2.3行车速度特征

描述
实际道路
瞬时速度
行 与 驶 比
驶 有 时
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路 效 间
程 行 之
路程与车 辆通过所 需总时间
状 通 所 的
况 条 能 安
和 件 保 全
交 下 持 车
道路通 能力达 最大值 的车速
行 到 时
道路条 限制保 的最大 全速度
件 持 安
速
测定显示
雷达 仪， 表盘
测 速
速 度
通过观 与计算
测
通过观 与计算
测
通过观 与计算
图上点C代表通行能力或最 大流量Qm，从这点起，流 量随密度增加而减小，直 至 达 到 阻 塞 密 度 Kj, 此 时 流 量Q=0。以原点A， 曲线上 的B，C和D点的箭头为矢
径的斜率表示速度。通过 点A的矢径与曲线相切，其 斜率为畅行速度Vf。在流量 -密度曲线上，对于密度比 Km小的点表示不拥挤情况， 而密度比Km大的点表示拥 挤的情况。
车流密度是指某一瞬间内单位道路长度上的车 辆数目。
K=N/L
（辆/km）
式中：K—车流密度，veh/km
N—观测路段内某瞬时车辆数，veh
L—观测路段长度，km
2020/10/13
交通工程
车流密度特性：
① 车头时距 观测时间内同向行驶的一列车队中相邻两车车
头之间的时间间隔。观测路段上所有车辆车头时距
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例2.3 设有3辆汽车，分别以20、40、 50km的速度度，通过路 程长度为l0km的路段，试求时间平均车速和区间平均车速。
解：求时间平均车速
1 n
1
vt
n
i 1
vi
(20 40 60) 3
40(km / h)
再求区间平均车速
1
1
vs 1 n 1 1 ( 1 1 1 ) 32.7(km / h)
其基本关系为：
Q=VK
最大流量
Qm
0
Km Kj
tan
Qm Km
Vm
畅行速度
vf
vf
vm
vm
临界速度
0
Km Kj
0
Qm
最佳密度 密度（辆/km) 阻塞密度 流量（辆/h)
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交通工程
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2-4-2 速度与密度的关系
格林希尔兹（Greenshields） 的线性关系模型,1943
图2.2 地点车速直方图、 频率分布图、 累计频率分布图式
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表征车速统计分布特性的特征车速常用:
① 中位车速。（50%位车速）
② 85%位车速。（常作限高车速）
③ 15%位车速（常作限低车速）与速率波动幅 度。
S 85%位值 15%位值 2.07
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③ 运行车速：指中等技术水平的驾驶员在良好的气
候条件、实际道路状况和交通条件下所能保持的安
全车速,用于评价道路通行能力和车辆运行状况。
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④ 行程车速：又称区间车速,是车辆行驶路程与通 过该路程所需的总时间(包括停车时间)之比。行 程车速是一项综合性指标,用以评价道路的通畅 程度,估计行车延误情况。要提高运输效率归根 结底是要提高车辆的行程车速。
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② 区间平均车速
在某一特定瞬间,行驶于道路某一特定长度内
的全部车辆的车速分布的平均值,当观测长度为一
定时,其数值为地点车速观测值的调和平均值,其计
算公式为:
vs
1 n
s
n
ti
i 1
1 n
1 n1 v i1 i
ns
n
ti
i 1
式中：s——路段长度，km
n——观测次数
测
需要综合 分析确定
设计要求
用处
交通管理 交通规划 道路设计
评价线性 舒适性与 通行能力
评价 通畅 估计 延误
道路评价道 程 度 、通 行 能 行车和车辆
行状况
路 力 运
分析 能力
通
行
分析通行 能力选择 道路等级
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2-3-2 行车速度的统计分布特性
行车速度与交通量一样,也是一个随机变量。研究 表明,在乡村公路和高速公路路段上,运行车速一般呈 正态分布,在城市道路或高速公路匣道口处,车速分布 比较集中,一般呈偏态分布，如皮尔逊Ⅲ型分布。
§2-3 行车速度特性
2-3-1 基本定义
① 地点车速：指车辆通过某一地点时的瞬时车速,因 此观测时L取尽可能短,通常以20~25m为宜,用做道 路设计、交通管制、交通规划资料。
② 行驶车速：指从行驶某一区间所需时间(不包括停 车时间)及其区间距离求得的车速,用于评价该路段 的线形顺适性和通行能力分析,也可用于计算道路 使用者的成本效益分析。
3. 在一条24km的公路路段起点断面上于6分钟内测得100辆汽 车，车流是均匀连续的，车速V=20km/h，试求:流量Q、平 均车头时距ht、平均车头间距hd、密度K以及第一辆车通过 该路段所需的时间。
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2-3-3 时间平均车速与区间平均车速
① 时间平均车速
在单位时间内测得通过道路某断面各车辆的
点车速,这些点速度的算术平均值,即为该断面的时
间平均车速,即:
1 n
vt n i1 vi
式中：vt
n
——时间平均车速，km/h ——单位时间内观测到车辆总数，veh
vi ——第i辆车通过某段面的地点车速，km/h
2-4-4 流量与速度的关系
V2 Q K j (V Vf )
通常速度随流量增加而降低, 直 至 达 到 通 行 能 力 的 流 量 Qm 为止。关于曲线在拥挤的部分 时,流量和速度则都降低。点A、 B、C、D和E相当于流量密度 和速度密度曲线上同样点，原 点E到曲线上点的向量斜率表 示那一点的密度的倒数1/K。 点C上面的速度-流量曲线部分 表示不拥挤情况,而点C下面的 曲线部分则表示拥挤的情况。
的算术平均值称为平均车头时距(
h
)。
t
与流量的关系是：
② 车头间距
ht
3600 Q
hd
vs 3.6
ht
观测路段内一条车道上相邻两车的车头空间间
隔。观测路段上所有车辆车头间距的算术平均值称
为平与均交车通头密间度距K(的hd关)。系是：
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1000 hd K
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速度（km/h) 流量（辆/h） 速度（km/h)
V
Vf (1
K) Kj
格林伯（Greenberg）的对 数模型(密度大时),1959
V
Vm
ln( K j ) K
安德伍德（Underwood）的 指数模型(密度很小时),1961
V Vf eK / Km
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2-4-3 流量与密度的关系
Q
Vf
(K
K2 Kj
)
2020/10/13 流量-密度关系曲交线通工程
ti——第i辆车通过s所用时间，h vi——第i辆车通过s的行驶速度，km/h
vs——空间平均车速，km/h
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③ 时间平均车速与区间平均车速之间的互换关系
vt
vs
2 s
vs
vs
vt
2 t
vt
式中： s—— vs 观测值的均方差
t—— vt 观测值的均方差
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n i1 vi 3 20 40 60
两者的关系也可通过回归分析得到，即
vs 1.88960 1.02619vt
上式可以看出，当速度提高，两者之间的变异就变小，即区 间平均车速即近于时间平均车速．
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§2-4交通流的基本特性及其相互关系
2-4-1 交通流三参数基本关系
交通量Q、行车速度V、车流密度K是表征交通 流特性的三个基本参数。
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作业
1. 某公路需进行拓宽改建，经调查预测其在规划年内平均日 交通量为50000辆小汽车/日，设计小时系数K＝17.86X－1.3 －0.082，X为设计小时时位，取一个车道的设计通行能力 为1500辆小汽车/小时，试问该公路需修几车道？
2. 已知某公路上畅行速度Vf=80km/h,阻塞密度Kj=105辆/km， 速度-密度用直线关系式，求:1）在该路段上期望得到的最 大流量？2）此时所对于的车速是多少？
⑤ 临界车速：指道路达到理论通行能力时的车速, 对于选择道路等级具有重要作用。
⑥ 设计车速：指在道路交通与气候条件良好的情况 下仅受道路物理条件限制时所能保持的最大安全 车速,用作道路线形几何设计的标准。
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总结：
速度 地点车速 行驶车速 行程车速 运行车速 临界速度 设计车速