交通流特性

则：
K V Vf K V f (1 ) Kj Kj
Vf
其中：Kj为阻塞密度，Vf为畅行速度。
当交通密度很大时，采用对数模型：
V=Vm ln(
Kj K
)
式中：Vm为临界车速，指交通流量最大时的车速。 当交通密度很小时，采用指数模型：
V=Vf e
-
k km
式中：Km为最佳密度（临界密度），指交通流量最大时的密度。
指一条车道上，前后相邻的两辆车之间的距离。用车辆上有代表 性的点来测量，常用车头。 所有车辆的车头间距的平均值称为平均车头间距 。 hs 与 hs K的关系：互为倒数关系
车头间距的单位常用m计，此时：
Vs 由Q=K· 及以上两式可得出：
hs
1000 K
Vs 3.6
hs (km/h) ht
由上式可知：对应不同的车辆行驶速度，均存在一个最小 的安全车头间隔min{ ht }、min{ hs }，这也说明对应一定车速， 都有一定的车辆密度，说明车速与密度间存在着某种关系，这 是研究交通流三参数间关系的基础。
2---时间平均车速观测值的方差。
二者的关系也可利用回归分析得到：
Vs= -1.88960+1.02619 Vt
在交通流三参数关系式Q=K· V中的V，指的是区间平均车速。
第三节
一、密度的定义
密度特性
指某一瞬间，单位道路长度上存在的车辆数（实体数）。
K N / L （辆/km）
一般指单车道
密度反映车辆的密集程度。用来衡量驾驶员操纵车辆的舒适 性和灵活性。是一个瞬间值，它随观测的时刻和观测路段长度而 变化，通常是某一观测时间段内的平均值表示。
车辆在信号交叉口处的总损失时间称为延误。车辆除在信号
交叉口处有延误外，在很多其他地方也存在延误，以下给出几个 有关延误的概念： 延误：时间的损失。 停车延误：车辆通过道路某一部分的停车时间。 行程时间延误：实际行程时间与正常行驶时间的差值，包括 停车时间和慢行延误。
固定延误：由交通控制装置引起的延误。
D= AADT 某周日的年均日交通量
常用周变系数D表示
3、小时变化
反映交通量在一日内的变化，有早、晚高峰
反映交通量在一天内集中程度的参数是高峰小时流量比 ：
高峰小时流量比 高峰小时交通量 日交通量
高峰小时流量比一般在0.1左右。 4、交通量在1小时内的变化
反映交通量在1小时内集中程度的参数是高峰小时系数 ：
相关概念：最佳密度Km：流量达到最大值时的密度。
阻塞密度Kj：车辆很多，车速为零时的密度。
二、车道占有率（常指单车道）
1、空间占有率Rs 指某一瞬间，在一特定路段上，车辆总长度占该路段长度的比例。
1 n Rs li L i 1
Rs与密度和车长有关，它能反映车辆密度，同时也是衡量路面利用 率的一个重要指标。
4、城乡分布
第二节
一、有关定义
速度特性
速度：单位时间内所行驶的距离，即L/t。按L、t的取值不同，可定 义各种不同的车速： 地点车速：车辆通过某一地点或某一断面的瞬时速度。L→0
行驶车速：车辆通过某段里程与有效行车（驶）时间之比。
行程车速：又称区间车速。指车辆通过某段里程与行程时间之比。 临界车速：指道路交通量达到最大值（通行能力）时的车速，又 称最佳车速。 设计车速：指道路、交通和气候条件良好的情况下，仅受道路物 理条件限制时，车辆所能保持的最大安全车速。 另外还有畅行车速、经济车速等概念。
二、间断流特性
间断流是指有外部固定因素影响的周期性中断交通流。主要 指信号交叉口的交通流。 信号交叉口的交通流特性常用饱和车头时距、饱和流率和损 失时间来描述。 稳定行驶的连续流的车头时距称为饱和车头时距（ht），则 饱和流率S为： 3600 (辆/h·车道) S
ht
信号交叉口处的车辆不可能以饱和流率通过，它有红灯时的 停车时间和红灯变绿灯的启动损失时间及清尾时间，因此S是个 假想值（理想值）。
Vf Kj Q=V K j V2 Vf
K=K j -
Kj
V
由以上分析可知，Q、K、V可表征车辆的运行状态：
对Q，总有Q<Qm 当K≤Km,V≥Vm时，车辆处于不拥挤状态， 当K＞Km,V＜Vm时，车辆处于拥挤状态。
三参数间是相互关联的，只用交通量参数不能表达车辆的运 行状况，必须同时使用两个参数才能表达，而两个参数一旦确定， 另一个参数也就确定了。
二、速度的统计分布特性
常用速度频率分布曲线和积累频率分布曲线来表示。
表征车速分布特性的特征值有： 最常见车速：出现频率最多的速度值。 中位车速：又称50%位车速，在该速度以下的车辆数与在该速度 以上行驶的车辆数相等。 85%位车速：指所有车辆中，有85%的车辆在该速度一下行驶。 一般用作最高车速限制标准。
15% 位车速：指所有车辆中，只有15% 的车辆在该速度一下行驶。
一般用作最低车速限制标准。 速度观测值的标准差σ （均方差）：

（v -v ）
2 i
n
反映车速分布的离散情况，σ值越大，车速越离散，表明车辆 行驶有很大的自由度。
三、时间平均速度与区间平均速度
1、时间平均速度
Vt
指某一时间段内，通过道路某一断面的所有车辆的地点速度的算 术平均值。 n
3、交通量与密度的关系
K K2 ) Q= Vf (K) 由Q=K·V和 V=Vf (1Kj Kj
说明Q～K呈二次函数（抛物线）关系，其图形为：
对上式进行求导，并令
dQ dK
=0
，则有：
∴
Kj 2K = Vf (1)=0 K m = dK Kj 2 2 K j Kj K jVf 2 Q m =Vf [ ]= 2 Kj 4 dQ
Vt
v
i 1
i
n
Vs
2、区间平均速度（又称空间平均速度）
指某路段的长度与通过该路段的所有车辆的平均行驶时间之比。
Vs
n l
ti
i 1
n

n 1 i 1 vi
n
3、二者之间的关系
V t Vs
s2
Vs
Vs Vt
式中：σ σ
s t
t2
Vt
2---区间平均车速观测值的方差；
运行延误：由各种交通组成部分之间的相互干扰而引起的延 误。分内部干扰和侧向干扰。
排队延误：车辆排队时间与自由行驶过排队路段的时间之差。
引道延误：引道实际耗时与引导自由行驶时间之差。
对某一交叉口，图中： CD是停车延误，B点处为停车 线 EF是引道延误 EG是排队延误
EH是停车后再开过停车线引
起的加速延误 GF是减速延误（停车前的）
（3）设计小时交通量（DDHV） 一般由下式计算：DDHV=AADT×K× D 其中：K---设计小时交通量系数，其值常取第30位小时交通 量系数K30。 K30=第30位小时交通量/AADT
D
---高峰小时内重方向交通量占双向交通量的比例。
三、交通量在时间上的变化（分布）
1、季节、月份变化 反映交通量在一年内的变化 常用月变系数（又称为月不均匀系数）M表示 2、日变化 反映交通量在一周内的变化
第三章 交通流特性
本章讲述交通流三参数：交通量、车速、 密度的特性，以及连续流和间断流的特性
第一节
一、交通量的定义
交通量特性
单位时间内，通过道路某一地点、某一断面或某一车道的交通 实体的数量。 根据对象的不同可分为：
行人交通量、非机动车交通量、机动车交通量。
还有单向、双向交通量之分。 流率：把不足一小时的时间段内（通常是15分钟）通过道路某 一地点、某一断面或某一车道的交通实体数，等效换算为1小时的 数量。 交通量是实测值或预测值，流率是转换后的等效值。
2、时间占有率Rt
指在某一观测时间段内，车辆通过某一断面的累计时间占该观测 时间段的比例。
1 n Rt ti T i 1
三、车头时距ht(s)
指一条车道上，前后两辆车通过同一断面的时间差。
ht 所有车辆的车头时距平均值称为平均车头时距 。
3600 ht
ht与流量的关系：
Q
四、车头间距hs(m)
下图表示了车辆启动时的车头时距分布情况：
启动损失时间为：l1=∑ti 清尾时间l2指本方向最后一辆车进入交叉口的时刻与另一方 向变为绿灯的时刻之间的时间差。 对一个信号交叉口的某一进口车道而言，其在一个信号周期 内所能通过的最大车辆数，应为饱和流率与有效时间的乘积。 有效时间=信号周期-本方向红灯时间-l1-l2
第四节
交通流特性
交通流根据是否受到外部固定因素的影响而分为连续流和间断 流。
一、连续流特性
连续流是指没有外部固定因素影响的不间断交通流。其特性可 用交通量Q、平均车速 （常写为 V）、密度K三个参数来描述。 Vs 1、三参数间的基本关系
对某一路段 AB，其长度为 L，在某一瞬间其上存在 n 辆车，车 辆驶过该路段的平均行驶速度为 V（实际为 ），这 n辆车都驶 Vs 过B断面所用的时间为t=L/V，则交通量Q为：
高峰小时系数（PHF）= 高峰小时交通量 高峰小时的高峰流率
高峰小时的高峰流率又称扩大高峰小时交通量。
PHF值一般在0.7~0.8之间，PHF越小，表明流量变化越大。
四、交通量在空间上的分布
1、方向分布
KD
用方向不均匀系数KD表示，反映方向不均匀性。
重方向交通量 100% 双向交通量
2、车道分布 城市道路一般靠近道路中心线的车道交通量最大，向外侧依 次减小；高速公路行车道交通量较大，超车道较小，一级公路内 侧车道交通量较大。 3、路段分布
Q= n nV = =K V t L