交通流三要素之间的关系文档幻灯片.ppt

Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,*,交通流三要素之间的关系,教学内容及目标,掌握,理解,2,交通流三要素,交通流量（,Q,）：单位时间内通过道路断面或车道的,车辆数,；,车流密度（,K,）：单位路段长度上存在的,车辆数,；,车辆速度（,V,）：单位时间内车辆移动的,距离,；,请思考：三要素从不同的角度描述了交通流的特性，那么他们之间是否存在着某些关系，如果存在，这些关系能否更深入、更综合的描述交通情况？,度量车辆对交通设备的需求,反映车辆能获取的服务质量,3,假设交通流为自由流，在长度为,L,的路段上有连续前进的,N,辆车，其速度为,V,，则：,L,路段上的车流密度为：,N,辆车通过,A,断面所用的时间为：,N,辆车通过,A,断面的交通流量为,：,A,整理：,一、交通流三要素基本关系,1,、三要素基本关系式推导,4,2,、三要素基本关系分析（,1,）,Q-V-K,基本关系式：,Q=KV,Q,：平均流量（辆,/h,）；,V,：空间平均车速,(km/h),；,K,：平均密度（辆,/km,）。,Q,、,V,、,K,均是平均值；,这个关系式是一个,流体力学公式,，式中的三个参数中,只有两个独立变量,；,5,Q=KV,的图像是怎么样的？,其图像,不是普通的二维直线，也不是三维的双曲马鞍面，而,是一条空间曲线,。,2,、三要素基本关系分析（,2,）,6,反映交通流特性的几个重要特征量：,最大交通,流量（,Qm,）；,临界密度（,Km,）；,临界速度（,Vm,）；,畅行速度（,Vf,）；,阻塞密度（,Kj,）；,2,、三要素基本关系分析（,3,）,7,广义速度,-,密度模型,现象,:,当道路上的车辆增多、车流密度增大时,驾驶员被迫降低车速。当车流密度由大变小时，,车速又会增加。,车流密度适中,车流密度很大,车流密度很小,直线关系模型,对数关系模型,指数关系模型,探求速度和密度之间的关系,二、速度,-,密度关系模型,8,1,、线性,V-K,模型,(,格林,.,希尔治模型,),交通密度适中,时观察所得数据。,9,假定,V=a-bK,当,K=0,时，,V,可达到理论最高速度（,V,f,），,即,K=0,，,V=V,f,当,K,达到最大值,(K,j,),时，车速为,0,，,即,K=K,j,，,V=0,a=V,f,b=V,f,/K,j,线性关系模型：,或,1,、线性,V-K,模型,(,格林,.,希尔治模型,),10,K=0,，,V=V,f,；,K,V,K=K,j,，,V=0,；,Vf,Kj,V,m,K,m,A(K,1,V,1,),C(K,2,V,2,),交通量最大,Q,m,=K,m,V,m,B(0.5K,j,0.5V,f,),K,1,0.5V,f,；,K,1,0.5K,m,，,V,1,0.5V,f,；,1,、线性V-K,模型,(,格林,.,希尔治模型,),11,2,、对数,V-K,关系模型（格林伯模型）,K,V,模型缺点：当,K 0,时，速度趋向于无穷大，需修正。,故该模型适用于,交通密度较大,时。,12,K,V,3,、指数,V-K,关系模型（安德伍德模型）,模型缺点：当,K,K,j,时，,V,0,，需修正。,故该模型适用于,交通密度较小,时。,13,V,Vf,Kj,A(K,1,V,1,),C(K,2,V,2,),B(0.5K,j,0.5V,f,),K,安德伍德模型,的适用范围,格林伯模型的适用范围,注意：不同的模型适用范围不同！,车流密度适中：希尔治的线性模型；,车辆密度很小：安德伍德的指数模型；车流密度很大：格林伯的对数模型；,3,、指数,V-K,关系模型（安德伍德模型）,14,n,是大于零的实数，当,n=1,时，为线性关系式,4,、广义模型（派普斯模型）,是一组,V-K,模型通用的线族。,n=1,是其中一个特例。,15,Q,K,Q,m,K,j,K,m,K=0,Q=0,K,增大,Q,增大,K=Km Q=Qm,K,增大,Q,减小,K=Kj Q=0,斜率最大车速最高,不拥挤,拥挤,三、流量,-,密度关系模型,16,Q,V,Q,m,V,f,V,m,Q=0,V=V,f,K,增大,Q,增大,V,减小,Q=Qm V=Vm,K,增大,Q,减小,V,减小,不拥挤,拥挤,K=K,j,Q=0 V=0,四、流量,-,速度关系模型,17,总 结,Q-V-K,基本关系：,Q=VK,；,V-K,关系：,线性模型,:,对数模型：,指数模型：,广义模型：,Q-K,关系：,Q-V,关系：,18,