09292-234交通量速度密度特性

1、交通量特性交通工程学第二章第二节9/9/2022交通量交通量是交通流特性的三个重要参数，有着重要的意义。如何描述车辆的多少？2-2 交通量定义、分类及分布特性一、交通量的定义与表示方法（一）交通量与流率（二）研究交通量意义（三）交通量的表示方法二、交通量的时间分布特性三、交通量的空间分布特性四、设计小时交通量及应用一、交通量的定义与表示方法（一）交通量和流率 交通量：（volume）是指单位时间内，通过道路（或道路的某一条车道）指定地点或断面的交通实体数。 注意： （1）、交通实体：机动车，非机动车行人； （2）、不特别指明，指两个方向的车辆数. 流率：交通量时刻变化，通常取某一时刻的平均值作

2、为该时刻的代表交通量。当时间不足一小时时，所计算出的平均交通量成为流率。注意：（1）、时间不足一小时；（2）、计算得来；（3）、单位与交通量相同.一、交通量的定义与表示方法（一）交通量和流率（二）交通量的用途 交通量资料在交通规划、设计、运营、管理和研究等方面馆都有广泛的用途。、确定道路分级：设计速度（千米时）四车道(万辆天)六车道(万辆天)八车道(万辆天)1204.0-5.55.5-8.08.0-10.01003.5-5.05.0-7.07.0-9.0802.5-4.54.5-6.06.0-8.0（二）交通量的用途、为道路的几何设计和确定交通管理提供依据；如何确定立交的匝道？（二）交通量的用

3、途、评定已有道路的使用情况、通过经济论证确定筑路计划；例如：道路是否饱和？新建道路是否可行？ 、评价道路的安全程度；、探求交通趋势；、安排交通运营计划、确定交通管理措施。平均日交通量：（三）交通量表示方法（三）交通量表示方法AADT 1、日交通量Daily Volume veh/dMADT k-Days of that month.WADT Annual Average Daily Traffic Monthly Average Daily Traffic Weekly Average Daily Traffic Example: some traffic volume data from a

4、n observe station which is shown as the following table, calculate the AADT=？month123456789101112Total monthly volume657854275067141733177709972782706417095183043916618816678180365 AADT= 2415veh/d881516Table traffic volume data（veh/d）（三）交通量表示方法 小时交通量：一小时通过观测断面的交通实体数，单位：辆/时高峰小时交通量：一天中高峰期间连续60分的最大交通量，

5、单位：辆/时第30位小时交通量：把一年当中8760个小时交通量按从大到小的次序排列，位于第30位的小时交通量称为第30位小时交通量。 注意：通常作为设计小时交通量2、小时交通量（三）交通量表示方法高峰小时交通量Fig. 24 Hourly volumes of a city2、小时交通量二、交通量的时间分布时间分布月变化MonthFig. Monthly variation of traffic volume on an urban road 二交通量的时间分布1、一年内月交通量的变化：月变系数3.1 Characteristic 1-Time distribution时间分布月变化周变化Fi

6、g. Weekly variation of traffic volume on a urban road 7 1 2 3 4 5 6 Week 时变化二、交通量的时间分布二交通量的时间分布2、一周内日交通量的变化：日变系数3.1 Characteristic 1-Time distribution1、月变化2、周变化3、时变化二、交通量的时间分布时间分布（1）一日各小时交通量的变化（2）高峰小时内交通量的变化Fig. 24 Hourly volumes of a city（1）一日各小时交通量的变化高峰小时流量比高峰小时交通量全天交通量9.6%临汾市2008年居民出行总量时段（以30分钟为1

7、时段）分布图时变化（2）高峰小时内交通量的变化其中PHF为高峰小时系数空间分布 城乡分布车道分布方向分布地域分布（路段）三、交通量的空间分布特性Fig. Comprehensive transportation planning, Harbin, 20201、Spatial distribution- Geographical distributionFig. Traffic flow distribution on road network in Jincheng,2005Legend pcu/dayUrban RoadSuburban Road2、 Spatial distribution

8、- Urban-Rural distribution三、交通量的空间分布3、方向分布方向分布系数：Morning peak hour of BoDa Road, Beijing3 Spatial distribution- Directional distribution4、车道分布： 描述： 当通同向车行道有两条或多于两条时，不同位置的车道，其交通量分布不一样。 相关因素：车道两侧的干扰，慢行车的比例和进出口的数量、位置。4、 Spatial distribution- Lane distribution设计小时交通量DHV DHV=AADTK K设计小时交通量系数，是指设计高峰小时交通量年

9、平均日交通量的百分率；城市地区K值0.09。单向设计小时交通量DDHV DDHV=AADTKKD KD：方向分布系数。 一般取0.55 计算每一方向所需车道数 N = DDHV/（SFL*PHF） SFL为每车道服务流率veh/h/lane ，PHF为高峰小时系数 规划和设计阶段分析四、设计小时交通量的应用混合车流服务水平分级指标服务水平10%混入率15%混入率20%混入率25%混入率密度 速度 SFL密度 速度 SFL密度 速度 SFL密度 速度 SFL一8 112 9008 106 8508 100 8008 94 750二18 75 135018 72 130018 70 125018

10、67 1200三28 60 170028 57 160028 55 155028 54 1500四39 48 185040 不稳定38 46 175040 不稳定36 48 170040 不稳定35 47 165035 不稳定习题：今欲在某平原地形规划一条乡间高速公路，其远景设计年限平均日交通量为45000pcu/d，大型车比率占25%，方向系数D为0.6，设计小时交通量系数k为0.12，试问应合理规划成几条车道？单向设计小时交通量DDHV DDHV= AADT KD计算每一方向所需车道数 PHF 0.9 N = DDHV/（SFL*PHF） =? 第三节 速度特性第二章 交通特性2-3 速度

11、特性一、速度基本定义二、速度的统计分布特性三、时间平均车速与空间平均车速四、影响车速变化的因素1地点车速（Spot Speed） 车辆通过某一地点时的瞬时车速。2行驶车速（Running Speed） 由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。评价该路段线形顺适性和通行能力和成本效益分析3运行车速（Operating Speed） 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。评价道路通行能力和车辆运行状况4行程车速（Travel Speed） 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。评价道路

12、畅通情况，估计行车延误。一、基本定义*5临界车速（Critical Speed） 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。6设计车速（Design Speed） 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。一、基本定义*36二、速度统计分布特性高速公路 下图是沈大路和沈本路调查的各车型及各车道的速度分布概率曲线。车速分布规律基本一致，都大致服从正态分布，三种车型的速度期望值也大致相等。另外，由内侧与外侧车道的速度分布曲线可知，内侧车道的车速明显高于外侧车道。37一般公路下图是一般公路调查路段的速度分布概率曲线

13、。从图中可以看出，一般公路的大、中、小三种车型的速度分布比较接近，且分布也接近正态分布。一级路内侧车道的车速期望值略高于外侧车道。383940二、行车速度的统计分布特性统计图：1、车速分布直方图2、车速分频率分布曲线3、车速累计频率分布曲线 车速频率统计表车速区间(Km/h)50-6060-7070-8080-9090-100100-110110-120120-130130-140辆数2410223415652频率(%)241022341565241二、行车速度的统计分布特性1、车速分布直方图50 60 70 80 90 100 110 120 130 14042二、行车速度的统计分布特性2、

14、车速频率分布曲线50 60 70 80 90 100 110 120 130 14043二、行车速度的统计分布特性3、车速累计频率分布曲线50 60 70 80 90 100 110 120 130 140车速特征值：1.中位车速正态分布下，50%位车速等于平均车速2.85%位车速最高车速限制3.15%位车速与速率波动幅度最低车速限制85位车速与15车速之差反映了该路段上的车速波动幅度，同时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：50 60 70 80 90 100 110 120 130 14045三、时间平均车速与区间平均车速*1时间平均车速（Time Mean

15、Speed，TMS）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。时间平均车速第i辆车的点速度2空间平均车速（Space Mean Speed，SMS）在某一特定瞬间，行驶于道路某一特定长度内的全部车辆的车速分布的平均值，当观测长度为一定时，其数值为地点车速观测值的调和平均值。第i辆车行驶 距离所用的时间行驶路段的长度463时间平均车速与空间平均车速的关系 由时间平均车速推算空间平均车速时间平均车速观测值的均方差 由空间平均车速推算时间平均车速空间平均车速观测值的均方差47例1设有3辆汽车，分别以20、40、60km/h的速度通过长度为10km的

16、路段，试求时间平均车速和空间平均车速。 解：先求时间平均车速： 再求空间平均车速48四、影响车速变化的因素1驾驶员对车速的影响2车辆对车速的影响3道路对车速的影响（1）街道类型及等级道路级别及名称设计车速 (km/h)快速路6080主干路5060次干路4050支路3040城市道路设计车速建议值49四、影响车速变化的因素1驾驶员对车速的影响2车辆对车速的影响3道路对车速的影响（1）街道类型及等级（2）平面线型转弯半径（3）纵断面爬坡能力、最大坡长（4）车道数及车道位置（5）视距（6）侧向净空50四、影响车速变化的因素（7）路面51四、影响车速变化的因素4. 交通条件对车速的影响（1） 交通量（2

17、） 交通组成 （3） 超车条件（4）交通管理（5） 交通环境的影响各车型比例交通组织交通管制气候变化及地貌特征等自然环境的变化24 交通密度特性 2-4 密度特性一、密度定义二、车头间距与车头时距三、密度资料的应用一. 交通密度的定义 密度 是指在一条车道上车辆的密集程度，即在某一瞬时内每单位长度一条车道上的车辆数，又称车流密度，常以K表示，其单位为辆/km，（如为多车道，则应除以车道换算成单车道的车辆数然后再计算，于是有： 式中：K车流密度（辆/km）； N单车道路段内的车辆数（辆）； L路段长度（km）。 Q单车道上交通量（辆/h）； 区间平均车速（km/h）。二、交通密度的表示车头间距与

18、车头时距密度很难测量。道路上车头间隔也反映车流密度。车头间隔常用车头时距和车头间距表示。同向行驶的车流中，前后相邻两辆车之间的空间距离。车头间距 南京市：太平北路路段hs二. 车头间距与车头时距hs=1000/K 式中：hs车头间距（m/辆）； K密度（辆/km）。车头间距和交通密度之间的关系为： 同向行驶的车流中，前后相邻两辆驶过道路某一断面的时间间隔或时间距离。车头时距 南京市：太平北路路段t1t2车头时距ht=t2-t1二、交通密度的表示车头间距与车头时距密度很难测量。道路上车头间隔也反映车流密度。车头间隔常用车头时距和车头间距表示。车头时距和交通量之间的关系为： ht=1000/Q 式中：Q道路的交通容量（辆/h）； ht平均车头时距（s/辆）。 车头时距hs、车头时距ht及速度V三者之间关系为 ：式中