东南大学交通工程学核心考点与复习宝典

第一章：绪论

>交通定义：广义交通是运送与邮电的总称。

狭义交通专指运送，即人和物在空间上的移动。

>什么是交通工程学？

交通工程学是研究道路交通中人、车、路、环境之间的关系，探讨道路交通的规律，建立

交通规划、设计、控制和管理的理论措施，以及有关设施、装备、法律和法规等，使道路

交通愈加安全、高效、快捷、舒适的一门技术科学。

>交通工程学研究范围：

1.交通特性分析技术（人、车、路、交通流特性）

2.交通调查措施（交通量、速度、密度、出行、延误等）

3.交通流理论（交通流三参数的关系、交通流动力学特性等）

4.道路通行能力分析技术（路段、交叉口、公交线路、线网）

5.道路交通系统规划理论（需求预测、规划方案、评价）

6.道路交通系统管理技术与管理规划（交通法规、TSM、TDM、交通组织、点线面交通控

制等）

7.交通安全技术（事故发生机理、事故防止、安全设施）

8.静态交通系统规划（停车需求预测、停车场规划与设计、停车管理等）

9.交通系统的可持续发展规划（交通合理构造、交通环境污染、交通能耗等）

10.交通工程的新理论、新措施、新技术（智能交通系统ITS）

>交通工程学科的性质

自然科学与社会科学双重性质

>交通工程学科的特点

系统性、综合性、交叉性、社会性、超前性、动态性

>交通工程学科的综合性：

5E：工程，法规，教育，能源，环境

6E：5E+经济

>交通工程学科的产生

诞生标志一一1930年美国交通工程师学会成立。

第二章：交通特性

>道路交通三要素：

人、车、路

>交通流特性三参数：

流量、速度、密度

>交通特性分析的意义

进行交通规划、交通设施设计、交通运行、交通管理的基础。

>交通系统中人的构成：

出行者，交通规划、设计、管理与运行者，交通系统的决策者

>驾驶员的交通特性

视觉特性：视力，视野，色感

反应特性：信息刺激f感觉一知觉f判断一操作一汽车运动体现

选择特性：选择的基本行为，影响出行选择的要素

>车辆交通特性：

动力性能：

1.指标：最高车速、加速时间和最大爬坡能力；

2.影响道路的几何设计与通行能力。

制动性能：

1.制动效能的恒定性

2.制动方向稳定性

3.制动性能与停车视距

>道路基本特性

1.路网密度

2.道路构造

3.道路线形

4.道路网布局

>道路分类：

按使用特点可分为

公路、都市道路、厂矿道路、林区道路、乡村道路；

>道路交叉口：交叉口是道路与道路相交的部位

若相交道路主线标高相等时为平面交叉，

若相交道路主线标高不等时为立体交叉。

最常见车速：观测中出现频率最高的速度值。

>交通密度的定义

是指在一条车道上车辆的密集程度，即在某一瞬间内单位长度道路上一条车道内的车轲数

•临界密度（最佳密度）：交通流量最大时的密度。

-阻塞密度：车流密集到车辆无法移动时的密度。

>车头间距

在同向行驶的一列车队中，相邻两辆车的车头之间的距离称为车头间距（或间隔）。

>车头时距

持续行驶的相邻两辆车通过车道上某一点时的时间间隔。

第三章交通调查

>交通量（TrafficVolume））定义：

单位时间内通过道路某一地点、某一断面或某一条车道的交通实体（车辆或行人）数，是

描述交通流特性最重要的三个参数之一

>交通量调查：是为了获得人、车在都市道路或公路系统的选定点处运动状况的数据，

以理解交通量在时间、空间上的变化，为交通运行分析提供必要的基础数据。

>交通量调查的调查措施

1.人工计数法

2.浮动车（试验车）法

3.先进的数据采集技术

>重点掌握计算:浮动车法P41

>行驶速度与区间速度调杳措施:

1.牌照法

2.浮动车法

3.跟车法

4.基于GPS的车速调查措施

>重点计算：浮动车法、跟车法

>交通密度(Density)定义

某一瞬时内单位长度一条车道上的车辆数。

>交通密度调查措施

1.出入量法

2.地面上(高处)摄影观测法

3.航空摄影观测法

>道路拥有率

空间拥有率

在一瞬间测得已知路段上所有车辆占用的长度占路段长度的比例

时间拥有率

在一定观测时间内，道路的任意路段上车辆通过时间的合计值与观测总时间的比例

>行车延误

1.延误:由于交通摩阻与交通管制引起的行驶时间损失，或由于道路和环境条件、交通干扰

以及交通管理与控制等驾驶员无法控制的原因所引起的行程时间损失，以s或min

计。

2.固定延误（基本延误）：由交通控制装置、交通标志等引起的延误，它与交通流状态和

交通干扰无关，重要发生在交叉路口。

3.停车延误：车辆由于某种原因而处在静止状态产生的延误，停车延误等于停车时间，包

括车辆由停车到启动时驾驶员反应时间。

4.行驶延误：为行驶时间与计算时间之差。

计算时间是对•应丁不拥挤车流的路线上，以平均车速通过调查路线计算的。

5.排队延误:为排队时间与以畅行车速驶过排队路段的时间之差；

排队时间是指车辆第一次停车到越过停车线的时间；

排队路段是第•次停车断面与停车线的距离。

6引道延误:为引道时间与车辆畅行行驶越过引道延误段的时间之差。

在入口引道上，从车辆因前方信号或已经有排队车辆而开始减速行驶之断面

至停车线的距离叫引道延误段。

>重点计算：延误的输入一输出法：这种措施只适合于调查瓶颈路段拥堵状态下的行车

延误。

2.点样本法

（1）样本容量的计算

样本法调查交叉口延误必须具有足够的样本数，以保证调查的精度。一般可以应用概率论

中的二项分布来确定最小样本数：

>点样本法

•交叉II延江调杳结果

总延误=总停驶乍辆数X抽样时间间隔（辆-s）

总延误,、

每•停驶乍辆的平均延能=停驶车辆数

总延误Z.

每人口乍辆的平均延误=入口交通量S）

停驶作辆仃分比斐瑟靠X10a%）

1（1-p）K2

停乍仃分比的容许误是=\[言.

>点样木法

【例】某交义II采取抽样调置停乍延误，根据5min观测（河附为

15s）所得资料列表如F,试求总延误、平均蕤误和停车仃分比.

开始交叉口引道上不同时间停过的车辆数交叉口引道交通量

时间0s15s30s45s停驶车辆数不停车辆数

17:000279116

17:014003614

17:029161461S0

17:0314913170

17:045002417

合计192230335637

解：总延况=总停驶乍辆数X抽样时时时隔=104乂15=1560辆・s

总延误1560“c

年•停驶乍辆的平均延误，停驶车辆数=后=279s

总延误1560,工。

年.入口乍辆的r均延误一人口交通量.存于T6a

停驶乍辆仃分比=3嚣靠=*60%

取置信度90V则4=2.70,「是

=(1-0.60)x2.70

=13.9%

停乍仃分比的容许误方-V-0.60x93

第四章道路交通流理论

>流密速三参数关系

。=匕・火

式中，Q一平均流量（辆加，

V:——空间平均车速d）；

K——平均密度（辆5）.

速度与密度的关系模型

>（2）数学描述

•速度。密度的关系

Greenshield线性关系模型（1963年）

（）

F=ri-K-：

式中，

Vf---畅行速度（.kmh）

Kt——阳塞密度（帆*”力

•速度。容度的关系

节交通密度很大时一格林柏（Grenberg）对数模型

K,

V=式申：匕一一最大交通量时的速度;

K

当密度很小时一安诧五德（Underwood）指数模型

上

K

y=yfe"式中：5—最大交通量时的密度;

>规定计算

概率记录模型（重点掌握泊松分布，负指数分布要记公式）

i.离散型分布：泊松分布/二项分布/负二项分

布...

2.持续型分布：负指数分布/移位负指数分布/韦布

尔分布/帝尔朗分布...

1.离散型分布

泊松分布：（重点！记公式）

式中：P（k）一在计数间隔/内到达k辆车或〃个人的概率;

X——单位时间间隔的平均到达率（辆/S或人/S）；

t一每个计数间隔持续的时间⑸或距离（〃力

e——自然对数的底，取值为2.71828。

•令二为为在计数间隔/内平均到达的车辆（人）数,则

P(k)=—me—

k\

①计数间隔t内到达数小于k辆车（人）的概率

玳“）=£午

②计数间隔t内到达数小于等于k的概率

尸（一）=£吗二

，・01•

③计数间隔t内到达数大于k的概率

尸（%）二1一的左）二1一月"二

④计数间隔I内到达数大于等于k的概率⑥泊松分布的均值

M=tn=At

⑤计数间隔t内到达数至少是X但不超过y的概率

⑦泊松分布的方差

p（y，）=火耳

D=m=入t

(1)泊松分布——递推公式

P(0)=eM

P(k+\)=-^-P(k)

1+1

各分布应用条件

（1）泊松分布

车流密度不大，车辆间互相影响微弱，其他外界干扰原因基本上不存在，即车流是随机

的，此时应用泊松分布能很好的拟合观测数据.

(2)二项分布

车流比较拥挤、自由行驶机会不多的车流用二项分布拟合很好。

(3)负二项分布

当抵达的车流波动性很大或以•定的计算间隔观测抵达的车辆数(人数)其间隔长度•直延

续到高峰期间与非高峰期间两个时段时，所得数据也许具有较大的方差。

2.持续型分布

(重点！记公式)

(1)负指数分布——基本公式

•若车辆达到符合泊松分布，则车头时距就是负指数分布.

•根据泊松分布.计数间隔i内没有车辆创达(k=o)的概率为：

尸(0)=E为

•换句话说，P(0)也是车头时距等于或大于I秒的概率，于是得:

P(h>t)=e-^

•而车头时距小于t的概率则为：

P(h<t)=\-e；J

，(1)负指数分布——基本公式

•负指数分布的均值M丫=—1

A

・负指数分布的方差

•负指数分布的概率密度函数

内)==P(力<r)=3-P(g，)]=

dtdt

Pgt)=1p(t)dt=Ae'^dt=e"P{h<t)=£p(t)dt=£^dt=1-eA

,(1)负指数分布一应用举例

【例】某交通流属泊松分布，己知交通量为1200辆/h,求：

(1)车头时距瓦25s的概率；

(2)在每小时内，车头时距瓦>5s所出现的次数

解：

(1)因为车辆到达服从泊松分布，则车头时距服从负指数分布,

则P(h>t)=e

车头时距1125s的概率P(25)=e。3600^12此5&®=O.189

(2)P(h>5)=0.189,则在1小时内车头时距ht>5s所出现的次数

n=1200*0.189=227次

，(1)负指数分布一应用举例

有效绿灯时间内，直行车辆数为：ZgM

直行车的空档数为：N=kgp

可穿越的

对应的车头时垄出现的概率理论频数汽车车辆数

车辆数

1P1=P(a<h<a+a0)N・P]1・N・P|

2

P2=P(a+a0<h<a+2a<l)N*P22*N*P2

•

•■

kPk=P(a+(k-l^^Ka+kao)N・P&k・N,P*

•

t*

nPn=P(a+(n-lXioSh^+nao)N%D^Pn

nP>n=P(h>a+na0)N・P^n・N・P冲

“(1)负指数分布——应用举例

故在有效绿灯时间知内允许穿过的左转车总数应为:

%=巧,N•2+〃-N•&

•:PK=P[a+(k-\)a0<,h<a+ka0]

=P[hNa+(k-\)a]-P(h>a+ka)

&=P(力Na+〃％)Q0

=)=e^M•«一加%

N左=应id『(*-—_e-]+/?.Ne~^.e~^

hl

(1+e-N++••■+"gu%)

l-e»%,

1-ep=%—।1-e小

j（1）负指数分布一应用举例

于是得到左转车流的饱和流率为

这是一个很有用的公式：

①当实际的左转车到达率>s左，则需要设置左转专用相位。

②当用左转车的实际到达率取代S左，则可反推出n,从而可确定

左转车的排队长度。

③当n—8时，o_犷’

3左-匚产

这是次要车道可容纳无穷多辆车排队时的饱和流率。

>各分布应用条件

（1）负指数分布一一合用条件

负指数分布合用于车辆抵达是随机的、有充足超车机会的单列车流和密度不大的多列车流

的状况。一般认为当每小时每车道的不间断车流量等于或不不小于500辆，用负指数分布

描述车头时距是符合实际为。

2）移位负指数分布一一合用条件

移位负指数分布合用于描述不能超车的单列车流的车头时距分布和车流量低的车流的车头

时距分布。

排队论

排队系统的表示

•到达过程/服务方式/服务台数目/在系统中最大顾客数（8）/在顾

客源中顾客数（8）/排队规则（FCFS）

类别僻入过程服务方式服务台数最

D一定长D一定长1

符号含义V—泊松或负指数分布M—泊松或负指数分布N

品—爱尔郎分布Ek—爱尔郎分布

•MAI/1——泊松输入、负指数服务、单个服务台

•M/M/N——泊松输入、负指数服务、X个服务台

M/M/1系统（重点！记公式）

主要参数

•平均到达率入（到达的平均时距1/入）

•平均服务率H（平均服务时间1。）

•服务强度p="|i（p〈l,稳定；pNl,不稳定）

M/M/N系统又称为多通道服务系统

L单路排队多通道服务

排成一种队等待数条通道服务，排队中头一顾客可视哪个通道有空就到哪个通道去接受服

务。

2.多路排队多通道服务

每个通道各排一种队，每个通道只为其相对应的一队顾客服务，顾客不能随意换队。

>跟驰理论

1.非自由状态行驶的车队特性

制约性，延迟性，传递性

2.线性跟驰模型（重点理解基本原理）

，线性跟驰模型

人为反应灵敏度系数.

•该式代示双她的加速度，两乍相对速度？.线性关系,故称为戏性

是地模型.

,模型描述

反应（t+T尸灵敏度X刺激⑴

刺激一跟驰车辆前方导引车的加速或减速以及随之而发生的

这两车之间的速度差和车间距离的变化；

反应一司机为了紧密而安全地限踪前车所作的加速或减速动

作及其实际效果；

T=1.0〜2.2s

反应(t+T)=敏捷度X刺激(t)

夕〃«+丁)=/X*)—耳+«)

入为反应敏捷度系数。

该式表达跟驰的加速度与两车相对速度呈线性关系，故称为线性跟驰模型。

（作业题难度）

二、车流中的波'

i

“基本方程V=凶_=里

假定速度与密度满足线性关系匕叫Q-kJk））

并记标准化密度%=kjkj

匕二弓（1一7）匕=乙。一小）

则匕=弓口一（〃1+%）］

匕=〃”(%+必)]

匕=乙(1-2〃)

交通密度的做小不连续性

匕=-匕小

停车产生的波

匕=//="/)

发车产生的波

MimsttJftiT

（掌握特点）

三、车流波动理论的应用

,分析道路上瓶颈地段的车流状况

，低速车插入高速车流产生的影响

k车队在信号交叉口处的排队长度

（关注例题作业）

第五章道路通行能力

通行能力的概念

在一定的道路、交通、控制及环境条件下，道路的某一地点、某一断面或某一条车道在单

位时间内所能通过的最大交通实体数。

通行能力的种类（按作用性质分）

1.基本通行能力：是指道珞构成部分在理想的道路二交通3制及耳境条件下，该构成部

分一条车道或一车行道的均匀段上或一横断面上，不管服务水平怎样，讣所能通过原则车

辆的最大辆数。

2.也许通行能力：指一已懂得路的一构成部分在实际或预测的道路、交通、控制及环境条

件下，该构成部分一条车道或一车行道对上述诸条件有代表性的均匀段上或一横断面匕

不管服务水平怎样，lh所能通过的车辆（在混合交通道路上为原则汽车）的最大辆数。

3.设计通行能力：指一设计中的道路的一构成部分在预测的道路、交通、控制及环境条件

下，该构成部分一条车道或一车行道对上述诸条件有代表性的均匀段上或一横断面上，在

所选用的设计服务水平下，lh所能通过的车辆（在混合交通道路上为原则汽车）的最大辆

数。

类别条件服务水平

在理想的道路、交通、控制

基本通行能力不论服务水平如何

及环境条件下

在实际或预测的道路、交通、

可能通行能力不论服务水平如何

控制及环境条件下

在预测的道路、交通、控制在所选用的设计服务水

设计通行能力

及环境条件下平下

一般来讲：基本通行能力2也许通行能力2设计通行能力

>影响通行能力的重要原因：路面使用质量及气候的影响

程度。

>服务水平的定义

服务水平是交通流中车辆运行的以及驾驶员和乘客所感受的质量量度。

>服务水平分级

（美国）公路六级服务水平

A-B-C-D-E-F

A级：交通量很小，交通为自由流，使用者不受或基本不受交通流中其他车辆的影响，自

由度非常高、舒适便利程.度极高。

B级：交通量较前增长，交通在稳定流范围内的很好部分。在交通流中，开始易受其他车

辆的影响，驾驶自由度、舒适和便利程度比服务水平A稍有下降。

C级：交通量不小于服务水平B,交通处在稳定流范围的中间部分，但车辆间的互相影响

变大，舒适和便利程度有明显下降。

D级：交通量又增大，交通处在稳定流范围的较差部分。速度和驾驶自由度受到严格约

束，舒适和便利程度低下，

E级：交一般处在不稳定流范围，所有车速降到一种低的但相对均匀的值，驾驶自由度极

低，舒适和便利程度也非常低。

F级：交通处在强制状态，车辆常常排成队，跟着前面的车辆停停走走，极不稳定。在此

服务水平中，交通量与速度同步由大变小，直到零为止，而交通密度则随交通量的减少而

增大。

（中国）公路四级服务水平

一1级二级二级四级

ABCDEF

>信号交叉口通行能力（重点）P163

影响信号交叉口通行能力的原因

（1）车行道条件：即交叉口的基本几何特性；

（2）信号设计条件：即信号灯配时的各项参数；

（3）交通条件：即交叉II交通流的各项特性。

【练习题1】已知某交叉口设计如下图所示，东西干道一个方向有2条

车道，南北路一个方向有1条车道。信号配时：周期T=90s,两方向

绿灯t『40s。车种比例大车：小车为3：7,各方向进口道左转车占该

进口菱通量的20%。求交叉口的设计通行能力。

【练习题2】计算下图所示T形交叉口的设计通行能力。已知：每个

信号周期BC方向的绿灯时间q=45s,A方向G=28s,黄灯时间各为5s,

B进口左转车辆和C进口右转车辆各占本进□的20%,M=2.3s,《2.5$,

第七章交通安全

>交通事故的定义

教材：凡车辆、人员在特定道路通行过程中，由于•当事人违反交通法规或依法应当承担责

任的行为而导致人、畜伤亡和车物损失的交通事件。

道路交通安全法；指车辆在道路因过错或意外导致的人身伤亡或者财产损失的事件。

美国的定义：交通事故是在道路上发生的意外有害事件或危险事件。

口本的定义：由于车辆在交通中所引起的人员死伤或财物损坏。

交通事故的六大要素

①车辆

②在道路上

③在运动中

④发生事态

⑤导致事态的原因是人为的

⑥有后果的

>交通事故成因分析:交通事故成因分析最重要的是分析

人、车、路、环境对交通事故形成的影响。

>交通事故的防止措施

1.防止事故的发生

2.减轻事故的后果

积

极

加

完

建

改

主

被

实

开

善

立

善

强

改

动

动

俺

展

道

交

道

交

善

安

安

路

通

路

交

交

通

公

全

全

安

信

交

通

安

通

路

性

性

全

息

通

全

安

控

条

措

措

设

系

环

教

全

制

件

施

施

施

统

境

育

宣

传

第八章都市道路交通管理

交通需求管理（基本思、想）

----减少交通出行量

交通系统管理（基本思怛）

-均匀交通分布，提高交通设施的运用率

原理:

交通需求管理（TDM）交通系统管理（TSM）

出行源的管理-交通流的管理

•政策性管理•技术性管理

•影响交通结构•影响道路交通流时空分布

・减少车辆出行总量•均匀交通负荷

>交通需求管理（TDM）方略

①优先发展方略

②控制发展方略

③严禁出行方略

④经济杠杆方略

>交通系统管理（TSM）方略

①节点交通管理方略

②干线交通管理方略

③区域交通管理方略

>道路交通标志（TrafficSigns）

概念：用图案、符号或文字对交通进行指示、导向、警告、控制和限定的一种道路交通管

理设施。

意义：向交通参与者传递特定的信息，预示前方道路的状况、气候、环境状况，表达交通

管理的指令与交通设施状况等。

交通标志的三要素

颜色，形状，符号

>交通标志的种类及特点

1.主标志

警告标志：

警告车辆、行人注意道路前方危险的标志；

形状为顶角朝上的等边三角形，颜色为黄底、黑边、黑色图案；

禁令标志

严禁或限制车辆、行人某种交通行为的标志；

形状为圆形或顶角朝下的等边三角形，颜色多为白底、红圈、红杠、黑图案；

指示标志

指示车辆、行人前进方向或停止鸣喇叭以及转向的标志；

形状分为圆形、长方形和正方形，颜色为蓝底、白色图案；

指路标志

传递道路前进方向、地点、距离信息的标志；

形状多为正方形、长方形，颜色一般多为蓝色底、白色图案，高速公路则为绿色

底、白色图案。

2.辅助标志

附设在主标志下起辅助作用的标志，不能单独设置和使用；

按用途分为表达时间、车辆种类、区域与距离、警告与禁令及组合辅助理由等五种；

形状为长方形，颜色为白底、绿字绿边框。

>道路交通标线

概念：是用不一样颜色、线条、符号、箭头、文字、立面标识、突起路标和路边轮廓标线

等所构成，常敷设或漆划「路面及构造物上。

作用：引导交通，保障交通安全。

道路交通标线分类

按功能分

指示标线、严禁标线、警告标线

按形态分

线条、字符标识、突起路标、路边线轮廓标线

>道路交通行车管理及其特点

1.单向交通管理

长处：

提高了道路通行能力；

减少了道路交通事故；

提高了道路行车速度。

缺陷：

增长了车辆绕道行驶距离，给驾驶员增长了工作量；

给公交车辆乘客带来不便，增长步行距离；

轻易导致迷路，尤其是对不熟悉状况的外地驾驶员；

增长了为单向管制所需的道路公共设施。

2.变向交通管理

变向交通是指在不一样的时间内变换某些车道的

行车方向或行车种类的交通。

变向交通合用于“潮汐交通”。

3.专用车道管理

公共交通车辆专用车道、自行车专用道

4.禁行交通管理

时段禁行、错日禁行、车种禁行、转弯禁行、重量（高度、超速等）禁行

>平面交叉口控制方式的选择

,平面交叉口的设置必须满足道路功能、适应交通流量及交

通安全三方面的要求。

，按照道路类型选择

按交叉道路类型选抨交通管制方式

交叉口类型建议的T?制方式交叉口类型建议的管制方式

信灯.参向停车.

上于道与主『道信弓灯次「博与次干道S

单向停车或让路

信号幻，多向停车

上道与次道次道与支道的向停车或让路

11或配向停车1