道路工程第三章道路交通流特性及通行能力

1、第三章 道路交通流特性及通行能力道路工程第三章道路交通流特性及通行能力第一節(jié) 概述一、交通流一、交通流 是道路上人流和車流的總稱二、交通流特性 是指在道路交通系統(tǒng)中有關(guān)交通流參數(shù)的定性和定量的特征，以及它們?cè)诓煌臅r(shí)空條件下的變換規(guī)律和相互關(guān)系道路工程第三章道路交通流特性及通行能力三、交通流參數(shù) 是指描述和反映一些交通流特性的物理量。主要包括交通量，行車速度，交通密度，交通延誤，車頭時(shí)距，車頭間距，時(shí)間占有率等參數(shù)。其中，交通量、行車速度、交通密度是三大基本參數(shù)道路工程第三章道路交通流特性及通行能力第二節(jié) 交通量一、交通量的定義 在單位時(shí)間段內(nèi)，通過(guò)道路某一橫斷面的交通實(shí)體的數(shù)量，也稱交通流量

2、，簡(jiǎn)稱流量。 一般就是指機(jī)動(dòng)車的交通量，同時(shí)不加說(shuō)明 的話一般是指兩個(gè)方向的機(jī)動(dòng)車的交通量。道路工程第三章道路交通流特性及通行能力道路工程第三章道路交通流特性及通行能力11niiADTQn二、交通量的表示方法（一）平均日交通量ADT(veh/d)為觀測(cè)期內(nèi)日交通量的平均值。即觀測(cè)期內(nèi)交通量總和與觀測(cè)天數(shù)的比值Qi為觀測(cè)期內(nèi)第i日的交通量，veh/dN為觀測(cè)天數(shù)，d道路工程第三章道路交通流特性及通行能力11niiAADTQn（二）年平均日交通量（二）年平均日交通量(AADT) 為在一年的觀測(cè)期內(nèi)日交通量的平均值。即一年的交通量的總和與該年總天數(shù)的比值。 Qi為觀測(cè)期內(nèi)第i日的交通量，veh/d

3、N為全年的天數(shù)，d，n=365或者366道路工程第三章道路交通流特性及通行能力11niiMADTQn（三）月平均日交通量（三）月平均日交通量(MADT) 為在一個(gè)月的觀測(cè)期內(nèi)日交通量的平均值。即為一個(gè)月的交通量總和與該月總天數(shù)的比值，vdh/d Qi為觀測(cè)期內(nèi)第i日的交通量，veh/d N為當(dāng)月的天數(shù)，d，n=28，29，30，31道路工程第三章道路交通流特性及通行能力7117iiWADTQ（四）周平均日交通量(WADT) 為在一周的觀測(cè)期內(nèi)日交通量的平均值。即一周的交通量總和與周天數(shù)的比值。veh/d Qi為觀測(cè)期內(nèi)第i日的交通量，veh/d道路工程第三章道路交通流特性及通行能力（五）小時(shí)交

4、通量，為一小時(shí)內(nèi)觀測(cè)的交通量 (1)高峰小時(shí)交通量（高峰小時(shí)交通量（PHV） peak hours volume 全天交通量最大的那個(gè)小時(shí)叫高峰小時(shí)，該 小時(shí)內(nèi)的交通量稱高峰小時(shí)交通量（早/晚高峰小時(shí)交通量） (2)年最大小時(shí)交通量年最大小時(shí)交通量 指一年內(nèi)各小時(shí)交通量中最大的一個(gè)小時(shí)交通量 (3)年第年第30位小時(shí)交通量位小時(shí)交通量 將一年內(nèi)各小時(shí)(24x365=8760h)的交通量，按從大到小的順序排列的第30小時(shí)所對(duì)應(yīng)的交通量。其與年平均日交通量的比值(K)比較穩(wěn)定，常用它作為設(shè)計(jì)小時(shí)常用它作為設(shè)計(jì)小時(shí)交通量交通量。比如(道路寬度，車道數(shù))道路工程第三章道路交通流特性及通行能力（六）交通

5、流率 簡(jiǎn)稱流率，是指將不足一個(gè)小時(shí)觀測(cè)所得的交通量，換算成一個(gè)小時(shí)交通簡(jiǎn)稱流率，是指將不足一個(gè)小時(shí)觀測(cè)所得的交通量，換算成一個(gè)小時(shí)交通量所的的比值。量所的的比值。 N為為t時(shí)間內(nèi)觀測(cè)到的車輛數(shù)，時(shí)間內(nèi)觀測(cè)到的車輛數(shù)，veh t為觀測(cè)時(shí)間，為觀測(cè)時(shí)間，min 交通流率主要用于高峰小時(shí)內(nèi)流量的變化分析和對(duì)道路交通能力，服務(wù)交通流率主要用于高峰小時(shí)內(nèi)流量的變化分析和對(duì)道路交通能力，服務(wù)水平等的評(píng)價(jià)水平等的評(píng)價(jià)流率 =6 0Nn道路工程第三章道路交通流特性及通行能力 交通量隨時(shí)間和空間變化而變化的現(xiàn)交通量隨時(shí)間和空間變化而變化的現(xiàn)象，稱為交通量的時(shí)空分布特性。象，稱為交通量的時(shí)空分布特性。 交通量隨時(shí)

6、間變化的特性。主要包括交通量隨時(shí)間變化的特性。主要包括交通量的月變化、周變化、小時(shí)變化（用交通量的月變化、周變化、小時(shí)變化（用折線圖、直方圖或餅圖等表示）折線圖、直方圖或餅圖等表示）三、交通量的時(shí)間分布特性道路工程第三章道路交通流特性及通行能力 某觀測(cè)站測(cè)得各月的交通量及全年的累計(jì)交通量如下表，試計(jì)算各月的平均日交通量與月變系數(shù)K月 月份123456789101112全年合計(jì)全月交通量657854275067141733177709972782706417095183043916618816678180AADT=2415MADT212215272166244424872426227922892

7、768295729392522K月0.87870.63230.89691.0121.0301.0050.94370.94781.14621.2241.2171.044道路工程第三章道路交通流特性及通行能力MADTAADT月K (一一) 月變化：一年內(nèi)各月交通量的變化稱為月月變化：一年內(nèi)各月交通量的變化稱為月變化。以月份為橫坐標(biāo)，月平均日交通量相當(dāng)于變化。以月份為橫坐標(biāo)，月平均日交通量相當(dāng)于年平均日交通量的百分?jǐn)?shù)為縱坐標(biāo)，繪成的曲線年平均日交通量的百分?jǐn)?shù)為縱坐標(biāo)，繪成的曲線圖稱為交通量的月變圖圖稱為交通量的月變圖 圖41 交通量月變圖0.600.700.800.901.001.101.201.3

8、0123456789101112月份月變系數(shù)道路工程第三章道路交通流特性及通行能力ADTAADT周日K（二）周變化（二）周變化 道路工程第三章道路交通流特性及通行能力（三）交通量的小時(shí)變化（三）交通量的小時(shí)變化 交通量的小時(shí)變化中，高峰小時(shí)的交交通量的小時(shí)變化中，高峰小時(shí)的交通量變化是人們所關(guān)注的，它是交通流特通量變化是人們所關(guān)注的，它是交通流特性中的一項(xiàng)重要的指標(biāo)。高峰小時(shí)交通量性中的一項(xiàng)重要的指標(biāo)。高峰小時(shí)交通量的變化特征常用高峰小時(shí)流量比和高峰小的變化特征常用高峰小時(shí)流量比和高峰小時(shí)系數(shù)來(lái)描述。時(shí)系數(shù)來(lái)描述。 時(shí)變系數(shù)為各小時(shí)交通量除以全天交時(shí)變系數(shù)為各小時(shí)交通量除以全天交通量。高峰小時(shí)

9、流量比為高峰小時(shí)的時(shí)變通量。高峰小時(shí)流量比為高峰小時(shí)的時(shí)變系數(shù)。系數(shù)。道路工程第三章道路交通流特性及通行能力 1.高峰小時(shí)流量比。高峰小時(shí)流量比。(早早/晚晚)高峰小時(shí)交通高峰小時(shí)交通量與該天全天交通量之比。量與該天全天交通量之比。 2.高峰小時(shí)系數(shù)高峰小時(shí)系數(shù)(PHF)。就是高峰小時(shí)交。就是高峰小時(shí)交通量與高峰小時(shí)內(nèi)某一時(shí)段的交通量擴(kuò)大通量與高峰小時(shí)內(nèi)某一時(shí)段的交通量擴(kuò)大為為1小時(shí)的高峰小時(shí)交通量的比值。小時(shí)的高峰小時(shí)交通量的比值。peak hours factor道路工程第三章道路交通流特性及通行能力60ttt高 峰 小 時(shí) 交 通 量PHF時(shí) 段 內(nèi) 統(tǒng) 計(jì) 所 得 的 最 高 交 通

10、量高 峰 小 時(shí) 交 通 量高 峰 流 率道路工程第三章道路交通流特性及通行能力%100D雙向總交通量主要行車方向的交通量方向分布系數(shù)K 指交通量隨空間變化的特性。主要包括指交通量隨空間變化的特性。主要包括城鄉(xiāng)分布特性，路段分布特性，方向分布特城鄉(xiāng)分布特性，路段分布特性，方向分布特性和車道分布特性性和車道分布特性四、交通量的空間分布特性道路工程第三章道路交通流特性及通行能力第三節(jié)行車速度特性行車速度既是道路規(guī)劃設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要指標(biāo)，又是車輛運(yùn)輸效率的一項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)于實(shí)現(xiàn)交通運(yùn)輸安全，迅速，經(jīng)濟(jì)，舒適的目的具有重要的意義。了解和掌握道路上行車速度及其變化規(guī)律，是正確進(jìn)行交通規(guī)劃，道路設(shè)計(jì)，交通

11、控制，運(yùn)輸管理的基礎(chǔ)道路工程第三章道路交通流特性及通行能力一、行車速度分類（一）地點(diǎn)車速（一）地點(diǎn)車速 指車輛通過(guò)某一地點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)車速。汽車速度表盤指示的速度，雷達(dá)測(cè)速儀測(cè)到的速度均為地點(diǎn)速度（二）行駛速度（二）行駛速度 是指車輛行駛某一區(qū)間的距離與行駛這一區(qū)間距離所需的有效時(shí)間（不包括停車時(shí)間）的比值。行車速度用于評(píng)價(jià)該路段的線行順適應(yīng)和通行能力，也可于成本效益分析道路工程第三章道路交通流特性及通行能力（三）行程車速（三）行程車速 指車輛通過(guò)某段路程與車輛通過(guò)該路程所需的總時(shí)間（包括中間停車時(shí)間和延誤時(shí)間，但不包括住宿，修車，停車休息及離開(kāi)行駛路線以外的時(shí)間）之比。用于評(píng)價(jià)道路的暢通程度（四

12、）設(shè)計(jì)車速（四）設(shè)計(jì)車速 指在道路交通與氣候條件良好的情況下，僅受道路雜技條件限制時(shí)所能保持的最大安全車速。它是道路幾何線形設(shè)計(jì)的依據(jù)道路工程第三章道路交通流特性及通行能力（五）臨界車速（五）臨界車速 指道路通行能力達(dá)到最大時(shí)的車速，對(duì)于選擇道路等級(jí)具有重要的作用道路工程第三章道路交通流特性及通行能力二、行車速度的統(tǒng)計(jì)分布特性道路上車輛的行車速度分布是不均勻的，單用某一個(gè)地點(diǎn)或者某一時(shí)間的速度很難說(shuō)明其速度特性。一般情況下，多用算術(shù)平均值來(lái)表示行車速度。但實(shí)際上算術(shù)平均值的周圍變化很大，分布寬，所以要研究速度的統(tǒng)計(jì)分布速度的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律。對(duì)行車速度統(tǒng)計(jì)分布特性的研究，一般借助速度頻率速度頻率分

13、布曲線和累計(jì)頻率累計(jì)頻率分布曲線。道路工程第三章道路交通流特性及通行能力(一一) 速度頻率分布曲線和累計(jì)頻率分布曲線速度頻率分布曲線和累計(jì)頻率分布曲線 將現(xiàn)場(chǎng)測(cè)到的地點(diǎn)車速由大到小排列，然后按一定的組距間隔進(jìn)行分組。各組內(nèi)車輛出現(xiàn)的次數(shù)叫頻數(shù)頻數(shù)，各組內(nèi)車數(shù)與車輛總數(shù)的比叫頻率頻率。根據(jù)各組車速中值和相應(yīng)的頻率繪制成的曲線即為速度頻率分速度頻率分布曲線布曲線 。根據(jù)各組車速中值和相應(yīng)的累計(jì)頻率繪制成的曲線即為地點(diǎn)車速累計(jì)分布地點(diǎn)車速累計(jì)分布曲線曲線道路工程第三章道路交通流特性及通行能力車速分組組中值頻數(shù)頻率累計(jì)頻率10.0-14.9315.0-19.91020.0-24.92125.0-29.

14、93130.5-39.95435.0-39.94340.0-44.92145.0-49.91050.0-59.9555.0-59.92道路工程第三章道路交通流特性及通行能力道路工程第三章道路交通流特性及通行能力道路工程第三章道路交通流特性及通行能力(二二) 行車速度統(tǒng)計(jì)分布的特征值行車速度統(tǒng)計(jì)分布的特征值 從速度累計(jì)頻率分布曲線圖就可以分析行車速度統(tǒng)計(jì)分布的特征值 1. 中位車速。也稱50%車速，表示在該速度以下行駛的車輛與該速度以上行駛的車輛數(shù)相等。在正態(tài)分布的情況下，中位車速等于平均車速 2. 85%位車速。表示所觀測(cè)的車輛中，有85%的車輛行駛在此速度以下，只有15%的車輛行使速度高于此

15、值。因此，為了確定絕大多數(shù)車輛都能遵守的速度，同時(shí)又能最大限度地保證行車安全，在交通管理中，常以常以85%位車速作為某位車速作為某些路段的最高限制速度些路段的最高限制速度道路工程第三章道路交通流特性及通行能力 3. 15%位車速。表示在所觀測(cè)的車輛中，有15%的車輛行使在此速度以下，有85%的車輛行駛高于此值。由于只有少數(shù)車輛以低速行駛，這樣，往往容易出現(xiàn)阻塞排隊(duì)，甚至發(fā)生追尾想撞的事故。因此，在高速公路和快速道路上，為了行車安全，常以這個(gè)速度作為最低限速。道路工程第三章道路交通流特性及通行能力 三、時(shí)間平均車速和區(qū)間平均車速 (一一) 時(shí)間平均車速時(shí)間平均車速 單位時(shí)間內(nèi)測(cè)得通過(guò)某橫斷面各車

16、輛的地點(diǎn)車速的算術(shù)平均值nittVnV11道路工程第三章道路交通流特性及通行能力 (二二) 區(qū)間平均車速區(qū)間平均車速 在某一瞬間，行駛于某一區(qū)段的全部車輛的車速分布的平均值niistLnV1道路工程第三章道路交通流特性及通行能力第四節(jié) 交通密度特性 道路交通有這樣常見(jiàn)的現(xiàn)象： 1、當(dāng)?shù)缆飞宪囕v很少時(shí)，流量近似于零，交通流呈自由狀態(tài)； 2、當(dāng)?shù)缆飞蠑D滿了車輛時(shí)，流量也趨近于零，而此時(shí)交通流卻呈現(xiàn)阻塞狀態(tài) 道路工程第三章道路交通流特性及通行能力一、交通密度的概念 道路工程第三章道路交通流特性及通行能力一、交通密度的概念 道路工程第三章道路交通流特性及通行能力一、交通密度的概念 道路工程第三章道路交

17、通流特性及通行能力一、交通密度的概念 交通密度又稱為車流密度，它是指在交通密度又稱為車流密度，它是指在某一瞬間，單位道路長(zhǎng)度內(nèi)的車輛數(shù)，其某一瞬間，單位道路長(zhǎng)度內(nèi)的車輛數(shù)，其表達(dá)式為：表達(dá)式為：NKL 當(dāng)交通量由零逐漸增大，接近或達(dá)到道路通行能力時(shí)的交通密度稱為臨界密度，臨界密度反映交通流最大時(shí)的密度，故又稱為最佳密度；km 當(dāng)密度繼續(xù)增大，達(dá)到導(dǎo)致所有車輛無(wú)法通行時(shí)，速度趨近于零，交通流量也趨近于零，此時(shí)的密度稱為阻塞密度。kj 道路工程第三章道路交通流特性及通行能力二、車頭時(shí)距與車頭間距 （一）車頭時(shí)距(time headway) 車頭之間時(shí)間間隔道路工程第三章道路交通流特性及通行能力二、

18、車頭時(shí)距與車頭間距 （一）車頭時(shí)距(time headway) 車頭之間時(shí)間間隔 車頭時(shí)距是指相鄰車輛的車頭經(jīng)過(guò)同一地點(diǎn)的時(shí)間差，用符號(hào)ht表示。平均車頭時(shí)距與交通量之間的關(guān)系為： _113600inttihhnQ車頭時(shí)距是交通流的重要變量之一，車頭時(shí)距大小影響車輛運(yùn)行安全、道路服務(wù)水平、駕駛行為和道路的通行能力。道路工程第三章道路交通流特性及通行能力車頭時(shí)距的分布分類: 隨機(jī)狀態(tài)、常態(tài)分布、中間狀態(tài)車頭時(shí)距的應(yīng)用 1.路段通行能力的研究 2.交叉口通行能力的研究 3.其他道路工程第三章道路交通流特性及通行能力（二）車頭間距（space headway ） 車頭之間距離道路工程第三章道路交通流

19、特性及通行能力（二）車頭間距（space headway ） 車頭之間距離 車頭間距是指前后相鄰兩輛車的車頭之間的距離，用符號(hào)hd表示。平均車頭間距、與交通密度之間的關(guān)系為：_111000inddihhnK車頭間距、車頭時(shí)距與車速三者之間的關(guān)系為： _3.6dtVhh道路工程第三章道路交通流特性及通行能力三、空間占有率和時(shí)間占有率 (一)空間占有率 觀測(cè)路段中行駛的車輛總長(zhǎng)度占該路段長(zhǎng)度的百分比，稱為車輛對(duì)道路的空間占有率，用Rs表示。公式為： 11100%nsiiRlL道路工程第三章道路交通流特性及通行能力 (二) 時(shí)間占有率 在某一測(cè)定時(shí)間段車輛通過(guò)某一斷面的累計(jì)時(shí)間占該測(cè)定時(shí)間的百分比，稱為車輛對(duì)道路的時(shí)間占有率，用Rt表示。公式為： 11100%ntiiRtT道路工程第三章道路交通流特性及通行能力第四節(jié)交通流參數(shù)的相互關(guān)系 一、交通流參數(shù)的基本關(guān)系 交通流量、行車速度、交通密度之間可用一函數(shù)關(guān)系式來(lái)