交通流三要素之间的关系.ppt

交通流三要素之间的关系 教学内容及目标 掌握 理解 交通流三要素 交通流量 Q 单位时间内通过道路断面或车道的车辆数 车流密度 K 单位路段长度上存在的车辆数 车辆速度 V 单位时间内车辆移动的距离 请思考 三要素从不同的角度描述了交通流的特性 那么他们之间是否存在着某些关系 如果存在 这些关系能否更深入 更综合的描述交通情况 度量车辆对交通设备的需求 反映车辆能获取的服务质量 假设交通流为自由流 在长度为L的路段上有连续前进的N辆车 其速度为V 则 L路段上的车流密度为 N辆车通过A断面所用的时间为 N辆车通过A断面的交通流量为 A 整理 1 三要素基本关系式推导 2 三要素基本关系分析 1 Q V K基本关系式 Q KVQ 平均流量 辆 h V 空间平均车速 km h K 平均密度 辆 km Q V K均是平均值 这个关系式是一个流体力学公式 式中的三个参数中只有两个独立变量 Q KV的图像是怎么样的 其图像不是普通的二维直线 也不是三维的双曲马鞍面 而是一条空间曲线 2 三要素基本关系分析 2 反映交通流特性的几个重要特征量 最大交通流量 Qm 临界密度 Km 临界速度 Vm 畅行速度 Vf 阻塞密度 Kj 2 三要素基本关系分析 3 广义速度 密度模型 现象 当道路上的车辆增多 车流密度增大时 驾驶员被迫降低车速 当车流密度由大变小时 车速又会增加 车流密度适中 车流密度很大 车流密度很小 直线关系模型 对数关系模型 指数关系模型 探求速度和密度之间的关系 1 线性V K模型 格林 希尔治模型 交通密度适中时观察所得数据 假定V a bK当K 0时 V可达到理论最高速度 Vf 即K 0 V Vf 当K达到最大值 Kj 时 车速为0 即K Kj V 0 a Vfb Vf Kj 线性关系模型 或 1 线性V K模型 格林 希尔治模型 K 0 V Vf K V K Kj V 0 Vf Kj Vm Km A K1 V1 C K2 V2 交通量最大Qm KmVm B 0 5Kj 0 5Vf K10 5Vf K1 0 5Km V1 0 5Vf 1 线性V K模型 格林 希尔治模型 2 对数V K关系模型 格林伯模型 模型缺点 当K0时 速度趋向于无穷大 需修正 故该模型适用于交通密度较大时 3 指数V K关系模型 安德伍德模型 模型缺点 当KKj时 V 0 需修正 故该模型适用于交通密度较小时 注意 不同的模型适用范围不同 车流密度适中 希尔治的线性模型 车辆密度很小 安德伍德的指数模型 车流密度很大 格林伯的对数模型 3 指数V K关系模型 安德伍德模型 n是大于零的实数 当n 1时 为线性关系式 4 广义模型 派普斯模型 是一组V K模型通用的线族 n 1是其中一个特例 Q K Qm Kj Km K 0 Q 0 K增大 Q增大 K KmQ Qm K增大 Q减小 K KjQ 0 斜率最大车速最高 不拥挤 拥挤 Q V Qm Vf Vm Q 0 V Vf K增大 Q增大 V减小 Q QmV Vm K增大 Q减小 V减小 不拥挤 拥挤