交通工程學(xué)復(fù)習(xí)整理

1、一丶緒論1、 交通運(yùn)輸?shù)母拍罴捌鋮^(qū)別： 交通的概念分狹義和廣義2種： 廣義的交通包括運(yùn)輸和通信2個方面，是指人、物和信息在兩地之間的往來、傳遞和輸送， 狹義的交通專指運(yùn)輸 運(yùn)輸所涵蓋的內(nèi)容是明確的，即 指使用運(yùn)輸工具和設(shè)備運(yùn)送物品或人員從一地到另一地的過程，運(yùn)輸不包括通訊 目前人類有公路、鐵路、水路、空路、管道五種交通方式，這五種交通方式有不同的基礎(chǔ)設(shè)施 運(yùn)輸是通過工具、在交通設(shè)施上進(jìn)行的活動、過程，因此交通是運(yùn)輸?shù)幕A(chǔ)和前提 交通設(shè)施是一種投資品，而運(yùn)輸則是無形的位移服務(wù)，但由于現(xiàn)代的運(yùn)輸活動都是在特定的交通設(shè)施上進(jìn)行的（鐵路運(yùn)輸要以軌道交通為基礎(chǔ)，汽車運(yùn)輸則要在公路上進(jìn)行），因此人們習(xí)慣于

2、把二者聯(lián)系在一起，統(tǒng)稱交通運(yùn)輸 。2、交通運(yùn)輸?shù)漠a(chǎn)品是什么？§ 運(yùn)輸產(chǎn)品是指運(yùn)輸供給方提供運(yùn)輸需求方所需要人或物的位移，是運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)各個品種、品牌產(chǎn)品的總稱§ 交通運(yùn)輸?shù)暮诵漠a(chǎn)品是貨物或旅客在時間和空間上的位移§ 交通運(yùn)輸?shù)男问疆a(chǎn)品是位移載體的外在特征（如車船，飛機(jī)的車次、航班等）§ 交通運(yùn)輸?shù)母郊赢a(chǎn)品是顧客購買位移產(chǎn)品時得到的附加服務(wù)和利益（如預(yù)約售票、查詢、旅客投訴、客貨運(yùn)輸事故賠償?shù)龋?3、運(yùn)輸市場的內(nèi)含是什么： 運(yùn)輸市場是運(yùn)輸產(chǎn)品（運(yùn)輸勞務(wù)）交易的場所， 該場所為旅客、貨主、運(yùn)輸業(yè)者、運(yùn)輸代理者提供交易的空間 運(yùn)輸市場是運(yùn)輸產(chǎn)品的流通領(lǐng)域 運(yùn)輸市場

3、是運(yùn)輸產(chǎn)品（運(yùn)輸勞務(wù)）供求關(guān)系、交換關(guān)系的總和 運(yùn)輸市場是在一定時空條件下對運(yùn)輸產(chǎn)品（運(yùn)輸勞務(wù)）的需求（現(xiàn)實(shí)需求和潛在需求）總和4、交通需求的定義和基本特征：§ 運(yùn)輸需求是指運(yùn)輸消費(fèi)者在一定時期內(nèi)，社會經(jīng)濟(jì)生活對人與貨物的空間位移所提出的有支付能力的需要，即在一定的價格水平下愿意并能夠購買的運(yùn)輸產(chǎn)品的數(shù)量 時間特性還包括兩方面： 一是運(yùn)輸需求在時間上的不平衡性 另一方面是對時間和速度的要求交通需求與價格之間的關(guān)系： 運(yùn)輸價格 和運(yùn)輸商品的市場價格 變動，也會引起運(yùn)輸需 求的變動 一般說來，運(yùn)價下降，運(yùn)輸需求上升，而運(yùn)價上漲時， 短期內(nèi)需求會受到一定抑制 兩地市場商品價格差別 增大，會

4、刺激該商品兩地間的運(yùn) 輸需求；而商品價格差別縮小，則會減少兩地間該商 品的運(yùn)輸需求 另外，燃油、運(yùn)輸工具等價格變動會引起運(yùn)價的變動，從而也將導(dǎo)致運(yùn)輸需求的變動5、交通運(yùn)輸服務(wù)的定義、基本特征：§ 運(yùn)輸服務(wù)是運(yùn)輸企業(yè)提供的核心產(chǎn)品（旅客，貨物的位移）伴隨輔助產(chǎn)品（信息咨詢等延伸服務(wù)）的服務(wù)基本特征： 運(yùn)輸服務(wù)的公共性§ 人的出行、物質(zhì)的移動，都存在著運(yùn)輸?shù)男枰?，表現(xiàn)為運(yùn)輸服務(wù)的公共性特征§ 運(yùn)輸產(chǎn)品的特殊性§ 運(yùn)輸產(chǎn)品是無形產(chǎn)品§ 運(yùn)輸產(chǎn)品是即時產(chǎn)品§ 生產(chǎn)和消費(fèi)過程同時存在§ 運(yùn)輸產(chǎn)品以復(fù)合指標(biāo)為主要計算單位§ 運(yùn)

5、輸?shù)臏?zhǔn)公費(fèi)服務(wù)性1.31、什么是系統(tǒng)：§ 系統(tǒng)是由相互聯(lián)系、相互作用的諸要素組成的、具有一定結(jié)構(gòu)和功能的有機(jī)整體v 系統(tǒng)的特性有哪些?§ 整體性§ 相關(guān)性§ 目的性§ 環(huán)境適應(yīng)性 交通運(yùn)輸系統(tǒng)的主要構(gòu)成要素：二丶交通特性2.1.1駕駛員的主要交通特性：§ 駕駛員的交通特性主要通過視覺特性、反應(yīng)特性與選擇特性等加以表現(xiàn) § 視覺反應(yīng)特征：駕駛員對于一個特定的刺激產(chǎn)生感知并對它作出反應(yīng)，是架駛員最重要的特性之一§ 包括4個性質(zhì)不同的心理活動： 感知：對刺激的認(rèn)識和了解 識別：對刺激的辨別和解釋 判斷：對刺激作出的反應(yīng)的

6、決策 反應(yīng)：由決策引起的肢體反應(yīng)2.1.2 汽車的特征v 汽車主要基本特性 § 設(shè)計車輛尺寸： 與車輛的類別相關(guān)，車輛的長、寬、高及軸距（影響道路的幾何設(shè)計與資源分配） § 動力性能： 最高車速、起動性能、加速性能、爬坡性能、排隊車流物理特性（影響道路的幾何設(shè)計與通行能力）§ 制動性能：制動距離、制動減速度、制動效能的恒定性和制動方向穩(wěn)定性（影響汽車的行駛安全） 智能交通系統(tǒng)的工作原理： 利用多種傳感器和智能公路技術(shù)實(shí)現(xiàn)的汽車自動駕駛v 城市道路分類§ 快速路 ：專用（機(jī)動車）、隔離、四車道及以上、控制出入口、計算行車速度為60或80km/h§

7、 主干路：一般六車道，或四車道加機(jī)非分離，一般非立交，分I、II、III三級§ 次干路：最常見的城市道路，配合主干路形成城市干道網(wǎng)，分I、II、III三級§ 支路：次干路與街道的連接線，解決局部交通，以服務(wù)功能為主，分I、II、III三級§ 其他：自行車專用道、有軌電車專用道、商業(yè)步行街、貨運(yùn)道路等v 城市道路交通路網(wǎng)：§ 典型的城市道路網(wǎng)布局主要有棋盤形、帶形、放射形、放射環(huán)形等，如圖：§ （城市道路具有功能多樣、組成復(fù)雜、行人交通量大、車多、交叉口多、交 通量分布不均勻等特點(diǎn)，其橫斷面布置主要有：單幅路、雙幅路、三幅路、四幅路 等四種形式4

8、交通流特征參數(shù)的基本定義： 定量描述交通流可用 3個參數(shù)： Q、交通流量，又稱交通量，表示交通流在單位時間內(nèi)通過道路指定斷面的車輛數(shù)量，單位是輛小時或輛/日； V、交通流速度,簡稱流速，表示交通流流動的快慢，單位是米/秒或公里/小時； K、交通流密度，表示交通流的疏密程度,即道路單位長度上含有車輛的數(shù)量,單位是輛/公里 3個參數(shù)之間的關(guān)系是： 交通流量為交通流速度和交通流密度的乘積：Q=VKv 基本關(guān)系簡單推導(dǎo)：§ 交通流三參數(shù)：交通量Q、行車速度（平均速度）V、車流密度K§ 從車流密度公式可以導(dǎo)出三參數(shù)的關(guān)系: 道路交叉口的交通特性： 交叉口是道路與道路相交的部位。若相交

9、道路主線標(biāo)高相等時為平面交叉，若相 交道路主線標(biāo)高不等時為立體交叉。 1）平面交叉：平面交叉形式有三路交叉的T字形、Y字形，四路交叉的十字形、X字形、錯位交叉及多路交叉， 2）立體交叉：立體交叉在空間上上下錯開，交叉口處無沖突點(diǎn)，車輛行駛暢通，但占地面積大、成本高。交叉口的類型：沖突合流與分流 平交（十字型交叉、T型交叉、Y型交叉、錯位交叉、環(huán)形交叉）；立交（簡單立交、互通式立交） 沖突點(diǎn)和交織點(diǎn)： 高峰小時交通量：高峰小時內(nèi)的交通量稱為高峰小時交通量，高峰小時交通量占該天全天交通之比稱為高峰小時流量比(以%表示) § 方向分布系數(shù)：Kd=重交通方向交通量/雙向總交通量 §

10、 第30位交通量系數(shù)：K30=30HV/AADT§ 高峰小時系數(shù)：高峰小時交通量/高峰小時流率 § 高峰小時流量比：高峰小時交通量/日交通量 § 高峰小時系數(shù)PHF （PHF<1）：高峰小時系數(shù)就是高峰小時交通量與高峰小時內(nèi)某一時段交通量擴(kuò)大為高峰小時后的交通量之比（PHF越接近1，說明變化越平緩；越小，說明峰值越明顯）30位年最高小時交通量（30HV）：將一年中所有8760（365*24）小時的小時交通量按由大到小的順序排列時，排在第30位的小時交通量，又稱為設(shè)計交通量。§ （速度基本定義：行駛距離/所需時間§ 地點(diǎn)車速(Spot sp

11、eed)： 也稱為即時速度，指車輛通過道路某一地點(diǎn)（斷面）時的瞬時車速§ 行駛車速(Running speed)： 車輛行駛在道路某一區(qū)間的距離與行駛時間（不包括停車損失時間）的比值§ 運(yùn)行車速(Operating speed)：中等技術(shù)水平的司機(jī)在良好的氣候條件、實(shí)際道路狀況和交通條件下能保持的安全車速§ 區(qū)間車速（Overall speed)：也叫行程車速，車輛行駛路程與通過該路程所需的總時間（包括有效行駛時間、停車時間、延誤時間，但不包括客、貨車輛上下乘客或裝卸貨時間以及在起點(diǎn)、終點(diǎn)的調(diào)頭時間）之比§ ）§ 臨界車速（最佳車速，Criti

12、cal speed）：道路理論通行能力（道路通過交通量最大時）達(dá)到最大時的車速，一般供交通流理論分析時用§ 阻塞密度： 分析 Q、K、V兩兩之間的變化，函數(shù)曲線？§§§ 阻塞密度Kj：§ 流量趨近零時的密度或停車排隊時的密度§ 臨界密度（最佳密度）Km：§ 流量達(dá)到通行能力時的密度§ 臨界速度vm：§ 流量達(dá)到通行能力時的速度1、 交通調(diào)查的主要內(nèi)容：a) 交通運(yùn)輸調(diào)查i. （1）運(yùn)輸量/交通量調(diào)查1. 綜合運(yùn)輸方式的OD運(yùn)輸量，尤其是規(guī)劃區(qū)域道路網(wǎng)基年的OD交通量，是進(jìn)行交通需求預(yù)測的基礎(chǔ)2. 鐵路、公

13、路、水運(yùn)、航空和管道五種運(yùn)輸方式歷年完成的客、貨運(yùn)量和周轉(zhuǎn)量，汽車保有量3. 道路網(wǎng)歷年的交通量、車速、車流密度、交通量的構(gòu)成資料4. 五種運(yùn)輸方式的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，如平均噸（座）位、運(yùn)輸成本、平均速度、平均運(yùn)距、實(shí)載率等ii. （2）交通基礎(chǔ)設(shè)施調(diào)查1. 鐵路、公路、航空、管道和水運(yùn)的運(yùn)輸網(wǎng)里程、技術(shù)等級、交通樞紐的布置、港站吞吐能力、站點(diǎn)布置等資料速度與密度的關(guān)系格林希爾茨模型（速度密度線形模型）當(dāng)K0時，VVf，車輛可以自由行駛當(dāng)KKj時，V0，車輛停滯可以通過速度密度圖說明流量的變化 (2)流量與密度的關(guān)系§ 利用Greenhields線性模型 (3)流量與速度關(guān)系§

14、 綜上所述，按格林希爾茨的速度密度模型、流量密度模型、速度流量模型可以看出，Qm、Vm和Km是劃分交通是否擁擠的重要特征值 當(dāng)QQm、KKm、VVm時，則交通屬于擁擠； 當(dāng)QQm、KKm、VVm時，則交通屬于不擁擠。 【例】設(shè)車流的速度密度的關(guān)系為V=88-1.6K，如限制車流的實(shí)際流量不大于最大流量的0.8倍，求速度的最低值和密度的最高值?(假定車流的密度最佳密度Km)   解：由題意可知：當(dāng)K=0時，V=Vf=88km/h,當(dāng)V=0時，K=Kj=55輛/km。 則：Vm=44Km/h,Km=27.5輛/km,Qm=VmKm=1210輛/h。 由Q=VK和V=88-1.6K，有Q=

15、88K-1.6K2。當(dāng)Q=0.8Qm時，由88K-1.6K2=0.8Qm=968，解得：K15.2，39.8。 則有密度KA和KB與之對應(yīng)，又由題意可知，所求密度小于Km，故為KA。 故當(dāng)密度為KA=15.2輛/km，其速度為：VA=88-1.6KA=88-1.6×15.2=63.68km/h 即KA=15.2輛/km，VA=63.68km/h為所求密度最高值與速度最低值車速調(diào)查中 定點(diǎn)車速最小樣本數(shù)的應(yīng)用：四丶交通流：§ 是交通需求的實(shí)現(xiàn)結(jié)果，是交通需求在有限的時間和空間上聚集的現(xiàn)象§ 由于涉及人、車、路、環(huán)境之間的相互關(guān)系，交通流的形成過程非常復(fù)雜v 研究道路

16、上行人和機(jī)動車（主要是汽車）在個別或成列行動中的規(guī)律，探討車流流量、流速和密度之間的關(guān)系，以減少時間延誤和事故發(fā)生，提高道路交通設(shè)施的利用率車流計數(shù)分布： -在每個時間區(qū)間內(nèi)到達(dá)某地車輛數(shù)的概率分布，又稱到達(dá)分布 -車流密度不大,且不受其他干擾因素的影響時,計數(shù)分布符合泊松分布；交通擁擠、車輛連續(xù)行駛時，計數(shù)分布符合二項(xiàng)分布或廣義泊松分布；交通受周期性干擾（如受交通信號的干擾）時，計數(shù)分布則符合負(fù)二項(xiàng)分布）§ 1) 交通流分布： 交通流的到達(dá)特性或在物理空間上的存在特性§ 2) 離散型分布（也稱計數(shù)分布）： 在一段固定長度的時間內(nèi)或距離內(nèi)到達(dá)某場所的交通數(shù)量的波動性

17、7; 3) 連續(xù)型分布（時間間隔分布、速度分布等）： 在一段固定長度的時間內(nèi)事件發(fā)生（如人、車達(dá)某場所）的間隔時間的統(tǒng)計分布特性§ 4) 研究交通分布的意義： 預(yù)測交通流的到達(dá)規(guī)律（到達(dá)數(shù)及到達(dá)時間間隔），為確定設(shè)施規(guī)模、信號配時、安全對策提供依據(jù)1.泊松分布：§ 適用條件：車輛（或人）的到達(dá)是隨機(jī)的，相互間的影響微弱；其他外界干擾因素基本不存在，具體表現(xiàn)在交通流密度不大、車流是隨機(jī)的。【例】設(shè)60輛汽車隨機(jī)分布在4000m長的道路上，服從泊松分布，求任意400m路段上有4輛車及4輛以上的概率。解：由題意，計數(shù)間隔t=400m，單位間隔內(nèi)的平均到達(dá) 率=60輛/4000m=

18、6/400 輛/m，則有： 計數(shù)間隔內(nèi)平均達(dá)到的車輛數(shù)m=t= 400m*6/400 輛/m=6輛 p0=(6)0*e-6/0!=0.0025， p1=(6)1*e-6/1!=0.0149 p2=(6)2*e-6/2!=0.0446， p3=(6)3*e-6/3!=0.0892 不足4輛的概率為： p(<4)= p0 + p1 + p2 + p3=0.1512 則有4輛車及4輛以上的概率為 p(4)= 1- p(<4)= 0.8488 【例】某信號燈交叉口的周期C=97s,有效綠燈時間g =44s,在有效綠燈時間內(nèi)排隊的車流以S=900（輛/h）的交通量通過交叉口，在有效綠燈時間外到達(dá)的車輛要停車排隊。設(shè)信號燈交叉口上游車輛的到達(dá)率q=369（輛/h），服從泊松分布公式中，求到達(dá)車輛不致二次排隊的周期數(shù)占周期總數(shù)的最大百分率。 解：車流智能在有效綠燈時間通過，因此一個周期內(nèi)能通過的最大車輛數(shù)Ag*S900×44/360011輛，當(dāng)某周期到達(dá)的車輛數(shù)