交通工程学 课件 东南大学出版社 王炜 等编著 2-3 交通特性分析
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对行车速度进行统计分析，一般要借助车速分布直方图和车速频率 、累计频率分布曲线，如图示。
6
速度分布特性
➢ 高速公路 图2-7－图2-10给出了沈大路和沈本路调查的各车
型及各车道的速度分布概率曲线。车速分布规律基本 一致，都大致服从正态分布，三种车型的速度期望值 也大致相等。另外，由内侧与外侧车道的速度分布曲 线可知，内侧车道的车速明显高于外侧车道。
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。
5．临界车速（Critical Speed） 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（Design Speed）
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。
1．驾驶员对车速的影响 2．车辆对车速的影响 3．道路对车速的影响
vs 1
1
n
1
n i1 vi
vs
1 n
l
n
i 1
ti
l —行驶路段的长度 ti —第i辆车行驶 l 距离所用的时间
3
3．时间平均车速与空间平均车速的关系
由时间平均车速推算空间平均车速
vs
vt
t2
vt
t ——时间平均车速观测值的均方差
t
(vi vt )2 n
由空间平均车速推算时间平均车速
第二章 交通流特性
第三节 速度特性
一、基本定义*
1．地点车速（Spot Speed） 车辆通过某一地点时的瞬时车速。
2．行驶车速（Running Speed） 由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。 3．运行车速（Operating Speed）
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。 4．行程车速（Travel Speed）
概率
0.35 0.30 0.25 0.20
小型 中型 大型
0.15
0.10
0.05
0.00
速度
16 32 48 80 113 145 177 195(km/h)
图 2-11 沈盘一级路内侧车道速度分布概率曲线
9
概率 概率
0.35
0.30 0.25 0.20
小型 中型 大型
0.15
0.10
0.05
0.00
意义类前。在高速公路和快速道路上，为了行车安全，减少阻塞排队现象 ，要规定低速限制，因此15％位车速测定是非常重要的。
85％位车速与15％车速之差反映了该路段上的车速波动幅度，同时车速分 布的标准偏差S与85％位车速和15％车速之差存在着下列近似关系：
S 85%位值15%位值 2.07
12
四、影响车速变化的因素
图 2-9 沈本高速公路内侧车道速度分布概率曲线
概率
0.40 0.30 0.20 0.10 0.00
小型 中型 大型
速度 16 32 48 64 80 97 113 129 145 161 177 193 209 225 (km/h)
Байду номын сангаас
图 2-10 沈本高速公路外侧车道速度分布概率曲线
8
➢一般公路
图2-11－图2-15给出了一般公路调查路段的速度分布概率 曲线。从图中可以看出，一般公路的大、中、小三种车 型的速度分布比较接近，且分布也接近正态分布。一级 路内侧车道的车速期望值略高于外侧车道。
0.30
小型
0.25
中型
0.20
大型
0.15
0.10
0.05
0.00
速度
10 20 30 40 50 70 90 101 (km/h)
图 2-14 102 国道速度分布概率曲线
概率
0.30
0.25
小型
中型
0.20
大型
0.15
0.10
0.05
0.00
速度
10 30 50 70 90 110 130 150 (km/h)
vt
vs
2 s
vs
s ——空间平均车速观测值的均方差
s
(vi vs )2 n
4
例1．设有3辆汽车，分别以20、40、60km/h的速度通过长度为 10km的路段，试求时间平均车速和空间平均车速。
解：先求时间平均车速：
1 n
1
vt
n
i 1
vi
(20 3
40
60)
40km/ h
再求空间平均车速
vs 1
1
n
1
1( 1
1 1
1 ) 32.7km/ h
n i1 vi 3 20 40 60
5
频率％
三、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 路匝道口处，车速分布比较集中，一般呈偏态分布，如皮尔逊Ⅲ型分布 。
7
概率
0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00
0
小型 中型 大型
速度
32
64
80 113 145 177 (km/h)
图 2-8 沈大高速公路外侧车道速度分布概率曲线
概率
0.40 0.30 0.20
小型 中型 大型
0.10
0.00
速度
16
48
80 113 145 177 209 (km/h)
图 2-15 京哈路速度分布概率曲线
11
三、行车速度的统计分布特性
表征车速统计分布特性的特征车速*常用： 1．中位车速
也称50％位车速，是指在该路段上在该速度以下行驶的车辆数与在该速度 以上行驶的车辆数相等。在正态分布的情况下，50％位车速等于平均车速。 2．85％位车速
在该路段行驶的所有车辆中，有85％的车辆行驶速度在此速度以下，只有 15％的车辆行驶速度高于此值，交通管理部门常以此速度作为某些路段的限制 车速。 3．15％位车速与速率波动幅度
二、时间平均车速与区间平均车速*
1．时间平均车速（Time Mean Speed，TMS）
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。
vt
1 n
n i 1
vi
vt ——时间平均车速 vi ——第i辆车的点速度
2．空间平均车速（Space Mean Speed，SMS） 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。
速度
16 32 48 80 113 145 177 195(km/h)
图 2-12 沈盘一级路外侧车道速度分布概率曲线
0.20 0.15 0.10
小型 中型 大型
0.05
0.00
速度
16 32 48 64 80 97 129 146(km/h)
图 2-13 沈盘二级公路速度分布概率曲线
10
概率
0.35
6
速度分布特性
➢ 高速公路 图2-7－图2-10给出了沈大路和沈本路调查的各车
型及各车道的速度分布概率曲线。车速分布规律基本 一致，都大致服从正态分布，三种车型的速度期望值 也大致相等。另外，由内侧与外侧车道的速度分布曲 线可知，内侧车道的车速明显高于外侧车道。
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。
5．临界车速（Critical Speed） 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（Design Speed）
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。
1．驾驶员对车速的影响 2．车辆对车速的影响 3．道路对车速的影响
vs 1
1
n
1
n i1 vi
vs
1 n
l
n
i 1
ti
l —行驶路段的长度 ti —第i辆车行驶 l 距离所用的时间
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3．时间平均车速与空间平均车速的关系
由时间平均车速推算空间平均车速
vs
vt
t2
vt
t ——时间平均车速观测值的均方差
t
(vi vt )2 n
由空间平均车速推算时间平均车速
第二章 交通流特性
第三节 速度特性
一、基本定义*
1．地点车速（Spot Speed） 车辆通过某一地点时的瞬时车速。
2．行驶车速（Running Speed） 由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。 3．运行车速（Operating Speed）
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。 4．行程车速（Travel Speed）
概率
0.35 0.30 0.25 0.20
小型 中型 大型
0.15
0.10
0.05
0.00
速度
16 32 48 80 113 145 177 195(km/h)
图 2-11 沈盘一级路内侧车道速度分布概率曲线
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概率 概率
0.35
0.30 0.25 0.20
小型 中型 大型
0.15
0.10
0.05
0.00
意义类前。在高速公路和快速道路上，为了行车安全，减少阻塞排队现象 ，要规定低速限制，因此15％位车速测定是非常重要的。
85％位车速与15％车速之差反映了该路段上的车速波动幅度，同时车速分 布的标准偏差S与85％位车速和15％车速之差存在着下列近似关系：
S 85%位值15%位值 2.07
12
四、影响车速变化的因素
图 2-9 沈本高速公路内侧车道速度分布概率曲线
概率
0.40 0.30 0.20 0.10 0.00
小型 中型 大型
速度 16 32 48 64 80 97 113 129 145 161 177 193 209 225 (km/h)
Байду номын сангаас
图 2-10 沈本高速公路外侧车道速度分布概率曲线
8
➢一般公路
图2-11－图2-15给出了一般公路调查路段的速度分布概率 曲线。从图中可以看出，一般公路的大、中、小三种车 型的速度分布比较接近，且分布也接近正态分布。一级 路内侧车道的车速期望值略高于外侧车道。
0.30
小型
0.25
中型
0.20
大型
0.15
0.10
0.05
0.00
速度
10 20 30 40 50 70 90 101 (km/h)
图 2-14 102 国道速度分布概率曲线
概率
0.30
0.25
小型
中型
0.20
大型
0.15
0.10
0.05
0.00
速度
10 30 50 70 90 110 130 150 (km/h)
vt
vs
2 s
vs
s ——空间平均车速观测值的均方差
s
(vi vs )2 n
4
例1．设有3辆汽车，分别以20、40、60km/h的速度通过长度为 10km的路段，试求时间平均车速和空间平均车速。
解：先求时间平均车速：
1 n
1
vt
n
i 1
vi
(20 3
40
60)
40km/ h
再求空间平均车速
vs 1
1
n
1
1( 1
1 1
1 ) 32.7km/ h
n i1 vi 3 20 40 60
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频率％
三、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 路匝道口处，车速分布比较集中，一般呈偏态分布，如皮尔逊Ⅲ型分布 。
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概率
0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00
0
小型 中型 大型
速度
32
64
80 113 145 177 (km/h)
图 2-8 沈大高速公路外侧车道速度分布概率曲线
概率
0.40 0.30 0.20
小型 中型 大型
0.10
0.00
速度
16
48
80 113 145 177 209 (km/h)
图 2-15 京哈路速度分布概率曲线
11
三、行车速度的统计分布特性
表征车速统计分布特性的特征车速*常用： 1．中位车速
也称50％位车速，是指在该路段上在该速度以下行驶的车辆数与在该速度 以上行驶的车辆数相等。在正态分布的情况下，50％位车速等于平均车速。 2．85％位车速
在该路段行驶的所有车辆中，有85％的车辆行驶速度在此速度以下，只有 15％的车辆行驶速度高于此值，交通管理部门常以此速度作为某些路段的限制 车速。 3．15％位车速与速率波动幅度
二、时间平均车速与区间平均车速*
1．时间平均车速（Time Mean Speed，TMS）
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。
vt
1 n
n i 1
vi
vt ——时间平均车速 vi ——第i辆车的点速度
2．空间平均车速（Space Mean Speed，SMS） 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。
速度
16 32 48 80 113 145 177 195(km/h)
图 2-12 沈盘一级路外侧车道速度分布概率曲线
0.20 0.15 0.10
小型 中型 大型
0.05
0.00
速度
16 32 48 64 80 97 129 146(km/h)
图 2-13 沈盘二级公路速度分布概率曲线
10
概率
0.35