交通工程第二章.pptx

第二章第二章 交通特性分析交通特性分析The Analysis of Traffic Characteristics 交通特性分析是交通工程学的一个基本交通特性分析是交通工程学的一个基本部分，是进行合理的、科学的交通规划、设部分，是进行合理的、科学的交通规划、设计、运营、管理的前提和基础。主要包括两计、运营、管理的前提和基础。主要包括两部分：部分：交通系统各要素自身特性和交通流特交通系统各要素自身特性和交通流特性。性。1.驾驶员的任务和要求驾驶员的任务和要求 任务：任务：实现人员和货物空间上的转移；实现人员和货物空间上的转移；要求：要求：高度的社会责任感，良好的职业高度的社会责任感，良好的职业道德、身体素质、心理素养，熟练的驾驶技道德、身体素质、心理素养，熟练的驾驶技术。术。2.驾驶员的信息处理过程驾驶员的信息处理过程第一节第一节 道路交通三要素特性道路交通三要素特性驾驶员的交通特性第一节第一节 道路交通三要素特性道路交通三要素特性驾驶员的交通特性第一节第一节 道路交通三要素特性道路交通三要素特性驾驶员的交通特性3.驾驶员的生理、心理特性驾驶员的生理、心理特性（1）视觉特性：视力、视野、色感。）视觉特性：视力、视野、色感。（2）反应特性：从感知判断开始制动，到）反应特性：从感知判断开始制动，到制动发生效力全部时间通常按制动发生效力全部时间通常按2.53.0s计算。计算。（3）心理特点和个性特点：动机、素养、注意）心理特点和个性特点：动机、素养、注意力、智力、情绪、成熟性、知识性、条件反应等力、智力、情绪、成熟性、知识性、条件反应等4.疲劳驾驶与酒后驾驶疲劳驾驶与酒后驾驶第一节第一节 道路交通三要素特性道路交通三要素特性乘客交通特性1.乘客的交通需求心理乘客的交通需求心理 省时、省钱、省力、安全、方便、舒适省时、省钱、省力、安全、方便、舒适2.乘客反应乘客反应（1）横向力系数：最小圆曲线半径和缓和曲线）横向力系数：最小圆曲线半径和缓和曲线长度；长度；（2）路面状况：产生晕车（头晕、恶心）；）路面状况：产生晕车（头晕、恶心）；（3）道路美学：消除时间长产生的烦躁情绪；）道路美学：消除时间长产生的烦躁情绪；（4）时间和空间：乘车拥挤和出行时间。）时间和空间：乘车拥挤和出行时间。第一节第一节 道路交通三要素特性道路交通三要素特性乘客交通特性1.乘客的交通需求心理乘客的交通需求心理 省时、省钱、省力、安全、方便、舒适省时、省钱、省力、安全、方便、舒适2.乘客反应乘客反应（1）横向力系数：最小圆曲线半径和缓和曲线）横向力系数：最小圆曲线半径和缓和曲线长度；长度；（2）路面状况：产生晕车（头晕、恶心）；）路面状况：产生晕车（头晕、恶心）；（3）道路美学：消除时间长产生的烦躁情绪；）道路美学：消除时间长产生的烦躁情绪；（4）时间和空间：乘车拥挤和出行时间。）时间和空间：乘车拥挤和出行时间。第一节第一节 道路交通三要素特性道路交通三要素特性乘客交通特性3.社会影响社会影响 上下班时间过长、多次换乘、过分的拥挤会造上下班时间过长、多次换乘、过分的拥挤会造成旅途疲劳、心理压力和情绪烦躁，会影响家庭成旅途疲劳、心理压力和情绪烦躁，会影响家庭和睦、同事矛盾、和陌生人纠纷、对社会不满。和睦、同事矛盾、和陌生人纠纷、对社会不满。在世界范围内，现代大城市的交通拥在世界范围内，现代大城市的交通拥挤已经成为一个令人关注的社会问题。挤已经成为一个令人关注的社会问题。第一节第一节 道路交通三要素特性道路交通三要素特性行人交通特性1.行人交通流特性行人交通流特性 行人速度、流量、密度、行人占有空间等。行人速度、流量、密度、行人占有空间等。2.行人交通特征及相关因素行人交通特征及相关因素 年龄、性别、目的、文化素养、区域、心境、年龄、性别、目的、文化素养、区域、心境、街景、交通状况等街景、交通状况等第一节第一节 道路交通三要素特性道路交通三要素特性车辆交通特性1.设计车辆尺寸设计车辆尺寸 车辆类型车辆类型长长总宽总宽总高总高前悬前悬车距车距后悬后悬小客车小客车61.820.83.81.4载重汽车载重汽车122.541.56.54鞍式汽车鞍式汽车162.541.24+8.82第一节第一节 道路交通三要素特性道路交通三要素特性车辆交通特性2.动力性能动力性能（1）车速：最高车速、最小稳定速度等；）车速：最高车速、最小稳定速度等；（2）加速性能：加速度和加速时间；）加速性能：加速度和加速时间；（3）爬坡能力：最大爬坡度。）爬坡能力：最大爬坡度。第一节第一节 道路交通三要素特性道路交通三要素特性车辆交通特性3.制动性能制动性能（1）制动效能：制动距离）制动效能：制动距离（2）制动效能的热稳定性制动效能的热稳定性（3）制动时汽车的方向稳定性制动时汽车的方向稳定性第一节第一节 道路交通三要素特性道路交通三要素特性1.路网密度路网密度 路网密度是衡量道路设施数量的一个基本指路网密度是衡量道路设施数量的一个基本指标，标，一个区域的路网密度等于该区域内道路总长一个区域的路网密度等于该区域内道路总长除以该区域的总面积。除以该区域的总面积。路网密度要与经济发展水路网密度要与经济发展水平和交通需求相适应。（交通规划）平和交通需求相适应。（交通规划）2.道路结构道路结构基本部分：路基、路面、桥涵等基本部分：路基、路面、桥涵等附属部分：边沟、挡墙、盲沟等附属部分：边沟、挡墙、盲沟等（路基路面工程、桥梁工程）（路基路面工程、桥梁工程）道路交通特性第一节第一节 道路交通三要素特性道路交通三要素特性3.道路线形道路线形 道路的空间三维结构，主要包括平面线形、道路的空间三维结构，主要包括平面线形、纵断面线形和横断面线形。（道路勘测设计）纵断面线形和横断面线形。（道路勘测设计）4.道路网布局道路网布局公路网布局：放射形、三角形、并列形、树叉形公路网布局：放射形、三角形、并列形、树叉形城市道路网布局：方格网式、环形放射式、自由城市道路网布局：方格网式、环形放射式、自由式、组合式式、组合式道路交通特性第一节第一节 道路交通三要素特性道路交通三要素特性1.交通设施中那些情况考虑了驾驶员的交交通设施中那些情况考虑了驾驶员的交通特性？通特性？2.道路建设那些方面考虑了汽车的交通特道路建设那些方面考虑了汽车的交通特性？性？讨论题目第二节第二节 交通量基本特性交通量基本特性交通量的定义 交通量是指在选定的时间段内，通过交通量是指在选定的时间段内，通过道路某一地点、某一断面或某一车道的交道路某一地点、某一断面或某一车道的交通实体数。通实体数。一般不加说明是指：来往两个一般不加说明是指：来往两个方向的机动车交通量。方向的机动车交通量。交通量随时间和空间发生变化，具有时空分交通量随时间和空间发生变化，具有时空分布特征。布特征。第二节第二节 交通量基本特性交通量基本特性交通量的定义 交通量的表达方式：交通量的表达方式：(1)ADT：Average Daily Traffic;(2)AADT:Annual Average Daily Traffic;(*)(3)MADT:Month Average Daily Traffic;(4)WADT:Week Average Daily Traffic;第二节第二节 交通量基本特性交通量基本特性交通量的时间分布1.交通量的月变化交通量的月变化第二节第二节 交通量基本特性交通量基本特性交通量的时间分布2.交通量的周变化或日变化交通量的周变化或日变化第二节第二节 交通量基本特性交通量基本特性交通量的时间分布3.交通量的时变化交通量的时变化第二节第二节 交通量基本特性交通量基本特性交通量的时间分布3.交通量的时变化交通量的时变化（1）高峰小时交通量：）高峰小时交通量：一日内以小时计的交通量一日内以小时计的交通量的最高值，是影响道路交通畅通的一个重要因素。的最高值，是影响道路交通畅通的一个重要因素。常用常用高峰小时流量比高峰小时流量比来描述高峰小时交通量的特来描述高峰小时交通量的特征。征。（2）高峰小时系数）高峰小时系数PHF：高峰小时交通量与高峰高峰小时交通量与高峰小时内某一时段的交通量扩大为高峰小时的交通小时内某一时段的交通量扩大为高峰小时的交通量之比。（量之比。（PHF5，PHF15）第二节第二节 交通量基本特性交通量基本特性交通量的空间分布1.地域分布地域分布 东南沿海、南部中部西部之间交通量东南沿海、南部中部西部之间交通量有明显差别；有明显差别；2.城乡分布城乡分布 特大城市大城市中小城市之间有明显特大城市大城市中小城市之间有明显差别；差别；第二节第二节 交通量基本特性交通量基本特性交通量的空间分布3.方向分布方向分布 方向分布系数：主要方向交通量方向分布系数：主要方向交通量/双向交通量双向交通量4.车道分布车道分布 超车道行车道之间差别。超车道行车道之间差别。第二节第二节 交通量基本特性交通量基本特性交通量的构成特性1.公路交通量构成公路交通量构成 小客车、大客车、小货车、大货车、拖拉机等小客车、大客车、小货车、大货车、拖拉机等2.城市出入道路交通量构成城市出入道路交通量构成 城市道路和公路的过渡路段城市道路和公路的过渡路段3.城市道路的交通量构成城市道路的交通量构成 大小客车、小货车、自行车、助力车等大小客车、小货车、自行车、助力车等 （阜新：神牛）（阜新：神牛）第二节第二节 交通量基本特性交通量基本特性设计小时交通量1.第第30位最高小时交通量位最高小时交通量30HV 将一年中测得的将一年中测得的8760个小时交通量，从大个小时交通量，从大到小排列，排在第到小排列，排在第30位的那个小时的交通量。位的那个小时的交通量。这样满足这样满足99.67时间的交通需求，拥挤时间时间的交通需求，拥挤时间仅占仅占0.33，经济合理。，经济合理。2.设计小时交通量系数设计小时交通量系数K 第第30位小时交通量与年平均日交通量之间位小时交通量与年平均日交通量之间的比值，一般较为稳定，在的比值，一般较为稳定，在1218之间。之间。本节重点：本节重点：1.交通量定义交通量定义2.几种交通量的表达方式几种交通量的表达方式3.设计交通量设计交通量4.交通量的时变交通量的时变第三节第三节 行车速度特性行车速度特性基本定义1.地点车速（地点车速（Spot speed）2.行驶速度（行驶速度（Running speed）3.运行速度（运行速度（Operating speed）4.行程速度（行程速度（Overall speed）5.临界速度（临界速度（Critical speed）6.设计车速设计车速（Design speed）第三节第三节 行车速度特性行车速度特性基本定义设计车速：设计车速：在道路交通和与气候条在道路交通和与气候条件良好的情况下，汽车行驶仅受道路物件良好的情况下，汽车行驶仅受道路物理条件限制时，具有中等技术的驾驶员理条件限制时，具有中等技术的驾驶员能保持安全舒适的最大行驶速度。作为能保持安全舒适的最大行驶速度。作为道路线形几何设计的标准。道路线形几何设计的标准。第三节第三节 行车速度特性行车速度特性统计分布特性第三节第三节 行车速度特性行车速度特性统计分布特性第三节第三节 行车速度特性行车速度特性统计分布特性中位车速：中位车速：也称也称50位车速，该路位车速，该路段上该速度以下行驶的车辆数与该速度段上该速度以下行驶的车辆数与该速度以上行驶的车辆数相等。以上行驶的车辆数相等。85（15）车速：）车速：在该路段行驶在该路段行驶的所有车辆中，有的所有车辆中，有85（15）的车辆）的车辆在该速度以下行驶，只有在该速度以下行驶，只有15（85）的车辆行驶速度高于此值。的车辆行驶速度高于此值。这两个速度这两个速度经常被用作最高和最低限制车速。经常被用作最高和最低限制车速。第三节第三节 行车速度特性行车速度特性时间/空间平均车速时间平均车速：时间平均车速：在单位时间内测得在单位时间内测得的通过道路某断面各车辆的的通过道路某断面各车辆的点速度，点速度，这这些点速度的些点速度的算术平均值算术平均值，即为该断面的，即为该断面的时间平均车速。（点速度）时间平均车速。（点速度）第三节第三节 行车速度特性行车速度特性时间/空间平均车速空间平均车速：空间平均车速：行驶与道路某一特行驶与道路某一特定长度（）内的全部车辆的车速分布定长度（）内的全部车辆的车速分布的平均值，数值等于的平均值，数值等于地点车速地点车速观测值的观测值的调和平均值调和平均值。（线速度）。（线速度）第三节第三节 行车速度特性行车速度特性时间/空间平均车速时间平均车速和空间平均车速换算关系：时间平均车速和空间平均车速换算关系：回归分析关系：回归分析关系：第三节第三节 行车速度特性行车速度特性影响车速因素讨论题目：讨论题目：影响行车速度的因素有哪些？影响行车速度的因素有哪些？（温馨提示：从道路条件、交通条件、（温馨提示：从道路条件、交通条件、驾驶技术、环境条件几方面考虑）驾驶技术、环境条件几方面考虑）第四节第四节 交通密度特性交通密度特性交通密度的定义 交通密度（交通密度（Density）：）：单位长度单位长度的道路上，在某一瞬间的车辆总数。的道路上，在某一瞬间的车辆总数。（宏观参数）（宏观参数）计算公式：单位：辆计算公式：单位：辆/km交通密度：交通密度：双向双向车流密度：车流密度：单向单向第四节第四节 交通密度特性交通密度特性车头间距 车头间距（车头间距（Spacing）：）：同一车道同一车道同一方向车流的前后两辆车之间在某同一方向车流的前后两辆车之间在某一瞬时的间隔距离。（微观参数）一瞬时的间隔距离。（微观参数）表示符号：单位：表示符号：单位：m/辆辆平均车头间距：平均车头间距：第四节第四节 交通密度特性交通密度特性车头时距 车头时距（车头时距（Headway）：）：同一车道同一车道同一方向的一列车队连续行驶前后两同一方向的一列车队连续行驶前后两相邻车的车头通过某一断面的时间间相邻车的车头通过某一断面的时间间隔。（微观参数）隔。（微观参数）表示符号：单位：表示符号：单位：s/辆辆平均车头间距：平均车头间距：第四节第四节 交通密度特性交通密度特性临界密度和阻塞密度 临界密度：临界密度：在最佳车速时达到最大在最佳车速时达到最大流量时的交通密度，又称最佳密度。流量时的交通密度，又称最佳密度。表示符号：表示符号：阻塞密度：阻塞密度：车速近似于零，流量亦车速近似于零，流量亦接近于零时的交通密度。接近于零时的交通密度。表示符号：表示符号：第四节第四节 交通密度特性交通密度特性交通密度的分布特性 空间占有率：空间占有率：在某一瞬间，一定的观在某一瞬间，一定的观测路段长度内行驶的车辆总长度占该观测测路段长度内行驶的车辆总长度占该观测路段长度的百分比。路段长度的百分比。表示符号：表示符号：除了交通量有关，还与车辆长度和空间平均车速有关除了交通量有关，还与车辆长度和空间平均车速有关 第四节第四节 交通密度特性交通密度特性交通密度的分布特性 时间占有率：时间占有率：在某一时段内，车辆通过在某一时段内，车辆通过某一断面的累计时间占该时段的百分比。某一断面的累计时间占该时段的百分比。表示符号：表示符号：第五节第五节 交通流三参数的相互关系交通流三参数的相互关系基本关系第五节第五节 交通流三参数的相互关系交通流三参数的相互关系1934年，年，Greenshields提出的线形关系：提出的线形关系：速度与密度关系第五节第五节 交通流三参数的相互关系交通流三参数的相互关系1959年，年，Greenberg提出提出交通密度大交通密度大时的时的对数关系模型：对数关系模型：速度与密度关系1961年，年，Underwood提出提出交通密度小交通密度小时时的指数关系模型：的指数关系模型：第五节第五节 交通流三参数的相互关系交通流三参数的相互关系流量与密度关系根据根据Greenshields的线形关系和基本关系：的线形关系和基本关系：第五节第五节 交通流三参数的相互关系交通流三参数的相互关系流量与速度关系根据根据Greenshields的线形关系和基本关系：的线形关系和基本关系：