交通工程学题库11版(计算题)

１、已知行人横穿某单行道路所需的时间为9秒以上，该道路上的机动车交通量为410辆/小时，且车辆到达服从泊松分布，试问：①从理论上说，行人能横穿该道路吗？为什么？②如果可以横穿，则一小时行人可以穿越的间隔数有多少？（提示：e=2.718，保留4位有效数字）。

解：①从理论上说，行人不能横穿该道路。因为该道路上的机动车交通量为：Q=410Veh/h ，则该车流的平均车头时距===

-41036003600Q h t 8.7805s/Veh ，而行人横穿道路所需的时间t 为9s 以上。由于-t h （8.7805s ）

所需时间，行人不能横穿该道路。

②但由于该道路上的机动车交通量的到达情况服从泊松分布，而不是均匀分布，也就是说并不是每一个t h 都是8.7805s 。因此，只要计算出1h 的车头时距t h >9s 的数量，即可得到行人可以穿越的间隔数。按均匀到达计算，1h 的车头时距有410个（3600/8.7805），则只要计算出车头时距t h >9s 的概率，就可以1h 行人可以穿越的间隔数。

负指数分布的概率公式为：3600/)(Qt t e t h P ->＝，其中t=9s 。

车头时距t h >9s 的概率为：025.136009410718.2718.2)9(-÷⨯-=>＝t h P =0.3588 1h 的车头时距t h >9s 的数量为：3588.0410⨯=147个

答：1h 行人可以穿越的间隔数为147个。

２、某信号控制交叉口周期长度为90秒，已知该交叉口的某进口道的有效绿灯时间为45秒，进口道的排队车辆以1200辆/小时的饱和流量通过交叉口，其上游车辆的到达率为400辆/小时，且服从泊松分布，试求：1）一个周期到达车辆不超过10辆的概率；2）周期到达车辆不会两次停车的概率。

解：题意分析：已知周期时长C 0＝90 S ，有效绿灯时间G e ＝45 S ，进口道饱和流量S ＝1200 Veh/h 。上游车辆的到达服从泊松分布，其平均到达率＝400辆/小时。

由于在信号控制交叉口，车辆只能在绿灯时间才能通过。所以，在一个周期能够通过交叉口的最大车辆数为：Q 周期＝G e ×S ＝45×1200/3600＝15辆。如果某个周期到达的车辆数N 小于15辆，则在该周期不会出现两次停车。所以只要计算出到达的车辆数N 小于10和15辆的概率就可以得到所求的两个答案。 在泊松分布中，一个周期平均到达的车辆数为：10903600400=⨯=

⋅=t m λ 辆 根据泊松分布递推公式m e P -＝)0(，)(1

)1(k P k m k P ++＝，可以计算出： 0000454.071828.2)0(10==--m e P ＝，0004540.00000454.01

10)1(=⨯＝P 0022700.00004540.0210)2(=⨯＝

P ，0075667.000227.0310)3(=⨯＝P 0189167.00075667.0410)4(=⨯＝

P ，0378334.00189167.0510)5(=⨯＝P 0630557.00378334.0610)6(=⨯＝P ，0900796.00630557.07

10)7(=⨯＝P 1125995.00900796.0810)8(=⨯＝P ，1251106.01125995.09

10)9(=⨯＝P 1251106.01251106.01010)10(=⨯＝P ，1137691.01251106.011

10)11(=⨯＝P 0948076.01137691.01210)12(=⨯＝

P ，0729289.00948076.01310)13(=⨯＝P 0520921.00729289.01410)14(=⨯＝P ，0347281.00520921.015

10)15(=⨯＝P 所以： 58.0)10(＝≤P ， 95.0)15(＝≤P

答：1）一个周期到达车辆不超过10辆的概率为５８%；2）周期到达车辆不会两次停车的概率为９５％。

３、某交叉口信号周期为40秒，每一个周期可通过左转车2辆，如左转车流量为220辆/小时，是否会出现延误(受阻)？如有延误，试计算一个小时有多少个周期出现延误；无延误

则说明原因。(设车流到达符合泊松分布)。

解：1、分析题意：

因为一个信号周期为40s 时间，因此，1h 有3600/40=90个信号周期。

又因为每个周期可通过左转车2辆，则1h 中的90个信号周期可以通过180辆左转车，而实际左转车流量为220辆/h ，因此，从理论上看，左转车流量呈均匀到达，每个周期肯定都会出现延误现象，即1h 中出现延误的周期数为90个。但实际上，左转车流量的到达情况符合泊松分布，每个周期到达的车辆数有多有少，因此，1h 中出现延误的周期数不是90个。

2、计算延误率

左转车辆的平均到达率为：λ=220/3600 辆/s ，

则一个周期到达量为：m=λt=40*220/3600=22/9辆

只要计算出一个周期中出现超过2辆左转车的概率，就能说明出现延误的概率。

根据泊松分布递推公式m e P -＝)0(，)(1

)1(k P k m k P ++＝，可以计算出： 0868.0)0(9/22==--e e P m ＝， 2121.00868.0)9/22()0()1(=⨯=mP P ＝

2592.02121.02/)9/22()1(2/)2(=⨯=⨯P m P ＝，

5581.02592.02121.00868.0)2()1()0()2(=++=++≤P P P P ＝

4419.05581.01)2(1)2(=-=≤-P P ＝φ

1h 中出现延误的周期数为：90*0.4419=39.771≈40个

答：肯定会出现延误。1h 中出现延误的周期数为40个。

４、在一单向1车道的路段上，车辆是匀速连续的，每公里路段上（单向）共有20辆车，车速与车流密度的关系符合Greenshields 的线性模型，阻塞的车辆密度为80辆/公里，自由流的车速为80公里/小时，试求：

1）此路段上车流的车速，车流量和车头时距； 2）此路段可通行的最大流速； 3）