交通流概述
《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。
第四章 交通流特性
三、交通量的时间分布特性。 交通量是一个随机的时空变量，具有时空分布特性。 1、交通量的月变化：月不均衡系数
2、交通量的周变化：周变化系数
3、交通量的小时变化：小时变化系数 高峰小时流量比：高峰小时交通量占全天交通量之比 称为高峰小时流量比，我国一般为9%--10%。 高峰小时系数：高峰小时交通量与高峰小时某时段交 通量扩大为高峰小时交通量之比。
观测路段上所有车辆车头时距的平均值称为平均 车头时距。
2、车头间距：同向行驶的一列车队中，前后相邻两车 的车头之间的空间间隔，在观测路段上所有车辆车头 间距的平均值称为平均车头间距。
三、空间占有率和时间占有率。 1、空间占有率：观测路段中行驶的车辆总长度占该路 段长度的百分比。
2、时间占有率：在某一测定时间段内车辆通过某一断 面的累积时间在该测定时间的百分比。
2、年平均日交通量（AADT）：一年的观测期内日交 通量的平均值，算法是一年的交通量总和与该年总天 数的比值，单位是veh/d，表达式为：
3、月平均日交通量（MADT）：一个月的观测期内日 交通量的平均值，算法是一个月的交通量总和与该月 总天数的比值，单位是veh/d，表达式为：
4、周平均日交通量（WADT）：一周的观测期内日交 通量的平均值，算法是一周的交通量总和与周天数的 比值，单位是veh/d，表达式为：
5、小时交通量：一小时内观测的交通量，单位是 veh/d。 高峰小时交通量（PHV）：全天交通量最大的一个小 时称为高峰小时，该小时内的交通量称为高峰小时交 通量，通常有早、晚高峰交通流量。 年最大小时交通量（HAHY）：一年内各个小时交通 量中最大的一个小时交通量。
年第30位小时交通量（30HV）：将一年内各个小时 的交通量按从大到小顺序排列的第30个小时所对应的 交通量。常用30位小时交通量作为设计小时交通量。 6、交通流率：将不足一小时观测所得的交通量换算成 一小时交通量所得的比值，简称流率。
现代交通流理论课件
• 交通流基本概念 • 交通流理论模型 • 交通流特性分析 • 交通流波动理论 • 交通流控制策略 • 现代交通流理论应用
目录
01
交通流基本概念
交通流定义
交通流
在某一路段上，一段时间内，车辆、 行人等交通实体在路上的流动过程。
交通流模型
通过数学建模描述交通流特性的理论 模型。
交通流稳定性的判定
要点一
交通流稳定性的定义
根据交通流的波动性质，定义交通流稳定性，并说明稳定 性的物理意义。
要点二
交通流稳定性判别的数值方法
通过数值方法求解交通流波动方程，根据解的性质判断交 通流的稳定性。
05
交通流控制策略
交通信号控制
实时感应控制
通过安装传感器和检测器，实时监测交通流 量和拥堵情况，调整信号灯的灯光时序和时 间，提高交通效率。
多模式交通规划
考虑多种交通方式的需求和特点，规划公共交通、步行、自行车等 交通方式的优先级和衔接，提高综合交通效率。
交通法规与安全教育
法规制定与宣传
01
根据交通流理论和实际情况，制定合理的交通法规和安全规定
，并通过媒体、宣传栏等方式进行广泛和培训，提高公众的交通安全意识和技能水
交通流参数
流量
单位时间内通过某一路段的车辆数量 。
速度
车辆在行驶过程中的平均速度。
密度
单位长度内车辆的数量。
交通流密度-速度曲线
描述交通密度与速度之间关系的曲线 。
交通流分类
连续流
车辆连续行驶，无间隔，如高速公路。
稳定流
交通状态稳定，无突变，如常规交通路线。
间断流
车辆行驶过程中有间隔，如城市道路。
交通流理论及其应用
交通流理论及其应用第一章交通流理论概述交通流理论研究的是交通系统中的车辆运动、交通管制、道路设施、交通信息和旅行者的行为等方面的问题。
交通流理论在道路规划、公路建设和交通管理等领域有着非常广泛的应用。
交通流理论的一个重要假设是，车辆在道路上的移动速度不仅受到道路设计的限制，还受到其他车辆的影响。
因此，在交通流理论中，车辆被看作是一个组成整体的流体，而不是独立的个体。
第二章交通流模型交通流模型是交通流理论的核心部分。
交通流模型通过建立数学方程，来描述交通系统中的车辆运动和相关因素。
常用的交通流模型有三种：宏观模型、微观模型和混合模型。
宏观模型是指从整体上研究交通流的模型，宏观模型的主要参数是车流量、速度和密度。
宏观模型常用的方法包括现场观测、测量和统计分析。
微观模型是指从个体车辆的行为入手研究交通流的模型，微观模型的主要参数是车辆的位置、速度和加速度。
微观模型常用的方法是仿真模拟和建立基于车辆运动方程的数学模型。
混合模型是宏观模型和微观模型的结合，既考虑了交通流的整体特征，又考虑了车辆个体行为的影响。
混合模型综合了宏观模型和微观模型的优点，是目前研究交通流的主要方法之一。
第三章交通流参数交通流参数是交通流模型中的重要参数，主要包括车流量、速度和密度。
车流量是单位时间内通过某一道路断面的车辆数量，常用的单位是辆/小时。
车流量是衡量交通流量大小的主要指标，它直接影响道路的通行能力和交通拥堵的程度。
速度是车辆在单位时间内通过某一道路断面的平均速度，常用的单位是公里/小时。
速度是衡量交通流运行状况的主要指标，它受到道路状况、车辆性能和交通运行管理等因素的影响。
密度是单位时间内通过某一道路断面的车辆数量和车辆行驶长度之比，常用的单位是辆/公里。
密度是衡量交通流集聚程度的主要指标，它与车速和车流量有着密切的关系。
第四章交通流控制交通流控制是交通流理论的一项重要应用，包括交通信号灯、路口红绿灯、限速标志和车道指示标志等。
交通流理论基础知识概要课件
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
交通流状态与交通安全
总结词
异常交通流状态下的安全风险
详细描述
某高速公路在假日期间出现大量车流，导致车速过快、 超车频繁等异常交通流状态，增加了事故发生的概率。
总结词
驾驶员应对异常交通流状态的注意事项
详细描述
驾驶员在面对异常交通流状态时应保持冷静，遵守交通 规则，合理使用灯光和喇叭，避免超速和强行超车。
总结词
高速公路安全设施的重要性
通过安装交通流状态监测设备，实时监测道路交通状况， 为交通安全管理和调度提供数据支持。
总结词
交通管理部门对交通安全改善的贡献
总结词
交通安全改善措施的效果
详细描述
交通管理部门通过及时发布交通信息、加强执法力度、推 广交通安全宣传等措施，为交通安全改善作出了积极贡献 。
THANKS
感谢观看
CATALOGUE
交通流状态与交通安全的关系
正常交通流状态下的交通安全
正常交通流状态下，车辆按照规定的速度和车道行驶，交通 信号灯和标志标线清晰可见，驾驶员和行人遵守交通规则， 大大降低了交通事故的发生率。
驾驶员在正常交通流状态下有更多的时间和空间来观察周围 环境和判断交通情况，从而做出正确的驾驶决策，保证交通 安全。
雷达检测技术
GPS浮动车技术
利用雷达发射的电磁波与车辆相遇后反射 回来的波束，检测车辆的速度、位置等信 息。
通过装载在车辆上的GPS设备，实时记录车 辆的位置和速度等信息，从而分析道路交 通流的状态。
交通流状态预测模型
线性回归模型
基于历史交通流数据，通过建立线性回归方程来 预测未来交通流状态。
支持向量机模型
基于统计学习理论，构建分类器来对交通流状态 进行分类和预测。
ABCD
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。
交通流理论
交通流理论引言交通流理论是研究交通现象和交通管理的一门学科，它主要研究交通运输系统中的车辆和旅行者的行为。
交通流理论的目标是帮助人们了解交通流量的变化规律，以及如何优化交通系统以提高交通效率和安全性。
本文将介绍交通流理论的基本概念、模型和应用。
交通流基本概念交通流是指在某一时间段内通过某一交通要道的车辆流量。
交通流的核心概念包括车辆密度、速度和流量。
车辆密度是指某一交通要道上单位长度内通过的车辆数，通常以辆/km表示。
车辆速度是指车辆在单位时间内行驶的距离，通常以km/h表示。
交通流量是指某一时间段内通过某一交通要道的总车辆数，通常以辆/小时表示。
交通流模型交通流模型是用来描述交通系统中车辆密度、速度和流量之间关系的数学模型。
常见的交通流模型包括密度-速度关系模型、速度-流量关系模型和密度-流量关系模型。
密度-速度关系模型描述了车辆密度和车辆速度之间的关系。
其中最著名的模型是双曲线模型，它表达了车辆密度和速度之间的非线性关系。
双曲线模型可以用来预测交通拥堵的发生和解除时间。
速度-流量关系模型描述了车辆速度和交通流量之间的关系。
其中常用的模型是线性模型，它表达了车辆速度和交通流量之间的负相关关系。
线性模型可以用来估计路段的最大通行能力。
密度-流量关系模型描述了车辆密度和交通流量之间的关系。
常见的模型是线性模型，表达了车辆密度和交通流量之间的正相关关系。
密度-流量关系模型可以用来研究交通系统的稳定性。
交通流控制交通流理论不仅用于研究交通流量的变化规律，还可以用于交通流控制的设计和优化。
交通流控制是指通过交通信号灯、交通标志、交通导向系统等手段来改善交通流动性和减少交通事故的发生。
交通信号控制是最常见的交通流控制手段之一。
它通过交通信号灯的切换来控制交通要道上不同方向车辆的通行。
交通信号控制可以根据交通流量和交通需求来调整信号灯的时长，以达到最佳的交通效果。
另一个常用的交通流控制手段是交通导向系统。
交通导向系统通过交通标志、路标和电子屏幕等设施，引导车辆选择最优路径和行驶方向，以减少路口阻塞和旅行时间。
第二章 第一节交通流特性
各个平均日交通量间的关系：
平均日交通量（ ADT ）
1 n ADT Qi n i 1
周平均日交通量（ Week Average Day Traffic, WADT）
月平均日交通量（ Month Average Day Traffic, MADT）
1 7 WDAT Qi 7 i 1
地点车速 行程车速 车辆通过道路特定地点 的瞬时速度。 路段长度除以通过该路段 在道路交通与气候条件 的行程时间，又叫区间车速 良好的情况下，仅受道 路条件限制所能保持 在不超过路段设计车速 的最大安全车速。 的情况下，车辆在给定交 通流中能够达到的最大 安全车速
车速
设计车速 运行车速
2 时间平均速度和区间平均速度
11%-15% 间，平均 13.3% 。《规范》中将 K 取设计高峰小时交通 量与AADT的比值，9%-14%，取11%
DDHV＝AADT×K×D
DDHV——具有方向性的设计小时交通量（辆／h）；
AADT——年平均日交通量（辆／天）；
K D ——设计小时交通量系数,K随着道路周围地区人口密度的增加而减少. ——方向不均匀系数。在高峰小时内的总交通量中，高峰方向所占的 比例（%）.变化由交通量的方向分布特性决定。
7.交通量资料的应用
1)交通规划
2）道路设计 3）交通管理 4）交通事故评价 5）经济分析
1 2
概述 交通量和流率
3
4
速度
交通流密度
5
6 7
车头间距和车头时距
连续流特性 间断流特性
2.1.3 速度
1 几种速度的定义
设行驶距离为s，所需时间为t，则车速可用s/t表示。 按s和t的取值不同，可定义不同的车速。
交通流的名词解释
交通流的名词解释在现代社会中，交通流是一个不可忽视的概念。
它涵盖了交通系统内的各种车辆、人员和信息的流动。
本文将对交通流的定义及其相关概念进行解释和探讨。
交通流指的是在道路、铁路、水路等交通系统中，车辆和行人按照一定的规则和顺序进行移动的过程和状态。
正如我们所见，道路上的车辆不断地前进，旅客在车站和机场来来往往。
这些都是交通流的体现。
交通流可以分为机动车流和非机动车流。
机动车流是指汽车、摩托车、货车等机动车辆在交通网络中的流动。
非机动车流则包括自行车、电动车、步行者等没有机械动力的交通参与者。
交通流的特性主要有三个方面：密度、速度和流量。
密度是指在一定的空间范围内车辆或行人的数量。
速度是指单位时间内车辆或行人通过的距离。
流量则是指单位时间内通过某个交通位置的车辆或行人数量。
这些特性相互关联，对交通流的研究和控制具有重要意义。
交通流理论主要关注的问题有拥堵、交通安全、交通规划等。
首先，拥堵是交通流理论中的一个重要研究方向。
拥堵指的是交通网络中因为车辆密度过高而导致交通阻塞的现象。
通过研究交通流的密度、速度和流量，可以分析拥堵的原因，并提出相应的解决办法，如交通信号优化、建设更多的道路等。
其次，交通安全也是交通流理论关注的焦点。
交通事故在现代社会中造成了大量的人员伤亡和财产损失。
通过研究交通流的特性，可以设计更合理的交通规则和交通信号系统，提高交通安全性。
此外，交通流理论还可以为城市道路的规划和设计提供科学依据，使道路建设更加合理且有效。
最后，交通流理论对于交通管理和控制也具有重要作用。
通过对交通流的分析和预测，可以制定出合理的交通管理政策，提供实时的交通信息，以便正确地引导和控制交通流的流动。
例如，交通拥堵时可以采取道路巡逻、实时道路信息发布等方法，以便分散车流，减少拥堵情况。
综上所述，交通流是现代社会不可或缺的一部分。
它涵盖了交通系统中车辆和行人的流动，通过密度、速度和流量等特性进行研究和分析。
高速公路交通流分析
高速公路交通流分析高速公路交通流是城市交通系统的重要组成部分，对于解决城市交通拥堵、提高交通效率具有重要意义。
本文将进行对高速公路交通流的分析，以探讨可能的改进方法。
一、交通流的概念交通流是指在一定时间内通过某一路段的车辆数量，也可以用来描述车辆在道路上的行驶情况。
高速公路上的交通流通常以流量、密度和速度三个指标进行描述。
流量是单位时间内通过某一点的车辆数量；密度是单位路段上的车辆数目；速度是车辆行驶的平均速度。
二、流量的分析1.车辆流量的变化规律车辆流量随时间的变化呈现出较为明显的周期性。
在工作日的早晚高峰期，车流量较大；而在非高峰期，则相对较小。
此外，周末和节假日也会出现交通流量的突增。
2.流量的影响因素流量的大小受到多种因素的影响，包括道路容量、车辆密度、车速等。
道路容量是指在一定时间内所能通过的最大车流量，受到道路宽度、车道数目等因素的限制。
车辆密度越大、车速越慢，流量就相对较小。
三、密度的分析1.密度的变化规律密度与流量呈反比关系。
在交通流量较大的时候，密度较小，反之，流量较小的时候，密度较大。
这是因为当车辆流量较大时，车辆之间的间距相对较大，密度较小；当车辆流量较小时，车辆之间的间距相对较小，密度较大。
2.密度的影响因素密度受到道路容量的限制，当交通流量超过道路容量时，密度就会增大，交通拥堵的可能性也会增加。
四、速度的分析1.速度的变化规律速度与密度呈负相关关系。
当密度较小时，车辆之间的间距相对较大，车速就会相对较快；而当密度较大时，车辆之间的间距相对较小，车速就会相对较慢。
2.速度的影响因素速度受到道路条件、车辆状态等多种因素的影响。
道路的平坦程度、弯道的多少，以及车辆的技术状况等都会对速度产生影响。
五、改进措施为了提高高速公路的交通流效率，可以采取以下措施：1.优化道路设计：合理规划道路的宽度和车道数目，增加道路容量，减少交通拥堵。
2.采用智能交通系统：通过引入智能交通信号灯、智能车辆导航等技术手段，提高交通系统的运行效率。
(最新整理)第五节交通流理论统计分布
复习波松分布
波松定理
Pk
P ( xn
k)
C
k n
p
k n
(1
pn )nk ,
设 np n 0，为常数，则有
k 1,2, , n
lim
n
P ( xn
k)
( )k k!
e ,
k 1,2, , n
Pk
n! k!(n
( ) k (1 k )! n
)nk n
n ( n 1)( n 2 ) ( n k 1) ( ) k (1 ) n (1 ) k
则 由 Pk
mk k!
em得
Pk
6k e6 k!
则
P0
60 0!
e 6
0 .0025
由递推公式
Pk 1
m k 1
Pk 得
P1
6 1
P0
0 .0149
P2
6 2
P1
0 .0446
P3
6 3
P2
0 .0892
3
不足 4 辆车的概率为 P ( 4 ) Pi 0 .1512 i0
则 4 辆及 4 辆以上的概率为 P ( 4 ) 1 P ( 4 ) 0 .8488
1、递推公式
Pk Pk 1
C
k n
p k (1
p)nk
C
k n
1
p
k
1
(1
p ) nk 1
n! p k (1 p ) n k
k!(n k )!
k 1 1 p
n!
p k 1 (1 p ) n k 1 n k p
(k 1)! (n k 1)!
则 Pk 1
nk k 1
交通流理论与控制研究
交通流理论与控制研究第一章交通流理论概述交通流理论是交通运输工程领域的一个重要研究方向，它研究的是道路、高速公路、城市道路等交通干线上车辆的运动规律及其与环境、道路设施等因素之间的相互作用，用数学模型等方法进行描述和分析。
具体来说，交通流理论可分为三个层次：宏观层面的交通流模型、中观层面的交通流理论、微观层面的交通流理论。
宏观层面的交通流模型是指对交通流总体运行状态的描述和分析，如平均速度、车辆密度、道路通行能力等；中观层面的交通流理论研究的是交通流的稳定性、交通容量、交通拥堵等问题；而微观层面的交通流理论主要研究单个车辆的运动轨迹、驾驶员行为及其对交通系统的影响等问题。
第二章交通流控制的方法交通流控制是指利用交通管理手段对交通流进行调控，改善交通运行状况，提高交通安全和效率。
常见的交通流控制方法包括以下几种：1. 车道分隔和限行措施：对于车速较慢的车辆（如卡车、公共汽车等），采取单独的车道分隔或限行措施，以减少其与其他车辆的碰撞机会，提高交通系统的通行能力。
2. 信号控制：交通信号灯是最常见的交通控制手段之一，它可以通过对不同车辆的交通信号进行控制，改变交通流的路权和平衡道路交通流量，从而调控交通拥堵。
3. 交通限速：交通限速是指对某一段路段的最高车速进行限制，以避免不同速度的车辆相互阻碍和交通意外的发生。
4. 车速限制和拦截：交通管理人员可以通过设立临时的车速限制或拦截某些车辆等手段，有效遏制不安全驾驶行为，降低交通事故的发生率和交通拥堵的出现。
第三章交通流控制模型为了更好地掌握交通流控制的原则和方法，交通流控制模型成为了研究交通流控制的重要方法之一。
交通流控制模型可分为马尔科夫过程模型、生产函数模型、瓶颈模型和微观交通流模型等。
其中，马尔科夫过程模型是一种基于概率论的模型，可以对各种状态下的交通流进行判断和分析，从而制定出相应的交通控制策略；生产函数模型则是一种根据交通流量和道路状况等变量来估计交通流容量的数学模型；瓶颈模型则主要研究交通流系统中的瓶颈位置、影响和处理方法；而微观交通流模型则是通过对单个车辆的行为和状态进行建模，分析其对整个交通流的影响和作用。
交通运输报告的交通流分析
交通运输报告的交通流分析引言：交通运输是现代社会的重要组成部分，交通流分析作为交通运输领域的一个重要研究方向，对于交通规划和管理具有重要意义。
本文将从不同角度对交通运输报告中的交通流进行分析，从而更好地理解交通运输系统的运行状况，并为交通规划和管理提供依据。
一、交通流的概念与分类1.1 交通流的定义及概述：交通流是指在一定时间内通过一个交通设施的交通单位数目。
本节将对交通流的基本概念进行阐述，以便在后续内容中更好地理解。
1.2 交通流的分类：根据交通流的不同属性，可以将其分为车辆流和人流。
对不同类型交通流的分析可以提供不同层次的信息。
二、交通流量的测量方法2.1 交通流量的常用测量方法：交通流量的测量是交通流分析的基础，本节将介绍常用的测量方法，如车辆计数器、视频监控等。
2.2 交通流量测量中的问题与挑战：在实际测量中，常常会面临一些问题与挑战。
例如数据采集效果不佳、测量设备故障等。
本节将对这些问题进行详细的分析与解决方法的探讨。
三、交通流的时空分布规律3.1 日内交通流分布规律：交通流在一天的不同时间段内会有不同的分布规律，例如交通高峰和低谷。
本节将分析交通流在日内分布的特点，了解不同时间段交通流的变化趋势。
3.2 季节性交通流变化规律：交通流的季节性变化是交通运输报告中的重要指标之一。
本节将通过对历史数据的分析，对不同季节交通流的变化规律进行探讨。
四、交通流的拥堵问题分析4.1 交通流拥堵的定义及成因：交通拥堵是大城市交通运输中常见的问题，对交通系统的效率和可持续发展具有一定影响。
本节将对交通拥堵的定义及成因进行详细的分析。
4.2 交通流拥堵的测量与评估方法：为了解决交通拥堵问题，需要对其进行测量和评估。
本节将介绍常用的交通流拥堵的测量与评估方法，并通过实例分析说明其应用价值。
五、交通流的优化与管理策略5.1 交通流优化的概念及原则：交通流优化是提高交通运输系统效率的关键措施之一。
本节将阐述交通流优化的概念及基本原则。
城市交通流分析
城市交通流分析城市交通是现代城市的重要组成部分，交通流则是城市交通的核心要素之一。
如何分析城市交通流，了解城市交通状况，对于城市规划和交通管理具有重要意义。
本文将围绕城市交通流展开讨论，结合理论和实践，深化对城市交通流的认识。
一、城市交通流的概念和特征城市交通流指的是城市道路网络中车辆、行人等交通要素在时空上的统计分布和运动状态。
城市交通流的特征可归纳为以下几点：1.城市交通流具有时空的动态性和复杂性，其运动状态呈现出相对稳定的趋势，同时受到多种因素的影响，如时间、道路状况、交通信号等。
2.城市交通流的容量和质量是衡量城市交通状况的重要指标，交通流量的多少和交通速度的快慢直接关系到城市交通效率和安全。
3.城市交通流的模式和结构存在着不同的类型和变化，如单向、双向、环线、辅路等。
这些模式和结构对交通发展和规划具有重要影响。
二、城市交通流分析的方法与工具城市交通流分析是指通过对交通流量、速度、密度、容量、质量等指标的采集与处理，以及交通流场的模拟与仿真，对城市交通流进行全方位的评价与分析，并通过分析结果提出相应的改进措施，以优化城市交通系统的运行和管理。
城市交通流分析的方法与工具主要包括以下几个方面：1.现场调查和数据采集。
通过现场问卷调查和交通数据采集，获取城市交通流数据，为分析提供可靠数据支撑。
2.交通模拟软件和仿真系统。
交通仿真软件是通过对城市交通流场进行建模，采用仿真技术模拟各种交通情况，通过结果分析，对城市交通状况进行评价和预测，以便制定相应的改善方案。
3.交通流量、速度和密度测量仪器。
通过交通监控设备、车载测速仪等测量工具，获取实时的城市交通流量、速度和密度等相关指标数据，以便分析交通流动态性。
三、城市交通流分析的应用与实践从城市交通管理的角度来看，城市交通流分析的主要应用包括以下几个方面：1.城市交通规划和设计。
对城市道路、交叉口、公共交通等进行系统的规划和设计，以满足城市交通流量多元化的需求。
交通运输中的交通流理论与模型
交通运输中的交通流理论与模型第一章交通流理论的基本原理交通流理论是交通运输学中的一个重要分支，研究交通流的运行规律与特性，为交通规划和交通管理等提供决策支持。
本章将介绍交通流理论的基本原理，包括交通流类型、交通流参数和交通流模型等。
1.1 交通流的类型交通流通常分为三种类型：车辆交通流、行人交通流和混合交通流。
车辆交通流是指由车辆组成的流动车辆群体；行人交通流是指由行人组成的行人群体；混合交通流则是车辆交通流和行人交通流混合在一起。
1.2 交通流的参数交通流的参数是描述交通流特性的量化指标，常用的参数包括车辆密度、车速和交通流量等。
车辆密度是指单位长度道路上的车辆数；车速是车辆通过单位时间所走过的距离；交通流量是单位时间内通过某一路段的车辆数量。
1.3 交通流模型交通流模型是用来描述交通流特性与变化规律的数学模型。
常用的交通流模型有宏观模型和微观模型两种。
宏观模型研究交通流整体运行规律，如流动稳定性和拥堵解除等；微观模型则从个体车辆的角度考虑交通流的行为规律，如车辆加速度和避让等。
第二章常见的交通流模型本章将详细介绍一些常见的交通流模型，包括流量-密度关系模型、速度-密度关系模型和流量-速度关系模型等。
2.1 流量-密度关系模型流量-密度关系模型研究交通流量与交通流密度之间的关系。
常用的模型包括线性模型、理想模型和反S模型等。
线性模型假设交通流量与交通流密度成正比例关系；理想模型采用抛物线函数来描述交通流量与交通流密度之间的关系；反S模型则将交通流量与交通流密度联系起来，并引入饱和流量的概念。
2.2 速度-密度关系模型速度-密度关系模型研究交通流速度与交通流密度之间的关系。
常用的模型包括线性模型、理想模型和广义的Shriver模型等。
线性模型假设交通流速度与交通流密度成正比例关系；理想模型采用抛物线函数来描述交通流速度与交通流密度之间的关系；广义的Shriver模型则考虑了车辆间距和车辆长度等因素的影响。
交通流基本特性
交通流基本特性交通流是指在道路、公路或城市等交通网络中的车辆、行人等交通参与者的流动情况。
了解交通流的基本特性对于交通规划、交通管理以及道路设计都至关重要。
本文将介绍交通流的一些基本特性及其测量方法。
1. 交通流量交通流量是指在特定时间内通过某一路段或交叉口的车辆、行人等交通参与者的数量。
交通流量可以用每小时通过的车辆数（PCU）来衡量。
交通管理机构通常使用交通信号灯、交通监控设备等技术手段来测量交通流量。
交通密度是指在特定路段上单位长度上的车辆数量。
交通密度可以用车辆数（Vehicles）或车辆长度（Vehicle Length）来衡量。
交通密度的测量可以通过交通监控设备、视频监控等方式进行。
3. 平均速度平均速度是指交通流中所有车辆或交通参与者的平均速度。
平均速度可以通过路段上的测速设备来测量。
路段上的平均车速对于评估交通流的通畅程度、拥堵情况等具有重要意义。
4. 交通流稳定性交通流稳定性是指交通流在时间和空间上的稳定程度。
交通流稳定性主要通过交通监控设备、视频监控等手段来进行评估。
交通流的稳定性可以影响交通规划和交通管理的决策。
交通流模型是用来描述交通流行为和交通流特性的数学模型。
交通流模型可以用于预测交通流量、交通运行状态等。
常见的交通流模型包括瓶颈模型、微观交通模型等。
6. 交通流的影响因素交通流的特性受到多种因素的影响。
常见的影响因素包括道路条件、交通信号灯、交通管制等。
了解交通流的影响因素对于优化交通流、提高交通效率等具有重要意义。
7. 交通拥堵交通拥堵是指交通流在某一路段或交叉口出现停车等异常情况。
交通拥堵会导致交通流的速度下降、通行时间延长等问题。
交通拥堵对于城市交通运输和居民出行都带来了很大的不便。
交通流控制是指通过交通信号灯、交通指示牌、交通安全设施等手段对交通流进行调控和管理。
交通流控制可以减缓交通拥堵、提高交通效率，保障道路交通的安全和顺畅。
结论了解交通流的基本特性对于交通规划、交通管理和道路设计都具有重要意义。
交通流
（3）按交通流的交汇形式可以分为：交叉、合流、分流、交织流；
（4）按交通流内部的运行条件及其对驾驶员和乘客产生的感受可以分为：自由流、稳定流、不稳定流、强制 流。
参数
宏观参数：交通量、流率、速度和交通流密度等 微观参数：车头时距和车头间距等 交通量和流率（volume和 rate of flow） （1）交通量又称流量，是指单位时间内，通过道路（或道路上某一条车道）指定地点或断面的车辆数。 （2）流率是指把在不足1小时的时间段内（通常是15分钟），通过道路（或道路上某一条车道）指定地点或 断面的车辆数经过等效转换得到的单位小时的车辆数。
交通流
交通现象
01 分类
03 理论
目录
02 参数
交通流是指汽车在道路上连续行驶形成的车流。广义上还包括其他车辆的车流和人流。在某段时间内，在不 受横向交叉影响的路段上，交通流呈连续流状态；在遇到路口信号灯管制时，呈断续流状态。
分类
（1）交通流按交通设施对交通流的影响可以分为：非间断交通或称连续交通流（uninterruptedflow） 和间断交通流（interrupted flow）；
3.车流波动理论
将交通流比拟为流体，把车流密度的疏密变化比拟成水波的起伏而抽象为车流波。车流波动理论就是假设车 流因道路或交通状况的改变而引起车流密度的改变时，在车流中产生车流波的传播，分析车流波的传播速度可寻 求车流流量和密度同车速之间的关系的一种理论。
4.跟车理论。
感谢观看
交通流量、交通流速度、交通流密度关系图①交通流量，又称交通量，表示交通流在单位时间内通过道路指 定断面的车辆数量，单位是辆/小时或辆/日；
②交通流速度,简称流速，表示交通流流动的快慢，单位是米/秒或公里/小时；
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三相交通流：
KKW模型：
Lee模型
MCD模型
理论解析：
模拟与解析比较：
多车道元胞自动机模型模型
双车道元胞自动机模型模型
一：换道动机 1. 旁道上的行驶条件比本道要好 2. 车辆在本道上无法按照期望速度行驶 二：前提条件 1.换道动机，即本车是不是想换道 2.安全条件，如果本车要换道，对自身以及其他车辆是不是安全的 也就是保证不发生撞车
元胞自动机模型
一维元胞自动机模型
Wolfram 184 模型：
23+24+25+27=184
一维元胞自动机模型
NS 模型
创新点： 1.改变最大速度：vmax 2.引入随机慢化：现实中驾驶员的随机行为和遇到的随机因素 重现道路交通流基本特征的一个最小化模型
一维元胞自动机模型
NS 模型规则
更新速度 (1)加速, vn→min(vmax, vn+1); vmax=5
ρ1
ρ2
2. 慢启动规则
Takayasu-Takayasu模型： 加速步： 如果一辆静止车辆的前面只有一个元胞时， 那么该车以q的速度加速 其他步骤和NS模型一致 亚稳态与回滞
相分离： 在道路上同时存在一个大的 堵塞带和自由流区
亚稳态和回滞的应用：纽约市的Lincoln隧道
1. 车流密度比较高 2. 驾驶员非常小心，车辆行驶的波动幅度比较大
同步流的根源是什么？ 需要实测
国内实测小组： 复旦大学，吴正 东南大学：王炜
交通流理论模型 1.宏观方法:
将交通流作为由大量车辆组成的可压缩连续流体介质， 研究车辆集体的综合平均行为，其车辆的个体特性并 不显示出来，又称为连续模型
优点： 捕捉到交通激波的形成以及阻塞的疏导 缺点： 没有考虑动力学过程（运动学模型） 认为车辆速度始终满足平衡关系， 不能正确描述实际上处于非平衡的车流运动 无法得到车流在一定条件下失稳，形成时走时停交通现象 扩展模型： 动力学方程
元胞自动机模型在交通瓶颈中的应用
匝道瓶颈
模型规则：
1. 谁的时间少，谁先进入 2. 时间相同时，谁的距离近，谁先进入 3. 时间和距离都相同时，主道优先
其他瓶颈：
十字路口
环岛
收费站 道路缩减
二维元胞自动机模型
BML model
right arrows move only in even time steps up arrows move in odd time steps. If it is blocked by another arrow, it does not move, even if during the same time step, the blocking arrow moves out of that site periodic boundary conditions
2.中观方法:
基于概率描述的气体动理论模型
相空间的密度
3.微观方法：
集中于单个车辆在相互作用下的个体行为描述。 例如：车辆跟驰模型和元胞自动机模型
车辆跟驰模型
1 xn ( xn 1 xn ) T
T 是反应时间 当前车速度大于跟随车时，跟随车加速 当前车速度小于跟随车时，跟随车减速 A. Reuschel. Vehicle movement in a platoon , Oesterreichisches Ingenieur-Archir 4,193-215(1950)
策略： 在隧道口安装交通灯，控制车辆密度，使其低于ρ 2， 车辆处于均匀分布状态，车流处于高流量的亚稳态， 而不会退化为堵塞
3. 速度效应模型
速度更新规则只考虑了两车之间的距离，而没有考虑前车运动的影响 把前车看做静止的粒子处理。模拟的速度小于实际车辆速度
V’ 是前车在t->t+1时刻的虚拟速度 它采用NS模型规则，并考虑可能的随机慢化
扩展模型：
1. 巡航驾驶极限与亚稳态 以vmax行驶的车辆不受随机慢化作用的影响
Pc= {
p vmax : p: if
if
v vmax v vmax
vn→max(vn-1, 0) 其他步骤与ＮS模型一致 Pvmax -> 0, p ≠0
在ρ 1<ρ <ρ 2, 初始条件合适 系统就可以达到稳定的自由流状态； 在受到扰动后， 系统中会产生长期存在的拥堵
{two level crossing} T. Nagatani, Phys. Rev. E 48 (1993) 3290. {anisotropic effect} T. Nagatani, J. Phys. Soc. Japan 62 (1993) 2656. {turn} J. A. Cuesta, F. C. Martinez, J. M. Molera, A. Sanchez, Phys. Rev. E 48 (1993) R4175. {traffic accident1} T. Nagatani, J. Phys. Soc. Japan 62 (1993) 1085. {waiting time distribution} T. Nagatani, J. Phys. Soc. Japan 62 (1993) 2533. {traffic accident2} T. Nagatani, J. Phys. A:Math.Gen. 26 (1993) L1015. {traffic accident3} M. Fukui, Y. Ishibashi, J. Phys. Soc. Japan 62 (1993) 3841. {jam avoiding turn} T. Nagatani, J. Phys. Soc. Japan 63 (1994) 1228. {jamming phases} S. Tadaki, M. Kikuchi, Phys. Rev. E 50 (1994) 4564. {analytical1} Y. Ishibashi, M. Fukui,J. Phys. Soc. Japan 63 (1994) 2882. {inhomogeneous lattice} G. Q. GU, K. H. Chuang, P. M. Hui, Physica A 217 (1995) 339. {faulty light} K. H. Chung, P. M. Hui, G. Q. Gu, Phys. Rev. E 51 (1995) 772. {analytical2} M. Kaulke, S. Trimper, J.Phys.A:Math.Gen. 28 (1995) 5445. {street space} J. Freund, T. Poschel, Physica A 219 (1995) 95. {analytical3} J. M. Molera, F.C. Martinez, J.A. Cuesta, R. Brito, Phys. Rev. E 51 (1995) 175. {analytical4} H. F. Chau, P. M. Hui, Y. F. Woo, J. Phys. Soc. Japan 64 (1995) 3570. {street network} B. Chopard, P. O. Luthi, P. A. Queloz, J. Phys. A: Math. Gen. 29 (1996) 2325. {green wave} J. Torok, J. Kertesz, Physica A 231 (1996) 515. {analytical5} B. H. Wang, Y. F.Woo, P. M. Hui, J. Phys. A: Math. Gen. 29 (1996) L31. {reduced randomness} M. Fukui, Y. Ishibashi, J. Phys. Soc. Japan 65 (1996) 1871. {unequal velocity} M. Fukui, H. Oikawa, Y. Ishibashi, J. Phys. Soc. Japan 65 (1996) 2514. {open boundary1} S. Tadaki, Phys. Rev. E 54 (1996) 2409. {Backbones of traffic jams} H. S. Gupta, R. Ramaswamy, J. Phys. A: Math. Gen. 29 (1996) L547. {block model} L. G. Brunnet, S. Gonccalves, Physica A 237 (1997) 59. {open boundary2} S. Tadaki, J. Phys. Soc. Japan 66 (1997) 514. {random light} G. Q. GU, P. M. Hui, B. H. Wang, S. Q. Dai, Appl. Math. Mech. 19 (1998) 753.
Jamming phase
Sharp dynamical transition
标题: SELF-ORGANIZATION AND A DYNAMIC TRANSITION IN TRAFFIC-FLOW MODELS 作者: BIHAM O; MIDDLETON AA; LEVINE D 来源出版物: PHYSICAL REVIEW A 卷: 46 期: 10 页: R6124R6127 出版年: NOV 15 1992 被引频次: 435 期刊分布： PRE , Physica A, JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN
（1）理论部分首先介绍交通流基本知识，然后分析宏观交通流模型、 跟驰驾驶模型和基于元胞自动机的交通流仿真模型，最后讨论三相交 通流理论； （2）应用部分首先介绍常用的交通流仿真软件，然后介绍交通瓶颈 区域的交通流仿真模型，最后讨论阻塞抑制策略。