交通工程学课件
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交通工程学课件 第4章 车速
第四章 车速
1、地点车速调查： 3）调查方法
（1）人工测速法：记录格式：教材P57表4-2 （2）雷达测速法：主要用于监测超速违章车辆， 不适用于低速
（3）自动计数器测速：车辆通过前后两检测器的 时间差
（4）照相法
（5）航空摄影法
第四章 车速
1、地点车速调查： 4）样本 (1)应选择交通流在畅通条件下具有代表性的随机样本； (2)当车流为一车队行进时，应选择头一辆的车速，而跟随 的车速在没有超车的情况下，按前一辆车速行驶，其 速度受到限制，没有代表性； (3)在车流中货车出现比率大时，应选择卡车作为速度观测； (4)避免大部分在高速车辆中选择样本。
• •
二、行车速度的统计分布特性 车速分布的标准偏差S与85%位车速和15%位车 速之差存在着如下近似关系
85 % 位值 15 % 位值 S 2 .07
• 地点车速标准差的大小，反映着通过该点速度 的离散程度的大小，也从一个侧面反映了交通 量的大小。??
• •
三、时间平均车速与空间平均车速 时间平均车速：
•
•
单位时间通过道路某断面的各车辆地点车速的
算术平均值。 某一时间内某一道路断面地点速度的平均值， 可用于对地点交通现象及状态分析。 n
1 Vt Vi n i 1
区间（空间）平均车速： 在某一瞬间行驶于道路某一特定长度内全部车辆的车速 分布的平均值。（某路段的长度与通过该路段所有车辆的平 均行程时间之比）
第四章 车速
二、调查步骤 1、地点车速调查： (3)当判断交通措施效果而进行事前、事后调查时， 事前事后调查应选择同一位置； (4)对事故多发地区进行调查时，应调查进入该区时 的速度，调查地点应不受其它因素影响。 另外为使调查结果不受调查本身的影内，在选择调 查地点时还应注意测量仪器及观测人员应不吸 引驾驶人员注意，并且不引起围观.
《交通工程学》PPT课件
交通工程学
Traffic Engineering
建筑精选课件
1
授课教师： 曹从咏 教授 联系电话： 13651620735 E－mail:jy108@
建筑精选课件
2
教学学时安排
学 时 数:48(3学分) 授课学时:48 作 业:4次 讨 论:3次
建筑精选课件
建筑精选课件
12
定期学术期刊
《土木工程学报》, 中国土木工程学会,1954年创刊；
《中国公路学报》，中国公路学会（长安大学）, 1988年；
《公路交通科技》, 交通部公路科学研究所；
《交通运输工程》，中国交通运输学会。
著名学术研究人员
J.G. Wardrop, M. Beckman, G.F. Newell, R. Herman, Ben Akiva, B. D. Greensheilds, C.F. Daganzo, Y. Sheffi, F. V.Webster, Lezuko, R. Allsop, M.G.H. Bell, A.D. May, H.Mahmassani, C.F. Yager, T.Sasaki(佐佐木纲), M.Koshi（越正毅）, Y.Iida（饭田恭敬）, …...
3
内容安排
第1章 绪论
第2章 交通特性
第3章 交通调查
第4章 道路交通流理论
第5章 道路通行能力分析
第6章 道路交通规划
建筑精选课件
4
内容安排
第7章 交通安全 第8章 城市道路交通安全管理 第9章 停车场的规划与设计 第10章 道路交通与环境保护
建筑精选课件
5
教学方法及学习要求
主要教学方法：
以课堂授课为主、自学为辅。
Traffic Engineering
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1
授课教师： 曹从咏 教授 联系电话： 13651620735 E－mail:jy108@
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2
教学学时安排
学 时 数:48(3学分) 授课学时:48 作 业:4次 讨 论:3次
建筑精选课件
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12
定期学术期刊
《土木工程学报》, 中国土木工程学会,1954年创刊；
《中国公路学报》，中国公路学会（长安大学）, 1988年；
《公路交通科技》, 交通部公路科学研究所；
《交通运输工程》，中国交通运输学会。
著名学术研究人员
J.G. Wardrop, M. Beckman, G.F. Newell, R. Herman, Ben Akiva, B. D. Greensheilds, C.F. Daganzo, Y. Sheffi, F. V.Webster, Lezuko, R. Allsop, M.G.H. Bell, A.D. May, H.Mahmassani, C.F. Yager, T.Sasaki(佐佐木纲), M.Koshi（越正毅）, Y.Iida（饭田恭敬）, …...
3
内容安排
第1章 绪论
第2章 交通特性
第3章 交通调查
第4章 道路交通流理论
第5章 道路通行能力分析
第6章 道路交通规划
建筑精选课件
4
内容安排
第7章 交通安全 第8章 城市道路交通安全管理 第9章 停车场的规划与设计 第10章 道路交通与环境保护
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5
教学方法及学习要求
主要教学方法：
以课堂授课为主、自学为辅。
交通工程学课件第4章 道路交通流理论
p (m S 2 ) / m n m / p m /(m S )(取整数)
2 2
(2)递推公式
P (0) (1 p )
n
nk p P ( k 1) P(k ) k 1 1 p
(3)应用条件 车流比较拥挤、自由行驶机会不多的车流用二 项分布拟合较好。
例题4-2
例题4-3
2. 二项分布
(1)基本公式
n! C kห้องสมุดไป่ตู้(n k )!
k n
t k t nk P(k ) C ( ) (1 ) , n n
k n
k 0,1,2,, n
式中：P(k)——在计数间隔t内到达k辆车或k个人的概率；
λ——平均到达率(辆/s或人/s)；
1000
V s ——空间平均车速(km/h);
K—平均密度(辆/km)。
140 120
v [km/h]
V [km/h]
100 80 60 40 20
100 120 60 80 20 40
140
K [Fz/km]
k [veh/km]
能反映交通流特性的一些特征变量：
(1)极大流量Qm，就是Q－V曲线上的峰值。 (2)临界速度Vm，即流量达到极大时的速度。 (3)最佳密度Km，即流量达到极大时的密量。
第四章 道路交通流理论
概述
交通流是交通需求的实现结果，是交通需 求在有限的时间与空间上的聚集现象； 交通流理论是研究在一定环境下交通流随 时间和空间变化规律的模型和方法体系； 由于涉及人、车、路、环境之间的相互关 系，交通流的形成过程非常复杂 。
名词：
元胞自动机、流体动力学……
交通工程学课件(完整版)-
§1－4 我国的交通工程 现状及发展趋势
一. 我国的交通现状
1. 综合运输 2. 公路交通 3. 城市交通
二. 我国交通工程学科的产生及面临的任务
1. 我国交通工程学科的产生 2. 我国交通工程学科面临的任务
(1) 城市交通规划理论与方法研究
①城市交通规划中规划化的交通调查内容、方法研究； ②城市交通需求预测理论与方法规范化的研究； ③城市交通网络计算机模拟技术的研究； ④城市交通网络规划理论与方法的研究； ⑤城市交通规划方案评价技术的研究； ⑥城市公共交通系统优化理论与技术的研究； ⑦城市交通规划快速反应系统的理论与方法的研究； ⑧现代先进科学方法在城市交通规划中应用的研究。
(3) 适应我国交通特点的交通控制理论与方法研 究
①区域交通控制软件系统开发与实施的研究； ②区域交通控制系统设备与配套技术的研究； ③高等级公路情报采集与信息传输、监控技术的研究； ④高等级公路与城市道路的交通管理体制、理论方法
与设施的研究； ⑤高等级公路立交规划设计与评价理论与方法的研究。
(4) 交通流理论方面基础研究
hs
V 3.6
ht
式中：V――汽车行驶速度（km/h）。
§2－2 交通量特性
一. 交通量的定义
交通量 是指在单位时间段内，通过道路某一地点、
某一段面或某一条车道的交通实体数。按交通类型分， 有机动车交通量、非机动车交通量和行人交通量，一 般不加说明则指机动车交通量，且指来往两个方向的 车辆数。
1. 年平均日交通量（AADT）
AADT
1 365
365
KN L
K Q Vs
式中：K――车流密度（辆/km）；
N――单车道路段内的车辆数（辆）；
交通工程学课件041
4.1 交通流特性
4.1.4 信号交叉口的交通分析
第i路车流的红、绿、黄灯时长分别记为
R ,G ,Y
i i i
a G Y
i i i
即第i组信号灯显示绿、黄灯时，第i路车流获
得通行权，其他各路失去通行权。
一组信号灯按以上方式循环作出的红、绿、
黄三种颜色的显示，称为交叉口信号控制的一
个相位。
4.1 交通流特性
c) 每车平均时间延误d
一个周期内所通过的全部车辆的平均延误时间。
D D Cq
rS D 2CS q
2
4.1 交通流特性
交叉口定时信号控制
d) 排队率
——指排过队的车辆数占总车数的比率。
N rS Cq CS q
r ——红信比， C
r gs C
g ——绿信比 C
故：S=Q(t)，即：1400=1800sint
得：t0=0.8911h
A(t)=1800(1-cost)
开始坐标(t，A(t0))，即(0.8911，668.6) 点斜式： D(t)=1400*(t-0.8911)+668.6
4.1 交通流特性
例题讲解
在t1时刻，有: A(t)=D(t)，即：
1400*(t-0.8911)+668.6=1800(1-cost)
第四章
交通流理论
交通流理论概述
■交通流理论是交通工程学的理论基础；
■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
交通工程学(电子课件)第4章 车速调查
特殊交通情况应对策略
车速调查可以帮助分析特殊交通情况下的交通流特性和车辆行驶速度，为制定相应的交通 信号控制策略提供数据支持。
交通安全评估指标
速度离散度分析
通过车速调查，可以获取道路上车辆的速度离散度，即车辆行驶速度的分布情况。速度离散度越大，交通安全风险越 高。
超速行驶情况评估
根据车速调查结果，可以对道路上超速行驶的情况进行评估。超速行驶是引发交通事故的重要因素之一，对交通安全 具有重要影响。
01
02
03
调查路段选择
选择具有代表性的城市道 路路段进行调查，包括不 同等级的道路、交叉口、 路段长度等。
数据采集方法
采用雷达测速仪、视频图 像处理等技术手段，对调 查路段的车速进行连续、 实时监测。
数据整理与分析
对采集到的车速数据进行 筛选、分类和统计分析， 包括平均车速、车速分布、 高峰时段车速等。
确定观测点和观测设备
观测点设置
在选定的路段上设置观测点，一般选 择车流量较大的断面或交叉口进口道 处。
观测设备
根据调查需要，选择合适的观测设备 ，如雷达测速仪、激光测速仪、视频 测速仪等。
采集数据并整理分析
01
数据采集
按照设定的观测点和观测设备，进行车速数据的采集工作。
02
数据整理
对采集到的车速数据进行整理，包括数据清洗、异常值处理、数据分类
结果分析与评价
车速分布特征
道路通行能力评估
根据调查结果，分析不同道路等级、不同 时间段的车速分布特征，以及车速与交通 量、道路设计等因素的关系。
结合车速调查结果，评估道路的通行能力 ，包括基本通行能力、可能通行能力和设 计通行能力等。
交通状况评价
建议与措施
车速调查可以帮助分析特殊交通情况下的交通流特性和车辆行驶速度，为制定相应的交通 信号控制策略提供数据支持。
交通安全评估指标
速度离散度分析
通过车速调查，可以获取道路上车辆的速度离散度，即车辆行驶速度的分布情况。速度离散度越大，交通安全风险越 高。
超速行驶情况评估
根据车速调查结果，可以对道路上超速行驶的情况进行评估。超速行驶是引发交通事故的重要因素之一，对交通安全 具有重要影响。
01
02
03
调查路段选择
选择具有代表性的城市道 路路段进行调查，包括不 同等级的道路、交叉口、 路段长度等。
数据采集方法
采用雷达测速仪、视频图 像处理等技术手段，对调 查路段的车速进行连续、 实时监测。
数据整理与分析
对采集到的车速数据进行 筛选、分类和统计分析， 包括平均车速、车速分布、 高峰时段车速等。
确定观测点和观测设备
观测点设置
在选定的路段上设置观测点，一般选 择车流量较大的断面或交叉口进口道 处。
观测设备
根据调查需要，选择合适的观测设备 ，如雷达测速仪、激光测速仪、视频 测速仪等。
采集数据并整理分析
01
数据采集
按照设定的观测点和观测设备，进行车速数据的采集工作。
02
数据整理
对采集到的车速数据进行整理，包括数据清洗、异常值处理、数据分类
结果分析与评价
车速分布特征
道路通行能力评估
根据调查结果，分析不同道路等级、不同 时间段的车速分布特征，以及车速与交通 量、道路设计等因素的关系。
结合车速调查结果，评估道路的通行能力 ，包括基本通行能力、可能通行能力和设 计通行能力等。
交通状况评价
建议与措施
交通工程学电子课件第13章道路交通安全
英国：
事故相关性因素分析
式中： D─当年交通事故死亡人数； V ─当年汽车拥有量； P ─当年人口数。
13.3 道路交通安全评价
式中： Y ─公路每千米1年间事故次数； X ─公路某一路段平均日交通量或车公里数； ─参数。
事故原因分析模型
交通量模式
13.3 道路交通安全评价
13.3 道路交通安全评价
第十三章 道路交通安全
交通工程学
13.1 道路交通事故
交通事故的定义
美国国家安全委员会
交通事故是“在道路上所发生的意料不到的有害或危险的事件”。这些有害或危险的事件妨碍着交通行为的完成，其原因常常是由于不安全的行动或不安全的因素，或是两者的结合。
中国
由于车辆在道路上因过错或者意外造成的人身伤亡或者财产损失的事件。
日本
由于车辆在交通中所引起的人的伤亡或物品的损坏
道路交通事故受伤情况分类（北京工业大学）
交通事故的分类 1992年，公安部《关于修订道路交通事故等级划分标准的通知》，按死伤人数、经济损失等，将事故分为轻微事故、一般事故、重大事故、特大事故四类。 13.1 道路交通事故
13.2 道路交通事故原因分析
01
对驾驶员的教育
02
对骑自行车人的教育
03
加强道路交通安全管理
04
健全交通法制
05
加强交通安全设施建设
06
加强交通安全教育
13.4 提高道路交通安全的对策
交通事故损失研究方法
总产量法
法院裁决法
公共部门的不明确估算法
人生保险法
愿付费用法
净产量法
13.5 道路事故经济损失
道路交通事故损失的构成
大学交通工程课件4第四章车速
线圈测速仪
在道路上埋设感应线圈，当车辆 通过时，感应线圈的电感量发生 变化，通过测量变化量计算车速 。
01
雷达测速仪
利用雷达发射的电磁波与目标反 射回来的波进行比较，计算出目 标相对于雷达的速度。
02
03
视频测速仪
通过连续拍摄车辆图像并分析图 像序列，计算车辆在图像中的位 移和时间，从而得到车速。
04
车速过快会减少驾驶者的反应时间，使其难以做出正确的判断
和操作。
制动距离延长
02
高速行驶时，车辆的制动距离会延长，增加了追尾碰撞的风险。
侧滑和失控
03
在雨、雪等恶劣天气条件下，车速过快可能导致车辆侧滑或失
控。
车速过慢与安全风险
交通拥堵
过慢的车速可能导致交通拥堵， 降低道路通行效率。
紧急情况处置困难
在紧急情况下，如前方车辆突然 停车或出现障碍物，过慢的车速
安全驾驶奖励
设立安全驾驶奖励计划，表彰遵守交通规则和安全驾驶的驾驶员。
感谢您的观看
THANKS
车速对空气质量也有影响。在较低的车速下 ，车辆排放的污染物会相对减少，有助于改 善空气质量。
交通效率
合理控制车速可以提高交通效率。在城市交 通中，过快的车速可能导致交通拥堵和延误 ，而适当降低车速可以减少交通压力，提高 通行效率。
03
车速的测量与计算方法
车速的测量方法
激光测速仪
通过激光器发射激光束，测量激 光束在目标上反射回来的时间， 计算出目标的速度。
照明条件
道路照明状况对夜间行车 车速有较大影响，良好的 照明条件可以提高行车安 全性。
交通状况的影响
交通流量
行人及非机动车影响
交通工程学电子课件第15章道路交通环境的保护
例：1952年12月伦敦烟雾事件
第三节 汽车污染 物的危害与防治
二．汽车污染物及其危害
危害较大的几种污染物
○ 一氧化碳
二氧化
硫
○ 二氧化氮
碳氢化
合物
● 粉尘及烟雾
光化学
烟雾
第三节 汽车污染 物的危害与防治
三．汽车污染物的排放
规律：
○ 城市越大，人口越密，汽车越多， 则排出的污染物越多
○ 城市多于农村 ○ 城市中心区多于边缘区 ○ 商业区多于居民区
第四节 噪声污染
一、声波及有关概念
声波：机械波，在媒介中传播，来源于发声体的振动； 传入人耳时，耳鼓膜振动，刺激听神经而产生声的感 觉。
人耳听觉范围：20Hz-20000Hz
乐音与噪音
二、声压与距离的 关系
距声源距离越近，声压 越低，距离增加一倍， 声压减小6dB
第四节 噪声污染
交通噪声的传播
三．汽车污染物的排放
四．排气量与车辆运行状态的关系
○ 汽油、柴油汽车： ● 怠速时一氧化碳最多，减速次之，恒速最 小； • 碳氢化合物则减速时量最多，恒速最低
五．排放量同道路总坡的关系
○ 纵坡越大，耗油量越大，排污数量越大
第三节 汽车污染物的危害与防治
道路交通大气污染的防治 国外概况：
○ 明显改善，解除了城市上空烟雾弥漫的局面；但光化学烟雾有所发展，氮的氧化物仍有增 加的趋势
• 包括：大气污染、噪声、振动、妨碍日照和电磁波干扰，以及对非再生自然资 源的消耗
○ 交通运输干线（地上和地下）的影响 • 包括： • 对耕地的占用 • 对交通工程沿线文化、历史和古建筑等风景名胜造成的不利影响 • 对自然生态的破坏
一 ．
第
第三节 汽车污染 物的危害与防治
二．汽车污染物及其危害
危害较大的几种污染物
○ 一氧化碳
二氧化
硫
○ 二氧化氮
碳氢化
合物
● 粉尘及烟雾
光化学
烟雾
第三节 汽车污染 物的危害与防治
三．汽车污染物的排放
规律：
○ 城市越大，人口越密，汽车越多， 则排出的污染物越多
○ 城市多于农村 ○ 城市中心区多于边缘区 ○ 商业区多于居民区
第四节 噪声污染
一、声波及有关概念
声波：机械波，在媒介中传播，来源于发声体的振动； 传入人耳时，耳鼓膜振动，刺激听神经而产生声的感 觉。
人耳听觉范围：20Hz-20000Hz
乐音与噪音
二、声压与距离的 关系
距声源距离越近，声压 越低，距离增加一倍， 声压减小6dB
第四节 噪声污染
交通噪声的传播
三．汽车污染物的排放
四．排气量与车辆运行状态的关系
○ 汽油、柴油汽车： ● 怠速时一氧化碳最多，减速次之，恒速最 小； • 碳氢化合物则减速时量最多，恒速最低
五．排放量同道路总坡的关系
○ 纵坡越大，耗油量越大，排污数量越大
第三节 汽车污染物的危害与防治
道路交通大气污染的防治 国外概况：
○ 明显改善，解除了城市上空烟雾弥漫的局面；但光化学烟雾有所发展，氮的氧化物仍有增 加的趋势
• 包括：大气污染、噪声、振动、妨碍日照和电磁波干扰，以及对非再生自然资 源的消耗
○ 交通运输干线（地上和地下）的影响 • 包括： • 对耕地的占用 • 对交通工程沿线文化、历史和古建筑等风景名胜造成的不利影响 • 对自然生态的破坏
一 ．
第
交通工程学课件
如图4.11所示，当C=0.50 时，间距值的摆动衰减很快；当 C=0.80时，其罢动逐渐减小；C=1.57时，摆动停止衰减 ，其间距基本稳定；当C=1.60 时，摆动幅度逐渐增大 。可见，C=1.57为线性跟驰模型中车头间距从稳定到非 稳定的临界值。 渐近稳定：一列处于跟驰状态的车队仅当C<0.5时，才是 渐近稳定的。 与局部稳定相比较，这里C=0.50时，车头间距的摆动衰减 很快。头车运行中的扰动是以 1/λ(s/辆)的速率沿车队向后传播。当C>0.5时，将以增大变 动幅度传播，增大了车辆间的干扰，当干扰的幅度增大 到使车间距小于一个车长时，则发生追尾事故。图4.12 显示了一列有8辆车的车队，可知，前车改变运行状态后，后车也 要改变。但前后车运行状态的改变不是同步的，而是 延迟的。这是由于驾驶员对于前车运行状态的改变要 有一个反应的过程，这过程包括四个阶段： 感觉阶段——前车运行状态的改变被察觉； 认识阶段——对这一改变加以认识； 判断阶段—— 对本车将要采取的措施做出判断； 执行阶段—— 由大脑到手脚的操纵动作。 这四个阶段所需要的时间称为反应时间。假设反应时间 为△t，前车在t时刻的动作，后车要经过△t在(△t+t)时 刻才能作出相应的动作，这就是延迟性。
1.制约性 在一队汽车中，后车跟随前车运行，出于对旅行时间的考 虑，驾驶员总不愿意落后很多，而是紧随前车前进，这 就是“紧随要求”。从安全的角度考虑，跟驶车辆要满 足两个条件：一是后车的车速不能长时间大于前车的车 速只能在前车速度附近摆动，否则会发生碰撞，这是“ 车速条件”；二是前后车之间必须保持一个安全距离， 即前车刹车时，两车之间有足够的距离，从而有足够的 时间供后车驾驶员做出反应，采取制动措施，这是“间 距条件”。显然，车速高时，制动距离长，安全距离也 应加大。紧随要求、车速条件和间距条件构成了一队汽 车跟驰行驶的制约性，即前车的车速制约着后车的车速 和两车间距。
交通工程学电子课件第4章车速调查
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离差：样本中的最大车速与最小车速的差值。它反映车速的分布幅度。
标准差：衡量离散程度的标准
将 代入后：
对 车 速 均 值 作 区 间 估 计
——由显著水平ɑ所对应的t分布临界值； ——标准差。
此外车速资料的整理还包括分析车速的频率分布，可由此绘出速度频率分布曲线、速度累积频率分布曲线。
3 地点车速调查
调查方法
调查地点车速有两种最基本的方法。一种是测量驶过已知距离的时间，另一种是利用多普勒原理。由于使用的仪器不同，又可区分为人工测量和自动测量的方法。其中自动测量法包括：道路检测器法、雷达仪法 、光电管法 、摄影测量法 （照相法 、航空摄影法 ）
3 地点车速调查
样本要求
最少样本量： ，其中N为最少样本量；S为计算的样本标准差，km/h；K为相应于要求置信度的常数；E为车速计算中的容许误差，km/h。 样本的选择：抽样应是随机的，尽量避免总是选择车队中的第一辆汽车，当不分车种调查时，样本中各种车辆所占比例应与其在交通流中比例大体一致。
二者数学关系：
表明：速度增加，两种车速两侧之间的差异变小
车速频率分布：在同一地点观测到的以某一确定速度行驶的车辆数，与总的观测车数的比值。 85%位车速、 50 %位车速、15%位车速
几种车速
中位车速：即50%位车速，该车速以下行驶的车辆数等于在该车速以上的车辆数时的车速 当图4-1完全对称时，该值等于其算术平均值 85%位车速：累计频率为85%时相应的横坐标值，85%的车辆等于或小于该值 常用作确定最大限速 15%位车速累计频率为15%时相应的横坐标值，15%的车辆等于或小于该值 常用作最低限速
中位速度：速度按递增或递减顺序排列的中间值，所观测的车速有一半大于此值，一半小于此值。 内差计算： ——为中间速度区间的下限速度，km/h； ——观测速度总车辆数，辆； ——到中间速度区间下限为止的累计观测的车辆数； ——中间速度组区间内观测到的车辆数； ——包含中间速度的区间长度。 常见车速：频率分布曲线中出现频率最高的那个数值。
离差：样本中的最大车速与最小车速的差值。它反映车速的分布幅度。
标准差：衡量离散程度的标准
将 代入后：
对 车 速 均 值 作 区 间 估 计
——由显著水平ɑ所对应的t分布临界值； ——标准差。
此外车速资料的整理还包括分析车速的频率分布，可由此绘出速度频率分布曲线、速度累积频率分布曲线。
3 地点车速调查
调查方法
调查地点车速有两种最基本的方法。一种是测量驶过已知距离的时间，另一种是利用多普勒原理。由于使用的仪器不同，又可区分为人工测量和自动测量的方法。其中自动测量法包括：道路检测器法、雷达仪法 、光电管法 、摄影测量法 （照相法 、航空摄影法 ）
3 地点车速调查
样本要求
最少样本量： ，其中N为最少样本量；S为计算的样本标准差，km/h；K为相应于要求置信度的常数；E为车速计算中的容许误差，km/h。 样本的选择：抽样应是随机的，尽量避免总是选择车队中的第一辆汽车，当不分车种调查时，样本中各种车辆所占比例应与其在交通流中比例大体一致。
二者数学关系：
表明：速度增加，两种车速两侧之间的差异变小
车速频率分布：在同一地点观测到的以某一确定速度行驶的车辆数，与总的观测车数的比值。 85%位车速、 50 %位车速、15%位车速
几种车速
中位车速：即50%位车速，该车速以下行驶的车辆数等于在该车速以上的车辆数时的车速 当图4-1完全对称时，该值等于其算术平均值 85%位车速：累计频率为85%时相应的横坐标值，85%的车辆等于或小于该值 常用作确定最大限速 15%位车速累计频率为15%时相应的横坐标值，15%的车辆等于或小于该值 常用作最低限速
中位速度：速度按递增或递减顺序排列的中间值，所观测的车速有一半大于此值，一半小于此值。 内差计算： ——为中间速度区间的下限速度，km/h； ——观测速度总车辆数，辆； ——到中间速度区间下限为止的累计观测的车辆数； ——中间速度组区间内观测到的车辆数； ——包含中间速度的区间长度。 常见车速：频率分布曲线中出现频率最高的那个数值。
交通工程学道路通行能力课件
34
四、信号交叉口的通行能力
信号交叉口的运行特征 ： 交叉口是两条或两条以上道路相交的区域，车辆由此通过，并转换方 向，其运行路线必须相互交织或交叉， 由色灯信号控制指挥车辆前 进、停止或转向，这就不可避免地要减速、制动、停车或启动、加速、 转向，同时还由于红灯周期性地定时出现，所以必然要导致停车等候 和时间损失。 在交叉口范围内各种车辆混合行驶，转弯时相互穿插，当自行车高峰 时，机动车差不多处于非机动车的包围之中，要实现方向转换是困难 的。
354W W 3 QM—交织段上最大通1行能W力（辆/h）；
l—交织段长度（m）l ；
W—交织段宽度（m）；
e—环交入口引道平均宽度：
e=(e1+e2)/2 （m） ；
P—交织段内交织车辆与全部车辆之比(%)。
27
三、环行交叉口的通行能力
根据经验检验，一般设计通行能力应为沃尔卓普公式计算最大值的 80%，因此沃尔卓普公式应修改为：
8
二、道路通行能力与服务水平
道路通行能力的分类 较长路段畅通无阻的连续行驶车流的通行能力，一般称为路段通行能 力，它是所有道路交通系统都必须考虑的; 在有横向干扰条件下，时通时断、不连续车流的通行能力，如具有平 面信号交叉口的城市道路的通行能力; 在合流、分流或交叉运行状态下的通行能力，如各类匝道收费口及其 附近连接段的通行能力; 交织运行状态下的通行能力，如立体交叉的各类匝道、常规环道上车 流的通行能力。
6
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。
四、信号交叉口的通行能力
信号交叉口的运行特征 ： 交叉口是两条或两条以上道路相交的区域，车辆由此通过，并转换方 向，其运行路线必须相互交织或交叉， 由色灯信号控制指挥车辆前 进、停止或转向，这就不可避免地要减速、制动、停车或启动、加速、 转向，同时还由于红灯周期性地定时出现，所以必然要导致停车等候 和时间损失。 在交叉口范围内各种车辆混合行驶，转弯时相互穿插，当自行车高峰 时，机动车差不多处于非机动车的包围之中，要实现方向转换是困难 的。
354W W 3 QM—交织段上最大通1行能W力（辆/h）；
l—交织段长度（m）l ；
W—交织段宽度（m）；
e—环交入口引道平均宽度：
e=(e1+e2)/2 （m） ；
P—交织段内交织车辆与全部车辆之比(%)。
27
三、环行交叉口的通行能力
根据经验检验，一般设计通行能力应为沃尔卓普公式计算最大值的 80%，因此沃尔卓普公式应修改为：
8
二、道路通行能力与服务水平
道路通行能力的分类 较长路段畅通无阻的连续行驶车流的通行能力，一般称为路段通行能 力，它是所有道路交通系统都必须考虑的; 在有横向干扰条件下，时通时断、不连续车流的通行能力，如具有平 面信号交叉口的城市道路的通行能力; 在合流、分流或交叉运行状态下的通行能力，如各类匝道收费口及其 附近连接段的通行能力; 交织运行状态下的通行能力，如立体交叉的各类匝道、常规环道上车 流的通行能力。
6
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。
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。
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例题讲解
例2 道路瓶颈的通过能力为S=1400辆/h，某3小时
内到达流量为Q(t)=1800sint 辆/h，试求：
(1)车流拥挤起始时刻t0；
(2)车流拥挤结束时刻t1
(3)拥挤车辆总数N
(4)总延误D
(5)每辆车平均延误时间d。
4.1 交通流特性
例题讲解
[解]： 在t0时刻，到达流量应等于通过能力
故：S=Q(t)，即：1400=1800sint
得：t0=0.8911h
A(t)=1800(1-cost)
开始坐标(t，A(t0))，即(0.8911，668.6) 点斜式： D(t)=1400*(t-0.8911)+668.6
4.1 交通流特性
例题讲解
在t1时刻，有: A(t)=D(t)，即：
1400*(t-0.8911)+668.6=1800(1-cost)
延误时间。
4.1 交通流特性
例题讲解
[解]： 由于在
tj
时，到达车辆的累计数=驶离的累计数，
故有：高峰时刻的排队车辆数=1.69*(1400-1300)=169
到达的车辆数=650*DT; 离去车辆数=1300*DT 则有：169+650*DT=1300*DT，得:DT=0.26h 拥挤持续时间
t j =1.69+0.26=1.95h。
拥挤车辆的总数N=1.95*1300=2535辆 (或=1.69*1400+0.26*650=2535辆)
4.1 交通流特性
例题讲解
[解]：总延误D =1.95*169*0.5=164.775辆.h
每车的平均延误=D/N=234s
累 计 车 辆 数
650
1400
1.69h
dt
time
4.1 交通流特性
■ §4-3排队论模型
■ §4-4跟驰模型
■ §4-5流体动力学模拟
4.1 交通流特性
4.1.1 交通设施种类
■连续交通流设 ■间断流设施
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 交通流特性
4.1.4 信号交叉口的交通分析
右图为城市中 常见的十字交
叉口的几何布 置。东西方向 为主干道。
①信号规则 与相位
4.1 交通流特性
4.1.4 信号交叉口的交通分析
将交叉口的车流分成n路，对应周期C按一定比例分
成n段，
a1 ,a 2 ,....a n
C= a i
i=1
n
在每段中，有且仅有第i路车流获得通行权。并分别 按红、绿、黄三色灯组成的信号灯控制。显示顺序为 红灯、绿灯和黄灯，显示时间长度分别记为R、G和Y。
可求得：t1=2.964h
N=A(2.964)-A(0.8911)=2902辆；
D=
t1 t0 A( t ) D( t )dt =419.6辆.h
d=D/N=520s
4.1 交通流特性
4.1.3 间断流特征
4.1 交通流特性
4.1.3 间断流特征
4.1 交通流特性
4.1.3 间断流特征
G R
R R
Y G Y
G
R R
Y G R Y
4.1 交通流特性
饱和流量
② 饱和流量和有效绿灯时间
■红灯时: ■绿灯亮:
车辆就停车排队而达到最大密度。 排队车辆依次起动通过停车线，在绿灯前期若
干秒内，车辆通过停车线时还未完成加速过程，车流的 流量由零逐渐增大。
■随着停车线处车速恢复到正常的路段行驶速度，排过队
4.1 交通流特性
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
4.1 交通流特性
思考题
假设车辆行驶速度与交通密度成线性关系。 1、当K=Kj时，V=0，K=0时，V=Vf，推导
格林希尔茨（Greenshields）模型；
2、以得到的Greenshields模型为基础，建立 流量与密度的关系模型；
流 量 （ 辆 /s ）
g B C
l0
0 A O 红
S
lE
D K 黄 时间 (s)
绿
4.1 交通流特性
有效绿灯时间
■（1）曲边梯形的高表示饱和 流量S，其面积表示在绿灯
和黄灯时间内可通过的最
大车辆数N。 ■ （2）用一块面积相等的矩 形代替曲边梯形，AD表示
4.1.4 信号交叉口的交通分析
上图中，车流被分
相位序列 A B C D 获得通行权的车流 东、西向直行 东向南、西向北左转 南进口道车流 北进口道车流
成四路，实行四个
相位的信号控制，
其中一种可采用的
控制方式为：
4.1 交通流特性
4.1.4 信号交叉口的交通分析
A相位： B相位： C相位： D相位：
3、根据左图，如限制车流的实际流量不大
于最大流的0.8倍，求在非拥挤区车流的最 小行驶速度和对应的交通密度。
4.1 .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
4.1 交通流特性
例题讲解
例1 道路瓶颈路段的通过能力为1300辆/h，高峰 时段的1.69h中，到达流量为1400辆/h，然后到 达流量降到650辆/h。求拥挤持续时间 t j ，拥挤 车辆总数N、总延误D、和 t j 之内的每辆车平均
交通流理论概述
■交通流理论是交通工程学的理论基础；
■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
本章内容
■ §4-1交通流特性 ■ §4-2概率统计模型
4.1 交通流特性
4.1.4 信号交叉口的交通分析
第i路车流的红、绿、黄灯时长分别记为
R ,G ,Y
i i i
a G Y
i i i
即第i组信号灯显示绿、黄灯时，第i路车流获
得通行权，其他各路失去通行权。
一组信号灯按以上方式循环作出的红、绿、
黄三种颜色的显示，称为交叉口信号控制的一
个相位。
4.1 交通流特性
的那部分车辆通过停车线处的的流量就达到一个稳定的 最大值，该值称为饱和流量(Saturation flow)，记为S。
■排过队的车辆全部驶过停车线或绿灯结束:
流量才从S值
逐渐下降，在红灯启亮时必然降到零。
4.1 交通流特性
右图表示绿灯 及黄灯期内车 辆通过停车线 时流量随时间 而变化的规律。 饱和周期：绿灯 结束，仍有排 过队的车辆没 有通过停车线。