交通工程学(第2章).ppt

2020 2 1 1 第二章交通特性分析 2 第二章交通特性分析 人 车 路的交通特性人的交通特性车的交通特性道路的交通特性交通流特性交通量 Q 特性速度 V 特性密度 K 特性交通流基本特性的相互关系 3 第一节人 车 路的交通特性 一 人的交通特性 一 驾驶员的交通特性 二 行人的交通特性 三 乘客的交通特性二 车辆的交通特性三 道路的交通特性 4 一 驾驶员的交通特性 道路交通系统中的人包括车辆 机动车和非机动车 驾驶员 乘客和行人 他们都是道路的使用者和交通参与者 1 驾驶员的任务 Driverstasks 2 驾驶员的职责和要求3 驾驶员的信息处理过程 Theprocessofinformationdisposal 4 视觉特性 Visioncharacteristics 5 反应特性 Reactioncharacteristics 6 驾驶员的心理特点和个性特点7 驾驶员的疲劳与兴奋 5 1 驾驶员的任务 Driverstasks 驾驶员是道路交通系统中 会思考 的部分 1 沿着选定的路线驾驶车辆 完成从起点到终点的运输过程 以实现人员和货物在空间上的转移 2 遵守交通法规 正确理解信号 标志 标线的含义 服从交通警察的指挥 维护交通秩序以保证交通的安全和通畅 3 遇到不利情况及时调整车速或改变车辆的位置和方向 甚至停车 以避免交通事故的发生 三项任务中后两项任务决定着车辆运行可靠性和安全程度 6 由于交通系统中绝大多数交通事故直接 间接地与驾驶员有关 因而 驾驶员是交通系统中对交通安全起主要作用的因素 所以要求驾驶员具有 高度的社会责任感 安全意识 遵纪守法良好的职业道德 爱岗敬业 踏实工作良好的身体素质 体质 视力 判断力良好的心理素质 心平气和 文明礼貌熟练的驾驶技术 得心应手全世界都对驾驶员有严格的规定 采用驾驶证管理制度 经考试合格领取驾驶证以后才准驾驶 还对驾驶员进行技术教育 法制教育 道德教育等日常安全教育 禁止酒后驾车 2 驾驶员的职责和要求 驾驶证是驾驶机动车依法应当取得的驾驶资格凭证 无驾驶证 被吊销或暂扣期间 驾驶人处于一种无资格驾驶的状态 此时驾驶机动车上道路行驶是一种非常危险的和严重违反 道路交通安全法 的行为 因此 安全法 对无驾驶证驾驶机动车也规定了严厉的处罚 安全法 第九十九条规定 未取得机动车驾驶证 机动车驾驶证被吊销或者机动车驾驶证被暂扣期间驾驶机动车的处二百元以上二千元以下罚款 可以并处十五日以下拘留 除 安全法 规定的三种特定情形外 无证驾驶还包括其他三种情形 一是通过非法程序取得驾驶证的 二是使用失效的驾驶证驾驶机动车的 三是在某段时间内丧失驾驶营运机动车资格的驾驶人驾驶营运机动车的 这些都属于无驾驶证状态 不具有驾驶资格 与 安全法 颁布以前的 200以下罚款或警告 的处罚力度相比 无证驾驶的罚款额度大大的提升了 法律也正是通过处罚力度的增加来减少因无证驾驶带来的安全隐患 中华人民共和国道路交通安全法 第九十一条 根据 中华人民共和国道路交通安全法 第九十一条之规定 饮酒后驾驶机动车的 处暂扣1 3个月机动车驾驶证 并处200 500元罚款 醉酒后驾驶机动车的 由公安机关交通管理部门约束至酒醒 处15日以下拘留和暂扣3 6个月机动车驾驶证 并处500 2000元罚款 2004年5月31日起 车辆驾驶人员血液 呼气酒精含量阈值与检验 GB19522 2004 国家标准正式出台 新标准对车辆驾驶人员血液酒精含量临界值作了调整 饮酒驾车由原来的 30mg 100ml调整为 20mg 100ml 醉酒驾车由原来的100mg 100ml调整为 80mg 100ml 国家标准的出台无疑增加了处罚的面 据专家估算 20毫克 100毫升大致相当于一杯啤酒 80毫克 100毫升则相当于3两低度白酒或者两瓶啤酒 而100毫克 100毫升就大致相当于半斤低度白酒或者3瓶啤酒 10 人的感觉器官可以接收到各种各样的刺激 如驾驶员的眼睛可以看见车内的仪表 车外的道路 车辆 行人 交通信号和标志 耳朵可以听见发动机和喇叭的声音 鼻子可以闻到异常气味 手脚可以感觉到振动等 所有这些可以被人直接或间接感知到的各种刺激 都是信息 车辆在行驶过程中 驾驶员通过视 听 触觉器官从交通环境中获取信息 经过大脑进行处理 作出判断和反应 再支配手脚 运动器官 操纵汽车 使其按驾驶员的意志在道路上行进 这就是信息处理过程 见后图 在这一过程中 驾驶员要受到自身一系列生理 心理因素的制约和外部条件的影响 如果在信息的采集 判断和处理的任何一个环节上发生差错 都会危及交通的安全和通畅 3 驾驶员的信息处理过程 Theprocessofinformationdisposal 11 1 信息感知阶段 Thephraseofinformationperception 信息感知阶段即收集并理解信息的阶段 即感觉器官获取的信息在头脑中的反映 过程是 信息先由感觉器官接收 再经传入神经传到大脑皮层 产生相应的映象 如果这一过程出现某种意外 就会造成感知迟缓 感知错误 发生感知迟缓或感知错误的原因 除了刺激方面的原因 如有些信息过于突然 过于隐蔽 刺激强度过于微弱等 以外 主要是驾驶员心理和生理方面的原因 产生知觉 3 驾驶员的信息处理过程 Theprocessofinformationdisposal 12 2 分析判断阶段 Thephraseofanalysisandjudgement 信息被感知以后 驾驶员把感知到的情况与自己的知识经验进行对照 分析 然后判断出道路 前后车 行人等等情况 并根据自驾车辆的技术状况 本人的健康状况及心理机能等 决定采取相应的措施 在驾驶员的判断中 对距离的判断非常重要 在驾驶过程中 经常进行加速 减速 超车 会车 制动等行为 距离是影响这些行为的重要因素 深度知觉形成判断 3 驾驶员的信息处理过程 Theprocessofinformationdisposal 13 3 操作反应阶段 Thephraseofoperationandreaction 驾驶员处理信息的最后阶段 是肢体的操作反应阶段 即手脚按大脑决策后的指令进行具体操作 并产生效果 尽管由于操作错误造成的事故不多 但常常是一些比较严重的事故 因此要求驾驶员的操作技能必须熟练 才能在紧急情况下不致出现失误 执行操作 3 驾驶员的信息处理过程 Theprocessofinformationdisposal 14 实际驾驶过程中 感知 判断 操作是有机地结合的 感知是判断的前提 为判断提供材料 是分析判断的源泉 分析判断又为操作反应提供指令 操作是感知和判断的结果 操作的结果 又反馈到感觉器官 对操作进行修正 调整 如果没有反馈 难以保证动作的准确性 感知 判断 操作三位一体 构成驾驶员的信息处理过程 其中任何一项错误 都将导致整个信息处理过程的失败 这一信息处理过程通过反馈 进行循环往复 所以整个驾驶过程实质上就是不断地进行信息处理的循环过程 3 驾驶员的信息处理过程 Theprocessofinformationdisposal 15 4 视觉特性 Visioncharacteristics 在行车过程中 驾驶员需要及时感知各种交通信息 据统计 各种感觉器官给驾驶员提供交通信息的比例如下 视觉80 听觉10 触觉2 味觉2 嗅觉2 可见 视觉是驾驶员信息输入最重要的感觉器官 因此对视觉机能的考核和研究是驾驶员特性研究的重要内容 视觉的形成视觉 就是外界光线经过刺激视觉器官在大脑中所引起的生理反应 视觉机能包括 视力 视野 视觉适应 色感等 16 视力就是眼睛分辨两物点之间最小距离的能力 根据眼睛的状态和时间不同分为 静视力 动视力和夜间视力 1 静视力 站在视力表前5m处的视力 驾驶员要求0 7以上 无红 绿色盲 2 动视力 处在运动中观察物体的视力 动视力与汽车行驶速度有关 随着车速的提高 视力明显下降 此外 动视力还随驾驶员年龄的不同而有所差异 年龄越大 动视力低落的幅度越大 3 夜间视力 夜间视力受光照度 背景亮度等诸多因素的影响 光照度增加则视力增加 光照度在0 1lx 1000lx范围内 视力与光照度之间近乎为直线关系 黄昏时间对驾驶员行车最为不利 原因在黄昏时刻 前灯的照度正与周围景物的光亮度相近 难以看清周围的车辆和行人 容易发生事故 4 1视力 Eyesight 17 视觉适应是视觉器官对于光亮程度突然变化而引起的感受性适应过程 由明亮处进入暗处 眼睛习惯后 视力恢复 称为暗适应 由暗处到明亮处 眼睛习惯后 视力恢复 称为明适应 暗适应时间较长 通常要3 6min才能基本适应 约30 40min才能完全适应 而明适应则可在1min内达到完全适应 一般 由隧道外进入没有照明条件的隧道内 大约发生10s的视觉障碍 夜晚在城区和郊区交界处 由于照明条件的改变也会使驾驶员产生视觉障碍 从而影响行车安全 设置照明设施时应予考虑 此外 黄昏时路面的明亮度急速降低 特别是秋天的黄昏 但天空还较明亮 视觉的暗适应较困难 此时正值驾驶员和行人都感到疲劳的时候 事故发生率较高 应从多方面予以重视 4 2视觉适应 Ocularadaptability 18 若视野内有强光照射 颜色不均匀 使人的眼睛产生不舒适感 形成视觉障碍 这就是眩目 夜间行车 对面来车的前灯强光照射 易使驾驶员产生眩目现象 有连续与间断之分 夜间行车多是间断性的眩目 当受到对向车灯强烈照射时 不禁要闭目或移开视线 这种现象称之为生理性眩目 若由于路灯照明反射所产生的眩光使驾驶员有不愉快的感觉 这种现象为心理性眩目 眩目是由眩光产生的 眩光会使人的视力下降 下降的程度取决于 光源的强度 视线与影响光之间的夹角 光源周围的亮度 眼的适应性等多种因素 视力的眩光影响恢复 由亮到暗6s 由暗到亮3s 与眩光有关的视觉消失现象 4 3眩目 Dazzle 19 立体视觉是人对三维空间各种物体远近 前后 高低 深浅和凸凹的感知能力 现代视差信息理论认为 双眼注视景物时 会在视网膜上产生视差 这是深度知觉的基础 当深度信息传到大脑枕区再经加工处理后 便产生了深度立体感知 这种把两眼视差所产生的二维物象融合为一个单一完整的具有三维立体感的三维物象的能力称为双眼视觉 立体视觉的生理基础是双眼视觉功能必须正常 立体盲患者在视差的传递或视中枢信息处理时会发生断路或紊乱 从而导致对深度距离的判断不准或反应迟钝 4 4立体视觉 Three dimensionvision 20 4 5视野 Fieldofvision 在静止状态下 头部不动两眼注视前方时 眼睛两侧可以看到的范围称为静视野 头部不动 但眼球可以转动时 所能看见的范围称为动视野 静视野和动视野可以用角度来衡量 通常 正常人双眼同时注视一个目标时 视野大约有120o左右是重叠的 双眼视野比单眼视野的范围大 正常人的视野大约每只眼睛上下 垂直视野 达135 140o 左右 水平视野 达150 160o 两视野约为180o 动视野比静视野大 左右约宽15o 上方约宽10o 下方无明显变化 人眼的视野可用视野计进行测定 如果驾驶员的双眼视野过小 则不利于行车安全 21 4 5视野 Fieldofvision 驾驶员的视野与行车速度有密切的关系 当汽车行驶时 视野的深度 宽度 视野内的画面在不断变化 驾驶员需要根据视野的内容驾驶车辆 随着汽车行驶速度的提高 注视点前移 视野变窄 周界感减少 行车速度越高 驾驶员越注视远方 视野越窄 注意力越集中于景象的中心而置两侧于不顾 结果形成所谓 山洞视 容易引起驾驶员产生疲劳 瞌睡 因此 在设计道路时 应在平面线形中限制道路直线段的长度 强制地促使驾驶员变换注视点的方向 避免打盹肇事 驾驶员随着年龄的增大 周边视力减退 识别能力下降 视野变窄 带眼镜的驾驶员的视野也略窄些 22 4 6色视觉 Colorvision 驾驶员对不同颜色的辨认和感觉是不一样的 红色刺激性强 易见性高 使人产生兴奋 警觉 黄色光亮度最高 反射光强度最大 易唤起人们的注意 绿色光比较柔和 给人以平静 安全感 交通工程中将红色光作为禁行信号 黄色光作为警告信号 绿色光作为通行信号 交通标志的色彩配置也是根据不同颜色对驾驶员产生不同的生理 心理反应而确定的 23 4 7视差 Parallex 视差 错觉 是对外界事物的不正确的知觉 错觉可能是生理和心理原因引起的 当前的知觉与过去的经验相矛盾 或者思维推理上的错误 都是造成错觉的原因 如图人们会产生错觉 有一些错觉会重复出现 不易克服 另有一些错觉经过实践活动 可以慢慢改正 不再形成错觉 不管能否克服 驾驶员都应知道有这种客观现象存在 观察中注意避免 错觉的产生常常会造成交通事故 但我们可以从错觉产生的机理出发 变不利为有利 利用错觉为提高道路交通安全服务 其他有利的措施 标志 标线 24 25 26 27 28 5 反应特性 Reactioncharacteristics 反应是由外界因素的刺激而产生的知觉 行为过程 反应特性是驾驶员最重要的特性之一 包括驾驶员从视觉产生认识后 将信息传到大脑知觉中枢 经判断 再由运动中枢给手脚发出命令 开始动作 知觉 反应时间是控制汽车行驶性能最重要的因素 制动持续时间 制动操作过程 反应时间 制动作用时间 制动反应时间 29 6 驾驶员的心理特点和个性特点 身心健康是安全行车必不可少的条件 影响驾驶员行车稳定性和安全性的心理因素和个性特点主要包括以下几个方面 1 动机 2 素养 3 注意力 4 智力 5 情绪 6 成熟性 7 知识性 8 条件反应 30 驾驶员长期在复杂的环境中行车 精神始终处于高度紧张状态 增加心理负荷容易产生疲劳 另外 驾驶员长时间在路线平直而单调的环境中行车时 做简单的重复操作 车辆产生的轻微而有节奏的振动 大脑反复接受同样的刺激 引起疲劳 疲劳的生理表现是感觉迟钝 动作灵敏度下降 心理表现为注意力不集中 思维迟缓 反应慢 严重时进入睡眠状态 酗酒争吵过分兴奋 7 驾驶员的疲劳与兴奋 31 二 行人的交通特性 1 目的人类生活密不可分的活动 满足步行者生理 心理和社会需要 保证交通安全 设施的规划 设计 实施需要对行人交通的特性的认识和理解 2 行人交通流特性美国学者弗洛因 FruinJ J 在其博士论文 行人规划与设计 中 研究了行人速度 流量 密度 行人占有空间等特征要素及其相互关系 提出了人行道服务水平划分建议值 人行道流量 行人占有空间与服务水平 32 二 行人的交通特性 2 行人交通流特性1979年 以色列学者普鲁士 Polus A 等人对行人交通作了实地观测和理论分析 研究发现 人行道上行人的步行速度平均值在1 03 1 28m s之间 男性的步行速度比女性要快 步行速度随行人流密度增大而下降 他们在平均步行速度 平均行人密度 人行道服务水平之间建立了一元回归模型 3 行人交通特征及相关因素行人交通特征 Pedestriancharacteristics 表现在行人的速度 对个人空间的要求 步行时的注意力等方面 这些与行人的年龄 性别 出行目的 教养 心境 体质等因素有关 也与行人生活的区域 周围的环境 街景 交通状况等有关 33 34 三 乘客的交通特性 1 乘客的交通需求心理人们总是抱着某种目的 如上班 上学 购物 公务 社交 娱乐等 才去乘车的 为乘车而乘车的旅客几乎是没有的 乘车过程本身意味着时间 体力 金钱的消耗 因此 人们在乘车过程中总是希望省时 省钱 省力 同时希望安全 方便 舒适 道路设计 车辆制造 汽车驾驶 交通管理等都应考虑到乘客的这些交通心理要求 2 乘车反应不同的道路等级 线形 路面质量 汽车行驶平稳性 车箱内气氛 载客量 车外景观 地形等对旅客乘车的生理 心理反应都有一定的影响 弯道半径 路面平整度 路基边坡 乘车时间 心理空间 不同出行目的的出行容忍时间 min 35 二 车辆的交通特性 36 公路和城市道路所服务的各种车辆有小汽车 公共汽车 卡车 摩托车 自行车等 道路设计标准必须满足这些车辆的行驶要求 车辆的交通特征 如驾驶员的视线高度 车辆在高速行驶时的特征等规定了道路设计的一些指标 如竖曲线会车视距的保证 平曲线最小转弯半径 超高值的确定等 公共汽车 货车的尺寸 重量以及其他一些特性决定了车道宽度 竖向净空 路面桥梁荷载等 1 设计尺寸 规范规定的设计车辆外廓尺寸 37 2 动力性能汽车动力性能包括 最高车速 加速度或加速时间 最大爬坡能力 最高车速是指在良好的水平路段上 汽车所能达到的最高行驶车速 km h 加速时间分为原地起步加速时间和超车加速时间 原地起步加速时间是指汽车由第I档起步 以最大的加速度逐步换至高档后达到某一预定的距离或车速所需要的时间 超车加速时间大多是用高档或次高档由30km h或40km h 全力加速至某一高速度所需的时间来表示 爬坡能力用汽车满载时第I档在良好的路面上可能行车的最大爬坡度imax 表示 38 3 制动性能汽车制动性能主要体现在制动距离或制动减速度上 汽车的制动性能还体现在制动效能的稳定性和制动时汽车的方向稳定性上 制动过程实际上是汽车行驶的动能通过制动器转化为热能 所以温度升高后 能否保持在冷状态时的制动效能对于高速时制动或长下坡连续制动都是至关重要的 方向稳定性是指制动时不产生跑偏 侧滑及失去转向能力的性能 制动跑偏与侧滑 特别是后轴侧滑是造成事故的主要原因 39 三 道路的交通特性 40 一 道路的分类与等级 道路是汽车交通的基础 支撑物 道路必须符合其服务对象 人 货 车的交通特性 满足其交通需求 道路服务性能的好坏体现在量 质 形三个方面 即道路建设数量是否充分 道路结构能否保证安全 路网布局 道路线形是否合理 另外 还有附属设施 管理水平是否配套等 道路的分类 公路 城市道路 厂矿道路 林区道路 乡村道路公路的技术等级 高速公路 一级 二级 三级 四级公路的行政等级 国家干线公路 国道 省级干线公路 省道 县公路 县道 乡公路 乡道 和专用公路城市道路的分类 快速路 主干路 次干路 支路城市道路的等级 按服务交通量 人口规模等分为三级 四类 41 公路的技术等级 1 高速公路为专供汽车分向 分车道行驶并应全部控制出入的多车道公路 2 一级公路为供汽车分向 分车道行驶 并可根据需要控制出入的多车道公路 3 二级公路为供汽车行驶的双车道公路 双车道 应能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量0 5 1 5万辆 4 三级公路为主要供汽车行驶的双车道公路 双车道 应能适应将各种车辆折合成小客车的年平均日交通量0 2 0 6万辆 5 四级公路为主要供汽车行驶的双车道或单车道公路 42 公路的行政等级 国道是指具有全国性政治 经济意义的主要干线公路 包括重要的国际公路 国防公路 连接首都与各省 自治区首府和直辖市的公路 连接各大经济中心 港站 枢纽 商品生产基地和战略要地的公路 省道是指具有全省 自治区 直辖市 性政治 经济意义 连接省内中心城市和主要经济区的公路 以及不属于国道的省际间的重要公路 县道是指具有全县 旗 县级市 性政治 经济意义 连接县城和县内主要乡 镇 主要商品生产和集散地的公路 以及不属于国道 省道的县际间的公路 乡道是指主要为乡 镇 内经济 文化 行政服务的公路 以及不属于县道的乡与乡之间及乡与外部联络的公路 43 城市道路的分类 1 快速路2 主干路3 次干路4 支路 快速路是为城市中大量 长距离 快速交通服务的 快速路对向车行道之间应设中间分隔带 其进出口应采用全部控制或部分控制 快速路两侧不应设置吸引车流 人流的公共建筑物的进出口 两侧一般建筑物的进出口也应加以控制 快速路在特大城市或长度超过30km的带形城市中设置 主要联系市内各主要区域 市区和主要的近郊区 卫星城镇 主要对外公路 它主要为城市远距离交通服务 具有较高的车速和较大的通行能力 44 城市道路的分类 主干路是为连接城市各主要分区的干线道路 以交通功能为主 自行车交通量大时 宜采用机动车与非机动车分隔形式 如三幅路或四幅路 主干路两侧不应设置吸引大量车流 人流的公共建筑物的进出口 1 快速路2 主干路3 次干路4 支路 45 城市道路的分类 次干路是城市中数量较多的一般交通性道路 配合主干路组成城市干道网 起联系各部分和集散交通的作用 一般不设立体交叉 部分交叉口可以扩大 并加以渠化 一般可设4条车道 也可不设单独的非机动车道 次干路兼有服务功能 允许两侧布置吸引人流的公共建筑 但应设停车场 1 快速路2 主干路3 次干路4 支路 46 城市道路的分类 支路是次干路与街坊路的连接线 用来解决局部地区交通 以服务功能为主 支路是一个地区内 如居住区内 的道路 是地区通向干道的道路 部分支路用以补充干道网的不足 可以设置公共交通路线 也可以作为自行车专用道 支路上不宜通行过境交通 只允许通行为本地区服务的交通 1 快速路2 主干路3 次干路4 支路 47 城市道路的等级 城市规模的大小是按城市人口规模划分的 我国按市区人口和近郊区 不包括所属县 的非农业人口总数 把城市的规模划分为4类 1 特大城市 人口在100万以上 2 大城市为50万 100万人 3 中等城市为20万 50万人 4 小城市为20万人以下 除快速路外 每类道路按照所在城市的规模 设计交通量 地形等分为I 级 特大城市及大城市应采用各类道路中的I级标准 中等城市应采用 级标准 小城市应采用 级标准 49 二 路网密度 要完成一定的客 货运输任务 必须有足够的路网设施 路网密度是衡量道路设施数量的一个基本指标 一个区域的路网密度等于该区域内道路总长比该区域的总面积 一般地 路网密度越高 路网总的容量 服务能力越大 但并不绝对 道路网密度的大小应与一定的经济发展水平相当 与所在区域内的交通需求相适应 应使道路建设的经济性和服务水平 道路系统的社会效益 经济效益 环境效益得到兼顾和平衡 50 二 路网密度 公路网的合理密度城市道路网密度 间距的选取应遵循以下两条原则 道路网密度 间距与道路的等级 功能要求相匹配 道路网密度 间距与城市不同区域的性质 人口密度 就业密度相匹配 式中 公路网的合理密度 km km2 第i年区域内的总运输量 t 第i年的运输单价 元 t km 平均运距与路网密度之间的回归系数 单位里程的道路建设费 元 km 规划区面积 km2 规划年限 51 城市道路宽度与路网密度规划指标 52 三 道路网布局 公路 三角形路网一般用于规模相当的重要城镇间的直达交通联系 这种布局形式通达性好 运输效率高 但建设量大 放射形路网一般用于中心城市与外围郊区 周围城镇的交通联系 对于发挥大城市的经济 政治 科技 文化中心作用 促进中心城市政治 经济 科技 文化对周围地区的辐射和影响有重要作用 平行的几条干线分别联系着一系列城镇 而处于两条线上的城镇之间缺少便捷道路连接 是一种不完善的路网布局 树叉形的路网一般是公路网中的最后一级 是从干线公路上分叉出去的支线公路 将乡镇 自然村寨与市 县政府联接起来 53 布局严整 简洁 有利于建筑布置 方向性好 网上交通分布均布 交叉口交通组织容易但非直线系数大 通达性差 过境交通不易分流 对大城市进一步扩展不利 建筑物沿交通轴线两侧铺开 公共交通布置在主要交通干道范围内 横向靠步行或非机动车 有利于公共交通布线和组织 但容易造成纵向主干道交通压力过大 不易形成市中心 有时可布置几条平行线 在功能上正当分工 交通干线以市中心为形心向外辐射 城市沿对外交通干线两侧发展 形成 指状 城市 这种布局具有带形布局的优点 同时缩短了到市中心的距离 缺点是中心区交通压力过大 边缘区相互间交通联系不便 过境交通无法分流流 改进的布局是增加环行线并使各放射性干道不过分集中于市中心 这种布局只有通达性好 非直线系数小 有利于城市扩展和过境交通分流等优点 一般用于大城市 但不宜将过多的放射线引向市中心 造成市小心交通过分集中 交通压力大且布置建筑物不利 三 道路网布局 城市道路 54 四 横断面型式 2020 2 1 55 第一节交通要素特性 2020 2 1 56 一 驾驶员的交通特性 人是道路交通系统中特殊的要素 其他要素都是围绕 人 进行设计和运作的 因而 以人为本 是交通工程的一个重要原则 道路交通系统中 人 包括车辆 机动车和非机动车 驾驶员 乘客和行人 其中主要的研究对象是机动车驾驶员的特性 2020 2 1 57 驾驶员的信息处理过程 一 驾驶员的交通特性 2020 2 1 58 驾驶员的生理 心理特性 驾驶员的视觉特性视力 视野 色感 驾驶员的反应特性反应特性制动反应时间停车距离 一 驾驶员的交通特性 2020 2 1 59 二 汽车的交通特性 车辆的设计外廓尺寸车辆尺寸与道路设计 交通工程有密切关系 在我国 公路工程技术标准 JTGB01 2003 和 城市道路设计规范 CJJ37 1990 中都规定了机动车辆外廓尺寸界限 动力性能最高车速加速度 加速时间 最大爬坡能力制动性能制动距离制动性能稳定性方向稳定性 2020 2 1 60 三 道路交通特性 路网密度与间距 选取应遵循的原则 与不同等级道路的功能 要求相匹配 与城市不同区域的性质 人口密度等匹配 计算公式 公路网的合理密度 道路网间距 2020 2 1 61 道路结构道路线形道路网布局典型公路网布局 三角形 并列形 放射形 树叉形 典型城市道路网布局 棋盘形 带形 放射形 放射环形 三 道路交通特性 2020 2 1 62 第二节交通量特性 2020 2 1 63 一 交通量的定义 交通量是指在选定时间段内 通过道路某一地点 某一断面或某一条车道的交通实体数 按交通类型分 有机动车交通量 非机动车交通量和行人交通量 一般不加说明则指机动车交通量 且指来往两个方向的车辆数 2020 2 1 64 一 交通量的定义 交通量时刻在变化 在表达方式上通常取某一时间段内的平均值作为该时间段的代表交通量 如果以辆 d为单位 平均交通量表达式为 按平均值所取的时间段的长度计 常用的平均交通量有 年平均日交通量 AADT 月平均日交通量 MADT 周平均日交通量 WADT 2020 2 1 65 一 交通量的定义 年平均日交通量 AADT 月平均日交通量 MADT k 为当月的天数 周平均日交通量 WADT 2020 2 1 66 二 交通量的时间分布 月变化 一年内各月交通量的变化称为月变化 年平均日交通量与月平均日交通量之比 称为交通量的月变化系数 或称月不均衡系数 月换算系数 以K月表示 2020 2 1 67 二 交通量的时间分布 周变化 交通量的周变化是指一周内各天的交通量变化 因此 也称周日变化 周变系数定义为 年平均日交通量除以某周日的平均交通量 某周日的平均日交通量等于全年所有该周日的交通量除以全年该周日的总天数 2020 2 1 68 二 交通量的时间分布 时变化 一天24小时中 每个小时的交通量亦在不断变化 一天24小时中 流量最大的那个小时的交通量称为高峰小时交通量 高峰小时系数 就是高峰小时交通量与高峰小时内某一时段的交通量扩大为高峰小时的交通量之比 一般t 5min或t 6min或t 10min 最常用t 15min 2020 2 1 69 二 交通量的时间分布 如 t 15 min t 10 min 城市中短时间的高峰交通量造成交通阻塞 2020 2 1 70 三 交通量的空间分布 主要包括 交通量的城乡分布交通量的路段分布交通量的方向分布交通量在车道上的分布 空间分布特性 城乡分布 城市内交通量大 郊区和农村交通量小 路段上的分布 与路段的功能 等级及区位有关 交通量方向分布 方向不平衡性 方向分布系数 交通量在车道上的分布 空间分布特性 方向上的分布 车道上的分布 空间分布特性 车道上的分布不均衡 车道上的分布均衡 2020 2 1 74 四 设计小时交通量 含义及作用 交通量具有随时间变化和出现高峰小时的特点 因此 在进行道路设施规划设计时 必须考虑这个特点 工程上为了保证道路在规划期内满足绝大多数小时车流能顺利通过 不造成严重阻塞 同时避免建成后车流量很低 投资效益不高 规定必须选择适当的小时交通量作为设计小时交通量 根据美国的研究 认为第30位最高小时交通量作为设计小时交通量是最合适的 设计小时交通量 30位小时交通量 将一年中测得的8760个小时交通量 从大到小按序排列 排在第30位的那个小时交通量 满足绝大多数小时的交通需求 且不造成严重阻塞 避免建成后车流量低 造成浪费 设计小时交通量 设计小时交通量系数 国外为12 18 我国干线公路为0 11 0 15 平均0 133 设计小时交通量 应用 确定车道数和路幅宽度 多车道公路 评价道路的服务水平 双车道公路 在考虑方向不均系数的情况下 单向设计小时交通量为 2020 2 1 78 第三节速度特性 2020 2 1 79 一 基本定义 地点车速 这是车辆通过某一地点时的瞬时车速 因此观测时L取尽可能短 通常以20 25m为宜 用做道路设计 交通管制 交通规划资料 行驶车速 这是从行驶某一区间所需时间 不包括停车时间 及其区间距离求得的车速 用于评价该路段的线形顺适性和通行能力分析 也可用于计算道路使用者的成本效益分析 运行车速 是指中等技术水平的驾驶员在良好的气候条件 实际道路状况和交通条件下所能保持的安全车速 用于评价道路通行能力和车辆运行状况 2020 2 1 80 一 基本定义 行程车速 行程车速又称区间车速 是车辆行驶路程与通过该路程所需的总时间 包括停车时间 之比 行程车速是一项综合性指标 用以评价道路的通畅程度 估计行车延误情况 要提高运输效率必须提高车辆的行程车速 临界车速 这是指道路达到理论通行能力时的车速 对于选择道路等级具有重要作用 设计车速 是指在道路交通与气候条件良好的情况下仅受道路物理条件限制时所能保持的最大安全车速 用作道路线形几何设计的标准 2020 2 1 81 二 行车速度的统计分布特性 常用以下特征车速表示车速的统计分布特性 中位车速 也称50 位车速 是指在该路段上在该速度以下行驶的车辆数与在该速度以上行驶的车辆数相等 85 位车速 在该路段行驶所有车辆中 有85 的车辆行驶速度在此速度以下 只有15 的车辆行驶速度高于此值 15 位车速 意义与前亦同 车速分布的标准偏差S与85 位车速和15 车速之差存在着下列近似关系 2020 2 1 82 三 时间平均车速与区间平均车速 时间平均车速 在单位时间内测得通过道路某断面各车辆的点车速 这些点速度的算术平均值 即为该断面的时间平均车速 即 式中 时间平均车速 km h 第i辆车的地点车速 km h n 单位时间内观测到车辆总数 辆 2020 2 1 83 三 时间平均车速与区间平均车速 区间平均速度 是指某路段的长度与通过该路段所有车辆的平均行程时间之比 以后讲到速度如果不加说明即为区间平均速度 当观测长度一定时 其数值为所有车辆行程车速的调和平均值 计算公式为 式中 区间平均速度 km h s 路段长度 km ti 第i辆车的行驶时间 h n 观测到的车辆数 vi 第i辆车行驶车速 km h 2020 2 1 84 三 时间平均车速与区间平均车速 时间平均速度与区间平均速度之间的互换关系由时间平均速度可以推算出区间平均速度 式中 时间平均速度观测值的均方差 由区间平均速度同样可以推算出时间平均速度 式中 区间平均速度观测值的均方差 2020 2 1 85 第四节密度 车道占有率 车头间距 车头时距 2020 2 1 86 一 密度K 交通流 车流 密度 是指某一瞬间内单位道路长度上的车辆数目 式中 N 路段内的车辆数 辆 L 路段长度 km 2020 2 1 87 二 车道占有率 由于密度是瞬时值 随观测时间和区间长度而变化 且反映不出车辆长度和速度的关系