交通工程間斷流與延誤

交通工程間斷流與延誤第一頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期六間斷流—有外部固定因素影響的周期性中斷的交通流。信號(hào)交叉口處車輛通行分析信號(hào)交叉口的間斷流第二頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期六信號(hào)交叉口的交通流描述飽和車頭時(shí)距飽和流率啟動(dòng)損失時(shí)間—信號(hào)交叉口的交通流是周期性停止的。當(dāng)信號(hào)變?yōu)榫G燈時(shí)，車輛由停止?fàn)顟B(tài)開始運(yùn)動(dòng)，前幾輛車的車頭時(shí)距是大于ht的。因此，對于前幾輛車，應(yīng)增加其時(shí)距(≥ht)，從而得到一個(gè)增量值，稱為起動(dòng)損失時(shí)間，用l1表示清尾損失時(shí)間清尾損失時(shí)間l2是指從一個(gè)方向最后一輛車進(jìn)入交叉口的時(shí)刻與另一方向變?yōu)榫G燈的時(shí)刻之間的時(shí)間差。有效綠時(shí)

飽和流率與損失時(shí)間之間的關(guān)系是很重要的。對于飽和流李來說，有效時(shí)間被每輛車以h1秒的車頭時(shí)距利用著?！坝行ЬG時(shí)”是在一個(gè)信號(hào)綠燈時(shí)間的基礎(chǔ)上，不但扣除了黃燈時(shí)間，而且扣除了起動(dòng)和清尾損失時(shí)間。信號(hào)交叉口的間斷流第三頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期六4第四頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期六下面的例于可以幫助理解這一概念。對于給定的交叉口某一方向車道的交通信號(hào)，有下列參數(shù)：h1=2(s／輛)，l1＝1.5(s)，l2=1.5(s)在60s的信號(hào)周期內(nèi)，這個(gè)車道的綠燈信號(hào)時(shí)間是27s，黃燈時(shí)間3s，紅燈時(shí)間30s。假設(shè)在綠燈和黃燈時(shí)間內(nèi)，車輛可以通行，則在每個(gè)60s內(nèi)，有30s是可通行時(shí)間。所以，在一個(gè)小時(shí)的期間內(nèi)，可通行的時(shí)間為：3600×30／60＝1800s假設(shè)每輛車通過交叉口需2s，車道的飽和流率很容易算出。但是一小時(shí)內(nèi)總的起動(dòng)損失和清尾損失時(shí)間必須從1800s中減去。當(dāng)每次交通流起動(dòng)時(shí)，就失去1.5s，每次交通流停止時(shí)，又失去1.5s。每個(gè)信號(hào)周期內(nèi)交通流起動(dòng)、停止各一次，若每個(gè)周期是60s，則lh內(nèi)有60個(gè)這樣的周期，所以總損失時(shí)間為：60×(1.5+1.5)＝180(s)則車輛通行的有效時(shí)間是：1800-180=1620(s)當(dāng)車頭時(shí)距為2s時(shí)，車道的飽和流率應(yīng)為：1620／2＝810(輛／h)第五頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期六主要內(nèi)容一、基礎(chǔ)理論1、基本定義2、產(chǎn)生原因3、影響因素二、路段行車延誤調(diào)查方法1、跟車法2、輸入-輸出法三、交叉口延誤調(diào)查1、地點(diǎn)和調(diào)查時(shí)間調(diào)查2、調(diào)查方法（牌照法、點(diǎn)樣本法、HCM2000調(diào)查法）四、延誤調(diào)查資料的應(yīng)用第六頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期六延誤的基本定義延誤的定義延誤是由交通干擾以及交通管理和控制設(shè)施等因素引起的運(yùn)行時(shí)間損失，以秒或分鐘計(jì)。分為：1、固定延誤由于交通控制、交通標(biāo)志、管理等引起的延誤叫固定延誤。2、行程延誤車輛通過某一路段的實(shí)際時(shí)間與計(jì)算時(shí)間之差。第七頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期六延誤的基本定義3、停車延誤車輛由于某種原因而處于靜止?fàn)顟B(tài)產(chǎn)生的延誤。4、排隊(duì)延誤車輛排隊(duì)時(shí)間與不擁擠條件下車輛以平均車速通過該路段的時(shí)間差,即，第一輛車從第一次停車到通過停車線的時(shí)間。第八頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期六延誤的基本定義5、引道延誤車輛在引道上實(shí)際消耗的時(shí)間與車輛暢行行駛通過引道延誤段的時(shí)間之差成為引道延誤。車輛因前方信號(hào)或已有車輛而開始減速行駛之?dāng)嗝嬷镣＼嚲€的距離叫引道延誤段。6、控制延誤控制設(shè)施引起的延誤，如信號(hào)交叉口。第九頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期六延誤的產(chǎn)生原因1、基本延誤主要產(chǎn)生在車輛通過交叉口時(shí)，這種延誤與交通流動(dòng)特性無關(guān)，是由信號(hào)、停車標(biāo)志、讓路標(biāo)志及平交道口等造成的。第十頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期六延誤的產(chǎn)生原因2、運(yùn)行延誤因受其他車輛或行人干擾而產(chǎn)生。車輛干擾：如車輛停止、啟動(dòng)或轉(zhuǎn)彎、故障以及行人過街等的干擾。交通內(nèi)部干擾：如交通量增大產(chǎn)生擁擠、道路通行能力不足、合流及交織交通等的影響。第十一頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期六行車延誤的影響因素1、駕駛員和行人；駕駛員交通特性行人交通特性2、車輛影響；車輛的設(shè)計(jì)尺寸車輛的動(dòng)力性能車輛的制動(dòng)性能第十二頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期六行車延誤的影響因素3、道路條件；道路設(shè)計(jì)分合流4、交通條件；交通組成交通干擾第十三頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期六行車延誤的影響因素5、交通負(fù)荷；荷載系數(shù)6、交通管理與控制；信號(hào)控制方式信號(hào)設(shè)計(jì)停車、讓路標(biāo)志第十四頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期六交通延誤調(diào)查延誤是反映交通流運(yùn)行效率的指標(biāo)，進(jìn)行延誤調(diào)查就是為了確定產(chǎn)生延誤的地點(diǎn)、類型和大小，評價(jià)道路上交通流的運(yùn)行效率，在交通阻塞路段找出延誤的原因，為制定道路交通設(shè)施的改善方案、減少延誤提供依據(jù)。通過延誤調(diào)查可以直接得到車輛行程時(shí)間和損失時(shí)間的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，這對于評價(jià)道路交通設(shè)施的服務(wù)質(zhì)量、進(jìn)行道路交通項(xiàng)目的工程經(jīng)濟(jì)分折以及研究交通擁擠程度等方面部具有十分重要的意義。本節(jié)將分別介紹路段行車延誤和交叉口延誤的調(diào)查方法。第十五頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期六(一）、路段行車延誤調(diào)查路段行車延誤通常與行程時(shí)間一起調(diào)查，可同時(shí)獲得行駛時(shí)間、行駛車速、行程時(shí)間、行程車速和延誤等一系列資料。有關(guān)的調(diào)查方法很多，在上述車速調(diào)查中已介紹了跟車法、浮動(dòng)車法、牌照法等調(diào)查方法，本節(jié)主要介紹路段行車延誤調(diào)查的輸入輸出法。輸入輸出法適用于調(diào)查瓶頸路段的行車延誤。該方法的假設(shè)前提是：車輛的到達(dá)和離去屬于均勻分布；車輛排隊(duì)現(xiàn)象存在于某一持續(xù)的時(shí)間內(nèi)，在其中某一時(shí)段內(nèi)，若到達(dá)的車輛數(shù)大于路段的通行能力時(shí)則開始排隊(duì)。而當(dāng)?shù)竭_(dá)車輛數(shù)小于路段的通行能力時(shí)，則排隊(duì)將開始消散。調(diào)查在兩個(gè)斷面同時(shí)進(jìn)行，在調(diào)查路段的起終點(diǎn)各設(shè)一名觀測員，用調(diào)查交通量的辦法，以5或15mn為間隔時(shí)間，累計(jì)交通量。要求兩斷面的起始時(shí)間相同，調(diào)查開始之前，兩斷面觀測員應(yīng)對表統(tǒng)一時(shí)間。當(dāng)車輛受阻排隊(duì)有可能超過瓶頸路段起點(diǎn)斷面時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況及早將起點(diǎn)斷面位置后移。如果該路段的通行能力為已知，則瓶頸路段終點(diǎn)斷面可不調(diào)查，這時(shí)，終點(diǎn)斷面每一時(shí)段離開的車輛數(shù)取同一時(shí)段待駛出車輛數(shù)和通行能力二者中的低值。第十六頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期六表4-13是一組輸入輸出法的觀測數(shù)據(jù)．已知該路段通行能力為360輛／h，即平均每15min通過90輛車。由表可見，9:00~9:15內(nèi)，到達(dá)車輛數(shù)小于路段通行能力，路段上并無阻塞。9:15~9:30，累計(jì)離去車輛數(shù)小于累計(jì)到達(dá)車輛數(shù)，有10輛車被阻，于是開始阻塞。9:30至9:45是高峰，到達(dá)車輛數(shù)最大，阻塞繼續(xù)發(fā)展。9:45至10:00到達(dá)車輛已開始減少，但累計(jì)待駛車輛數(shù)仍超過能離去的車輛數(shù)，通行能力仍不能滿足要求，以上這45min是排隊(duì)開始形成、排隊(duì)長度不斷增加直至出現(xiàn)最大排隊(duì)長度的一段時(shí)間。10:00以后，到達(dá)車輛數(shù)小于路段通行能力，累計(jì)到達(dá)車輛數(shù)與累計(jì)離去車輛數(shù)開始接近，排隊(duì)長度縮短，阻塞車隊(duì)開始消散。到10:30累計(jì)到達(dá)車輛數(shù)等于累計(jì)離去車輛數(shù)，于是阻塞結(jié)束?，F(xiàn)在來求每輛車通過瓶頸路段的延誤時(shí)間。第十七頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期六例如求第300輛車的延誤時(shí)間。第300輛車是在9:45到達(dá)的，此時(shí)僅離開了260輛車，因此它排隊(duì)的位置為300-260＝40輛，即排隊(duì)中的第40輛車。由于瓶頸路段的通行能力為360輛／h，即90輛／15min，因此每輛車通過瓶頸路段的平均所需時(shí)間為15／90min。故第300輛車通過瓶頸路段所需時(shí)間為：15/90*40＝6.67min(6min40s)，由此得知第300輛車是在9:45(它的到達(dá)時(shí)刻)加6.67min(6min40s)，即9:51:40駛離瓶頸路段的。第300輛車通過瓶頸路段的延誤時(shí)間，應(yīng)為實(shí)際行程時(shí)間與無阻礙時(shí)的自由行駛時(shí)間之差．即6.67-15/90=6.5min。第十八頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期六(一）、路段行車延誤調(diào)查輸入輸出法比較簡便，調(diào)查結(jié)果又能整理成十分直觀的圖表。因此，作為分析瓶頸路段的行車延誤方法，具有一定的實(shí)用價(jià)值。但輸入輸出法調(diào)查延誤很難得到平均每輛受阻車的延誤和受阻車輛占總數(shù)的百分比，也無法確定產(chǎn)生延誤的推確地點(diǎn)和原因，而且還無法識(shí)別延誤的類型。在這些方面此法都不如跟車法。因駛?cè)腭偝龇ǖ睦碚撉疤釣榧僭O(shè)來車率與離去率是均一的，這往往與實(shí)際交通狀況不相符合。事實(shí)上，來車率與離去率往往是隨機(jī)的而并非均一的。因此，統(tǒng)計(jì)交通量的時(shí)間間隔取的越小，瓶頸路段的長度越短，精度才能越高。第十九頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期六交叉口延誤調(diào)查調(diào)查地點(diǎn)和調(diào)查時(shí)間的選擇2）調(diào)查時(shí)間選擇高峰時(shí)段進(jìn)行延誤調(diào)查。便于前后對比分析,兩次調(diào)查應(yīng)具備相似的條件,在時(shí)間上盡可能保持一致。交叉口延誤調(diào)查應(yīng)在天氣良好、交通正常的條件下進(jìn)行。第二十頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期六（二）、交叉口延誤調(diào)查交叉口延誤的調(diào)查方法可分為兩類。一類是停車時(shí)間法，根據(jù)停車時(shí)間測定方法的不同，分為間斷航空攝影法、延誤儀測記停車時(shí)間法和點(diǎn)樣本法等。這類調(diào)查方法得到的交叉口延誤只包括停車時(shí)間，沒有計(jì)入加、減速延誤。第二類方法是行程時(shí)間法；根據(jù)行程時(shí)間測定方法的不同，又可分為試驗(yàn)車法、牌照法、間斷航空攝影法、車輛感應(yīng)器與人工結(jié)合法、人工追蹤法和抽樣法等等。這類方法是測定從交叉口前的某一點(diǎn)至交叉口內(nèi)或交叉口之后的某一點(diǎn)的行程時(shí)間。各車輛的平均行程時(shí)間減去這段行程的自由行駛時(shí)間就是交叉口的延誤。這類方法得到的交叉口延誤，不但包括停車延誤，而且還包括加、減速延誤。點(diǎn)樣本法最早是由美國加里福尼亞大學(xué)伯克利分校于1954年提出的，方法簡便，不需要專門儀器，因此各國一直都在廣泛使用。第二十一頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期六（二）、交叉口延誤調(diào)查1調(diào)查推備點(diǎn)樣本法調(diào)查時(shí)每個(gè)交叉口入口引道需要3~4人和1塊秒表，觀測人員和所需秒表的總數(shù)根據(jù)需調(diào)查的引道數(shù)量確定。為保證所要求的調(diào)查精度，調(diào)查必須有足夠的樣本數(shù)，一般應(yīng)用概率統(tǒng)計(jì)中的二項(xiàng)分布來確定需要調(diào)查的最小樣本數(shù)：這里，樣本容量指的是包括停駛車輛和不停駛車輛在內(nèi)的入口引道車輛數(shù)總和。在正式觀測之前，為確定適當(dāng)?shù)臉颖救萘縉，需要初步估計(jì)停駛車輛百分率。為此，最好進(jìn)行一次現(xiàn)場試驗(yàn)調(diào)查。一般在交叉口入口引道上觀測100輛車便可以估計(jì)出適當(dāng)?shù)膒值。任何情況下，所取樣本數(shù)不應(yīng)小于50輛。調(diào)查工作結(jié)束后，要根據(jù)實(shí)際的樣本數(shù)N，計(jì)算出停駛車輛百分率p，然后按所要求的置信度用公式反算出停駛車輛百分率的估計(jì)誤差d，若不能滿足要求，則需要增加樣本數(shù)，重新調(diào)查。第二十二頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期六（二）、交叉口延誤調(diào)查2．觀測方法點(diǎn)樣本法就是觀測在連續(xù)的時(shí)間間隔內(nèi)交叉口入口引道上停車的車輛數(shù)，進(jìn)而得到車輛在交叉口入口引道上的排隊(duì)時(shí)間。交叉口每一引道需要3~4名觀測員．其中1人為報(bào)時(shí)員，1(或2人)為觀察員，另1人為記錄員。點(diǎn)樣本法的現(xiàn)場記錄表見表4-14。第二十三頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期六第二十四頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期六在調(diào)查開始之前記錄員應(yīng)將調(diào)查日期、地點(diǎn)等填入表內(nèi)。觀測時(shí)問間隔一般取15s(根據(jù)情況也可選其他值)，這樣，每分鐘有0~15s、15~30s、30~45s和45~60s等4個(gè)時(shí)間間隔。觀測開始之后，報(bào)時(shí)員手持秒表；每15s報(bào)時(shí)一次，觀察員在報(bào)時(shí)后即統(tǒng)計(jì)停留在人口引道停車線之后的車輛數(shù)，并通知記錄員逐項(xiàng)記錄。同時(shí)，記錄員(或第二名觀察員)還要統(tǒng)計(jì)在相應(yīng)的每一分鐘內(nèi)的引道交通量，并按停駛車輛和不停駛車輛分別統(tǒng)計(jì)和記錄。所謂停駛車輛是指經(jīng)過停車后通過停車線的車輛，不停駛車輛是指不經(jīng)過停車而直接通過停車線的車輛。上述觀測工作連續(xù)進(jìn)行，直至達(dá)到樣本容量要求或規(guī)定的時(shí)間(10min或15min)為止。觀測時(shí)，對于定周期信號(hào)交叉口，選擇觀測的時(shí)間間隔時(shí)應(yīng)避免信號(hào)周期長能被觀測時(shí)間間隔整除的情況出現(xiàn)，否則，統(tǒng)計(jì)停車數(shù)的時(shí)間持是信號(hào)周期的某個(gè)相同部分，這會(huì)使觀測數(shù)據(jù)失去隨機(jī)性。此外，還應(yīng)將觀測的起始時(shí)間與信號(hào)周期的始點(diǎn)錯(cuò)開。如果某輛車的停車時(shí)間超過一個(gè)觀測時(shí)間間隔，則在下個(gè)時(shí)間間隔將再次把該車統(tǒng)計(jì)在引道停車數(shù)內(nèi)，而在統(tǒng)計(jì)停駛車數(shù)時(shí)，該車卻只被統(tǒng)計(jì)一次。因此，對于一個(gè)指定的時(shí)間間隔，停駛車數(shù)總是小于或等于停在引道上的車輛總數(shù)，這可以幫助判斷觀測與記錄的正確與否。第二十五頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期六根據(jù)記錄表可以得到下列交叉口延誤調(diào)查成果：總延誤＝總停車數(shù)x觀測時(shí)間間隔利用表4-14的數(shù)值可以得到相應(yīng)的值：總延誤=248×15=3720輛·s；每一停駛車輛的的平均延誤=3720/206＝18.1s；交叉口入口引道上每輛車的平均延誤＝3720/420＝8.9s；停駛車輛百分率=206/420×100％＝49％第二十六頁，共二十八頁，編輯于2023年，星期六延誤