交通流理論基礎知識

1、交通流理論基礎知識第1頁，共47頁，2022年，5月20日，9點12分，星期日一、交通流基本概念 第2頁，共47頁，2022年，5月20日，9點12分，星期日交通流：某一時段內，連續(xù)通過道路某一斷面的車輛或行人的統(tǒng)稱。交通基本參數：交通量、速度、交通密度。 Traffic Flow第3頁，共47頁，2022年，5月20日，9點12分，星期日交通量：單位時間內通過道路某一斷面的車輛數或行人數。按交通組成：機動車交通量、非機動車交通量。折算交通量：將不同車型的交通量換算成標準車型交通量。 車型出租/小客（貨）中客公交/大客（貨）自行車摩托車（其它）車型換算系數11.520.20.5機動車車型換算系

2、數 第4頁，共47頁，2022年，5月20日，9點12分，星期日ADT（平均交通量）AADT（年平均日交通量）MADT（月平均日交通量）WADT（周平均日交通量） 交通量第5頁，共47頁，2022年，5月20日，9點12分，星期日第30位小時交通量 （30HV）第30小時系數K=30HV/AADT 設計小時交通量（DHV） 交通量第6頁，共47頁，2022年，5月20日，9點12分，星期日時變日變月變年變 某市五一路客車流量時變圖交通量的時間變化規(guī)律第7頁，共47頁，2022年，5月20日，9點12分，星期日路段分布車道分布方向分布交通量的空間變化規(guī)律車道序號12345310.800.890.

3、650.750.500.650.400.50交通量方向不均勻系數= 車道序修正系數 第8頁，共47頁，2022年，5月20日，9點12分，星期日車速 地點車速、行駛車速、區(qū)間車速、臨界車速 設計車速：具有平均駕駛水平的駕駛員在天氣良好、低交通密度時能 維持的最高安全速度，作為道路幾何線形設計依據的車速。 第9頁，共47頁，2022年，5月20日，9點12分，星期日交通密度交通密度（K）：某一瞬間，單位長度內一個車道一個方向或 全部車道上的車輛數。 車頭間距（hd）：同向連續(xù)行駛的兩車車頭之間間隔的距離 。車頭時距（ht）：同向連續(xù)行駛的兩車車頭之間間隔的時間 。第10頁，共47頁，2022年，

4、5月20日，9點12分，星期日交通量、車速、交通密度三者關系密度很?。鹤杂绍囁?，交通量??；最佳密度：臨界車速，交通量最大；阻塞密度：Q=V=0 Q=KV第11頁，共47頁，2022年，5月20日，9點12分，星期日二、道路通行能力與服務水平第12頁，共47頁，2022年，5月20日，9點12分，星期日道路通行能力基本通行能力：理想的道路與交通條件可能通行能力：通常的道路與交通條件設計通行能力：考慮不同的服務水平定義：道路在一定條件下單位時間內所能通過車輛的極限數。第13頁，共47頁，2022年，5月20日，9點12分，星期日服務水平服務水平：道路使用者從道路狀況、交通條件等方面可能得到 的服務

5、，不同的服務水平對應不同的服務交通量 。服務水平分級：行車速度、行車安全性、舒適性、經濟性。 各國劃分不一。第14頁，共47頁，2022年，5月20日，9點12分，星期日美國第15頁，共47頁，2022年，5月20日，9點12分，星期日可能通行能力通行能力計算ti平均車頭時距（根據v查表）；交叉口平面交叉口修正系數設計通行能力：道路分類快速路主干路次干路支路c0.750.800.850.90道路分類系數c第16頁，共47頁，2022年，5月20日，9點12分，星期日城市道路路段及交叉口服務水平劃分標準服務水平ABCDEFV/C1.0交通影響評價時，負荷度（V/C）處于B級或C級水平，說明交通影

6、響區(qū)路段及交叉口對其項目開發(fā)所產生的交通有一定的承受能力。 第17頁，共47頁，2022年，5月20日，9點12分，星期日三、交通量、車速及交通密度調查第18頁，共47頁，2022年，5月20日，9點12分，星期日交通量調查時間春秋季節(jié)，周二到周四24小時（晝間12或16小時）高峰小時（早高峰、晚高峰）第19頁，共47頁，2022年，5月20日，9點12分，星期日交通量調查地點第20頁，共47頁，2022年，5月20日，9點12分，星期日交通量調查方法路旁測記法 人工計數、自動計測法流動車測定法光電式計數器第21頁，共47頁，2022年，5月20日，9點12分，星期日交通量調查資料整理匯總表柱

7、狀圖（直方圖）第22頁，共47頁，2022年，5月20日，9點12分，星期日流向分布圖第23頁，共47頁，2022年，5月20日，9點12分，星期日交通流量分布圖第24頁，共47頁，2022年，5月20日，9點12分，星期日車速調查人工量測法測速雷達儀測速雷達槍 地點車速 區(qū)間車速（行駛車速）汽車牌照法、流動車測定法第25頁，共47頁，2022年，5月20日，9點12分，星期日四、交通流理論第26頁，共47頁，2022年，5月20日，9點12分，星期日研究方法概率論方法交通跟馳理論流體力學方法第27頁，共47頁，2022年，5月20日，9點12分，星期日概率論方法離散型分布（泊松分布）泊松分布

8、通過道路某一點的車輛數常服從泊松分布。x時間段t內通過的車輛數p（x）時間段t內通過x輛車的概率m時間段t內通過車輛數的平均值。第28頁，共47頁，2022年，5月20日，9點12分，星期日例1某一信號燈控制的交叉口，其東西方向的綠燈時間長為60秒，該方向的交通量為360veh/h，南北方向的交通量為100veh/h。求設計上具有95%置信度的東西方向道路在每個綠燈時間能通過的車輛數以及在南北方向道路上紅燈期間受阻的車輛數。第29頁，共47頁，2022年，5月20日，9點12分，星期日例2某路段，交通流量為360輛h，車輛到達符合泊松分布。求在 1s、2s、3s時間內無車的概率。第30頁，共4

9、7頁，2022年，5月20日，9點12分，星期日例3有60輛車隨意分布在5km長的道路上，對其中任意500m長的一段，試求有4輛車的概率、大于4輛車的概率。第31頁，共47頁，2022年，5月20日，9點12分，星期日概率論方法離散型分布（二項式分布）二項式分布：可用以預測違反交通規(guī)則的車輛數，在交叉口可能的轉彎車輛數以及在路段上行駛速度超限的車輛數等。n試驗次數；x成功次數；p在任何給定的試驗中成功的概率；q在任何給定的試驗中失敗的概率。第32頁，共47頁，2022年，5月20日，9點12分，星期日例4在某紅綠燈交叉口上，據統(tǒng)計有25%的騎自行車者不遵守交通規(guī)則，當隨機抽取5位騎自行車者時可

10、能2位不遵守交通規(guī)則的概率是多少？第33頁，共47頁，2022年，5月20日，9點12分，星期日例5一交叉口，設置了專供左轉的信號燈，經研究指出：來車符合二項分布，每一周期內平均到達20輛車，有25%的車輛左轉，求： （1）到達三輛車中有一輛左轉車的概率； （2）某一周期中無左轉車的概率。第34頁，共47頁，2022年，5月20日，9點12分，星期日概率論方法連續(xù)型分布（1）負指數分布：常用于研究交通流中的車頭時距等。相繼發(fā)生事件的時間間隔ht的概率相繼發(fā)生事件的時間間隔ht的概率第35頁，共47頁，2022年，5月20日，9點12分，星期日例6：在Q=400（veh/h）的車流量時，等于或大

11、于9s的車頭時距的概率是多少？第36頁，共47頁，2022年，5月20日，9點12分，星期日概率論方法連續(xù)型分布（2）移位的負指數分布：考慮前后兩車頭間的極限車頭時距。C車頭間最小間隔（11.5s）；T平均車頭間隔（s）。第37頁，共47頁，2022年，5月20日，9點12分，星期日例7在一處不設信號燈管制的交叉口，次要道路上的車輛為能橫穿主要道路上的車流，需要主要道路上的車流中出現大于或等于6s的車頭時距，如果主要道路上的流量為1200（veh/h），問車頭時距大于或等于6s的概率為多少？如果考慮最小間隔長度C為1.0s，則大于或等于6s的概率為多少？第38頁，共47頁，2022年，5月20

12、日，9點12分，星期日交通流排隊理論排隊論：以概率論為基礎。排隊：單指等待服務的車輛。排隊系統(tǒng)：包括等待服務與 正在接受服務的車輛。收費站車輛排隊第39頁，共47頁，2022年，5月20日，9點12分，星期日單通道排隊服務系統(tǒng)（M/M/1）顧客平均到達率：系統(tǒng)的服務率：交通強度（利用系數）= / 。確保單通道排隊系統(tǒng)穩(wěn)定的條件： 1（ ） 第40頁，共47頁，2022年，5月20日，9點12分，星期日多通道排隊服務系統(tǒng)（M/M/N）單路排隊多通道服務多路排隊多通道服務（轉化為M/M/1系統(tǒng)） ：各通道的平均值。排隊方式：確保系統(tǒng)穩(wěn)定的條件：第41頁，共47頁，2022年，5月20日，9點12分

13、，星期日服務方式比較N相同時，單路排隊優(yōu)于多路排隊，系統(tǒng)疏散快。單路排隊多通道服務多路排隊多通道服務系統(tǒng)中車輛數6.65.0平均排隊長度34.17系統(tǒng)中消耗時間10.030.0平均排隊時間5.025.0服務方式服務指標第42頁，共47頁，2022年，5月20日，9點12分，星期日跟馳理論制約性延遲性傳遞性 車輛跟弛特性：第43頁，共47頁，2022年，5月20日，9點12分，星期日流體力學模擬理論車流波動理論適用范圍：分析瓶徑路段的車輛擁擠問題。第44頁，共47頁，2022年，5月20日，9點12分，星期日作業(yè)（一）：在長為8km的路段上隨意分布著80輛汽車。試求：任意1km路段 沒有車的概率； 有5輛車的概率； 大于5輛車的概率。第45頁，共47頁，2022年，5月20日，9點12分，星期日作業(yè)（二）：某交叉口信號周期長為90s，某相應的有效綠燈時間為45s，在有效綠燈時間內排隊車輛以1200輛/h的流量通過交叉口。假設信號交叉口上游車輛到達率為400輛/h，服從泊松分布。求： （1）一個周期內到達車輛不