-交通工程学复习资料整理.doc

一丶绪论1、 交通运输的概念及其区别： 交通的概念分狭义和广义2种： 广义的交通包括运输和通信2个方面，是指人、物和信息在两地之间的往来、传递和输送， 狭义的交通专指运输 运输所涵盖的内容是明确的，即 指使用运输工具和设备运送物品或人员从一地到另一地的过程，运输不包括通讯 目前人类有公路、铁路、水路、空路、管道五种交通方式，这五种交通方式有不同的基础设施 运输是通过工具、在交通设施上进行的活动、过程，因此交通是运输的基础和前提 交通设施是一种投资品，而运输则是无形的位移服务，但由于现代的运输活动都是在特定的交通设施上进行的（铁路运输要以轨道交通为基础，汽车运输则要在公路上进行），因此人们习惯于把二者联系在一起，统称交通运输 。2、交通运输的产品是什么？ 运输产品是指运输供给方提供运输需求方所需要人或物的位移，是运输产业各个品种、品牌产品的总称 交通运输的核心产品是货物或旅客在时间和空间上的位移 交通运输的形式产品是位移载体的外在特征（如车船，飞机的车次、航班等） 交通运输的附加产品是顾客购买位移产品时得到的附加服务和利益（如预约售票、查询、旅客投诉、客货运输事故赔偿等） 3、运输市场的内含是什么： 运输市场是运输产品（运输劳务）交易的场所， 该场所为旅客、货主、运输业者、运输代理者提供交易的空间 运输市场是运输产品的流通领域 运输市场是运输产品（运输劳务）供求关系、交换关系的总和 运输市场是在一定时空条件下对运输产品（运输劳务）的需求（现实需求和潜在需求）总和4、交通需求的定义和基本特征： 运输需求是指运输消费者在一定时期内，社会经济生活对人与货物的空间位移所提出的有支付能力的需要，即在一定的价格水平下愿意并能够购买的运输产品的数量 时间特性还包括两方面： 一是运输需求在时间上的不平衡性 另一方面是对时间和速度的要求交通需求与价格之间的关系： 运输价格 和运输商品的市场价格 变动，也会引起运输需 求的变动 一般说来，运价下降，运输需求上升，而运价上涨时， 短期内需求会受到一定抑制 两地市场商品价格差别 增大，会刺激该商品两地间的运 输需求；而商品价格差别缩小，则会减少两地间该商 品的运输需求 另外，燃油、运输工具等价格变动会引起运价的变动，从而也将导致运输需求的变动5、交通运输服务的定义、基本特征： 运输服务是运输企业提供的核心产品（旅客，货物的位移）伴随辅助产品（信息咨询等延伸服务）的服务基本特征： 运输服务的公共性 人的出行、物质的移动，都存在着运输的需要，表现为运输服务的公共性特征 运输产品的特殊性 运输产品是无形产品 运输产品是即时产品 生产和消费过程同时存在 运输产品以复合指标为主要计算单位 运输的准公费服务性1.31、什么是系统： 系统是由相互联系、相互作用的诸要素组成的、具有一定结构和功能的有机整体v 系统的特性有哪些? 整体性 相关性 目的性 环境适应性 交通运输系统的主要构成要素：二丶交通特性2.1.1驾驶员的主要交通特性： 驾驶员的交通特性主要通过视觉特性、反应特性与选择特性等加以表现 视觉反应特征：驾驶员对于一个特定的刺激产生感知并对它作出反应，是架驶员最重要的特性之一 包括4个性质不同的心理活动： 感知：对刺激的认识和了解 识别：对刺激的辨别和解释 判断：对刺激作出的反应的决策 反应：由决策引起的肢体反应2.1.2 汽车的特征v 汽车主要基本特性 设计车辆尺寸： 与车辆的类别相关，车辆的长、宽、高及轴距（影响道路的几何设计与资源分配） 动力性能： 最高车速、起动性能、加速性能、爬坡性能、排队车流物理特性（影响道路的几何设计与通行能力） 制动性能：制动距离、制动减速度、制动效能的恒定性和制动方向稳定性（影响汽车的行驶安全） 智能交通系统的工作原理： 利用多种传感器和智能公路技术实现的汽车自动驾驶v 城市道路分类 快速路 ：专用（机动车）、隔离、四车道及以上、控制出入口、计算行车速度为60或80km/h 主干路：一般六车道，或四车道加机非分离，一般非立交，分I、II、III三级 次干路：最常见的城市道路，配合主干路形成城市干道网，分I、II、III三级 支路：次干路与街道的连接线，解决局部交通，以服务功能为主，分I、II、III三级 其他：自行车专用道、有轨电车专用道、商业步行街、货运道路等v 城市道路交通路网： 典型的城市道路网布局主要有棋盘形、带形、放射形、放射环形等，如图： （城市道路具有功能多样、组成复杂、行人交通量大、车多、交叉口多、交 通量分布不均匀等特点，其横断面布置主要有：单幅路、双幅路、三幅路、四幅路 等四种形式4交通流特征参数的基本定义： 定量描述交通流可用 3个参数： Q、交通流量，又称交通量，表示交通流在单位时间内通过道路指定断面的车辆数量，单位是辆小时或辆/日； V、交通流速度,简称流速，表示交通流流动的快慢，单位是米/秒或公里/小时； K、交通流密度，表示交通流的疏密程度,即道路单位长度上含有车辆的数量,单位是辆/公里 3个参数之间的关系是： 交通流量为交通流速度和交通流密度的乘积：Q=VKv 基本关系简单推导： 交通流三参数：交通量Q、行车速度（平均速度）V、车流密度K 从车流密度公式可以导出三参数的关系: 道路交叉口的交通特性： 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。 1）平面交叉：平面交叉形式有三路交叉的T字形、Y字形，四路交叉的十字形、X字形、错位交叉及多路交叉， 2）立体交叉：立体交叉在空间上上下错开，交叉口处无冲突点，车辆行驶畅通，但占地面积大、成本高。交叉口的类型：冲突合流与分流 平交（十字型交叉、T型交叉、Y型交叉、错位交叉、环形交叉）；立交（简单立交、互通式立交） 冲突点和交织点： 高峰小时交通量：高峰小时内的交通量称为高峰小时交通量，高峰小时交通量占该天全天交通之比称为高峰小时流量比(以%表示) 方向分布系数：Kd=重交通方向交通量/双向总交通量 第30位交通量系数：K30=30HV/AADT 高峰小时系数：高峰小时交通量/高峰小时流率 高峰小时流量比：高峰小时交通量/日交通量 高峰小时系数PHF （PHF1）：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交通量扩大为高峰小时后的交通量之比（PHF越接近1，说明变化越平缓；越小，说明峰值越明显）30位年最高小时交通量（30HV）：将一年中所有8760（365*24）小时的小时交通量按由大到小的顺序排列时，排在第30位的小时交通量，又称为设计交通量。 （速度基本定义：行驶距离/所需时间 地点车速(Spot speed)： 也称为即时速度，指车辆通过道路某一地点（断面）时的瞬时车速 行驶车速(Running speed)： 车辆行驶在道路某一区间的距离与行驶时间（不包括停车损失时间）的比值 运行车速(Operating speed)：中等技术水平的司机在良好的气候条件、实际道路状况和交通条件下能保持的安全车速 区间车速（Overall speed)：也叫行程车速，车辆行驶路程与通过该路程所需的总时间（包括有效行驶时间、停车时间、延误时间，但不包括客、货车辆上下乘客或装卸货时间以及在起点、终点的调头时间）之比 ） 临界车速（最佳车速，Critical speed）：道路理论通行能力（道路通过交通量最大时）达到最大时的车速，一般供交通流理论分析时用 阻塞密度： 分析 Q、K、V两两之间的变化，函数曲线？ 阻塞密度Kj： 流量趋近零时的密度或停车排队时的密度 临界密度（最佳密度）Km： 流量达到通行能力时的密度 临界速度vm： 流量达到通行能力时的速度1、 交通调查的主要内容：a) 交通运输调查i. （1）运输量/交通量调查1. 综合运输方式的OD运输量，尤其是规划区域道路网基年的OD交通量，是进行交通需求预测的基础2. 铁路、公路、水运、航空和管道五种运输方式历年完成的客、货运量和周转量，汽车保有量3. 道路网历年的交通量、车速、车流密度、交通量的构成资料4. 五种运输方式的技术经济指标，如平均吨（座）位、运输成本、平均速度、平均运距、实载率等ii. （2）交通基础设施调查1. 铁路、公路、航空、管道和水运的运输网里程、技术等级、交通枢纽的布置、港站吞吐能力、站点布置等资料速度与密度的关系格林希尔茨模型（速度密度线形模型）当K0时，VVf，车辆可以自由行驶当KKj时，V0，车辆停滞可以通过速度密度图说明流量的变化 (2)流量与密度的关系 利用Greenhields线性模型 (3)流量与速度关系 综上所述，按格林希尔茨的速度密度模型、流量密度模型、速度流量模型可以看出，Qm、Vm和Km是划分交通是否拥挤的重要特征值 当QQm、KKm、VVm时，则交通属于拥挤； 当QQm、KKm、VVm时，则交通属于不拥挤。 【例】设车流的速度密度的关系为V=88-1.6K，如限制车流的实际流量不大于最大流量的0.8倍，求速度的最低值和密度的最高值?(假定车流的密度最佳密度Km) 解：由题意可知：当K=0时，V=Vf=88km/h,当V=0时，K=Kj=55辆/km。 则：Vm=44Km/h,Km=27.5辆/km,Qm=VmKm=1210辆/h。 由Q=VK和V=88-1.6K，有Q=88K-1.6K2。当Q=0.8Qm时，由88K-1.6K2=0.8Qm=968，解得：K15.2，39.8。 则有密度KA和KB与之对应，又由题意可知，所求密度小于Km，故为KA。 故当密度为KA=15.2辆/km，其速度为：VA=88-1.6KA=88-1.615.2=63.68km/h 即KA=15.2辆/km，VA=63.68km/h为所求密度最高值与速度最低值车速调查中 定点车速最小样本数的应用：四丶交通流： 是交通需求的实现结果，是交通需求在有限的时间和空间上聚集的现象 由于涉及人、车、路、环境之间的相互关系，交通流的形成过程非常复杂v 研究道路上行人和机动车（主要是汽车）在个别或成列行动中的规律，探讨车流流量、流速和密度之间的关系，以减少时间延误和事故发生，提高道路交通设施的利用率车流计数分布： -在每个时间区间内到达某地车辆数的概率分布，又称到达分布 -车流密度不大,且不受其他干扰因素的影响时,计数分布符合泊松分布；交通拥挤、车辆连续行驶时，计数分布符合二项分布或广义泊松分布；交通受周期性干扰（如受交通信号的干扰）时，计数分布则符合负二项分布） 1) 交通流分布： 交通流的到达特性或在物理空间上的存在特性 2) 离散型分布（也称计数分布）： 在一段固定长度的时间内或距离内到达某场所的交通数量的波动性 3) 连续型分布（时间间隔分布、速度分布等）： 在一段固定长度的时间内事件发生（如人、车达某场所）的间隔时间的统计分布特性 4) 研究交通分布的意义： 预测交通流的到达规律（到达数及到达时间间隔），为确定设施规模、信号配时、安全对策提供依据1.泊松分布： 适用条件：车辆（或人）的到达是随机的，相互间的影响微弱；其他外界干扰因素基本不存在，具体表现在交通流密度不大、车流是随机的。【例】设60辆汽车随机分布在4000m长的道路上，服从泊松分布，求任意400m路段上有4辆车及4辆以上的概率。解：由题意，计数间隔t=400m，单位间隔内的平均到达 率=60辆/4000m=6/400 辆/m，则有： 计数间隔内平均达到的车辆数m=t= 400m*6/400 辆/m=6辆 p0=(6)0*e-6/0!=0.0025， p1=(6)1*e-6/1!=0.0149 p2=(6)2*e-6/2!=0.0446， p3=(6)3*e-6/3!=0.0892 不足4辆的概率为： p(4)= p0 + p1 + p2 + p3=0.1512 则有4辆车及4辆以上的概率为 p(4)= 1- p(4)= 0.8488 【例】某信号灯交叉口的周期C=97s,有效绿灯时间g =44s,在有效绿灯时间内排队的车流以S=900（辆/h）的交通量通过交叉口，在有效绿灯时间外到达的车辆要停车排队。设信号灯交叉口上游车辆的到达率q=369（辆/h），服从泊松分布公式中，求到达车辆不致二次排队的周期数占周期总数的最大百分率。 解：车流智能在有效绿灯时间通过，因此一个周期内能通过的最大车辆数Ag*S90044/360011辆，当某周期到达的车辆数N11辆时，则最后到达的（N-11）辆车就不能在本周期内通过而发生二次排队。 在泊松分布中，一个周期内平均到达的车辆数m=t36997/36009.9辆。 则可能到达车辆数大于11辆的周期出现的概率为即到达车辆不致两次排队的周期数最多占71。2.二项式分布 二项式分布可用以预测违反交通规则的车辆数，在交叉口可能的转弯车辆数以及在路段上行驶速度超限的车辆数等 （ 输入过程各种类型的“顾客(车辆或行人)”按怎样的规律到达 排队规则指到达的顾客按怎样的次序接受服务 服务方式指同一时刻多少服务台可接纳顾客，每一顾客服务了多少时间3.排队系统的表示4.排队系统的主要数量指标 队长和排队长：若排队系统中的顾客数为n，排队顾客数为q，正在被服务的顾客数位s，则n=q+s。队长是排队系统提供的服务水平的一种衡量。 逗留时间和等待时间 ：逗留时间是指一个顾客逗留在排队系统中的总时间。等待时间是指从顾客到达时起到他开始接受服务时止这段时间。 忙期和闲期：忙期是指服务台连续繁忙的时期，相对应的是闲期，这关系到服务台的工作强度。1. 什么是通行能力？ 在一定的道路条件，交通条件，控制条件，环境条件下，道路断面在一定时间内能够通过的最大车数量2.服务水平的定义 服务水平是指道路使用者从道路状况、交通与管制条件、道路环境等方面可能得到的服务程度或服务质量 服务水平的主要评价指标快捷性，通畅性，安全性，舒适性，经济性 （注：专业文档是经验性极强的领域，无法思考和涵盖全面，素材和资料部分来自网络，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）