道路交通流量分析

l l K max t t
l V f
2 l 1 1 K V K maxV f max f t Vf t 2
t t 4C 0 4C 0 t t
将式(8)看做为关于
8
t0 的一元二次方程，解之可得 t t0 1 1 Q 1 t 2 2 C
K2
3
上述表达式令
dQ 1 1 0 ,可以得知，当 V V f 并且 K K max 时，式(3)取最大值， dK 2 2 1 C V f K max 4
我们令最大值为C，则有
4
式(4)中，我们把C称之为路段的通行能力 将速度-密度的线性表达式(2)化为
K
K max V f V Vf
问题描述
交通拥堵是困扰当前城市交通的重要难题， 随着国民经济的快速发展和城市化进程的不 断加快， 我国的机动车的拥有量及道路交通流量都必将会急剧地增加， 日益增长的交通需求 和城市道路基础设施建设将会成为当前城市交通的主要矛盾， 因此， 交通拥挤和阻塞现象必 然会频繁发生。 在很多城市的交通拥堵问题，严重地影响了人们的日常出行活动，造成了时间的浪费、 工作的耽误，直接或间接的带来了相当大的经济损失，制约了城市经济的发展。
9
对式(9)做进一步的变形，可以得到路段流量与路段行驶所需时间的关系表达式为
2 t t0 1 1 Q C
10
4) 最大限度的减少交通阻塞的发生，提高交通系统服务水平 由交通流理论可知，交通量(Q)、速度(V)和密度(K)三参数之间的关系为
Q KV
1
其中，Q为路段的车流量，K为路段车流密度，V为路段行车速度。
当某一段公路上的交通量逐渐增大, 达到 Q / C 1 时,道路上的车辆将开始产生拥挤， 此时所计算到的交通密度称为最大密度, 用 K j 来表示,而 K j 所对应的交通量就是路段通 行能力 C 。 此时如果该路段的车辆仍不断增加, 将最终导致交通阻塞，从而使速度最后达 到零，整个路段道路( 车道) 被车辆全部占据，我们称此时道路上的交通密度为交通阻塞密 度(又称为最大密度 K max )对应的交通量显然为零。理论上通过该路段的时间为无限长，这 种规律关系见下图。
5
将表达式(5)代入流量和密度的关系表达式(3来自百度文库中并化简，可得
Q
假定某路段a的长度为 l ,则有
K max 2 V K maxV Vf
6
t0
l , Vf
V
l t
7
其中， t0 为在自由流状态下的路段a的行驶时间。 将式(7)代入式(6),可以得到
Q
K max Vf
2
车辆在以自由状态行驶的时候，时间是与距离成正比的，但是在实际的城市道路中，车 辆不可能以自由状态行驶。 行驶过程中会受到各种干扰因素的影响， 或多或少的阻碍了车辆 运行过程中的通畅程度。
路段行驶时间和流量的关系建模
进行道路交通流量分析建模的主要目的： 1) 分析目前交通网络的运行状况 2) 发现当前交通网络的缺陷，为后面交通网络的规划设计提供依据 3) 评价交通网络规划方案的优劣性、合理性
又由速度-密度的线性关系表达式可知
V K Vf
Vf K max
K
2
其中， V f 为自由流行驶时的行车速度， K max 为路段拥堵到流量为0时的车流密度，其 它的同式(1) 由 (1) 式和(2)式可知路段流量和路段车流密度之间的关系为
Q K Vf K
Vf K max
问题定义及分析
交通拥堵是指在一定时间内想要通过某路段的车辆总数 （交通需求） 超过了某路段在该 段时间内道路所能通过的最大车辆总数（道路的通行能力） ，从而导致车辆滞留在道路上的 交通现象。 道路对交通的供给， 是通过道路的通行能力来反映的， 导致路段单元道路通行能力变化 的原因有很多，主要有以下几个方面： 1) 驾驶员和行人等的安全交通意识，如闯红灯、超车等 2) 非机动车对交通的影响 3) 雨、雪、雾等恶劣天气的影响 4) 交通事故 5) 道路本身的通行能力