分布
车道序号 α3
车道序修正系数
1
2
3
4
5
1
0.80~0.89 0.65~0.75 0.50~0.65 0.40~0.50
方向分布
交通量方向不均匀系数δ=
主要方向交通量 双向交通量
车速
p(h t) em
相继发生事件的时间间隔h<t的概率
p(ht)1em
例6：
在Q=400（veh/h）的车流量时，等于或大于9s的车头时距的 概率是多少？
概率论方法——连续型分布（2）
移位的负指数分布：考虑前后两车头间的极限车头时距。
p ( h t ) e [( t c ) /( T c )]
n 地点车速、行驶车速、区间车速、临界车速 n 设计车速：具有平均驾驶水平的驾驶员在天气良好、低交通密度时能
维持的最高安全速度，作为道路几何线形设计依据的车速。
交通密度
交通密度（K）：某一瞬间，单位长度内一个车道一个方向或 全部车道上的车辆数。
车头间距（hd）：同向连续行驶的两车车头之间间隔的距离 。 车头时距（ht）：同向连续行驶的两车车头之间间隔的时间 。
p(x)Cn xpxqnx
一交叉口，设置了专供左转的信号灯，经研究指出：来车符合 二项分布，每一周期内平均到达20辆车，有25%的车辆左转， 求：
（1）到达三辆车中有一辆左转车的概率； （2）某一周期中无左转车的概率。
概率论方法——连续型分布（1）
负指数分布：常用于研究交通流中的车头时距等。
相继发生事件的时间间隔h≥t的概率
1s、2s、3s时间内无车的概率。 p(x) mx em x!
例3
有60辆车随意分布在5km长的道路上，对其中任意500m长的一
段，试求有4辆车的概率、大于4辆车的概率。 p(x) mx em x!
概率论方法——离散型分布（二项式分布）
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等。
三、交通量、车速及交通密度调查
交通量调查时间
春秋季节，周二到周四 24小时（昼间12或16小时） 高峰小时（早高峰、晚高峰）
交通量调查地点
交通量调查方法
路旁测记法 人工计数、自动计测法
流动车测定法
光电式计数器
交通量调查资料整理
汇总表 柱状图（直方图）
流向 分布图
交通流量 分布图
交通流理论基础知识
一、交通流基本概念
交通流：某一时段内，连 续通过道路某一断面的车 辆或行人的统称。
交通基本参数：交通量、 速度、交通密度。
Traffic Flow
➢ 交通量：单位时间内通过道路某一断面的车辆数或行人数。 ➢ 按交通组成：机动车交通量、非机动车交通量。 ➢ 折算交通量：将不同车型的交通量换算成标准车型交通量。
交通量、车速、交通密度三者关系
Q=K·V
密度很小：自由车速，交通量小； 最佳密度：临界车速，交通量最大； 阻塞密度：Q=V=0
二、道路通行能力与服务水平
道路通行能力
定义：道路在一定条件下单位时间内所能通过车辆的极限数。
基本通行能力：理想的道路与交通条件 可能通行能力：通常的道路与交通条件 设计通行能力：考虑不同的服务水平
p(x)Cn xpxqnx
n——试验次数； x——成功次数； p——在任何给定的试验中成功的概率； q——在任何给定的试验中失败的概率。
例4
在某红绿灯交叉口上，据统计有25%的骑自行车者不遵守交通规则， 当随机抽取5位骑自行车者时可能2位不遵守交通规则的概率是多少？
p(x)Cn xpxqnx
例5
机动车车型换算系数
车型
出租/小客（货） 中客 公交/大客（货） 自行车 摩托车（其它）
车型换算系数
1
1.5
2
0.2
0.5
交通量
ADT（平均交通量） AADT（年平均日交通量） MADT（月平均日交通量） WADT（周平均日交通量）
交通量
第30位小时交通量 （30HV） 第30小时系数K=30HV/A路使用者从道路状况、交通条件等方面可能得到 的服务，不同的服务水平对应不同的服务交通量 。
服务水平分级：行车速度、行车安全性、舒适性、经济性。 各国划分不一。
美 国
通行能力计算
可能通行能力
N可能360/0ti
N可能(360/0ti)交叉口
ti——平均车头时距（根据v查表）； α交叉口——平面交叉口修正系数
例1
某一信号灯控制的交叉口，其东西方向的绿灯时间长为60秒，该方向 的交通量为360veh/h，南北方向的交通量为100veh/h。求设计上具有 95%置信度的东西方向道路在每个绿灯时间能通过的车辆数以及在南
北方向道路上红灯期间受阻的车辆数。 p(x) mx em x!
例2
某路段，交通流量为360辆／h，车辆到达符合泊松分布。求在