交通流特性ppt.pptx

中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论第二讲第二讲 交通流特性交通流特性交通量特性交通量特性 行车速度特性行车速度特性 车流密度特性车流密度特性 中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论2.1 交通量特性交通量特性一、交通量的定义与分类一、交通量的定义与分类 二、交通量的时间分布特性二、交通量的时间分布特性 三、交通量的空间分布特性三、交通量的空间分布特性 中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论一、交通量的定义与分类一、交通量的定义与分类交通量交通量 在在选选定定的的时时间间段段内内，通通过过道道路路某某一一地地点点或或某某一一断断面面的的交交通通体体的的数数量量。（一一般般指指双向双向）中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论 交交通通量量通通常常取取某某一一时时间间段段内内的的平平均值作为该时间段的代表交通量。均值作为该时间段的代表交通量。式中：式中：式中：式中：Q Qi i各规定时间段内的交通量，辆各规定时间段内的交通量，辆各规定时间段内的交通量，辆各规定时间段内的交通量，辆/单位时间单位时间单位时间单位时间 n n 规定时间段的单位统计数规定时间段的单位统计数规定时间段的单位统计数规定时间段的单位统计数 中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论年平均日交通量年平均日交通量（Annual Average Day Traffic,Annual Average Day Traffic,AADTAADT）月平均日交通量月平均日交通量（Month Average Day Traffic,Month Average Day Traffic,MADTMADT）周平均日交通量周平均日交通量（Week Average Day Traffic,Week Average Day Traffic,WADTWADT）按平均值所取的按平均值所取的时间段时间段的单位不同分为：的单位不同分为：中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论年平均日交通量年平均日交通量 月平均日交通量月平均日交通量 周平均日交通量周平均日交通量 中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论机机动动车车交交通通量量：客客货货车车交交通通量量（运运输输类类别别），大大小小 车车交交通通量量（物物理理类类别别），应应特特别别重重 视单独量测公共汽车交通量；视单独量测公共汽车交通量；非机动车非机动车交通量：自行车、人力车、兽力车；交通量：自行车、人力车、兽力车；交通量交通量的表示：单位时间通过的车或人的数量；的表示：单位时间通过的车或人的数量；交通量的分类、表示与特征交通量的分类、表示与特征 按按交交通通组组成成分分类类：机机动动车车交交通通量量、非非机机动车动车交通量、交通量、行人行人交通量；交通量；中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论交通量的用途交通量的用途 交交通通量量是是交交通通需需求求在在交交通通系系统统中中的的表表象象，由由此此可可确确定定设设施施的的规规模模、交交通通的的拥拥挤挤程程度度，判断交通流的平衡状态。判断交通流的平衡状态。中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论二、交通量的时间分布特性二、交通量的时间分布特性月交通量变化月交通量变化 周交通量变化周交通量变化 小时交通量变化小时交通量变化 中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论1.月交通量变化月交通量变化 一年内各月交通量的变化称为一年内各月交通量的变化称为一年内各月交通量的变化称为一年内各月交通量的变化称为月变化月变化月变化月变化 把把把把AADT/MADTAADT/MADTAADT/MADTAADT/MADT称为交通量的称为交通量的称为交通量的称为交通量的月变化系数月变化系数月变化系数月变化系数 （或称（或称（或称（或称月不均衡系数月不均衡系数月不均衡系数月不均衡系数），以），以），以），以K K K K月月月月表示表示表示表示 中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论辆辆/d辆辆/d 例例1：某测站测得各月的交通量及全年的累计交通量如下表，：某测站测得各月的交通量及全年的累计交通量如下表，试计算各月的月平均日交通量与月变系数（试计算各月的月平均日交通量与月变系数（K月月）中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论月交通量变化图月交通量变化图 中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论2.周交通量变化周交通量变化 一周内日交通量的变化，也称一周内日交通量的变化，也称日变化日变化 常用日变化系数来表示常用日变化系数来表示 式中：式中：Qi年平均星期年平均星期i的日交通量的日交通量 中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论 例例2 2：某测站测得各周日的全部累计交通量列于下表中，某测站测得各周日的全部累计交通量列于下表中，试求个周日的周平均日交通量与日变系数。试求个周日的周平均日交通量与日变系数。周日周日星期日星期日一一二二三三四四五五六六全年合计全年合计累计交累计交通量通量111469128809 129486 128498 127030 129386 126838 881516WADT21032477249024712443248824392415K周日周日1.150.970.970.980.990.970.99AADT解：先求周日的周平均交通量：解：先求周日的周平均交通量：中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论长潭公路交通量周变图长潭公路交通量周变图 中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论3.小时交通量变化小时交通量变化 一天一天24小时中小时中每个小时的交通量不每个小时的交通量不断在变化，简称断在变化，简称时变化。时变化。中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论交通量小时变化曲线交通量小时变化曲线 中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论 中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论 根根据据交交通通变变化化规规律律，用用于于表表示示交交通通时时变变化化特征的值有特征的值有 高峰小时交通量（高峰小时交通量（PHV）高高峰峰小小时时流流量量比比：高高峰峰小小时时交交通通量量占占该该天天全天交通量之比。全天交通量之比。年最高小时交通量（年最高小时交通量（年最高小时交通量（年最高小时交通量（HAHVHAHV）第第第第3030位最高小时交通量（位最高小时交通量（位最高小时交通量（位最高小时交通量（30HV30HV）PinnacleHourvolume 中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论高峰小时系数高峰小时系数 将将将将高高高高峰峰峰峰小小小小时时时时分分分分割割割割为为为为若若若若干干干干时时时时段段段段，若若若若每每每每一一一一时时时时段段段段为为为为t t分分分分钟钟钟钟，统统统统计计计计各各各各时时时时段段段段的的的的交交交交通通通通量量量量，选选选选择择择择最最最最大大大大值值值值折折折折算算算算成成成成小时交通量，称小时交通量，称小时交通量，称小时交通量，称高峰流率高峰流率高峰流率高峰流率。高高高高峰峰峰峰小小小小时时时时交交交交通通通通量量量量与与与与高高高高峰峰峰峰流流流流率率率率之之之之比比比比，即即即即高高高高峰峰峰峰小小小小时系数时系数时系数时系数 中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论 中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论 例例2.3 某某测测站站测测得得的的连连续续各各5min时时段段的的交交通通量量统统计计数数如如表表2-14，高高峰峰小小时时交交通通量量为为l314辆辆/h，求求5min和和15min的高峰小时系数。的高峰小时系数。统统计计时时间间8：008：058：058：108：108：158：158：208：208：258：258：308：308：358：358：408：408：458：458：508：508：558：559：005 5分分交交通通量量118114112111114120115106104118110107某路段高峰小时以某路段高峰小时以5min为时段交通量统计表为时段交通量统计表 表表2-14 中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论解：由表解：由表2-14知知8：258：30为最高为最高5min，故，故最高最高15m交通量为交通量为8：208：35，故，故 中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论三、交通量的空间分布特性三、交通量的空间分布特性城乡分布城乡分布 路段分布路段分布 方向分布方向分布 车道分布车道分布 中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论城乡分布城乡分布 城城乡乡间间交交通通量量的的差差别别显显著著，一一般般说说来来，城城市市道道路的交通量大于农村公路的交通量。路的交通量大于农村公路的交通量。我我国国广广大大农农村村公公路路上上交交通通量量很很小小，甚甚至至国国道道某某些些线线路路上上交交通通量量也也不不大大，而而大大城城市市出出入入口口干干道道一一般般大大于于5000辆辆/d，城城市市道道路路交交通通量量就就更更大大，如如武武汉汉的的航航大大路路日日最最大大交交通通量量达达21300辆辆，北北京京崇崇文文门门的的日日交交通通量量达达27871辆辆，自自行行车车为为108306辆辆/d，南南京京市市中中央央路路小小汽车为汽车为33620辆辆/d。中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论 由由于于路路网网上上各各路路段段的的等等级级、功功能能、所所处处的的区区位位不不同同，在在同同一一时时间间内内，路路网网上上各各路路段段的的交交通通量量有有很很大大不不同同。一一般般用用路路网网交交通通量量分分布布图图来来表表示示交交通量在各路段上的分布。通量在各路段上的分布。从从路路网网交交通通量量分分布布图图上上可可以以很很明明显显地地分分辨辨出出路路上上交交通通的的主主要要流流向向、走走廊廊，判判断断交交通通量量分分布布的的均匀性。（均匀性。（P32图图2-9）路段分布路段分布 中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论 一一条条道道路路往往返返两两个个方方向向的的交交通通量量，在在很很长长时时间间内内，可可能能是是平平衡衡的的，但但在在某某一一短短时时间间内内，如如一一天天中中某某几几个个小小时，两个方向的交通量会有较大的不同。时，两个方向的交通量会有较大的不同。常采用方向分布系数常采用方向分布系数KD表示方向的不平衡性：表示方向的不平衡性：方向分布方向分布 据国内外的数据，上下班路线据国内外的数据，上下班路线 KD=70%；主要干道主要干道 KD=60%；市中心干道市中心干道 KD=50%。中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论 多多车车道道道道路路上上，因因非非机机动动车车的的数数量量，车车辆辆横横向向出出入入口口的的数数量量的的不不同同，各各条条车车道道上上交交通通量量的的分分布布也也是是不不等等的的。在在交交通通量量不不大大的的情情况况下下，一一般般右右侧侧车车道道的的交交通通量量比比较较大大，随随着着交交通通量量增增大大，左左侧侧的比重也增大。的比重也增大。车道分布车道分布 中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论四、交通量的构成特性四、交通量的构成特性 交通量的构成交通量的构成：指交通量中各种交通工具：指交通量中各种交通工具 所占的数量和比重。所占的数量和比重。K 公路交通量构成的基本特性公路交通量构成的基本特性 K 城市出入口道路交通量构成的基本特性城市出入口道路交通量构成的基本特性 K 城市道路交通量构成的基本特性城市道路交通量构成的基本特性 中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论公路交通量构成的基本特性公路交通量构成的基本特性 在在高速公路、一级公路高速公路、一级公路上，上，不允许不允许拖拉机、摩托拖拉机、摩托车、机动三轮车以及低性能汽车等车辆上路，车、机动三轮车以及低性能汽车等车辆上路，行驶行驶的车辆的车辆主要有小汽车、长途汽车、大中小货车、集主要有小汽车、长途汽车、大中小货车、集装箱车等。装箱车等。普通公路普通公路的交通是一种典型的混合交通，交通量构的交通是一种典型的混合交通，交通量构成十分复杂，除了各种各样品牌、大小、性能不同的汽成十分复杂，除了各种各样品牌、大小、性能不同的汽车之外，还有大小拖拉机、机动或非机动三轮车、摩托车之外，还有大小拖拉机、机动或非机动三轮车、摩托车、轻骑、助力车、自行车、板车、畜力车。车、轻骑、助力车、自行车、板车、畜力车。中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论 公公路路与与城城市市道道路路衔衔接接过过渡渡的的路路段段，其其交交通通量量构构成成特特性性兼兼有有城城市市道道路路和和公公路路的的特特性性，但但又又与与两两者者都都不不相相同同，公公交交车车、小小客客车车、自自行行车车比比例例一一般般低低于于城城市市道道路路，高高于于公公路路。在在上上班班早早高高峰峰时时段段，客客流流以以进进城城为为多多，出出城为少，在下班晚高峰则正好相反。城为少，在下班晚高峰则正好相反。城市出入口道路交通量构成的基本特性城市出入口道路交通量构成的基本特性 中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论 交交通通流流中中通通常常包包括括大大中中小小客客车车、大大中中小小货货车车、摩摩托托车车、轻轻骑骑、助助力力车车、自自行行车车、马马自自达达、正正三三轮轮、残残疾疾人人专专用用车车、人人力力三三轮轮车车、板板车车、拖拉机等等拖拉机等等 。城市道路交通量构成的基本特性城市道路交通量构成的基本特性 中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论五、设计小时交通量五、设计小时交通量 第第30位最高小时交通量位最高小时交通量：30/8760 资料表明：我国在第资料表明：我国在第20位小时交通量位小时交通量 附近交通量系数显著变化。附近交通量系数显著变化。可根据具体情况，在可根据具体情况，在2040选用。选用。中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论2.2 行车速度特性行车速度特性一、车速的基本定义与分类一、车速的基本定义与分类 二、行车速度的统计分布特性二、行车速度的统计分布特性 三、时间平均车速与空间平均车速三、时间平均车速与空间平均车速 中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论速度的用途速度的用途 速速度度是是交交通通参参与与者者、车车辆辆及及道道路路条条件件互互相相作作用用表表现现出出的的重重要要状状态态量量，因因此此，速速度度的的大大小小及及其其变变化化，是是确确定定交交通通设设施施的的设设计计要要素素、管管理理手手段段与与水水平平、交交通通质质量量评评价价、安全度评价的极其重要的安全度评价的极其重要的指标指标。中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论一、车速的基本定义与分类一、车速的基本定义与分类 设车辆行驶速度距离为设车辆行驶速度距离为L，所需，所需时间为时间为t，则车速可表示为：，则车速可表示为：v=L/t （单位（单位:km/h）中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论按照按照测量方法测量方法以及以及使用领域使用领域的不同车速分的不同车速分:1、地地点点车车速速 车车辆辆通通过过道道路路某某一一地地点点或或某某一一断断面面的瞬间速度。可用于道路设计、交通管制规划资料。的瞬间速度。可用于道路设计、交通管制规划资料。2、行行驶驶车车速速 车车辆辆行行驶驶路路程程与与有有效效行行车车时时间间之之比比。用于评价线形顺适性和通行能力分析。用于评价线形顺适性和通行能力分析。3、行行程程车车速速 车车辆辆通通过过某某段段路路程程与与车车辆辆通通过过该该路路程所需的总时间之比。用于评价分析道路的交通质量；程所需的总时间之比。用于评价分析道路的交通质量；中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论4、临界车速、临界车速 道路通行能力达到最大时的车速。道路通行能力达到最大时的车速。5、运运行行车车速速 指指中中等等技技术术水水平平的的驾驾驶驶员员在在良良好好的的气气候候条条件件、实实际际道道路路状状况况和和交交通通条条件件下下所所能能保保持持的的安安全车速。用于评价车辆运行状况。全车速。用于评价车辆运行状况。6、设设计计车车速速 在在道道路路交交通通与与气气候候条条件件良良好好的的情情况况下下，仅仅受受道道路路物物理理条条件件限限制制时时所所能能保保持持的的最最大大安安全全车车速速，用作道路线形几何设计的标准用作道路线形几何设计的标准。中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论二、行车速度的统计分布特性二、行车速度的统计分布特性 中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论中中位位车车速速 即即50%位位车车速速，指指在在某某地地点点车车速速下下行行驶驶的车辆数与在该速度以上行驶的车辆数相等。的车辆数与在该速度以上行驶的车辆数相等。85%位位车车速速 有有85%的的车车辆辆的的地地点点车车速速在在此此速速度度以以下，只有下，只有15%的车辆的速度高于此值。的车辆的速度高于此值。15%位车速位车速 有有15%的车辆的地点车速小于该值。的车辆的地点车速小于该值。表征车速统计分布特性的表征车速统计分布特性的特征车速特征车速：中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论 中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论三、时间平均车速与空间平均车速三、时间平均车速与空间平均车速 时时间间平平均均车车速速 单单位位时时间间通通过过道道路路某某断断面的各车辆地点车速的算术平均值。面的各车辆地点车速的算术平均值。空空间间平平均均车车速速 在在某某一一瞬瞬间间道道路路上上某某一一区段内所有车辆速度分布的平均值。区段内所有车辆速度分布的平均值。中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论时间平均车速时间平均车速式中：式中：时间平均车速，时间平均车速，km/h km/h n n 单位时间内观测到车辆总数，单位时间内观测到车辆总数，veh veh v vi i 第第i i辆车通过某段面的地点车速，辆车通过某段面的地点车速，km/hkm/h 中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论空间平均车速空间平均车速式中：式中：LL特定路段长度，特定路段长度，km km n n观测次数观测次数 t ti i第第i i辆车通过辆车通过L L所用时间，所用时间，h h v vi i第第i i辆车通过辆车通过L L的行驶速度，的行驶速度，km/h km/h 空间平均车速，空间平均车速，km/hkm/h 中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论时间平均车速与空间平均车速之间的关系时间平均车速与空间平均车速之间的关系式中：式中：观测值的均方差观测值的均方差 观测值的均方差观测值的均方差 中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论 例例题题：设设有有3辆辆汽汽车车，分分别别以以20、40、60km/h的的速速度度度度，通通过过路路程程长长度度为为l0km的的路路段段，试试求求时时间间平平均均车车速速和和区区间平均车速。间平均车速。解：求时间平均车速，按公式解：求时间平均车速，按公式1再求区间平均车速，按公式再求区间平均车速，按公式(2）中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论四、四、车流密度车流密度某一瞬间，单位路段长度内的车辆数某一瞬间，单位路段长度内的车辆数 K=N/L 式中：式中：K车流密度，车流密度，veh/km N观测路段内某瞬时车辆数，观测路段内某瞬时车辆数，veh L观测路段长度，观测路段长度，km 车车流流密密度度大大小小反反映映一一条条道道路路上上的的交交通通密密集集程程度度。对对于于同同一一条条道道路路可可以以不不考考虑虑车车道道数数，对对于于具具有有不不同同车车道道数数的的道道路路，为为使使车车流流速速度度具具有有可可比比性性，车车流流密密度度应应按按单单车车道道来定义，单位：辆来定义，单位：辆km/km/车道。车道。中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论交通流基本关系交通流基本关系 交交通通量量Q、行行车车速速度度V、车车流流密密度度K是是表表征征交交通通流流特特性性的的三三个个基基本本参参数数。其其基基本本关关系系为：为：Q=V K 中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论1AADT指（指（）A平均日交通量平均日交通量 B.平均工作日交通量平均工作日交通量 C.年平均日交通量年平均日交通量 D.年平均工作日交通量年平均工作日交通量2某双向道路，两个方向的交通量分别为某双向道路，两个方向的交通量分别为400辆辆/小时和小时和600辆辆/小时，该道路的方向不均匀系数小时，该道路的方向不均匀系数Kd应为（应为（）A40%B60%C50%D66.7%1交通量的定义是什么？如何表达？有何用途？交通量的定义是什么？如何表达？有何用途？2什么叫高峰小时系数？如何计算确定？有何用途？什么叫高峰小时系数？如何计算确定？有何用途？思思 考考 题题 中中 原原 工工 学学 院院 交通工程概论交通工程概论计算题计算题1107国道长沙回龙铺观测站1990年的各月交通量如下：月份月份123456交通量交通量162986131694196144197958200431195409月份月份789101112交通量交通量193276103563205441190656205951220723求：求：AADT，各月的月变系数，各月的月变系数K月月