交通工程学课件041分析讲解
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《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
建筑精选课件
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
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。
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）；
交通工程基础概论教学PPT
遵循安全、高效、舒适和可持续性等 原则，进行交通设计。
交通网络规划
根据城市发展需求和土地利用情况， 规划合理的交通网络布局。
交通管理与控制
信号灯ห้องสมุดไป่ตู้制
通过设置合理的信号灯控制系统， 实现道路的有效管理和控制。
交通监控
利用各种技术手段对道路交通进行 实时监控，以保障交通安全和秩序。
紧急救援系统
建立完善的紧急救援系统，以便在 发生交通事故或其他紧急情况时迅 速响应和处理。
04
交通工程案例分析
城市交通拥堵问题
总结词
城市交通拥堵是交通工程中常见的问题，需要采取有效的措施进行解决。
详细描述
城市交通拥堵问题通常是由于道路网络容量不足、交通流量不均衡、道路规划 不合理等原因造成的。为了解决这一问题，需要采取多种措施，包括加强交通 管理、优化道路规划、推广公共交通等。
交通安全改善措施
总结词
交通安全是交通工程中非常重要的一环，需要采取有效的措施来提高道路安全水 平。
详细描述
交通安全改善措施包括加强交通安全宣传教育、提高驾驶员素质、加强道路安全 检查等。此外，还需要加强道路交通安全设施的建设和维护，提高道路安全水平 。
智能交通系统应用
总结词
智能交通系统是未来交通工程发展的重 要方向，可以提高交通效率和安全性。
课程目标
掌握交通工程的基本概念、原理 和方法，了解交通工程学科的研
究对象和范围。
掌握交通流理论、交通规划、交 通设计、交通安全等方面的知识， 能够运用所学知识解决实际交通
问题。
培养学生的创新思维和实践能力， 提高其综合素质和职业发展能力。
02
交通工程概述
交通工程定义
交通工程学(课堂PPT)
34
3.3 车速调查
流动观测法的优缺点
◆ 优点：可同时测得行程速度与流量，测 量作业工作量小； ◆ 缺点：道路沿途有交叉口、或交叉口间 距短、交通流不稳定等情况下不宜采用，另 外，观测精度低。
35
3.3 车速调查
三、调查数据的分析与应用
■ (一)地点速度实测数据分析处理 1.绘制速度分布图与分布表 2.统计处理 ■ 1)车速平均值及其均方差 ■ 2)统计分布中的特定车速（中位、均值等） ■ 3)计算其他统计量
第三章 交通调查与分析
1
本章内容
■ 3.1交通调查的意义、内容及要求 ■ 3.2交通量调查目的、内容与方法 ■ 3.3行车车速与密度的调查 ■ 3.4行车时间与延误调查 ■ 3.5其他交通调查简介
2
3.1 交通调查的意义、内容及要求
一、交通调查的目的与意义
■ 为了科学研究和道路规划建设管理的需要，人们用客 观的手段，测定道路交通流以及与其有关现象的数据并进 行分析，从而了解与掌握交通流的规律。以便向交通城建 规划与环保以及公安交通管理部门提供改善、优化道路交 通的实际参考资料和数据。
17
在交通控制中心或想要运行视频检测系统的其他地点安装仪器设备 ●编辑视频检测系统（包括：大小、方向和位置以检测精度等） ●通过视频显示装置实时检测 ●数据采集，视频输出数据（包括：流量、占有率、速度、车辆类 型以及其他特定时间段上的交通数据2 交通量调查
K(t) E(t) E(t0) QA(t) QB(t)
LAB
LAB
42
一、出入量法
3.3 交通密度调查
2. 初始车辆数 E(t0 ) 的确定 方法 ：车牌号码法、照相观测法。
最简易方法是试验车法：试验车在观测开始时从A
3.3 车速调查
流动观测法的优缺点
◆ 优点：可同时测得行程速度与流量，测 量作业工作量小； ◆ 缺点：道路沿途有交叉口、或交叉口间 距短、交通流不稳定等情况下不宜采用，另 外，观测精度低。
35
3.3 车速调查
三、调查数据的分析与应用
■ (一)地点速度实测数据分析处理 1.绘制速度分布图与分布表 2.统计处理 ■ 1)车速平均值及其均方差 ■ 2)统计分布中的特定车速（中位、均值等） ■ 3)计算其他统计量
第三章 交通调查与分析
1
本章内容
■ 3.1交通调查的意义、内容及要求 ■ 3.2交通量调查目的、内容与方法 ■ 3.3行车车速与密度的调查 ■ 3.4行车时间与延误调查 ■ 3.5其他交通调查简介
2
3.1 交通调查的意义、内容及要求
一、交通调查的目的与意义
■ 为了科学研究和道路规划建设管理的需要，人们用客 观的手段，测定道路交通流以及与其有关现象的数据并进 行分析，从而了解与掌握交通流的规律。以便向交通城建 规划与环保以及公安交通管理部门提供改善、优化道路交 通的实际参考资料和数据。
17
在交通控制中心或想要运行视频检测系统的其他地点安装仪器设备 ●编辑视频检测系统（包括：大小、方向和位置以检测精度等） ●通过视频显示装置实时检测 ●数据采集，视频输出数据（包括：流量、占有率、速度、车辆类 型以及其他特定时间段上的交通数据2 交通量调查
K(t) E(t) E(t0) QA(t) QB(t)
LAB
LAB
42
一、出入量法
3.3 交通密度调查
2. 初始车辆数 E(t0 ) 的确定 方法 ：车牌号码法、照相观测法。
最简易方法是试验车法：试验车在观测开始时从A
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
交通工程学课件
1.2.2 交通工程学的相关学科
交通工程学研究的内容非常广泛，几乎涉及道路交通的 各个力面。而就交通工程学这门学科来说，其基础理 论是：交通流理论、交通统计学、交通心理学、汽车 动力学、交通经济学。与交通工程密切相关的主要学 科有：汽车工程、运输工程、人类工程、道路工程、 交通规划学、环境工程、自动控制、应用数学、电子 计算机等。因此，交通工程学是一门由多种学科相互 渗透的新兴边缘学科。
2．开展了基础数据的调查 自1979年开始，按交通部的统一部署，各地公路部门在所 有国道上和主要省道上设置了交通调查站，构成全国公 路交通调查网，对分车型的交通量、车速、运量、起讫 点等动态数据进行长期观测调查，取得了大量的统计资 料，基本上掌握了国家干线路网的交通负荷与运行状况 。 3．城市交通规划与公路网规划 天津、上海、广州、北京、南京等城市均先后开展了城市 交通规划、公交线网、站点与调度优化的研究。1981年 在全国公路交通普查的基础上，规划了国家干线公路网 ，共70条10多万公里；“七五”期间，又规划了由12条 国道，2.5万公里高速公路和汽车专用公路组成的快速 、安全、高效的全国主骨架公路网。
1.2.3 交通工程学特点
作为一门从道路工程学科中分支出来的新兴学科，在其发 展过程中引入了车辆技术、环境工程技术、人体工程技 术等领域的知识，逐渐形成一门综合性很强的交叉学科 ，并同时具备社会科学和自然科学双重特点。 1．系统性 交通与整个社会经济系统密切相关，自身又是一个由诸多 相互练习、相互作用、相互制约的要素（人、车、路、 环境）所组成的有机整体，是一个多目标、多约束、开 放性的大系统。因此，交通工程学最重要的方法论基础 是系统工程原理，以系统工程的原理来解决交通工程发 展中的问题。
7．交通工程学基本原理在道路交通实践中的应用 1）交通流特性常作为道路交通管理控制的具体措施和警 力配置的主要依据； 2）大城市中心区交通系统管理技术的应用； 3）城市道路平面交叉口的系统分析与综合治理； 4）公路增设汽车专用车道，或慢车道，或硬化路肩，实 行分道行驶的依据； 5）实施公路标准化、规范化和环境美化的GBM工程。
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。
交通工程学课件共51页文档共53页文档
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
END
1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
交通工程学课件共51页文档 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
交通工程学课件
交通工程学课件1. 介绍交通工程学是研究交通系统的规划、设计、操作和管理的学科。
交通工程学课程旨在培养学生对交通工程学原理和实践的全面理解，为培养交通领域的专业人才提供必要的知识和技能。
本课件将涵盖以下内容：1.交通工程学的定义和范围2.交通系统的组成部分和运作机制3.交通需求分析和预测4.交通规划和设计5.交通管理和控制6.交通安全与环境2. 交通工程学的定义和范围交通工程学是一门综合性学科，它研究如何设计、建造和维护交通系统，以便实现有效和安全的交通运输。
交通工程学涉及交通设施的规划、设计和运营，交通流的分析和优化，以及交通管理、控制和安全等方面的研究。
在交通工程学中，我们通常将交通系统分为两个主要组成部分：交通基础设施和交通运输工具。
交通基础设施包括道路、桥梁、隧道、交叉口、停车场等，它们提供了供车辆和行人使用的交通通道。
交通运输工具则包括汽车、公交车、出租车、自行车、火车、地铁和飞机等，它们是人们出行的工具。
3. 交通系统的组成部分和运作机制交通系统由交通基础设施、交通运输工具、交通管理机构和交通参与者四个主要组成部分构成。
交通基础设施提供了交通通道，交通运输工具是人们出行的工具，而交通管理机构负责规划、监管和管理交通系统的运行。
交通参与者包括驾驶员、乘客、行人和其他道路使用者。
交通系统的运作机制是指交通流动的规律和过程。
交通流动涉及车辆之间的运动、交叉口的运行和交通信号的控制等方面。
交通系统的运作机制与交通需求、交通规划和交通管理等有着密切的联系，它们相互影响、相互制约。
4. 交通需求分析和预测交通需求分析和预测是交通工程学中的重要内容。
它们旨在确定人们对不同交通服务的需求量，并通过建立合适的模型和方法来预测未来的交通需求。
交通需求分析和预测对于交通规划和交通设施的规划与设计具有重要的指导意义。
交通需求分析和预测的方法包括问卷调查、交通观测、行程生成模型和交通模型等。
这些方法可以帮助我们理解人们的出行行为和交通选择，从而预测未来的交通需求，并制定相应的交通规划措施。
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■ §4-1交通流特性 ■ §4-2概率统计模型 ■ §4-3排队论模型 ■ §4-4跟驰模型 ■ §4-5流体动力学模拟
4.1.1 交通设施种类
4.1 交通流特性
■连续交通流设 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
延误时间。
例题讲解
4.1 交通流特性
[解]： 由于在 t j 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。
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
R R
GY R GY
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: 车辆就停车排队而达到最大密度。 ■绿灯亮: 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 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。
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
本章内容
4.1.4 信号交叉口的交通分析
上图中，车流被分 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：
相位序列 获得通行权的车流
A
东、西向直行
B
东向南、西向北左转
C
南进口道车流
D
北进口道车流
4.1 交通流特性
4.1.4 信号交叉口的交通分析
A相位： G Y
B相位： R
GY
R R
C相位： D相位：
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, a2 ,....an
n
C= a i i=1
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。
开始坐标(t，A(t0))，即(0.8911，668.6) 点斜式： D(t)=1400*(t-0.8911)+668.6
例题讲解
4.1 交通流特性
在t1时刻，有: A(t)=D(t)，即：
1400*(t-0.8911)+668.6=1800(1-cost)
可求得：t1=2.964h
N=A(2.964)-A(0.8911)=2902辆；
■ （2）用一块面积相等的矩 形代替曲边梯形，AD表示 有效绿灯时间g，其余为有 效红灯时间r。
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
4.1.2 连续流特征
4.1 交通流特性
例题讲解
4.1 交通流特性
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
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。
例题讲解
4.1 交通流特性
[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)
拥挤车辆的总数N=1.95*1300=2535辆
(或=1.69*1400+0.26*650=2535辆)
例题讲解
4.1 交通流特性
[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
650
车
辆
数
1400
1.69h
dt
time
例题讲解
4.1 交通流特性
D= tt1A(t) D(t)dt =419.6辆.h 0
d=D/N=520s
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
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。
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。
/s
流
g
量
（
B
辆
）
l0
S
O 0A
红
绿
C
lE
DK 黄
时间 (s)
有效绿灯时间
4.1 交通流特性
■（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。
Байду номын сангаас.1.2 连续流特征
4.1 交通流特性
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； 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 交通设施种类
4.1 交通流特性
■连续交通流设 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
延误时间。
例题讲解
4.1 交通流特性
[解]： 由于在 t j 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。
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
R R
GY R GY
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: 车辆就停车排队而达到最大密度。 ■绿灯亮: 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 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。
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
本章内容
4.1.4 信号交叉口的交通分析
上图中，车流被分 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：
相位序列 获得通行权的车流
A
东、西向直行
B
东向南、西向北左转
C
南进口道车流
D
北进口道车流
4.1 交通流特性
4.1.4 信号交叉口的交通分析
A相位： G Y
B相位： R
GY
R R
C相位： D相位：
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, a2 ,....an
n
C= a i i=1
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。
开始坐标(t，A(t0))，即(0.8911，668.6) 点斜式： D(t)=1400*(t-0.8911)+668.6
例题讲解
4.1 交通流特性
在t1时刻，有: A(t)=D(t)，即：
1400*(t-0.8911)+668.6=1800(1-cost)
可求得：t1=2.964h
N=A(2.964)-A(0.8911)=2902辆；
■ （2）用一块面积相等的矩 形代替曲边梯形，AD表示 有效绿灯时间g，其余为有 效红灯时间r。
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
4.1.2 连续流特征
4.1 交通流特性
例题讲解
4.1 交通流特性
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
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。
例题讲解
4.1 交通流特性
[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)
拥挤车辆的总数N=1.95*1300=2535辆
(或=1.69*1400+0.26*650=2535辆)
例题讲解
4.1 交通流特性
[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
650
车
辆
数
1400
1.69h
dt
time
例题讲解
4.1 交通流特性
D= tt1A(t) D(t)dt =419.6辆.h 0
d=D/N=520s
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
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。
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。
/s
流
g
量
（
B
辆
）
l0
S
O 0A
红
绿
C
lE
DK 黄
时间 (s)
有效绿灯时间
4.1 交通流特性
■（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。
Байду номын сангаас.1.2 连续流特征
4.1 交通流特性
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； 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。