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交通特性目录目录1.交通三要素特性2.交通量特性3.行车速度特性4.交通密度特性2.1交通三要素特性交通三要素特性2.1人人车车路基本特性路基本特性一.人的交通特性 道路交通系统中的人包括驾驶员，乘客和行人。人是交通系统中的主要部分，贯穿交通工程学的各个方面。人人驾驶员驾驶员乘客乘客行人行人（一）（一）.驾驶员的交通特性驾驶员的交通特性1.驾驶员的职责和要求驾驶员的职责和要求 驾驶员是交通系统中最活跃的因素之一是影响交通安全与效率的关键要素。在道路要素中92.7与驾驶员有关。因此，要求驾驶员具有高度的社会责任感，良好的职业道德，身体素质，心里素质，熟练的驾驶技术。2.2.驾驶员的反应操作过程驾驶员的反应操作过程3.3.驾驶员的生理心理特性驾驶员的生理心理特性生理心理特性生理心理特性(1)(1)视觉特性视觉特性（2 2）反应特性）反应特性（3 3）心理和个）心理和个性性视力视野色感视力视力静视力：人体禁止时的视力静视力：人体禁止时的视力动视力：汽车运动过程中驾驶员的视力动视力：汽车运动过程中驾驶员的视力 动视力随速度的增大而迅速降低；动视力随年龄的增大而降低。视力与亮度、色彩等因素有关视力与亮度、色彩等因素有关眩光：视野内有强光照射，颜色不均匀，眩光：视野内有强光照射，颜色不均匀，使人的眼睛产生不舒适感，形成视觉障碍。使人的眼睛产生不舒适感，形成视觉障碍。视野：两眼注视某一目标，注视点两侧可视野：两眼注视某一目标，注视点两侧可以看到的范围称为视野。以看到的范围称为视野。静视野：头不动、眼球不动。静视野：头不动、眼球不动。动视野：头不动、眼球动。动视野：头不动、眼球动。随着车速增大，驾驶员的视野明显变窄，随着车速增大，驾驶员的视野明显变窄，注视点随之远移，两侧景物变模糊。注视点随之远移，两侧景物变模糊。色感色感 红色刺激性强，易见性高，使人产生兴奋、警觉-禁止信号；黄色光亮度最高，反射光强度最大，易唤起人们的注意-警告信号；绿色光比较柔和,给人以平静、安全感-通行信号。驾驶员的反应特性驾驶员的反应特性即驾驶员对于一个特定的刺激产生感知并对他作出反应，是驾驶员最重要的特性之一。包括4个性质不同的心理活动：（1）感知：对刺激的认识和了解；（2）识别：对刺激的辨别和解释；（3）判断：对刺激作出的反应的决策（4）反应：由决策引起的肢体反应反应特性反应特性驾驶员的疲劳和兴奋驾驶员的疲劳和兴奋疲劳影响因素：复杂环境，单调环境疲劳后的表现：生理方面，反应迟钝，动作不准确，动作灵敏度低；心里方面，注意力不集中，思维迟缓，反应慢，情绪急躁等。兴奋的影响因素：酗酒，争吵，斗殴及外界的强烈刺激等兴奋后的表现：脉搏和呼吸加快，血压升高，注意力不集中等饮酒与驾驶饮酒与驾驶捷克斯洛伐克的莫斯试验表明：当血液中酒精的浓度为0.03-0.09时，其事故的发生率比不饮酒者增加7倍，当酒精浓度为0.1-0.14时，事故率为不饮酒的32倍，当酒精浓度为0.15时，事故率增加128倍。酒后驾驶酒后驾驶悲惨悲惨案例案例二、乘客的交通特性二、乘客的交通特性1.1.乘客的交通需求心理乘客的交通需求心理人们总是抱着某种目的(如上班、上学、购物、公务、社交、娱乐等)才去乘车的，为乘车而乘车的旅客几乎是没有的。乘车过程本身意味着时间、体力、金钱的消耗。因此，人们在乘车过程中总是希望省时、省钱、省力，同时希望安全、方便、舒适。2.2.乘车反应乘车反应 横向力产生的不舒服感。行车振动强烈，乘客受颠簸之苦。在山区道路上或陡边坡或高填土道路上 行车，乘客看不到坡脚，易产生恐惧心理。乘车时间过长，容易产生烦躁情绪。每个旅客都有一定的心理空间要求。3.3.社会影响社会影响 容易引起乘客纠纷，发生过激行为；使职工过分疲劳，劳动效率降低；影响家庭和睦；引起居民对公交服务系统的不满；影响居民对社会生活和公共事业的态度，或对政府产生不满。三、行人交通特性三、行人交通特性1.1.行人交通流特性行人交通流特性2.行人交通特征及相关因素行人交通特征及相关因素 行人交通特征表现在行人的速度、对个人空间的要求、步行时的注意力等方面。这些与行人的年龄、性别、教养、心境、体质及出行目的等因素有关，也与行人所处的区域、周围的环境、街景、交通状况等有关行人交通的解决方法行人交通的解决方法四、车辆交通特性四、车辆交通特性1.1.汽车的基本特性汽车的基本特性设计车辆尺寸2.2.汽车的动力性能汽车的动力性能2.2.汽车的动力性能汽车的动力性能（1）最高速度：在水平良好的路面上，汽车能达到的最高行驶速度。最快的车：福特sscultimateaero 437km/h（2）加速时间：常用0-100km用的秒数衡量Dagger GT加速度1.5秒（3）爬坡性能：汽车满载时一档在良好路面上最大爬坡度3.制动性能制动性能制动距离制动效能的稳定性：水平稳定性高温稳定性制动时方向稳定性五五.道路的交通特性道路的交通特性道路网布局道路网布局城市道路人行道城市道路人行道城市道路盲道城市道路盲道2-22-2交通量的基本特性交通量的基本特性一.交通量的定义：1.定义 交通量是指在选定时间段内，通过道路某一地点、某一断面或某一条车道的交通实体数。2.特性 交通量是一个随机数，不同时间、不同地点的交通量都有变化。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。3.3.表示方法表示方法交通量时刻在变化，在表达方式上通常取某一时间段内的平均值作为该时间段的代表交通量。4.4.影响交通量特性的因素影响交通量特性的因素公路、城市道路的类型或等级。不同等级道路上交通量大小、构成差异很大。道路功能。城市间道路、乡村道路、旅游公路，城市内道路、通过性道路、生活性道路、商业性道路、公交或自行车专用道路等交通量特性差异很大。地区特征。沿海和内地、城市和乡村、工业区与生活区、市中心区与郊区等不同地域，交通量特性也都不同。时间特征。节日与平日、周末与周日、白天与夜晚、高峰与平峰，交通量变化也是很大的。二二.交通量的时间分布交通量的时间分布1.1.月变化月变化 定义：定义：一年内各月交通量的变化称为月变化一年内各月交通量的变化称为月变化 表示：表示：月变图月变图 月变化系数月变化系数K K月月2 2周变化周变化定义：交通量的周变化是指一周内各天的交通量变化，因此也称日变化。表示：日变图日变化系数K周日3.3.时变化时变化定义：一天24小时中，每个小时的交通量的不断变化。表示：时变图 以某一小时或某一时段交通量占全日交通量之比表示交通量的时变规律。时变化时变化时变化时变化高峰小时交通量 在城市道路上，交通量时变图一般呈马鞍形，上下午各有一个高峰，在交通量呈现高峰的那个小时，称为高峰小时，高峰小时内的交通量称为高峰小时交通量。高峰小时交通量占全天交通量之比称为高峰小时流量比(以%表示)。时变化时变化时变化时变化高峰小时系数（高峰小时系数（PHFPHF）高峰小时系数，是指高峰小时交通量与扩大的高峰小时交通量之比。三三.交通量的空间分布交通量的空间分布1.城乡分布 由于城乡之间经济发展、生产活动、生活水平不平衡，造成城乡间交通量的显著差别，一般说来，城市道路的交通量大于农村公路的交通量。2.在路段上的分布 由于路网上各路段的等级、功能、所处的区位不同，在同一时间内，路网上各路段的交通量有很大不同。3.3.交通量的方向分布交通量的方向分布一条道路往返两个方向的交通量，在很长时间内，可能是平衡的，但在某一短时间内，如一天中某几个小时，两个方向的交通量会有较大的不同。为了表示这种方向不平衡性，常采用方向分布系数 Kd=主要行车方向交通量/双向交通量100%潮汐交通潮汐交通4.4.交通量在车道上的分布交通量在车道上的分布 多车道道路上，因非机动车的数量，车辆横向出入口的数量的不同，各条车道上交通量的分布也是不等的。在交通量不大的情况下，一般右侧车道的交通量比较大，随着交通量增大，左侧的比重也增大。四四.设计小时交通量设计小时交通量1.定义与选取交通量具有随时间变化和出现高峰小时的特点。道路在规划上满足绝大多数小时车流能顺利通过，不造成严重阻塞；避免车流量很低，投资效益不高要选择适当的小时交通量来作为设计小时交通量，根据美国的研究认为第30位最高小时交通量（30HV)是最合适的2.第三十位设计小时交通量第三十位设计小时交通量将一年中测得的8760个小时交通量，从大到小按序排列，排在第30位的那个小时交通量 AADT只反映一年中大部分时间的交通流趋势，高峰小时是交通量最大的时段，若采用高峰小时交通量作为设计依据，那么很多时间内通行能力过于富余，造成一种浪费。采用第30位小时交通量作为设计依据，一年中仅有29个小时满足不了交通需求，且第30位小时交通量与年平均日交通量之比的K值十分稳定。K值分布在12%18%范围内。用途用途 对于多车道公路，运用设计小时交通量可确定车道数和路幅宽度，通过准确的计算可取得良好的经济效益。车道数和路幅宽度的确定DHV设计小时交通量（辆/h）K设计小时交通量系数（%）n 车道数C1 每一车道设计通行能力（辆/h)AADT 规划年度的年平均日交通量（辆/d)W 路幅宽度（m）W1 一条车道宽度（m）2-3 行车速度特性一、基本定义设行驶距离为L，所需时间为t，则车速可用L/t形式表示。1.地点车速(spot speed)这是车辆通过某一地点时的瞬时车速，因此观测时L取尽可能短，通常以2025m为宜。用做道路设计、交通管制、交通规划资料。2.行驶车速(running speed)这是从行驶某一区间所需时间(不包括停车时间)及其区间距离求得的车速。用于评价该路段的线形顺适性和通行能力分析，也可用于计算道路使用者的成本效益分析。3.运行车速(operating speed)是指中等技术水平的驾驶员在良好的气候条件、实际道路状况和交通条件下所能保持的安全车速。用于评价道路通行能力和交通运行状况。4.行程车速(overall speed)行程车速又称区间车速，是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。行程车速是一项综合性指标，用以评价道路的通畅程度，估计行车延误情况。要提高运输效率归根结底是要提高车辆的行程车速。5.临界车速(critical speed)这是指道路达到理论通行能力时的车速，对于选择道路等级具有重要作用。6.设计车速(design speed)是指在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时所能保持的最大安全车速。用作道路线形几何设计的标准。二、行车速度的统计分布特性二、行车速度的统计分布特性速度频率分布曲线绘制步骤 将实测数据按从小到大排列；按3-5km/h为一组间隔进行分组；各组内车辆出现次数为频数；各组内车数与车辆总数之比为频率；位于同组的速度值认为其速度值为该组中值速度；将各组车速中值与相应频率汇成曲线即可；将该图纵坐标改成累积频率，则为累积频率分布图。运算公式组数 K=1+3.222lgN组距 H=R/K极差 R=Vmax-Vmin二、行车速度的统计分布特性1.中位车速也称50%位车速，是指在该路段上在该速度以下行驶的车辆数与在该速度以上行驶的车辆数相等。2.85%位车速在该路段行驶的所有车辆中，有85%的车辆行驶速度在此速度以下，只有15%的车辆行驶速度高于此值。常以此速度作为某些路段的限制车速。在该路段行驶的所有车辆中，有85%的车辆行驶速度在此速度以下，只有15%的车辆行驶速度高于此值。3.15%位车速在该路段行驶的所有车辆中，有15%的车辆行驶速度在此速度以下，有85%的车辆行驶速度高于此值。在高速公路和快速道路上为了行车安全，减少阻塞排队现象，要规定低速限制，因此15%位车速测定是非常重要的。85%位车速与15%车速之差反映了该路段上的车速波动幅度。三、时间平均车速与区间平均车速1.时间平均车速在单位时间内测得通过道路某断面各车辆的点车速，这些点速度的算术平均值，即为该断面的时间平均车速。2.区间平均车速在某一时段，行驶于道路某一特定长度内的全部车辆的车速分布的平均值，当观测长度为一定时，其数值为地点车速观测值的调和平均值。3.两者的区别习题习题2.1 设有3辆汽车，分别以20、40、60km/h的速度，通过路程长度为10Km的路段，试求时间平均车速和区间平均车速。2.2 某一小时内，测得速度为20km/h的车15辆，速度为50km/h的车5辆，求时间平均车速？(2)10km路段内，共行驶20辆车，其中15辆速度为 20km/h，5辆速度为50km/h，求区间平均车速？2-4 交通密度特性一、交通密度定义某一瞬间内单位道路长度上的车辆数目。K=N/L（辆/km）式中，N路段内的车辆数(辆)；L路段长度(km)。车流密度大小反映一条道路上的交通密集程度。对于同一条道路，可以不考虑车道数；对于具有不同车道数的道路，为使车流密度具有可比性，车流密度应按单车道来定义。二、车头间距与车头时距1.车头间距：hd(m/veh)同向行驶的车队中，相邻两辆车车头之间的距离（或间隔）。2.车头时距：ht(s/veh)同向行驶的车队中，相邻两辆车车头之间的时间间隔。3.几个基本关系 1km，交通密度为K1小时内通hd=(v/3.6)ht习题习题【习题2.3】在市郊一段长24公里的公路上，在起点断面上6分钟内通过100辆车，车流是均匀连续的，已知车速为20km/h，求hd，ht，K，Q解：Q=100/(6/60)=1000(辆/h)，ht=3600/Q=3600/1000=3.6(s/辆)，hd=(v/3.6)ht=20/3.6*3.6=20(m/辆)K=1000/hd=1000/20=50(辆/km)如何利用K的定义来求解K值？【习题2.3】在市郊一段长24公里的公路上，在起点断面上6分钟内通过100辆车，车流是均匀连的，已知车速为20km/h，求hd，ht，K，Q【习题2.3】在市郊一段长24公里的公路上，在起点断面上6分钟内通过100辆车，车流是均匀连续的，已知车速为20km/h，求hs，ht，K，Q2-5 交通流的基本特性及其相互关系一、交通流三参数基本关系Q=vK Q=N/t式中，Q平均流量(辆/h)N=K*L v区间平均车速(km/h)t=L/v K平均密度(辆/km)。Q=(K*L)/(L/v)=vK极大流量Qm是Q-V曲线上的峰值。临界速度Vm，即流量达到极大时的速度。最佳密度Km（临界密度），即流量达到极大时的密度。阻塞密度Kj，车流密集到所有车辆无法移动(V=0)时的密度。畅行速度Vf，车流密度趋于零，车辆可以畅行无阻时的平均速二、速度与密度的关系格林希尔茨(Greenshields)模型三、流量与密度的关系由格林希尔茨(Greenshields)模型及基本关系四、流量与速度的关系当QQm，KKm，vvm时，交通拥挤当QQm，K Km，vvm时，交通不拥挤 习题习题【习题2.4】已知某公路上，畅行速度vf=80km/h，阻塞密度Kj=105辆/km，速度-密度用直线关系式。求：(1)最大流量Qm；(2)此时对应的速度vm【习题2.5】在交通流模型中，假定流速V与密度之间的关系为 ，依据两个边界条件确定系数a，b，并导出速度-流量以及流量-密度之间的关系式。【习题2.6】已知某公路上，畅行速度vf=88km/h，阻塞密度Kj=55 辆/km，速度-密度用直线关系式。求：(1)该路段上期望得到的最大流量Qm；(2)此时对应的速度vm(3)若限制车流的实际流量不大于最大流量的0.8倍，求速度最低值和密度最高值。【习题2.7】在交通流模型中，假设密度与速度的关系为，已知畅行速度vf，阻塞密度为kj，求（1）试依据两个边界条件，确定系数a、b值，（2）导出速度与流量、密度与流量的关系式，（3）该路段上期望得到的最大流量是多少？此时对应的临界车速和最佳密度分别为多少？