交通工程学第2章1 (2)

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四、设计小时交通量
设计小时交通量的计算（不考虑方向不均衡性）
DHV AADT k
n DHV C单
W W1 n
式中：DHV—设计小时交通量（辆/h）；
K —设计小时交通量系数（%）；
N — 车道数;
C单— 每一车道设计通行能力（辆/h）； AADT — 规划年的年平均日交通量
WADT
1 7
7
Qi
i1
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二、交通量的时间分布
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(或称月不均衡系数，月
换算系数)，以K月表示 。
K月
AADT MADT
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二、交通量的时间分布
视力、视野、色感 ②驾驶员的反应特性
反应特性 制动反应时间 停车距离
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二、汽车的交通特性
车辆的设计外廓尺寸 车辆尺寸与道路设计、交通工程有密切关系。在 我国《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）和 《城市道路设计规范》（CJJ37-1990）中都规定 了机动车辆外廓尺寸界限。 动力性能 最高车速 加速度（加速时间） 最大爬坡能力 制动性能 制动距离 制动性能稳定性 方向稳定性
道路结构 道路线形 道路网布局 典型公路网布局：三角形、并列形、放射形、树 叉形； 典型城市道路网布局：棋盘形、带形、放射形、 放射环形。
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第二节交通量特性
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一、交通量的定义
交通量是指在选定时间段内, 通过道路某一地 点、某一断面或某一条车道的交通实体数。按交通 类型分, 有机动车交通量、非机动车交通量和行人 交通量,一般不加说明则指机动车交通量，且指来往 两个方向的车辆数。
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一、交通流三参数基本关系
交通流三参数之间的基本关系式为： Q KV
式中：Q —流量（辆/h）； V —速度（区间平均速度）（km/h）； K —密度（辆/km）。
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一、交通流三参数基本关系
流量、密度、速度三者之间的关系见下图：
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第三节 速度特性
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一、基本定义
地点车速：这是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。
行驶车速：这是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。
区间平均速度：是指某路段的长度与通过该路 段所有车辆的平均行程时间之比（以后讲到速度 如果不加说明即为区间平均速度）。当观测长度 一定时，其数值为所有车辆行程车速的调和平均 值，计算公式为:
V s
1 n
s
n
ti
i 1
1 n
1
n
i1
1 vi
式中：V s —区间平均速度（km/h） ；s —路段长度
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二、交通量的时间分布
如： t=15（min）
高峰小时交通量 PFH15 4 （ 高 峰 小 时 中 高 峰15 min 交 通 量 ）
t=10（min） 高峰小时交通量
PFH10 6 （ 高 峰 小 时 中 高 峰10 min 交 通 量 ）
城市中短时间的高峰交通量造成交通阻塞。
周变化：交通量的周变化是指一周内各天的交通 量变化，因此，也称周日变化。 ➢ 周变系数定义为：年平均日交通量除以某周日的 平均交通量。
年平均日交通量 K周日 某周日平均交通量
➢ 某周日的平均日交通量等于全年所有该周日的交 通量除以全年该周日的总天数。
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二、交通量的时间分布
（km）；ti —第i辆车的行驶时间（h）；n —观
测到的车辆数；vi —第i辆车行驶车速（km/h）。
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三、时间平均车速与区间平均车速
时间平均速度与区间平均速度之间的互换关系
➢ 由时间平均速度可以推算出区间平均速度：
V
s
Vt
σ
2 t
Vt
式中：σ
2 t
—时间平均速度观测值的均方差。
时变化：一天24小时中，每个小时的交通量亦在 不断变化。
➢ 一天24小时中，流量最大的那个小时的交通量称 为高峰小时交通量。
➢ 高峰小时系数：就是高峰小时交通量与高峰小时
内某一时段的交通量扩大为高峰小时的交通量之
比。
高峰小时交通量
PHFt
（
高
峰
小
时
内t时
段
的
交通
量） 60
t
一般 t=5min或t=6min或 t=10min，最常用t=15min
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三、道路交通特性
路网密度与间距
⑴选取应遵循的原则：①与不同等级道路的功能、 要求相匹配；②与城市不同区域的性质、人口密 度等匹配。
⑵计算公式：
n百度文库
Qi di
公路网的合理密度：r0
1
AF
道路网间距：L
t
v 7.2
1 a
1 b
vs
/
3.6
1 vs / v
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三、道路交通特性
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:
V t
1 n
n i 1
vi
式中：V t —时间平均车速（km/h）；
vi —第i 辆车的地点车速（km/h）；
n —单位时间内观测到车辆总数（辆）。
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三、时间平均车速与区间平均车速
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二、车道占有率
空间占有率：是指在一定路段上，车辆总长度与 路段总长度之比（%），表达式为：
Rs
1 S
n i 1
si
式中： Rs —空间占有率；
S —观测路段总长度；
si —第i 辆车的长度； n —观测路段内的车辆数。
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二、车道占有率
空间占有率示意图：
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一、交通流三参数基本关系
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四、设计小时交通量
第30位最高小时交通量 ➢ 所谓第30位最高小时交通量就是将一年中测得的
8700个小时交通量，从大到小按序排列，排在第 30位的那个小时交通量。 ➢ 研究表明，第30位小时交通量与年平均日交通量 （AADT）之比的K值十分稳定。 ➢ 据国外观测，按道路类别及所在地区不同K值分 布在12%～18%范围内。
（辆/d）；
W —路幅宽度（m）；
W1 —一条车道宽度（m）。
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四、设计小时交通量
设计小时交通量的计算（考虑方向不均衡性）
DDHV AADT K KD 式中：DDHV——单向设计小时交通量；
K —设计小时交通量系数（%）； KD —方向不均匀系数（%）
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一、交通量的定义
交通量时刻在变化，在表达方式上通常取某一时 间段内的平均值作为该时间段的代表交通量。如 果以辆/d为单位，平均交通量表达式为:
平 均 交 通 量
1 n
n i1
Qi
按平均值所取的时间段的长度计,常用的平均交通 量有:
➢ 年平均日交通量（AADT）；
➢ 月平均日交通量（MADT）；
➢ 周平均日交通量（WADT）。
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一、交通量的定义
➢ 年平均日交通量（AADT）：
AADT
1 365
365
Qi或 闰 年:
i 1
AADT
1 366
366
Qi
i 1
➢ 月平均日交通量（MADT）：
MADT
1 k
k
Qi
i 1
k：为当月的天数。
➢ 周平均日交通量（WADT）：
式中：N —路段内的车辆数(辆); L —路段长度(km)。
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二、车道占有率
由于密度是瞬时值，随观测时间和区间长度而变 化，且反映不出车辆长度和速度的关系，尤其是 在车辆混合行驶时密度的大小并不能明确表示交 通流的状态，这就要引入车道占有率的概念表示 密度。 车道占有率包括空间占有率和时间占有率两种。
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三、车头间距 hs 、车头时距 ht
前述Q、K、V（这里V是指什么？）均属于宏观 交通流参数，而车头间距和车头时距属于微观交 通流参数。其定义为： 车头间距：是指一条车道上前后相邻两车（用前 保险杠等具有代表性的点测量）之间的距离。 车头时距：是指连续行驶的前后两辆车（具有代 表性的点）通过行车道上某一点（或某一断面） 的时间差。 对观测路段上所有的车头间距和车头时距取平均 值称为平均车头间距与平均车头时距。
S
s1
s2
s3
s4
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二、车道占有率
时间占有率： 在道路的任意路段上，车辆通过时 间的累计值与观测总时间之比（%），其表达式 为：
Rt
1 T
n
ti
i1
式中： Rt —时间占有率； T —观测总时间；
ti —第i 辆车的通过路段所需要的时间； n —观测时间内通过该路段的车辆数。
85%位车速：在该路段行驶所有车辆中，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。
15%位车速：意义与前亦同。
➢ 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%位车速- 15%位车速)/2.07
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三、时间平均车速与区间平均车速
➢ 由区间平均速度同样可以推算出时间平均速度：
Vt
Vs
σ
2 s
Vs
式中:
σ
2 s
—区间平均速度观测值的均方差。
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第四节 密度 、车道占 有率、车头间距 、车头
时距
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一、密度 K
交通流（车流）密度： 是指某一瞬间内单位道 路长度上的车辆数目。
KN L
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一、驾驶员的交通特性
➢ 驾驶员的信息处理过程
减 速 度
危 险 信 息 出 现
脚
制动力最大 车辆停止
移
动
脚从
至
油门
制
踏板
动
开始
踏
移动
板
时间
信息感知分析 动作时间
判断时间（0.4s） 制动反应时间
制动器 作用时间
制动持续 时间
停车距离
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一、驾驶员的交通特性
➢ 驾驶员的生理、心理特性 ①驾驶员的视觉特性
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三、车头间距 hs 、车头时距 ht
平均车头间距与平均车头时距与宏观交通流参数 Q、K存在以下关系：
K 1000 hs
Q 3600 ht
式中：hs —平均车头间距（m）; ht —平均车头时距（s）。
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第五节交通流的基本特性 及其相互关系
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三、交通量的空间分布
主要包括： ➢ 交通量的城乡分布 ➢ 交通量的路段分布 ➢ 交通量的方向分布 ➢ 交通量在车道上的分布
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四、设计小时交通量
含义及作用： 交通量具有随时间变化和出现高峰小时的特点， 因此，在进行道路设施规划设计时，必须考虑这 个特点。工程上为了保证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，投资效益不高，规 定必须选择适当的小时交通量作为设计小时交通 量。 ➢ 根据美国的研究、认为第30位最高小时交通量作 为设计小时交通量是最合适的。
运行车速：是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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一、基本定义
行程车速：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 运输效率必须提高车辆的行程车速。
第二章 交通特性分析
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第一节交通要素特性
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一、驾驶员的交通特性
人是道路交通系统中特殊的要素，其他要素都 是围绕“人”进行设计和运作的，因而，“以人为本” 是交通工程的一个重要原则。道路交通系统中 “人” 包括车辆（机动车和非机动车）驾驶员、乘客和行 人。其中主要的研究对象是机动车驾驶员的特性。
临界车速：这是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。
设计车速：是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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二、行车速度的统计分布特性
常用以下特征车速表示车速的统计分布特性：
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。