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东大版交通工程学复习资料与考点整理第一章：绪论 交通定义：广义交通是运输与邮电的总称。狭义交通专指运输，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、控制和管理的理论方法，以及有关设施、装备、法律和法规等，使道路交通更加安全、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. 交通调查方法（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、交通流动力学特征等）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、事故预防、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（交通合理结构、交通环境污染、交通能耗等）10. 交通工程的新理论、新方法、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、交通运营、交通管理的基础。 交通系统中人的组成:出行者，交通规划、设计、管理与运营者，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：信息刺激感觉知觉判断操作汽车运动表现选择特性：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 道路结构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、城市道路、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。冲突点合流点与分流点 平面交叉口的交错点类型：分流点、合流点、冲突点。 三路交叉口： 3个冲突点 3个合流点 四路十字交叉口 ：16个冲突点 8个合流点 五路交叉口： 50个冲突点 15个合流点 交通量的定义也称为交通流量，是指在单位时间内，通过道路某一地点、某一断面或某一条车道的交通实体数。 交通量随时间和空间而变化的现象，称之为交通量的时空分布特性。计算题P22 速度基本定义：行驶距离/所需时间； 1 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； 2 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（不包括停车时间）的比值； 3 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；4 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（包括停车时间）之比； 5 临界车速（最佳车速，Critical speed）：道路理论通行能力达到最大时的车速，一般供交通流理论分析时用； 6 设计车速（Design speed）： 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所能保持的最大安全车速，用作道路线形几何设计的标准。 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辆数-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 连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（Traffic Volume)）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、车在城市道路或公路系统的选定点处运动情况的数据，以了解交通量在时间、空间上的变化，为交通运行分析提供必要的基础数据。 交通量调查的调查方法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查方法：1 牌照法 2 浮动车法 3 跟车法 4 基于GPS的车速调查方法 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。 交通密度调查方法1. 出入量法 2. 地面上(高处)摄影观测法 3. 航空摄影观测法 道路占有率空间占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百分比时间占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累计值与观测总时间的百分比 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因素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，主要发生在交叉路口。3.停车延误：车辆由于某种原因而处于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。 计算时间是相应于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； 排队路段是第一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：延误的输入输出法：这种方法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： 第四章 道路交通流理论 流密速三参数关系 速度与密度的关系模型 要求计算概率统计模型（重点掌握泊松分布，负指数分布要记公式）1. 离散型分布 ：泊松分布/二项分布/负二项分布 2. 连续型分布 ：负指数分布/移位负指数分布/韦布尔分布/爱尔朗分布 1. 离散型分布泊松分布：（重点！记公式） 各分布应用条件（1）泊松分布车流密度不大，车辆间相互影响微弱，其它外界干扰因素基本上不存在，即车流是随机的，此时应用泊松分布能较好的拟合观测数据。（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较好。（3）负二项分布当到达的车流波动性很大或以一定的计算间隔观测到达的车辆数(人数)其间隔长度一直延续到高峰期间与非高峰期间两个时段时，所得数据可能具有较大的方差。2. 连续型分布（重点！记公式） 各分布应用条件（1）负指数分布适用条件负指数分布适用于车辆到达是随机的、有充分超车机会的单列车流和密度不大的多列车流的情况。通常认为当每小时每车道的不间断车流量等于或小于500辆，用负指数分布描述车头时距是符合实际的。2）移位负指数分布适用条件移位负指数分布适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M/M/1系统（重点！记公式）M/M/N 系统又称为多通道服务系统1.单路排队多通道服务排成一个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个队，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（重点了解基本原理）反应(t+T)=灵敏度刺激(t)为反应灵敏度系数。该式表示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）（掌握特点）（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：是指道路组成部分在理想的道路、交通、控制及环境条件下，该组成部分一条车道或一车行道的均匀段上或一横断面上，不论服务水平如何，1h所能通过标准车辆的最大辆数。2.可能通行能力：指一已知道路的一组成部分在实际或预测的道路、交通、控制及环境条件下，该组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，不论服务水平如何，1h所能通过的车辆（在混合交通道路上为标准汽车）的最大辆数。3.设计通行能力：指一设计中的道路的一组成部分在预测的道路、交通、控制及环境条件下，该组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，1h所能通过的车辆（在混合交通道路上为标准汽车）的最大辆数。一般来讲：基本通行能力可能通行能力设计通行能力 影响通行能力的主要因素：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 FA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：交通量较前增加，交通在稳定流范围内的较好部分。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：交通量大于服务水平B，交通处在稳定流范围的中间部分，但车辆间的相互影响变大，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：交通常处于不稳定流范围，所有车速降到一个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：交通处于强制状态，车辆经常排成队，跟着前面的车辆停停走走，极不稳定。在此服务水平中，交通量与速度同时由大变小，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 一级二级三级 四级 A B C D E F 信号交叉口通行能力（重点）P163影响信号交叉口通行能力的因素（1）车行道条件：即交叉口的基本几何特征；（2）信号设计条件：即信号灯配时的各项参数；（3）交通条件：即交叉口交通流的各项特性。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该承担责任的行为而造成人、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造成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。日本的定义：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 车辆在道路上在运动中发生事态造成事态的原因是人为的有后果的 交通事故成因分析:交通事故成因分析最主要的是分析人、车、路、环境对交通事故形成的影响。 交通事故的预防方法 1.避免事故的发生 2.减轻事故的后果第八章 城市道路交通管理 交通需求管理(基本思想） 减少交通出行量 交通系统管理(基本思想） 均匀交通分布，提高交通设施的利用率 原理： 交通需求管理（TDM）策略 优先发展策略 控制发展策略 禁止出行策略 经济杠杆策略 交通系统管理（TSM）策略 节点交通管理策略 干线交通管理策略 区域交通管理策略 道路交通标志（Traffic Signs） 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，预示前方道路的情况、气候、环境情况，表示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 禁止或限制车辆、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； 按用途分为表示时间、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：是用不同颜色、线条、符号、箭头、文字、立面标记、突起路标和路边轮廓标线等所组成，常敷设或漆划于路面及结构物上。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、禁止标线、警告标线 按形态分 线条、字符标记、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 优点：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。缺点：增加了车辆绕道行驶距离，给驾驶员增加了工作量；给公交车辆乘客带来不便，增加步行距离；容易导致迷路，特别是对不熟悉情况的外地驾驶员；增加了为单向管制所需的道路公共设施。2.变向交通管理 变向交通是指在不同的时间内变换某些车道的行车方向或行车种类的交通。变向交通适用于“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2.城市道路交通信号控制分类：按管理范围可分为 (重点)单点交叉口交通信号控制 干道交通信号协调控制 区域交通信号系统控制 单点交叉口交通信号控制点控制分为固定周期信号控制和感应式信号控制 1.固定周期信号控制a. 控制原理 按事先设计好的控制程序，在每个方向上通过红、绿、黄三色灯循环显示、指挥交通流，在时间上实施隔离。 b. 信号相位方案 信号相位方案即信号灯轮流给某些方向的车辆或行人分配通行权的一种顺序安排。把每一种控制（即对各进口道不同方向所显示的不同色灯组合）称为一个信号相位。 -信号灯基本控制参数（1）周期长度 （2）绿灯时间 （3）绿信比 2. 感应式信号控制a. 控制原理 在感应式信号控制的进口，均设有车辆到达检测器，一相位起始绿灯，感应信号控制器内设有一个“初始绿灯时间”，到初始绿灯时间结束时，如果在一个预先设置的时间间隔内没有后续车辆到达，则变换相位；如果有车辆到达，则绿灯延长一个预设的“单位绿灯延长时间”，只要不断有车到达，绿灯时间可继续延长，直到预设的“最长绿灯时间”时变换相位。 b. 控制参数（1）初期绿灯时间（2）单位绿灯延长时间（3）最长绿灯时间 干道交通信号协调控制a. 概念：干道交通信号协调控制系统也简称“线控制”，它把一条主要干道上一批相邻的交通信号灯联动控起来，进行协调控制，以便提高整个干道的通行能力。 线控制可分为定时式线控制和感应式线控制两类，其中，定时式线控制较为普遍。b. 线控制的基本参数 （1）周期长度（2）绿信比（3）相位差