★第二章 交通特性分析(第二次课)

Q VK
流量与密度的关系
根据格林希尔茨模型公式和三参数基本关系式导出：
Q KV f (1

K Kj
)
当K由0逐渐增大到Km时，流量逐渐增大，属于不
拥挤区；

当K＝Km时，流量为最大； 当K由Km逐渐增大到Kj，流量逐渐减小，属于拥
挤区。
流量与速度的关系
根据速度－密度线形关系模型：

主要行车方向交通量 KD 100% 双向交通量 车道——里车道、中间车道、外车道
宁 波 市 交 通 量 空 间 分 布
宁波市公路网
浙 江 省 交 通 量 空 间 分 布
浙江省公路网
湖北省公路网交通空间分布
交通量的构成特性


交通量的构成：交通量中各种交通工具（机动车、 非机动车、客车、货车；大、中、小客货车；公交车、 出租车、摩托车等）所占数量和比重；确定道路功能、 性质、制定道路管制策略措施的重要依据。 公路交通量构成特性：与地域、道路等级、经济发 展、地区特征密切关系。
K K j (1 )
V Vf
将上式代入三参数基本关系式：
Q K j (V
在拥挤区，随Q增大， V增大；
在不拥挤区，随Q增大， V降低。
V2 Vf
)
交通流三参数基本关系-小结
流量（辆/h） Qm 不拥挤区 θ 拥挤区
Qm、Km、Vm是划分交 通拥挤得重要特征值： 当Q≤Qm，K>Km，V<Vm ，交通拥挤；
西进口
交通量(pcu/h)
南进口
交通量的时变性总结


交通流的时变性：交通量随时间而变化的现象。 划分：月变化、周变化、时变化 流量：AADT、MADT、WADT、PHT 影响：月变系数K月、周变系数K周日、高峰小时 系数PHFt 高峰与平峰
交通运行特征的直接反应；交通过剩或不足 交通设施设计以及交通管控方案制定的依据 影响交通规划、设计、建设与管理的科学性

交通量的空间分布


交通量空间分布：交通量随空间位置而变化的特性 称为空间分布特性；一般是指统一时间或相似条件 下，随地域、城乡、路线、方向、车道等的差别而 变化的情况。 交通量空间变化特性的主要形式：
地域——西北地区、沿海地区、经济圈、产业带 城乡——城市、县城、乡镇 路线——路段所处的等级、功能、区位 方向——路段或交叉口的不同流向，方向分布系数

高峰小时系数(PHF)：高峰小时流量与高峰小时内 某一时段交通量扩大为高峰小时的交通量之比。
芙蓉东路-北池头二路西进口 250
交通量(pcu/h)
200 150 100 50 0 07:00 07:15 07:30 07:45 08:00 08:15 08:30 08:45 时段
芙蓉东路-北池头二路南进口 195 190 185 180 175 170 165 160 155 07:00 07:15 07:30 07:45 08:00 时段 08:15 08:30 08:45
时间分布特性 空间分布特性 构成特性
交通量的时间分布——变化系数

月变化：一年内各月交通量的变化称为月变化。年 平均日交通量与月平均日交通量之比，称为交通量 的月变化系数，以K月表示。

周变化：一周内各天交通量的变化称为周变化。年 平均日交通量与某周日平均日交通量之比，称为交 通量的周变化系数，以K周日表示。
1 365 年平均日交通量(AADT) AADT Qi 365 i 1
30 31 1 1 月平均日交通量(MADT) MADT Qi , Qi 30 i 1 31 i 1
7 1 周平均日交通量(WADT) WADT Qi 7 i 1
交通量的基本特性

行车速度特性
速度基本定义

速度基本定义——行驶距离/所需时间； 地点车速：车辆通过某一地点（断面）时的瞬时车速。
行程车速（区间车速）：车辆行驶在道路某一区间的 距离与行程时间的比值。 行驶车速：车辆行驶在道路某一区间的距离与行驶时 间的比值。


临界车速（最佳车速）：道路达到理论通行能力即通 行能力最大时的车速，用于选择道路等级。
高等级公路：大中小客车、大中小货车、集装箱车。 普通公路：混合交通，大中小货车、大中小货车，大小 拖拉机、三轮车、摩托车、助力车、自行车、畜力车。


城市出入口道路交通量构成基本特性：兼有城市道 路和公路的特性。 城市道路交通量构成基本特性：混合交通严重，受 交通管制、道路等级和功能、城市分区。
不拥挤区
o
tgθ =Qm/Km=Vm
Vf 速度（km/h）
当 Q≤Qm ，K≤Km ，
V≥Vm，交通不拥挤；
Vm 拥挤区
o
Kj Km 密度（辆/km）
o
Qm 流量（辆/h）
交通特性分析
（第二次课）
交通特性分析



交通量基本特性 (掌握★ ★) 行车速度特性 (掌握★ ★ ) 宁波市案例教学(了解★) 交通流基本特性及相关关系 (熟练 ★ ★ ★)

交通量
交通管制措施制定的最基本依据是 什么？ 西安市早晚高峰的交通拥堵影响多 大范围、持续多长时间？ 高速公路建设与否的依据是什么？ 交通基础设施建设规模如何确立？ 97.44公里的荆州-宜昌高速公路能 卖多少钱？ 2030年宁波市公路网能否适应经济 发展？ 浙江省公路网为长三角经济贡献有 多大？ 认识交通从交通系统中最重要、最 有意义的参数——交通量开始……

时间平均车速与区间平均车速


时间平均车速：在单位时间内测得通过道路某断面
各车辆的地点速度的算术平均值。
空间平均车速：在某一瞬间，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。
公式
互算
影响车速变化的因素



驾驶员——性格、性别、情绪、年龄、婚姻等 车辆——车型、车龄 道路
街道类型与等级——等级高、车速高 平面线型——平曲线（大半径、小半径）、直线 纵断面线类型——上坡、下坡、平坡 车道数与车道位置——车道数多、有分隔带 视距——视距大则车速大 侧向净空——侧向净空受限，车速下降 路面——高等级路面车速高
不拥挤区
不拥挤区 拥挤区 tgθ =Qm/Km=Vm
o
Vf 速度（km/h）
Vm
最佳密度 Km 阻塞密度 Kj
拥挤区
o
Kj Km 密度（辆/km）
o
Qm 流量（辆/h）
速度与密度的关系
格林希尔茨模型（速度－密度线形模型） ：
V V f (1 )
K Kj
当K＝0时，V＝Vf，车辆可以自由行驶； 当K＝Kj时，V＝0，车辆停滞； 可以通过速度－密度图说明流量的变化，即：


交通条件——交通量、交通组成、超车条件、交通 管理、交通环境
交通流基本特性及其 相互关系
交通流概述

交通流的基本概念：行人流、自行车流、机动
车流；
交通流特性：
约束（控制与管理）与自由（交通参与者选择
行为）的双重性、 车辆/道路及其他交通影响的局限性 时空变化性

交通流特征参数：交通流量、交通密度、速度
交通量的时间分布——变化系数



时变化：一天24小时中，每个小时的交通量变化称 为时变化。 特征变化系数：12h、16h、18h、高峰时段交通量占 全日交通量之比作为特征变化系数，用以表征交通 量的时变规律 。 高峰小时交通量(PHT)：交通量呈高峰的小时称为高
峰小时，高峰小时内交通量称为高峰小时交通量。






初识交通量
交通量定义

交通量：在选定时间段内，通过道路某一地点、
某一断面或某一条车道的交通实体数， 单位： 辆/时间

交通量分类（按交通类型）
机动车交通量 非机动车交通量 行人交通量

交通量影响因素
道路等级、道路功能、地区特征、时间特征
平均交通量

平均交通量：通常选取某一时间段内的平均值作为 该时段内的代表交通量，常用单位：辆/d, 辆/h。
交通流三参数基本关系
车流密度：某一瞬间内单位道路长度上的车辆数目。 从车流密度公式可以导出三参数的关系：
N Q t K L V L t
交通流三参数基本关系：
N
Q VK
情景分析
——西安南二环
交通流三参数基本关系
将三维空间曲线投影到二维空间
流量（辆/h） Qm 不拥挤区 θ 拥挤区
五个基本特征变量 极大流量 Qm 临界速度 Vm 畅行车速 Vf
交通量构成
设计小时交通量


道路在规划期内满足绝大多数小时车流能顺利通过，不造成 严重阻塞，同时避免建成后车流量很低，造成投资浪费，第 30位最高小时交通量（30HV）是最合适的。 30HV：将一年中所有8760小时的小时交通量按由大到小的顺 序排列时其第30位的小时交通量，又称为设计交通量。阻塞 概率＝30/8760（24×365）＝0.34％。（美国）
设计车速：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 道路线形几何设计标准。

行车速度的统计分布特性

统计方法
地点车速分布直方图 车ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ频率分布图 累计频率分布图


累计频率分布图
50%位车速——正态分布下等于平均车速 85％位车速——路段行驶高速限制参考值 15％位车速——路段行驶低速限制参考值