（交通运输规划与管理专业论文）城市道路交通流速度流量实用关系模型研究.pdf

摘要 摘要 城市道路交通流研究是城市交通规划的研究重点和热点，特别是对城市道路交通流特性例如 速度、流量关系模型的研究直是国内外的研究热点，它是预测路段平均车速、路段平均出行时 间的基本模型，是进行网络交通分配、阿络交通质量评价、网络经济评价的基础：它是划分和确 定道路服务水平的必要条件，是道路通行能力研究的基础，在道路网络交通规划、道路工程建设 项目可行性研究、道路建设项目后评价、道路交通管理与交通控制中应用广泛。因此根据我国现 阶段的城市道路交通发展情况，建立符合我国实际的道路交通流速度流量关系实用模型具有巨大 的理论和实践意义。 本研究以“国家杰出青年科学基金项目”：城市交通管理规划理论体系研究( 2 0 0 0 - 2 0 0 3 ) 为依托，对城市道路交通流特性进行了专项研究：在系统分析了经典车速一流量模型与我国城市交 通流实际一隋况特别是超饱和状态下不符的前提下，提出改进模型并且重新标定模型参数的思路。 然后通过大量的基础研究和准备工作，确定了以获得有效建模数据为目的的交通调查方案及相应 的数据处理方法，改进了原先以人工调查为主的交通调查方案，加入高新技术产品的应用，研究 了新的统计间隔的可行性。在此基础上实臆了预调查和正式调查，获得有效数据样本，为进一步 的研究工作打下了基础。 论文根据所获得的实测数据样本，综合应用理论分析和数据拟合的方法，汲取前人经验，特 别是针对超饱和流下的交通流实际情况，建立了改进的s 型曲线速度- 流量模型，标定了参数 并对标定结果进行了检验。紧接着，讨论了城市道路的特殊性对模型各参数的影响作用，比如交 叉口影响、公交运营停靠站影响等等，定性定量相结合进行分析，并再次对模型参数进行了修正， 使其更为符合我国城市道路交通流的实际情况。 最后，论文对本次研究的成果进行了总结，进一步证明实测数据所标定的模型具有较强的实 用性，并且对将来的研究方向进行了展望，提出扩充数据量和观测范围的要求，更加细化考虑各 种影响因素，为更加深入的研究工作奠定了理论基础。 关键词：城市道路：交通流模型；交通调查；速度流量模型；改进s 曲线模型；超饱和交通流 a b s t r a c t u r b a l lr o a d w a yn e t w o r ki sa m o n gt h em o s ti n t e r e s t e dr e s e a r c ht o p i c so fu r b a nt r a n s p o r t a t i o n s y s t e m ，e s p e c i a l l y a st h et r a f f i cf l o wc h a r a c t e r i s t i c ss u c ha sr e l a t i o n s h i p sb e t w e e nv e l o c i t ya n d v o l u m e i ti st h eh o t s p o to fi n t e r n a t i o n a lr e s e a r c ha n di sv e r yi m p o r t a n tt ot h ef o l l o w i n gr e s e a r c h t o p i c s ：f o r e c a s t i n gt h ea v e r a g ev e l o c i t ya n da v e r a g eo fr o a d w a ys e c t i o n ，r o a d w a yn e t w o r kt r a f f i c a s s i g n m e n t ，e v a l u a t i o no fn e t w o r kq u a l i t ya n de c o n o m i c a le v a l u a t i o no fr o a d w a yn e t w o r k s ，i ti s a l s ot h ef o u n d a t i o no f p a r t i t i o nt h el e v e lo f s e r v i c e ( l o s ) a n dr o a d w a yc a p a c i t ys t u d y ；i th a sm a n y a p p l i c a t i o n si nt r a n s p o r t a t i o np l a n n i n go fr o a d w a yn e t w o r k sa n ds oo n a c c o r d i n gt oc o n t i n u e s d e v e l o p m e n to ft r a n s p o r t a t i o nu t i l i t i e si no u rc o u n t r y , i ti su r g e n tt oe s t a b l i s ho u rn e wp r a c t i c a l r o a d w a yi r a f f i cf l o wv e l o c i t y v o l u m em o d e l ；i th a si t ss p e c i a lm e a n i n g sb o t h i nt h e o r ya n di n p r a c t i c e s t h ep r o j e c ti ss u b j e c tt ot h en a t i o n a lo u t s t a n d i n gy o u t hf u n d i n gp r o j e c t ：r e s e a r c ho nt h e o r y s y s t e mo fu r b a nt r a n s p o r t a t i o nm a n a g e m e n tp l a n n i n g r 2 0 0 0 2 0 0 3 ) 1 1 1 ep a p e rf o r w a r d st h e c o n c e p t o f a d a p t e d s - c u r v em o d e la n dr e - d e m a r c a t e st h e p a r a m e t e r s ，b ya n a l y z i n g t h e u n c o n f o r m i t yb e t w e e nc l a s s i c a lm o d e la n do u rc o u n t r y su n i q u ec o n d i t i o n s t h e n , b a s e do nb a s i c t h e o r ys t u d i e st o g e t h e rw i t hp r e p a r a t i o nw o r k s ，t h er e s e a r c hf o c a s e so nt h es u r v e yt e c h n i q u ea n d t h et e c h n i q u eu s e di np r o c e s s i n gt h el a r g ev o l u m eo fs u r v e yd a t a ，w h i c ha r ee s s e n t i a lt ot h e e s t a b l i s ho f m o d e l t h em e t h o d so f s u r v e ya n dn e ws t a t i s t i c a li n t e r v a lw e r ea d a p t e d ，t o oa n d l a r g e v o l u m e so f f i e l dd a t aw e r ec o l l e c t e dt 0d ot h em o d e l i n g b a s e do nt h ef i e l dd a t a , t h en e ws - c u r v ev e l o c i t y - v o l u m em o d e lw a sc r e a t e da n dv e r i f i e d ，t h e p a r a m e t e r sa r er e a s o n a b l ea n dt h ec o n c l u s i o nc a nb ea p p l i e dt ot h ev e r yd i f f e r e n tr o a dt y p e s s e v e r a lo t h e rf a c t o r ss u c ha se f f e c t so fi n t e r s e c t i o n ，e r i e c t so fb a s b u ss t a t i o n se t c a r es t u d i e di n o r d e rt oa d j u s tt h ep a r a m e t e r sa g a i n t h es - c u r v em o d e li st e s t e da g a i na n dp r o v e dt ob em o r e a p p l i c a b l e f i n a l l y , t h ec o n c l u s i o ni sm a d et oc o n f i r mt h en e ws - c u r v em o d e l sp r a c t i c a b i l i t y t h ef u r t h e r s t u d i e ss h o u l db ef o c i s e do i lt h ee n l a r g e m e n to fd a t as e t sa n dt h ee n v i r o n m e n t a lv a r i e t i e s ，t h e p a p e r l a i dd o w na g o o d f o u n d a t i o no f f u r t h e rr e s e a r c hi nt h i sa s p e c t k e y w o r d a i u r b a ns t r e e t s ；t r a f f i cf l o wm o d e l ；t r a f f i cs u r v e y ；v e l o c i t y v o l u m em o d e l ；a d a p t e ds - c u r v em o d e l ； o v e r - s a t u r a t e df l o w 儿 东南大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的 学位或证书丽使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已 在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 研究生签名：篮亟日期：! 竺! ：竺2 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论 文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电 子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文 被查阅和借阅，可以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包 括刊登) 授权东南大学研究生院办理。 研究生签名：酷! 亟 导师签名： 日期： 东南大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 研究背景 第一章绪论 本研究对象为城市道路交通流。针对我国城市道路交通日益增长的交通压力，重点放在城市道 路交通流的速度一流量关系模型，分别研究了以下内容：以模型研究为主导的交通调查技术、符合我 国城市道路交通特点的交通流模型建立、速度一流量模型中各参数的影响因素分析和参数的标定方 法，以及模型的适用性研究。 1 1 i1 概念 交通流理论是应用数学或物理学原理对交通流的各参数及其之间关系进行定性和定量的分析 以寻求道路交通流的变化规律，从而为交通规划、交通管理和道路及运政、路政管理提供理论依据 n 现代交通流理论研究始于2 0 世纪3 0 年代，首先将交通车流看作随机独立变量、运用概率论分 析交通量与车速的关系；4 0 年代起，在运筹学和计算技术等学科发展的基础上又获得新进展；5 0 年代随着汽车工业和交通运输业的大发展，造成道路行驶车辆数量急剧增长，产生车队现象。车 流中车辆的独立性越来越小，相继出现了跟驰理论、波动理论( 流体力学模拟理论) 和车辆排队轮 ( 随机服务系统理论) 。1 9 5 9 年1 2 月在美国底特律举行了首届国际交通流学术讨论会，1 9 6 4 年由美 国公路研究委员会出版了“交通流理论入门”专题报告汇编，美国一些大学陆续编写了交通流理论 方面的书籍，从此交通流理论逐步形成，相关的研究也进入一个迅速发展的时期口j 。 交通流特性研究的内容非常广泛，大致可以分为以下三个方面： 交通流宏观特性：包括三大参数各自的特性以及三者之间的关系： 交通流微观特性：即单车的跟驰行驶行为： 特殊交通流特性：如混合交通流特性、交汇地段交通流特性等。 描述交通流特征有三个主要参数：交通量、速度和密度。速度和密度反映交通流从道路获得的 服务质量而交通量可度量车流的数量和交通设施的需求状况。上述三个参数是交通流最基本的度 量指标，其变化规律反映交通流的基本性质。由于密度难以观测，因此除三大参数外，通常还用车 头时距、车头间距、车道占有率等参数来间接描述密度特征。 1 1 2 三参数关系 交通流三参数间的数学关系即交通流模型，此三参数的关系为： 驴七i( 1 一1 ) 式中：q 一一平均流量( 辆1 1 ) ； i 一一空间平均车速( k m h ) ； k 一平均车流密度( 辆k m ) 。 近年来有学者p j 对该公式的可靠性提出质疑比如：由于大多数数据采集使用的是断面测量法 东南大学硕士学位论文第一章绪论 这里v 。的意义就颇令人费解，所谓的空间平均也只是较短距离内的空间平均。因此，公式3 - 1 在某 种意义上是不完全成立的，而是近似的。 对交通流特性的研究，就集中在三参数的测量方法和分布特性及其三者之间的关系模型上。过 去的研究多集中在对速度密度以及流量一密度关系的研究上，许多研究者认为：一旦速度密度模型 确定，速度一流量模型便可以由式l - 1 导出。 事实上这是早期速度一流量模型的研究方法。基于这种思想，研究者们将目光更多的放到速度一 密度关系和流量密度关系上，而将速度流量模型作为速度密度模型的推导。采用这种思路的原因 在于：速度、密度是跟驰模型中所涉及的变量：速度密度或流量密度观测数据的离散性比速 度流量要小一些，其关系形式比较明显，便于用统计的方法进行分析。 但是有关研究表明”j ：利用速度和流量数据，可以由式1 - 1 计算出密度，去拟合速度密度数据， 建立速度密度模型，然后再将速度一密度关系式转化成速度一流量方程，其间经历了两次非线性变换， 会引起较大的偏差。同理，如果密度不是实测的，用流量密度关系导出的速度流量模型也会有比 较大的偏差。 文献【5 】证实：两个看似相差不大，而且速度密度散点图都拟合得很好的曲线，当它们转化为速 度流量模型时，在速度- 流量图上可能会发现它们完全不同。因此，现在国外对速度流量模型的研 究更加倾向于用直接采集的速度、流量数据来进行，而不是采用间接的方法。 本文则直接采用速度流量的观测数据来研究模型，可以避免上述的非线性转化带来的误差。 1 1 3 研究的意义 速度- 流量模型在路网分析中非常重要，它是预测路段平均车速、路段平均出行时间的基本模型， 是划分和确定道路服务水平的必要条件，是道路通行能力研究的基础，是进行网络交通分配、网络 交通质量评价、网络经济评价的基础；在道路网络交通规划、道路工程建设项目可行性研究、道路 建设项目后评价、道路交通管理与交通控制中应用广泛【“。 1 2 国内外研究概况 1 2 1 经典模型研究概况 经典的速度流量模型是g r e e n s h i e l d s 的抛物线模型，它是由线性的速度密度关系推导得出的 t 9 8 5 年版的h i g h w a yc a p a c i t ym a n u a l ( h c m ) 就采用了此曲线，其表达式为： ， 叮：一( 一；2 声，) ( 1 - 2 ) 其中；岛一阻塞密度，车流密集到车辆无法移动时的密度； ；，一畅行车速，车流密度趋于零。车辆畅行无阻时的空间平均车速。 在g r e e n - s h i e l d s 抛物线模型基础上加上对道路条件等因素的考虑，即成为路阻函数模型。 路阻函数是表述车辆沿路段行驶难易程度( 即交通阻抗) 的数学模型，通常表示为路段行驶速 度或时间与路段交通负荷之间的函数关系。在路阻函数的研究中，相继产生了一些模型，国外有代 表性的模型有1 7 1 ： 美国联邦公路局的路阻函数模型 2 东南大学硕士学位论文 第一章绪论 在路阻函数的研究中，美国联邦公路局( b p r ) 的路阻函数模型b p r 函数是最有代表意义的 一个研究成果，此模型在交通规划界影响最大，使用最广，其数学表达式为： ，白) = 瓦【1 + a 白c y 】 ( 1 - 3 ) 式中：双g ) 当流量为q 时路段上的行程时间； 瓦一零流量时车辆在路段上的行驶时间： c 一路段的实际通行能力； 口、卢一模型参数，常取口= 0 1 5 ，卢= 4 0 。 b p r 模型的改进d a v i d s o n 模型 当路段上的机动车交通量口接近实际通行能力f 时，b p r 模型1 - 3 计算的行程时间不能符合实 际，在这种情况下，模型1 - 3 不适用。基于这种情况，d a v i d s o n 提出了根据排队论推导而来的路阻 函数模型，此模型对于那些接近实际通行能力时的机动车流也是适用的，其表达式与模型1 3 很相 似，因此称其为b p r 模型的改进模型。d a v i d s o n 阻抗函数形式如下： r ( g ) = 矗 1 + r 0 t g ) ) 】( 1 - 4 ) 式中，为模型的曲率参数，其余符号含义同上。 英国t r r l 模型 英国t r r l 认为以实测数据为基础的速度流量关系式比前述模型更有实用意义，他们推荐的 适用于城市中心区新建道路的交通阻抗模型是： 屹= 4 9 9 一o 1 6 3 ( q + 4 3 0 ) ( w r ) ，1 6 圪 3 8 k m h ( 1 - 5 ) 适用于其它城市道路或较高车速的道路，模型为： 圪= 6 7 6 一o 1 2 3 ( q + 1 0 0 0 ) ( w r ) ，3 2 _ 5 01 5 5 0 1 5 4公交车停靠站影响公交专用道膳湾停靠站无有无公交车 5对向车流干扰影响中央分隔带无有 “全面实验法”对事物内部的规律性可以分析得比较清楚，但缺点是要求的实验次数较多。对 于道路实际观测来说，工作量太大，而且不经济。园此采用正交实验方法，做出观测点的选点计划， 确定最小样本量。选择正交表：因素5 ，水平分别为3 和2 ，选择下表2 - 2 所示的l 1 8 ( 3 4 2 。) 。由正 交表可知，1 8 个观测点是能够满足此种条件的最小观测点数量。 表2 - 2 正交实验表 列号 观测点号 12345 ll1l1l 212221 313331 42123】 5223ll 62 3121 73132l 832l3 1 933 211 1 0l11 l2 1 1l2222 1 21 3332 1 321232 1 42 2312 1 52 3122 1 63l3 22 1 73213 2 1 83 3212 2 1 3 数据采集方法 通过实验采集数据有两大类方法可供选择，即自动采集与人工采集，它们各自的优点和缺点 都非常明显：前者能够以较少的人力花费获得大量的资料，但是对于复杂交通状况( 比如机非混行、 横向干扰严重、车流频繁更换车道的情况) 的适应性不太理想；后者人力花费比较大，而且难以胜 任长时间的连续观测，但是可以处理比较复杂的交通状况。 在本研究课题中，采用了两种完全不同、互为补充的数据采集方法： 9 东南大学硕士学位论文 第= 章调查与数据 1 ) 自动采集的视频检测技术 交通数据自动采集的方法很多，在这里不做介绍。本课题中我们应用的是比较先进的广域交通 流视频检测系统( w i d ea r e av i d e ov e h i c l ed e t e c t i o ns y s t e m ) - - - a u t os c o p e2 0 0 4 ，由美国的i m a g e s e n s i n gs y s t e m s ，i n c 研制。 该技术对交通运行状况的视频图像( 实时的视频信号或者资料录像带等) 进行处理，以设置“虚 拟检测器”的方法，可同时获取交通量、车型、速度、密度、车头时距、服务水平等资料。该系统 的硬件部分由以下5 个部分组成1 1 4j ： i m a g es e n s o r ( s ) o r v i d e os o u r c e ； c a m e r a i n t e r f a c ep a n e l ； a u t os c o p em a c h i n ev i s i o np r o c e s s o r ( m v p ) ； w i n 厂r v p r i s mo rc i n e m ap r ob o a r d ； i b m c o m p a t i b l ep c 。 我们在实验中发现，该系统在交通流运行有序而且交通构成不太复杂的情况下适应性比较好 ( 事实上我们认为该系统比较适宜于高速公路和城市快速路的交通流研究) ，而对于机非混行、行人 干扰严重的情形则容易产生误差甚至错误，在车辆换道频繁或跨车道行驶的情况下也容易导致数据 失实。另外该系统对于视频采集设备的安装位置有一定的要求( 摄像设备镜头距离路面大于11 米) ， 若高度过低则容易产生误判，比如紧跟大型车辆行驶的小型车往往被漏检。 因此，在处理交通流情况比较复杂的主、次干道或者拥挤交通流情况时，我们更倾向于人工采 集方法： 2 ) 人工采集一改进的牌照法 采用人工观测方法进行交通量的观测是一种最常规的观测，这里不再叙述。下面介绍采用改进 的牌照法进行车速观测。 牌照法能够比较准确地测得不同时段的平均行程时间、各种车辆类型的平均行程速度和车头时 距等，有利于对交通流进行微观分析。但是该方法有一系列固有的缺点【l ”，其一是：现场劳动强度 大，对于交通繁忙的路段通常只能够连续观测2 小时左右，而且交通量越大。越容易发生牌照号码 对应不上导致数据采集失败的情况。 因此我们采取文献 1 6 1 提出的改进的牌照识别法，从减轻记录员的工作量以及改善记录员与观 察员之问的协调性入手来对传统的牌照法进行改进。 改进的牌照识别法对传统牌照法的记录表格进行了重新设计，见表2 - 3 ，其特点是：将时间印 制在表格上，从而使记录员省略了时间的记录，当听到观察员的牌照号后，只需观察计时设备并在 表格中相应的位置填入车牌号即可。 路 表2 - 3 牌照法和改进的牌照法调查用表 牌照法车速调查表 车辆类型牌照号码起点时间终点时间 行程时间区间车速 东南大学硕士学位论文第：章调查与数据 改进的牌照法调查用表 车牌时分秒 0 2 0 30 40 5 0 60 70 80 9 3 2 3 33 43 53 63 7 3 83 9 4 24 3 4 44 54 6 4 74 84 9 5 2” 5 45 55 6 5 75 85 9 0 2 0 30 40 50 60 70 80 9 2 22 5 2 42 52 62 7嚣2 9 5 2 5 3 5 45 55 65 7j b5 9 研究中针对两种不同的数据采集点种类，采用了断面观测法和区间观测法相结合的数据采集方 案，选择了南京市区若干不同等级类型的城市道路作为代表，进行了实际观测。 1 1 断面观测法 断面观测法应用于线性平直、横向干扰程度低的情况下，可以获得除了超车率以外的其他各交 通特性数据，是城市快速道路数据采集的首选方法f l ”。通过交通量自动采集仪器可以连续收集速度、 交通量、车头时距等交通流数据设备布局方法如下图2 - 1 所示： 为了研究城市道路中运行车辆在不同车道的分布及其特性，城市道路的断面观测法都是分车道 进行的。 2 ) 区间观测法 区间观测法的布置如下图，可用于较长的、非平直道路，如山区和城市道路中视距不足地点。 获得车速、流量、密度等各种资料。 东南大学硕士学位论文 第= 章调查与数据 3 1 现场记录 为了保证实测数据时的道路、交通条件与预先踏勘的一致，在分析过程中排除非正常因素的影 响，正确地分析交通流特性，特绘制了“观测点现场记录表”，对现场观测过程中的道路几何数据、 交通事故、认为障碍以及其他一些偶发情况等进行详细记录为数据分析提供全面、可靠的实测资 料。具体的表格形式见附录1 。 2 3 调查实施 2 3 1 时间安排 本研究的调查选择在就近的南京市市区展开。调查周期从2 0 0 3 年9 月到2 0 0 3 年1 2 月，主要 选择天气晴朗、温度适宜的白天进行。时间跨度从上午8 ：0 0 至下午6 ：0 0 不定，每次调查时长为3 小时左右，以期获得最佳的数据观测样本量。关于样本量的确定参见2 4 1 节。 2 3 2 调查地点 调查地点选择市内主要快速干道、主干道和次干道进行，考虑到我国城市道路网体系以这三者 为主，并且其在整个道路网中占据了绝大部分比例，因此本次研究建模的重点也放在这三种道路类 型的研究上。 确定道路类型后，考虑到分析各影响因素的需要，根据2 1 2 节中正交实验法的要求，又选择 了若干具有其它道路、交通条件影响的路段( 参见表2 - l 和表2 - 2 ) 进行了补充调查，数据整理和录 入。 2 3 3 人员、仪器配备 在先进的观测仪器以及电子计算机的帮助下，交通工程学得到了很大的发展，原来复杂的主要 以人力为主的交通调查得到了大大的简化，后期数据处理的工作也更为简单，效率得到了本质性的 提高。 在本次研究中，我们充分应用了各种先进的观测仪器，比如a u t o s c o p e 2 0 0 4 ，数码相机，摄像 2 东南大学j 贞士学位论文第= 章调查与数据 机以及录音设备等，在调查现场把观测人员降到最少，同时也最大程度提高了数据的准确性。 交通调查实施的人员配备上：断面观测法仅需要1 人，操作视频设备进行交通流状况的观测和 记录，然后内业进行数据处理。研究采用了最新的美国i s s 公司a u t o s c o p e 系列产品，也可称为虚 拟视频采集仪，通过与电脑软硬件结合，将摄录的实际交通流资料转化为我们所需的交通流特征资 料，获得诸如速度、流量、车头时距、车型比例等大量有效数据：区间观测法采用的是车牌照记录 方法，需要两人，一人在车流上游观测记录，另一人在车流下游。 车牌照法摒弃了原先的挥手示意法的人为因素的影响，但是由于工作最比较大，所以在时间记 录上也不可避免地存在偏差。本次研究采用了仪器自动记录方法，即通过摄像设备，自动观测和记 录车辆通过上、下游横断面的时间、车型比例、车牌号码等，再辅助蛆录音、计时设备，把大量的 外业转移到了室内，并且避免了实验误差的产生，通过重复检查录音录像资料，可以对实测数据进 行处理和检验，把实验误差减到了最小。此外，还可以减轻实验人员的工作量和压力，使较长时间 的连续高强度调查成为可能，特别是在超饱和交通流条件下，避免了观测人员强大的劳动量，使他 们不再为连续到达的交通流而手忙脚乱。 2 3 4 预调查、正式调查 交通调查是交通工程学的基础，是整个研究的基础，它不仅耗时耗力，而且对数据的要求非常 之高，差之毫厘，结果便谬以千里。为了有效提高研究工作的效率和节省时间、精力，积累经验， 在本课题中先进行了一系列的预调查，不仅使参与者熟悉了整个课题的背景和目标，而且为后继的 确定统计间隔、数据量、超饱和交通流的观测时机等问题埋下了伏笔，打下了良好的研究基础。 在进行了多次预调查、广泛收集各方面资料后，实施了一系列正式调查，获得了大量的数据， 包括车速、流量、车型比例、车头时距、交通流密度、道路等级条件、交叉口间距等资料。再加入 预调查中可信的数据部分，最终获得本课题的最为宝贵的基础资料：城市道路交通流车速一流量数据 资料。 2 4 数据 2 4 1 样本量的确定 由于城市道路交通流建模分析中关键的速度、流量参数都是随机变量，为了保证这些参数能够 有足够的精度，必需保证一定的实测样本量。 如果以实澳i 速度作为必需保证精度的参数，理想条件下的最小观测样本量可以按照下式计算 【9 1 = f 些1 2 le ( 2 - 2 ) 其中：n 一样本量； s 一样本标准差，假设速度标准差为5 1 0 k m h ： k 一常数，当置信度为9 5 ( 9 0 ) 时，k = 1 9 6 ( 1 6 4 5 ) ： e 一容许误差，假设速度容许误差为2 5 k m h 。 当车速的精度要求为置信度9 5 ，误差为2 k r a h ，标准差为1 0 k m h 时，应该取最佳样本量 进行采集；如果将误差降为5 k m h 时，可以取最小样本量进行采集。 东南走学硕士学位论文第= 章调查与数据 表2 - 4 最佳样本量的确定 标准差容许误差样本量 最佳724 8 最小 1 051 6 如上表所示：如果按最佳样本量取值，以5 分钟作为一个观测区间，则需要观测4 小时；如果 以3 分钟为一个观测区间，则只需要2 4 个小时。 2 4 2 统计间隔的确定 在建立流量、速度、密度关系等交通流统计模型或标定模型参数时，首先需要确定统计间隔。 统计间隔的确定非常重要，它直接影响道交通流模型曲线的形状，特别是在接近通行能力和拥挤区 附近曲线的形状”“。 根据一般的经验，当统计间隔增加时，观测点分布的离散性将降低，此时能较好地确定一个适 合于这些数据的平顺而连续的曲线。统计间隔越短，个别特殊车辆及交通流的随机因素的影响就越 明显。 在以往国外的研究中，通常认为1 5 和5 分钟是分析交通流统计分析模型的统计间隔，也是最 常用于标定交通流模型的统计间隔，历年的包括最近的h c m 2 0 0