超详细版王炜交通工程课后习题

第一章:绪论1-1定义:高校、快捷、舒适、方便、经济的一门工程技术学科。性质:是一门兼有自然科学与社会科学双重属性的综合性学科。特点:系统性、综合性、交叉性、社会性、超前性、动态性发展趋势:智能化和系统化1-2现状:任务:即重点研究的那些领域1-3目标:提高城市交通建设与管理科学化水平。重点任务:改善道路条件,优化交通结构,强化科学管理,规范交通行为1-4范围:良好的交通条件与高效的运输系统能促进社会的发展,经济的繁荣,和人们发展与区域土地的开发,提高土地价格与城市的活力,交通的发展还可实现运输第二章:交通特性2-1问题特性:特性及其相互关系、交通要素与环境之间的相关关系。分析原因:与控制的前提。2-22-3什么意义类型:机动车交通量、非机动车交通量、行人交通量、年平均日交通量、月平均日交通量、周平均日交通量等特性:时间分布特性、空间分布特性、构成特性意义:为交通运行分析提供必要的数据基础。2-4定义:略测定方法:牌照法、流动车法、跟车法。作用:2-5统计分布特性:平均车速、车速标准差与标准误差;中位车速;百分位车速。2-6时间平均车速:单位时间内测得通过某一断面的所有车辆地点车速的算术平均值。用于道路的设计、交通管制和规划资料、交通事故分析、确定道路限定车速等。区间平均车速:某一特定瞬间,行驶于道路某一定长内的全部车辆的车速分布的平均值,当观测长度一定时,就是地点车速的调和平均值。用于路段的服务水平的评价、路线修改设计的依据、车辆运营经济性的重要参数。下表为某高速公路观测交通量，试计算：:05 8:05-8:10 8:10-8:15 8:15-8:20 8:20-8:25 8:25-8:30 8:30-8:35 8:35-8:40 8:40-8:45 8:45-8:50 8:50-8:5208217232219220205201195210190:05 8:05-8:10 8:10-8:15 8:15-8:20 8:20-8:25 8:25-8:30 8:30-8:35 8:35-8:40 8:40-8:45 8:45-8:50 8:50-8:5208217232219220205201195210190解：⑴小时交通量：Q2012082172322192202052011952101901952493辆/h⑵5min高峰流率：60Q2325 5

2784辆/h⑶15min高峰流率：60Q (232219220)15 15

2684辆/h⑷15min高峰小时系数：2493PHF 15

6714

0.92950000（汽车/d，K=，xx301500（小汽车）/小时，试问该道路需要几车道。解：已知：AADT50000辆/d,C1

1500辆/h,x30K17.86x1.30.08217.86301.30.0820.132613.26%设计小时交通量：DHVAADTK100500000.13266630辆/h车道数：nDHVC1

66304.421500该道路需修6车道。注：此题KD

0.5。 如果KD

0.6n。24Km6min100V=20km/h，Q，h，h，Kt s段所需的时间t。解：Q100601000辆/h6ht

3600/Q3600/10003.6s/辆hd

Vh

203.620m/辆3.6K1000/hs

1000/2050辆/kmtS241.2hV 20100m驶时间t，区间平均车速Vs

，时间平均车速V。t行驶时间 车速 行驶时间 车行驶时间 车速 行驶时间 车车辆 车辆t/s V/(km·h-1) t/s V/(km·h-1)1 92 103 114 125 136 147 158 16解:t116tn i1i1 (4.85.14.95.05.25.04.74.85.15.24.95.35.44.7164.65.3)5sSV ns1610020m/s72km/hSnt 80ii1V116Vt n i1i1 (75.070.673.572.069.272.076.675.070.669.273.567.91666.776.678.367.9)11154.672.16km/h16第三章:交通调查3-1原因:在交通理论研究、交通规划、道路规划设计以及交通管理与控制中都需要了解和掌握各交通参变量,为此必须进行交通调查。意义:用客观的手段测定道路交通流以及有关现象,获得调查数据并进行分析,掌握运行特点变化规律及存在的问题,为交通运行设施设置、管理措施制定提供科学的决策依据。3-2浮动车法:优点是花费人力较少即可测定较长区间的平均QVK通量调查。机械计数法:优点是节省大量人力使用方便,可同时进行范围广的调查,精度高,适于长期连续性。缺点是一次性投资大使用率不高,对调查项目适应录像法:优点是现场人员少,资料可长期反复使用、直观。缺点是费用高,整理资料花费人力大。3-3原因:原则:方法:城市道路交通调查时,根据标准车的不同,可以分为小汽车为标准车的换算系数和以载货汽车为标准车的换算系数。3-4方法:人工测量法优点是设备简单,缺点是误差大、精度不高;机械计数法优点是误差小、精度高,缺点是需要一定量的仪器,包括道路检测器法；雷达速度计法；用光电管法；摄影观测法。3-5因素因素:驾驶员、车辆、道路、交通条件、转向车比例、服务水平3-63-7定义:是指由于交通摩阻与交通管制引起的行驶时间的损失。调查方法:点样本法和抽样追踪法习题3-1：测试车在一条东西长2km的路段上往返行驶12次，得出平均数据如下表，试分别求出东行和西行的交通量与车速。t/min66与测试车对向行驶的来车数 测试车被超车次数减去测试车超车数X/辆 辆X= Y=东 东X= Y=西 西解：已知：t

=min， 东

=min，西X=辆，Y=辆东 东X=辆，Y=辆西 西1、先计算向东行情况：X Yq 西 东 t t

28.61.57.525辆/min451.5辆/h22西 东Y 1.5t东t 东2.0t东东 q东

7.525

1.8min东 东 1.86066.67 v kmht东2、再计算向西行情况：X Y

29.01.0q 东 西 t t东 西

22 辆/min450辆/ht t

Y 1.0西2.0 1.867min西 西 西

7.5v l 2 6064.27km/ht西 1.867t西开始在下面时间内停止在进口内的车辆进口流量3-410min（开始在下面时间内停止在进口内的车辆进口流量时间0s15s30s45s停止车数没有停止车数8：0000268108：0120441098：02336012158：0314051088：0405015118：05912615128：0630701078：071262988：08575016138：0913048168：1030651010合计28253833113119解：总停驶车辆数=28+25+38+33=124总延误=124×15=1860辆 s每辆停车的平均延误 =总延误/停车辆数=1860/113= s交叉口引道上每辆车的平均延误=总延误/引道上总交通量=1860/（113+119）= s停车的百分数=停车辆数/引道上交通量=113/232=%90%，K2=，于是95%，K2停车百分比的容许误差=

11.07%0.487)0.487)2.700.4872320.487)3.840.487232第四章:道路交通流理论4-14-2泊松分布;二项分布;负二项分布(详见第五部分)4-34-4负指数分布;移位负指数分布;韦布尔分布;爱尔朗分布(详见第五部分)4-54-6等待制和混合制)、服务方式(定长分布服务、负指数分布服务和爱尔朗分布服4-7概念:跟驰理论是运用动力学方法,研究在无法超车的单一车道上车辆列队行驶时,候车跟随前车的行驶状态的一种理论。特性:非自有行驶状态下的车队有三个特性:制约性、延迟性(滞后性)、传递性4-8概念:车流波动理论是运用流体力学的基本理论,模拟流体的连续性方程,建立车流的连续性方程,把车流密度的疏密变化比拟成水波的起伏而抽象为车流波,当车流因道路或交通状况的改变而引起密度的变化时,在车流中产生车流波的传播,通过分析车流波的传播速度,以寻求车流流量和密度、速度之间关系的理论。应用:拥挤问题。VkV=a(1-b解：当V=0K

1， ∴b ；j VVf

j，∴aV；fab代入到Va(1∴VV

1 K2， 2，f Kj又QKVVVfVVf流量与速度的关系QK 1j

VK2流量与密度的关系QVf

K1KjV=82km/h，阻塞密度K=105/km，速度与密度f j用线性关系模型，求：在该路段上期望得到的最大流量；此时所对应的车速是多少（1）—KVf

=82km/h，Kj

=105辆/km∴V=Vm f

/2=41km/h，Km

=K/2=辆/km，j∴Q=VK=辆/hm m m（2）V=41km/hm的关系具有如下形式：V35.9ln180s k式中车速Vs以km/h计；密度k以/km计，试问在该路上的拥塞密度是多少解答：V35.9ln180k拥塞密度K为V=0时的密度，j∴ln1800Kj∴K=180辆/kmj1200/h，求：车头时距t≥5s的概率；车头时距t＞5s所出现的次数；车头时距t＞5s车头间隔的平均值。解答：车辆到达符合泊松分布，则车头时距符合负指数分布，Q=1200辆/hP(ht

5)

te

Q

153

0.189（2）n=P(ht

5)Q=226辆/hettdt 1（3）5 5 8setdt 5已知某公路q=7202s及其出现次数。解答1）q=720辆/h， q 1辆/s，t=2s3600 525P(h2)ete0.675tn=×720=483辆/hN＝360/h，道路允许次要道路穿越的最小车头时距=10s，求每小时有多少个可穿空档t=5s，则该路口次要道路车流穿越0主要道路车流的最大车流为多少解答：有多少个个空挡？其中又有多少个空挡可以穿越？如果到达车辆数服从泊松分布，那么，车头时距服从负指数分布。t的概率公式，p(ht)et10sp(h10s)e3601036000.36791360360360（总量×发生概率360×=132（个）因此，在主要道路的车流中，每小时有132个可穿越空挡。次要道路通行能力不会超过主要道路的通行能力，是主要道路通行能力乘1主要道路车流的可穿越空挡、次要道路车流的车头时距，可记为 S次

(S,t,t)主 0S S

et

360

3603600

337次 主1et0

1

36053600因此，该路口次要道路车流穿越主要道路车流的最大车辆为337辆/h。在非信号交叉口，次要道路上的车辆为了能横穿主要道路上的车流，车辆6s，1200/h。试求主要道路上车头时距不低于6s是多少1s，6s率是多少而在该情况下次要道路可能通过多少车辆解答： =1/3(pcu/s)t的概率公式，p(ht)et6s3P(h6)e160.13531主要道路车流的可穿越空挡、次要道路车流的车头时距，Q Q et 1200e1/36 257pcu/h次 主1et0 1e1/33有多少个个空挡？其中又有多少个空挡可以穿越？ 计算在附加条件下主要道路上某种车头时距的发生概率、可穿越车辆数。PA)PA|BP(B)头时距不低于1s的情况下，车头时距不低于6s的概率是3P(h6) e163P(h6h1) eP(h1) 113e

=e50.1893次要道路的最大车流取决于主要道路的车流的大小、主要道路车流的可穿越空挡、次要道路车流的车头时距，3p(h6hp(h6hp(h6hp(h6h主Q Q次 01et0

p(h1)Q

01et00.189257360pcu/h0.135(2)2问还存在另外一种解答。负指数分布的特点是“小车头时距大概说车头时距必须不低于某个阈值＝exp(－λ(t－τ))。主要道路的最小车头时距是1s，可以理解为τ=1s。p(h6)e(t1)exp11 3 3今有1500辆/h的车流量通过三个服务通道引向三个收费站，每个收费站600/h，1）按单路排队多通道系统（M/M/1）计算：1500辆/h，600辆/h∴2.5， N

0.831，系统稳定1 1 NK

1 0.04522.5k 2.3k0

k! N/N)

k

k! (12.5/3)Nq N!N

P01/N

2.540.0453.516辆3!31/36n=q辆，dn14.44s/辆， q8.44s/辆 按多路排队多通道系统（3M/M/1）计算：＝1500/3=500/h600/h51，系统稳定 6n1

辆qnn4.17辆ndn

1

36s/辆＝d130s/辆对于由三个收费站组成的系统n15辆q辆d36s/辆s/辆3880间内，从上游驶来的车流V1=50km/h，Q1=4200辆/h，高峰过后上游流量降至V=59km/h，Q=1950/h，3 3解：已知：V=50km/h，Q=4200/h，V=13km/h，Q=3880/h，1 1 2 2V=59km/h，Q=1950/h，t=3 3计算排队长度k=Q/V=4200/50=84辆/km，k=Q/V=3880/13=/km1 1 1 2 2 2V=(Q–Q)/(k–k)=(3880–4200)/–84)=–1.49km/hw 2 1 2 1L=(0×+×/2=1.26km计算阻塞时间⑴排队消散时间t′排队车辆为：(Q–Q)×=(4200–3880)×=541辆1 2疏散车辆数为：2 Q–Q2 (Q Q)1.69 541(1QQ1QQ3 22⑵阻塞时间：t=t′+= + =

0.28h1930[门 在快遠于过卜车认帕速以一峦度拱型是I.=:47-0叩乃k.其中｀皿).ve. ．列速度1=5(知心 的车流，围为辆1!匹h的低车的插入并起车面尖绪形成诛度是设的佣挤车沉值低 速行使了办叩之后映离车队，拥挤车队随之离砓形成只有速度nOmilh的状态．试求I.扽挤车队消佽OO时间7？．丹挤车队持续们时间1拥— 占过蹄总长度6.扽拚车说因从速咬vl降低l叮延识的总，答e已知交通流的速度．据速－型是11_4－'-02k，可计拧出如斐再·mvv1=50km心v2=1刀畔，kl;::;2加硒，k:2=1伽吐出q1二仇q2=·mvv1=50km心v2=1刀畔，kl;::;2加硒，k:2=1伽吐出q1二仇q2=小v.=3km/h，k3=:i切吐小，q315创应hlhq冯k分别计打从状态l列状态？、从状态2到状态3的密度波速殷1-1 1200-1(0乃2=

= 2血(h氐氐 lOO-20Q—Q, 1500—1200第一每宇进第一每宇进2的对位移

50-

妇 h.rfrf··一一一·III讨间f1f1ilt车历状2习心邸渥2心liit笃钝挤车队消砓俏时间从状态1到状态2片实结兹波速为v2=2_5I:。以速度？驶过2k，持续时司为匕吐过1l/6h之后车队中的第辆车开傩进人消侬状态（心在，佣；在此之压2到状态3,圈荻速为v23=5心拢坊车队愈来愈短车泣处于消敞状态，五至坰挤完全哈，_北钳枝止过1¥-J.1!!l,i1忙咱卢，）气_量配1m量配1由此可以召出，拥堵持续时间可以分肢拥培奂结时间}｀拥堵消散时间从根据女络控走过的芘宽与消散波走过的距窝的等价关系，得到下列平衡方茬,E（叶2+贮}沁，2-)\占t.=

=1-2.5lf6)=0_l86h阳沁 釭（舟—计这拥挤车队的持续时间扼坊持续时间＝拥片奂绢时旬f.,=Ol十＝03h丛宽一辆从状态1进入状态2的时刻是排队长仅变化的转折点r该时刻的经历排队的车辆岱霾从时帜—空阁轨迨图七可以石比，在该时刻与竖且线订e相交的车辆轨递挣朵多．因此，排队沿长时的车辆数等下菜结波m在拥诺共络时间＂内椋过的车辆胪设－vl 12-1最长队车辆数＝波流丑汃堵梨结时间t＝ 灯＝ X-=U58reh所有经历阴挤车

j I l ) l 1 眨 kl 20拥挤车辆的总数訧是奂绢溃1"11:在拥堵持续时i司h十t,内掠过的车辆立·最长抟队车辆数＝波流丑X佣堵持续时间b+店一l 1屯式

1 1x:0.353335逵垃 1 15＿拥 挤车辆所＼用的过爵长度第五章:城市道路通行能力5-1定义:位时间内所能通过的最大车辆数。作用:是道路交通特征的一个重要方面,也是一项重要指标,确定道路通行能力是道路交通规划、设计、管理与养护的需要,也是道路交通工程技术经济管理人员的一项重要任务。是解决诸多课题的基础与依据。5-2影响因素:道路条件、交通条件、管制条件、交通环境等其他条件。5-3分类:基本通行能力、可能通行能力、设计通行能力分类依据:通行能力的影响因素的参数大小的不同。定义:见P1295-4水平的高低与交通量的大小有何关系定义:和安全等方面所能得到的服务程度。划分指标:次数)、交通量5-55-6习题5-1DAADT45000veh/d30%，KDK0.12，平原地形。

0.6，5-3，EHV

1.71 1f 0.8264HV 1P (E 1) 11)HV HV100km/h，/C)2

0.71C2000pcu/h，f 1.0，f 1.0B W P一条车道的设计通行能力：CC/C)

Nf f f12000.71211.826H1P1173.5veh/h车道数：nAADTKKD

2

45000

0.120.625.5C 1001

100

1173.5故该高速公路修成6车道。习题5-2解：已知：L=300m、R=、VV=2500pcu/hRL=450m、R=、VV=2900pcu/hR第一段：计算非约束情况下的交织车速S及非交织车速SW nWS或SW nW

24.1 80.471a(0.3048)dVR

)b(V/N)c/Ld非约束情况下型式B的常数值如下：a b c dSWSnWS 24.1WS 24.1nW

80.47 74.08km/h10.1(0.3048)0.5(10.56)1.2(2500/3)0.77/7500.580.47 81.15km/h10.02(0.3048)0.95(10.56)2(2500/3)1.42/7500.95利用式（5-8）计算N N[0.085W

(71.57/L)0.011(SnW

S)]W3[0.0850.7030.56(71.57/750)0.011(81.1574.08)]1.49N 3.5Wmax核查交织区段诸限制值：V 14003000，V/N2500/3833.31900，VW

0.560.8R0.286，L750760确定服务水平：查表5-10S 74.0880km/h，属于二级，WS 81.1786km/h，属于二级。nW第二段：计算非约束情况下的交织车速S及非交织车速SS 24.1

W80.47

nW67.51km/hW 10.1(0.3048)0.50.517)1.2(2900/3)0.77/4500.5S 24.1nW

80.4710.02(0.3048)0.95(10.517)2(2900/3)1.42/4500.95

69.34km/h利用式（5-8）计算N N[0.085W

(71.57/L)0.011(SnW

S)]W3[0.0850.7030.517(71.57/450)0.011(69.3467.51)]1.76N 3.5Wmax核查交织区段诸限制值：RV 15003000，V/N2900/31900，VRW

0.5170.8R0.200，L450760确定服务水平：查表5-10SW67.5172km/h，属于三级，SnW69.3477km/h，属于三级。习题5-3 北西东西东大车﹕小车=2﹕8，β=。l由题意分析可知，交叉口各进口道的车行道区分为专用左转和直右两种。⑴计算直行车道的设计通行能力，用公式（5-23t=，φ=。0t=(60-2×3)/3=18s。g据车种比例2﹕8，查表5-32，得t=。将已知参数代入公式（5-23，则 南iC3600(tg

t 3600182.30 ( 0.9374pcu/hs T ti

60 2.65⑵计算直右车道的设计通行能力，用公式（5-24：C Csr s

374pcu/h⑶各进口属于设有专用左转车道而未设右转专用车道类型，其设计通行能力用公式（5-30）计算：C (Cel s

C)sr

)(374374)/(10.1)831pcu/h⑷该进口专用左转车道的设计通行能力，用公式（5-31）计算：CCl el l

8310.183pcu/h⑸验算是否需要折减T=60s，n=3600/60=60交通量：C460240pcu/hle本题进口设计左转交通量C Cle l

83pcu/hC240pcu/h，不折减。le⑹交叉口的设计通行能力相同，故该交叉口的设计通行能力为：C83143324pcu/h对于图2，南北进口的设计通行能力计算如下： 北西东用公式（5-24西东C Csr s

374pcu/h⑵计算直左车道的设计通行能力，（5-25：C C/2)sl3s1l1/)353pcu/h⑶验算北进口左转车是否影响南进口车的直行CC C 374355.3729.3pcu/h 南e sr slC C729.30.173pcu/hC240pcu/h，不折减。le e l le⑷交叉口的设计通行能力相同，南北进口相同，故该交叉口的设计通行能力为：C831272923120pcu/h第六章:道路交通计划6-1P1816-2P182~185目的:一是为了了解所调查城市当前存在的主要问题,为交通管理方案的制定提供依据;二是掌握城市交通系统中各种交通现象的发生规律及发展规律,为未来交通需求预测提供依据;三是为建立交通信息数据库提供基础资料。6-3概念:目的:用于检验OD调查精度。6-4概念:把每个人的交通活动接交通小区进行统计、分析、从而得到按交通小区为分析单位的预测结果,它是一种集计模型。各阶段:出行生成:通过对城市社会经济资料的分析,预测各交通区的出行发生量和出行吸引量；O-D阵；方式划分:确定出行量中各交通方式所占的比例；O-D或公交线路乘客量。6-5增长率法:优点是结构简单、实用的比较多;不需要交通区之间的距离和时间;对于变化较小的O-D表预测非常有效;可以适用于小时交通量或日交通量的预测,也可以获得各种交通目的的OD交通量。缺点是必须有所有小区的交通量;交通小区之间的交通量值较小时存在一些问题;未来交通量仅用一个增长系数缺乏合理性。重力模型法:优点是直观上容易理解;能考虑多方面的影响因素;相较于增长细数法更切合实际;可以在没有完整OD表时进行预测。缺点是短程OD分布偏大,尤其是区内出行,在预测时必须特别注意。6-6配模型分类:最短路径法、容量限制分配法、多路径交通分配法、容量限制-多路径交通分配法。6-7原则:一要有明确的目标和必要的前提,二要有全局观点和发展眼光,三要有工程经济观点,四要有群众观点。6-8路网规划方案形成,规划方案评价,实施计划编制及规划滚动。6-9道路阻抗函数是行驶时间与路段交通负荷之间的函数关系,市交通分配的关键。第七章:交通安全7-1么措施来降低事故发生率分析原因:随着汽车运输业的发展,近年来人均汽车保有量急剧增加,其所产生的