交通工程整套课件电子教案.ppt

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,書式設定,書式設定,第,2,第,3,第,4,第,5,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,交通工程,第一章 绪论,本章要求,：,掌握交通工程定义，了解交通工程学的产生与发展进程，明确本课程的教学内容及重点。,第一章 绪论,第一节 交通工程的定义,第二节 交通工程学的发展,第三节 交通工程学的内容,第四节 我国交通工程学的发展,第一节 交通工程的定义,一、交通工程定义,交通工程,研究目的：探讨如何安全、迅速、舒适、经济的完成运输任务,研究内容：详见第三节,研究对象,：驾驶员、行人、车辆、道路和交通环境,之间的关系，不是单独某一项。,一、交通工程定义,交通工程,：,是研究交通规律及其应用的一门技术学科，属应用范畴。,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。,交通工程学是通过交通调查、规划、设计、运营、管理的相关理论和方法的研究及有关设施、装备的配置和相关法律、法规的制订使得交通的发生、发展、分布、方式划分及运行和停驻的规律更加符合人们安全、高效、快捷、舒适、方便、经济的要求，同时满足人、环境、能源的协调可持续发展的一门工程技术学科。,第一节 交通工程的定义,二、其它定义,ITE,：,1970,年年鉴中（美国交通工程师学会）,交通工程是工程学的一个分支，它研究道路的规划、几何设计、交通运营、道路网、终点站及其毗连地带与各种交通方式之间的关系，以达到客货运输安全、有效和方便。,1983,年：交通工程学是运输工程学的一个分支，,英国：道路工程学中研究交通用途与控制、交通规划、线形设计的那一部分叫交通工程学。,前苏联：交通工程是交通过程的规律和交通对道路结构、人工构造物的影响的科学。,还有一种通俗的说法：因为交通工程研究的对象是人（驾驶员、行人、乘客）、车（机动车、非机动车）、路（公路、城市道路），所以有人说交通工程学是研究人车路的科学。,第二节 交通工程学的发展,一、交通工程学的产生,1930,年，美国交通工程师学会的成立。,标志,二、交通工程学的发展,伴随着汽车工业和道路交通事业发展而发展起来。,二、交通工程学的发展,美国哈佛大学率先于,1926,年设立交通工程专业，,1930,年美国成立交通工程师协会。,20,世纪,30,年代：交通工程学创立的初期，主要从事交通管理工作，如设立交通标志，安装手动信号灯，路面划线等。,20,世纪,40,年代：交通工程的内容增添了交通调查、交通规划的内容。,20,世纪,50,年代：道路通行能力问题、线形设计、立体设计、停车问题就成了交通工程师的研究课题。,二、交通工程学的发展,20,世纪,60,年代：,“,汽车化,”,提出了综合治理交通的设想，倡导,“,渠化交通,”,，出现了交通规划组织。,到,20,世纪,70,年代：,“,能源危机,”,研究重点放在拟定合理的交通规划，减少不必要的客流，缩短行程，提倡步行，恢复公交，给汽车选择最佳路线，同时加强防治交通对环境造成的危害。,20,世纪,80,年代：创建新交通体系，新型车辆，实现交通新体系于交通管理自动化、电脑化。,二、交通工程学的发展,20,世纪,90,年代：管理现代化，综合交通规划。,21,世纪以来：研究智能运输系统（,Intelligent Transport Systems,，,ITS,）和研究构建基于可持续发展的一体化综合交通运输系统。,交通影响分析,第三节 交通工程学的内容,一、交通特性,人的交通特性,驾驶人的交通特性；,行人的交通特性；,乘客的交通特性。,车辆的交通特性,道路的交通特性,交通流特性,第三节 交通工程学的内容,二、交通调查,交通量、车速、行车延误调查、交通起讫点调查（,OD,调查）。,三、交通流理论,交通流理论是研究各种不同密度的交通流特性与其表达参数之间的关系，包括概率论、流体力学理论、跟驰理论、排队论等。,四、道路通行能力,路段通行能力、交叉口通行能力。,第三节 交通工程学的内容,五、交通规划,交通规划是研究交通的发展与人口增长的关系，即寻求运输供应和交通需求之间的平衡关系。,依规划范围内容不同分为：,综合交通规划（区域）,路网规划（道路交通规划）,具体设施规划（如剧院、饭店前的停车场的规划）,第三节 交通工程学的内容,六、停车设施规划与设计,研究车辆和出行的分布规律，研究如何选取停车场的位置，并规划停车场的合理规模。考虑如何合理布置停车场的车位，使停车场用地得到最大限度地利用；考虑如何制定与交通需求管理相适应的停车政策，才能以停车为手段促进人们出行行为的理性发展。,第三节 交通工程学的内容,七、交通管理与控制,控制,：,执法：规则、条例,1999,年，,GB5768,1999,道路交通标志和标线,。,交通控制设备：点、线、面,研究采用何种设施（措施）的标准,管理,：,研究组织、指挥、控制及管理交通的方法、措施、设备，以充分发挥路网及道路与交叉口的潜力，保证交通安全通畅。,第三节 交通工程学的内容,八、交通安全,交通安全研究的是交通事故的定义、分类、表达方式、变化规律、影响因素、交通事故生成机理以及安全保障措施等。,九、道路交通环境的保护,振动，噪声和机动车排气对大气的污染，已构成社会公害。,第四节 我国交通工程学的发展,一、交通调查,道路交通调查,居民出行调查,二、交通规划,交通规划理论与方法,国道网规划,城市交通规划,三、交通管理与控制,交通管理,城市交通控制,四、其他方面,北京市现状问题,停车,拥挤的交通,交通增长,环境,停车,拥挤的交通,拥挤的交通,难以行走的人行道,交通增长,混乱,混乱,拥堵,机动车保有量增长,机动车保有量增长,北京市区道路现状交通量示意图,NOx,NOx,交通噪音污染,交通噪音,交通问题的主要成因,城市规划的不当：土地使用性质、人口的分布不当；,交通规划不当：交通设施规模、设施分布（空间分布）、设施结构（不同规格的设施）、交通系统结构（公共交通和个体交通、大容量交通和小容量交通系统结构）不当；,交通设施的设计不当：不重视交通功能的交通设施设计，土木工程为主的设施设计；,交通设施的使用不当：城市管理和交通管理的技术和手段迟后；,交通政策的不当：不当的决策过程和建设与投资政策，影响上述工作的合理化，影响投资与运营效益的发挥。,交通工程专业建设,同济大学（,杨佩昆,、,徐慰慈,、杨晓光、杨东援）；,东南大学（,徐吉谦,、王炜、黄伟）；,长安大学（,赵恩棠,、,张树声,、,严宝杰,、周伟）；,北京工业大学（,肖秋生,、,任福田,、刘小明）；,吉林大学（,杨兆升,、,李江,、王殿海）；,清华大学（,史其信,、陆化普、缪立新）。,参考书目,1.,交通工程学,任福田等，人民交通出版社，,2003,年,2.,交通工程总论,徐吉谦等，人民交通出版社，,2003,年,3.,交通工程学,王炜等，东南大学出版社，,2000,年,4.,道路工程,徐家钰，程家驹，同济大学出版社，,1995,年,5.Traffic&Highway Engineering,Nicholas J.Garber,Lester A.Hoel,2002,6.Transportation Engineering:Planning and Design,Paul H.Wright,Norman J.Ashford,1998,7.HCM2000,Federal Highway Administration,2001,第二章 人的交通特性,道桥教研室,第二章 人的交通特性,本章要求,：,重点掌握驾驶员的交通特性,视觉特性、听觉特性、疲劳、注意、反应特性、饮酒与驾驶以及驾驶员的差异等内容。自学：行人交通特性及乘客交通特性。,第二章 人的交通特性,第一节 概述,第二节 驾驶人的交通特性,第三节 行人的交通特性,第四节 乘客的交通特性,第一节 概述,一,.,人、车、路是组成交通的基本要素,二,.,交通工程中各个领域都与人的特性有关,三,.,驾驶人的交通特性（重点）；行人的交通特性；乘客的交通特性。,第二节 驾驶人的交通特性,一、概述,二、视觉特性,三、听觉特性,四、反应特性,五、注意,六、疲劳,七、饮酒与驾驶,八、动态判断,九、驾驶人的差异,十、影响驾驶人特性的外界因素,第二节 驾驶人的交通特性,一、概述,驾驶员的心理活动,驾驶员的心理特征,感觉,知觉,深知觉,对驾驶员的要求,第二节 驾驶人的交通特性,二、视觉特性,1.,视觉,2.,视力,3.,视力适应,4.,耀眼,5.,色视觉,6.,视野,7.,视觉敏锐度,8.,错觉,第二节 驾驶人的交通特性,二、视觉特性,1.,视觉,：外界刺激经过视觉器官在大脑深处引起的生理反应。,二、视觉特性,2.,视力,：,眼睛分辨两物点之间最小距离的能力，是驾驶人本身固有特性。,静视力,：我国规定：,0.7,以上；或,0.4,，矫正,0.7,以上，无红、绿色盲。,动视力,：在行车过程中的视力，比静视力小。随着车速增大，视力明显下降。也随着年龄增大而下降。,夜间视力,：受某些因素影响，位于明亮地方的物体容易被人发现，位于黑暗地方的物体不易被发现。,二、视觉特性,3.,视力适应,由明处暗处，眼睛习惯，视力恢复的过程（瞳孔放大）,暗适应,（,t,长）,由暗处明处，眼睛习惯，视力恢复的过程（瞳孔收缩）,明适应,（,t,短）,进入隧洞,二、视觉特性,4.,耀眼,强光线形成的视觉障碍；,夜间行车，对向来车前灯强光照射，由眩光产生，使人视力下降；,措施：防眩板；,“,消失,”,现象。,二、视觉特性,5.,色视觉,不同颜色对驾驶员产生不同的生理心理作用。,从远处辨认颜色的顺序：红、黄、绿,交通标志的颜色,二、视觉特性,6.,视野,两眼注视某一目标，注视点两侧可以看到的范围。,静视野,：,头部固定，眼球固定，同时能看到的范围。,动视野,：,头部固定，眼球不固定（自由转动），同时能看到的范围。,驾驶员的视野与,V,有密切关系：,“,隧洞视,”,行车速度,(km/h),注视点在车前方,(m),视野,40,183,90100,72,366,6080,105,610,40,二、视觉特性,7.,视觉敏锐度,分辨细小的或遥远的物体或物体细部的能力；,视线偏角：视轴与字体方向的夹角；,辨别字母的能力随视线偏角的增大很快降低。,二、视觉特性,8.,错觉,对外界事物不正确的知觉；,小偏角圆曲线问题；,标准：我国,7,，美,5,，德,620,，,前苏,10,，日本,7,。,三、听觉特性,物体振动发出音波，音波作用于听器官引起听觉。,1,、定义,2,、关系：收听声音信息,全聋与不聋比较,3,、标准：,90dB,听力保护最大值。,四、反应特性,1,、定义：是回答某种刺激所产生的动作；,2,、分类,：,四、反应特性,3,、反应时间,驾驶员感知信号，经过辨识、判断、采取行动、动作生效这些动作所需的时间。,4,、影响因素,五、注意,1,、定义：对既定目标产生的方向性意识。即驾驶员在操纵汽车时，对行将出现的交通情况产生方向性意识。,2,、与事故关系,3,、保持注意力稳定,六、疲劳,1,、定义：因驾驶产生的心理、生理机能的,失调。,2,、对驾驶影响,:,作业粗、反应迟钝、对高度距离速度判断失误,3,、测定方法,七、饮酒与驾驶,1,、饮酒对人的影响,2,、酒后开车所产生事故的特点,3,、饮酒鉴别：酒精检测仪,50,微克,/,升,1h,后,110,微克,/,升（饮酒）,250,微克,/,升,1h,后,550,微克,/,升（酗酒）,八、动态判断,在动态状态下对距离和速度的知觉,判断：距离、速度、高度、宽度,如：,九、驾驶人的差异,性别差异：,年龄差异：,气质：,十、影响驾驶人特性的外界因素,道路条件：线形设计是否合理,车辆条件：结构、尺寸、仪表位置、操纵,系统、安全设备,环境条件：标志布设、干扰点（路旁）等,自学,第三节 行人的交通特性,第四节 乘客的交通特性,作业：习题集：,P1,第二章、,1.3.4,第三章 交通量调查,土交学院道桥教研室,第三章 交通量调查,本章要求,：,讲述交通量的概念，空间及时间分布特性，调查交通量的方法，交通量的换算问题及交通量的表示方法。要求学生掌握交通量的定义，分布特性，能够制定交通调查方案，解决调查中可能会出现的各种问题，以及调查数据的处理，统计工作。,第三章 交通量调查,第一节 交通量的定义,第二节 交通量的分布特性,第三节 交通量的调查方法,第四节 交通量资料的换算,第五节 交通量的表示方法,第一节 交通量的定义,一、交通量,：,选定时段内通过道路某地点或某断面的交通体（物）的数量。,二、年平均日交通量（,AADT,）,：,全年交通量总和，除以全年总天数，所得平均值即为,AADT,。单位：辆,/d,第一节 交通量的定义,三、平均日交通量（,ADT,）,：,观测期间的车辆总数，除以观测天数，所得平均值即为,ADT,。单位：辆,/d,1n19,座的客车和载重量,2t7t,的货车,大型车,2.0,载重量,7t14t,的货车,拖挂车,3.0,载重量,14t,的货车,第四节 交通量资料的换算,三混合交通量换算成当量交通量,城市道路设计规范规定车种换算系数（,CJJ 37,1990,）,车 型,小汽车,普通汽车,铰接汽车,路段上换算系数,1.0,1.5,2.0,环形交叉口换算系数,1.0,1.4,2.0,信号交叉口换算系数,1.0,1.6,2.5,第五节 交通量的表示方法,一、汇总表,二、柱状图,第五节 交通量的表示方法,三、曲线图,第五节 交通量的表示方法,四、交叉口流量流向图,第五节 交通量的表示方法,五、路网流量图,第五节 交通量的表示方法,六、区域进出交通量示意图,第五节 交通量的表示方法,七、交通负荷空间分布图,路网交通负荷空间分布图,第五节 交通量的表示方法,七、交通负荷空间分布图,路口交通负荷空间分布图,第四章 车速调查,道桥教研室,第四章 车速调查,本章要求,：,掌握各种车速的定义，时间平均车速与区间平均车速的区别与联系，掌握并会实施地点车速的调查方法，包括调查地点、时间的选取，调查方案的确定实施，数据的采集及地点车速资料的整理，掌握区间车速的调查方法,流动车法、车牌号对照法、跟车法、驶入驶出量测法，了解影响车速的主要因素及车速资料的应用。,第四章 车速调查,第一节 概述,第二节 地点车速调查,第三节 地点车速资料整理,第四节 区间车速的观测,第一节 概述,一、地点车速（瞬时车速）,1.,定义：车辆驶过道路某断面时的瞬时速度，称地点车速或瞬时车速或点速度。,或,v,、,V,地点车速，,m/s,或,km/h,；,L,短观测段的距离（其长度以车辆驶,过的平均时间一般为,2s,3s,），,m,；,t,车辆驶过距离,L,的时间，,s,。,第一节 概述,一、地点车速（瞬时车速）,2.,表示方法,频率分布曲线,累计频率分布曲线,第一节 概述,一、地点车速（瞬时车速）,2.,表示方法,15%,位车速,（最低限速）,中位车速,85%,位车速,（最高限速）,第一节 概述,二、行程速度,车辆通过某段路程的长度与所用的行程时间（总时间）之比。,行程时间（总时间）包括：行驶时间,+,中途停车损失时间,三、行驶速度,车辆通过某段路程长度与有效行车时间（行驶时间）之比。,第一节 概述,四、运行（营）速度,中等水平的驾驶员在良好的气候条件下所能安全行驶的最大速度。一般指公交，时间：行驶时间,+,停靠时间,+,首末站掉头时间。,五、设计车速,计算道路几何尺寸时所依据的车速。即：受道路设计特点控制时所能保持的最大安全车速。,第一节 概述,六、时间平均车速和区间平均车速,1.,时间平均速度,车辆通过道路某断面时，观测时间内地点车速观测值的算术平均值。,”,点速度”,式中：,时间平均车速，,km/h,；,第,i,辆车的地点车速，,km/h,；,观测时间内观测的车辆数。,第一节 概述,六、时间平均车速和区间平均车速,2.,区间平均速度,在某一瞬间，行驶于道路某一特定长度内的全部车辆车速分布的平均值。当观测长度一定时，其数值为地点车速观测值的调和平均值。,”,线速度”,(km/h),第一节 概述,六、时间平均车速和区间平均车速,3.,两者的数学关系,时间 区间,区间 时间,回归模型,第二节 地点车速调查,一、调查的主要目的,1,掌握某地点车速分布规律及变化趋势,2,作为改善道路的依据,3,用于交通事故分析,4,前后对比分析判断交通改善措施的成效,5,确定道路限制车速,6,设置交通标志的依,第二节 地点车速调查,二、调查地点,公路,：直线段（视野条件好），,i=0,，不靠近路口，路边无开发的畅行地段。,城市道路,：路口区间，没路边停车，不受胡同出入车辆和行人的影响。,指定地点,：经常发生事故地点；拟限制车速地点；拟设标志地点,不受上述要求的限制。,第二节 地点车速调查,三、调查时间,气候良好，交通情况正常的日子。调查具体时间取决于调查目的。,为了调查车速限制，收集基础数据，应选择在非高峰时间。,对比：相同时段。,第二节 地点车速调查,四、调查方法,一般情况下是测量驶过已知距离的时间。,1.,人工法：这是最常用的一种方法。首先在拟调查的路段上选一很短的距离,L,，其长度根据交通流的平均车速可按下表选取。,地点车速调查的推荐行程长度,L,（,m,）,车流平均车速（,km/h,）,行程长度,L(m),65,75,第二节 地点车速调查,四、调查方法,1.,人工法,3,名调查员,1,人：起点挥旗,1,人：终点秒表,1,人：终点记录,车型,序号,车型,通过时间（,s,）,距离（,m,）,车速（,km/h,）,1,2,第二节 地点车速调查,四、调查方法,1.,人工法,2,车辆检测器法,3,雷达测速仪法,4,光电管法,5,摄影测量法,第二节 地点车速调查,五、样本要求,1.,样本量：为满足统计要求，需要的最少样本量,按下式计算,用于观测,平均车速,的样本量,式中：,n,最小样本量；,E,速度观测值的允许误差（,km/h,），,一般可取,E,2km/h,；,K,不同置信水平对应的系数，见（表,4-2,）；,S,样本总体标准差的估计值（与交通区域和道路类型有关）。,第二节 地点车速调查,五、样本要求：,1.,样本量,置信水平系数,K,值表,表,4-2,样本标准差值,S,值表,表,4-3,置信水平（,%,）,68.3,86.8,90,95,95.5,98.8,99.7,K,1,1.5,1.64,1.96,2,2.5,3,调查区域,平均标准差（,km/h,）,调查区域,平均标准差（,km/h,）,双车道,四车道,双车道,四车道,乡村,8.5,6.8,城市,7.7,7.9,郊区,8.5,8.5,平均值,8.0,8.0,第二节 地点车速调查,五、样本要求：,1.,样本量,例：在一条城市四车道的道路上，希望获得平均车速的容许误差在,2km/h,以内，并具有,95%,置信度的调查，问至少应取多少样本？,解：查表：,E=2km/h S=7.9 K=1.96,即至少应取,60,辆车进行观测。,第二节 地点车速调查,五、样本要求：,1.,样本量,用于观测,百分位车速,的样本量,第二节 地点车速调查,五、样本要求：,1.,样本量,上例中我们关心的是,85%,位车速：,则,即至少应观测,93,辆以上。,第二节 地点车速调查,五、样本要求：,2,、抽样方法,抽样应是随机的，要避开特殊情况，如减速、停车、突然加速等，不要特意抽取高速或者慢速车辆；,当一个车队驶过时，一般只取车头；,当不分车种调查时，样本中各车种所占比例应与其在交通流中比例大体一致。,第三节 地点车速资料整理,一、分组法,组数：,8,20,组距：规则，尽可能取整或取偶,第三节 地点车速资料整理,一、分组法,注意：,组距和组数确定后，下一部就要确定第一组的上、下限，通常只要将原始数据中的最小值包含进第一组即可。,为不使一个数据同时跨越两个分组，各组分界值应是实测值单位,(km/h),下移一位的中值,(0.5km/h),。这样每一实测值可位于一个固定组。,第三节 地点车速资料整理,二、成果,时间平均速度,区间平均速度,众值,极差,样本标准差（均方差）,速度频率分布曲线,速度累计频率分布曲线：,15%,位车速；,中位车速；,85%,位车速。,第三节 地点车速资料整理,二、成果,时间平均速度,式中：,N,总样本量；,第,i,组的频数（观测数）,第,i,组车速的组中值，,km/h,；,第三节 地点车速资料整理,二、成果,区间平均速度,式中：,t,i,中,以时间分组时第,i,组的组中值，,s,观测距离，,m,其它同上。,第三节 地点车速资料整理,二、成果,常见速度（众值）：是频率分布曲线中出现频率最高的那个组的组中值。,如果速度频率分布曲线左右完全对称，则时间平均速度、常见速度（众值）及中位车速均相同。,样本标准差（均方差）,第三节 地点车速资料整理,二、成果,速度频率分布曲线,第三节 地点车速资料整理,二、成果,速度累计频率分布曲线,15%,位车速,27.0km/h,中位车速,36.5km/h,85%,位车速,45.2km/h,第三节 地点车速资料整理,地点车速频率分布表（,p66,例,4.2,）,组区间,（,km/h,）,组中值,V,i,中,（,km/h,）,观测频数,（,f,i,）,观测频率,（,f,i,*,）,累计频数（,F,i,）,累计频率（,F,i,*,）,60,64,62,2,0.67,300,100.00,0.032,124,7688,55,59,57,15,5.00,298,99.33,0.263,855,48735,50,54,52,14,4.66,283,94.33,0.269,728,37856,15,19,17,8,2.67,8,2.67,0.471,136,2312,总计,300,100,8.352,11465,461885,第三节 地点车速资料整理,二、成果,时间平均速度,区间平均速度,第三节 地点车速资料整理,二、成果,常见速度（众值）：,42km/h,样本标准差（均方差）,速度频率分布曲线,、速度累计频率分布曲线,第四节 区间车速的观测,一、调查区间与时间的选择,调查区间,：,一般：交叉口之间无大量出入车辆的路段且区间起、终点选在无交通阻塞处。,交通管理：管辖区域。,评价效果：措施前后均调查，且相同路段。,调查时间,：,上下午高峰，白天、夜晚非高峰。,第四节 区间车速的观测,二、调查方法,流动车法,车辆牌号对照法,跟车法,驶入驶出量测法,第四节 区间车速的观测,二、调查方法,流动车法,如果往返观测过程中均没有出现超过观测车或被观测车超过的现象，则观测车的往返时间、就可以认定为车流的往返平均行程时间。,如果观测车在往返行驶过程中出现了超车与被超车现象，则用下式修正区间行程时间：,第四节 区间车速的观测,二、调查方法,流动车法：接,p45,例,3.6,计算,AB,向的平均行程时间和区间平均速度,第四节 区间车速的观测,二、调查方法,流动车法：接,p45,例,3.6,计算,BA,向的平均行程时间和区间平均速度,第四节 区间车速的观测,二、调查方法,车辆牌号对照法,车辆牌照对照法是在拟调查区间的两端设置调查人员，记录通过车辆的牌照号码及其通过起、终点断面的时刻，以求得区间行程时间，并由此计算出区间平均车速的方法。,P69,例,4.3,第四节 区间车速的观测,二、调查方法,跟车法,跟车法是利用观测车在观测路段紧跟车队往返行驶，除非遇到特殊的车辆，一般允许超车。同时记录下所用的时间，用路段的长度除以该时间即可得到行程速度。,P71,例,4.5,第四节 区间车速的观测,二、调查方法,驶入驶出量测法,在调查区间的两端设调查人员，并另用一试验车通过区间两次，调查人员在试验车第一次通过调查断面时（起点或终点）开始每分钟记录一次通过断面的车辆数，并在试验车第二次通过时结束调查。,试验车记录人员记录通过两断面的时间及超车和被超车次数。然后计算全部被测车辆分别通过两断面的平均时刻，并求算区间平均速度，此法对通过的全部车辆进行调查，其精度极高。,P72,例,4.6,第五章 行车延误调查,道桥教研室,第五章 行车延误调查,本章要求,：,要求掌握行车延误的定义，以及点样本法和抽样追踪法测定交叉口延误的方法。,第五章 行车延误调查,第一节 行车延误定义,第二节 交叉口的延误调查,第一节 行车延误定义,一、基本定义,延误：由于交通摩阻与交通管制引起的时间损失。,由于道路与环境条件、交通干扰以及交通管理与控制设施等驾驶人无法控制的因素所引起的时间损失，以,s/,辆或,min/,辆计。,固定延误（基本延误）：由交通控制装置所引起的延误（与交通流性质无关）。,停车延误：由于偶然原因使车辆处于静止状态而引起的时间延误，停车延误等于停车时间。,第一节 行车延误定义,一、基本定义,行驶延误：除停车外，由于交通运行状态产生的延误。分为加速延误和减速延误。,排队延误：排队时间与车辆畅行通过排队路段的时间之差。,引道延误：引道时间与车辆畅行通过引道延误段的时间之差。,第一节 行车延误定义,一、基本定义,引道延误：,（,-F,）,排队时间：,（,-C,）,停车延误：,（,D-C,）,纵坐标之差,交叉口入口引道上受延误车辆的时间空间关系图,第一节 行车延误定义,二、行车延误的影响因素,车辆的影响,驾驶人的影响,行人和非机动车的影响,道路条件的影响,交通条件的影响,交通负荷的影响,交通控制与管理的影响,道路环境的影响,第二节 交叉口的延误调查,一、调查地点,指定交叉口,经常发生交通阻塞的交叉口,某个交叉口一个或几个引道,二、调查时间,一般高峰时段进行延误调查,早、晚,若：高峰和非高峰对比资料时，还要在非高峰时调查。,前后对比分析：两次调查应具备相似条件，在时间上尽可能保持一致。,第二节 交叉口的延误调查,三、调查方法,1.,点样本法,调查车辆在交叉口引道上的,排队时间,。,1,）样本量要求：,式中：,N,最小样本数；,p,在交叉口入口引道上的停驶车辆百分比，,%,；,K,对应置信度的常数，取值同前。,d,停驶车辆百分比估计值的容许误差，一般为,0.01,到,0.10,。,第二节 交叉口的延误调查,三、调查方法,1.,点样本法,2,）调查方法,每一入口,34,人和一块秒表。,观测员站在停车线附近的路侧人行道上，其中一人持秒表，按预先选定的,时间间隔,（通常为,15s,，根据情况也可以选取其它值，如,20s,）通知另外,23,名观测员，第二名观测员负责清点,停在停车线后面的车数,，记录在表,5-6,中（,P86,），每一个预定的时间间隔就要清点一次。第三名观测员负责清点经过停车通过停车线的车辆数（,停驶数,）和不经过停车通过停车线的车辆数（,未停驶数,），当交通量较大时，可由两名观测员分别清点，每分钟小计一次。,第二节 交叉口的延误调查,三、调查方法,1.,点样本法,3,）调查注意事项,所调查的交叉口为定时信号控制，选定的取样间隔时间应保证,不能被周期长度整除,。否则的话，清点停车数的时间有可能是周期中的某个固定时刻，而失去了抽样的随机性。调查启动（开始）时间应避开周期开始（如绿灯或红灯启亮）时间。,每到一个清点停在入口车辆数的时刻（如,30s,时），要清点停车入口（或拟调查的车道）上的所有车辆，而不管它们在上一个时刻（,15s,时）是否已被清点过。,第二节 交叉口的延误调查,三、调查方法：,1.,点样本法：,4,）调查结果,总延误停在入口处车辆总数,抽样时间间隔，,s,。,每一停驶车辆的平均（停车）延误,每一入口车辆的平均（停车）延误,停驶车辆百分比,停车百分比的容许误差,第二节 交叉口的延误调查,三、调查方法：,1.,点样本法：,p86,例,5.2,总延误,16115,2415,辆,s,；,每一停驶车辆的平均延误,2415/143,=,16.9s,；,每一入口车辆的平均延误,2415/302,8.0s,；,停驶车辆百分比,143/302*100%,=,47.4%,；,取置信度为,90,，则停车百分比容许误差,第二节 交叉口的延误调查,三、调查方法,2.,抽样追踪法（车牌照法）：,调查车辆在交叉口引道上的,引道时间,。,1,）样本要求,式中参数同前。,2,）调查方法,第六章 交通流量、速度、密度三者之间的关系,道桥教研室,第六章,交通流量、速度、密度三者之间的关系,本章要求：,交通流可以看成是一种流体，可以用流量、速度、密度三个参数来表述。要求掌握三者之间的相互关系，明确最佳流量、最佳速度和最佳密度的真正含义及作为划分交通是否拥挤的重要特征值。,第六章,交通流量、速度、密度三者之间的关系,一、概述,二、流量、速度、密度三者之间的关系,一、概述,1.,交通流,交通体组成的粒子流。如同其它流体一样，也可以用流量、速度、密度三个参数来描述。,式中：,Q,流量，辆,/h,K,密度，辆,/,公里,V,区间平均速度，,km/h,一、概述,三维空间曲线投影到二维空间：,（,1,）,Q,m,是,uq,图上的峰值，表示最大流量；,（,2,）,V,m,是流量取最大值（,Q,m,）时的速度；,（,3,）,uk,图上：,k,u,。,k0,时，畅行速度；当 时（,max,），车流水泄不通，,u=0,时，为阻塞密度；,（,4,）对应 时的密度称为最佳密度 。,一、概述,2.,密度：,(1),密度,K,：指道路上车辆密集的程度，即单位长度上的车辆数（某瞬间）。,式中：,N,某瞬间在长度为,L,的路段上行驶的车辆数，辆,L,路段长度，,km,一、概述,2.,密度：,可以用车道表示,某一条车道的密度；,可以用某行车方向的全部车道表示,行车方向密度。,例：长,500m,双向,4,车道，在某一时刻每一车道上有,10,辆车，,则车道密度：,一个行车方向的密度：,一、概述,2.,密度：,(2),车道占用率,在某路段内，车辆占用车道长度总和与该路段长度之比。由于不能用仪器直接测量密度，所以在高速公路监测时，用车道占用率来度量交通密度。,空间占有率：在某瞬间观测路段内行驶车辆占路段长度的百分比。,时间占有率（按时间计算的车道占有率）：在某测定时段内车辆通过某断面,的累计时间与该测定时间之比。,一、概述,2.,密度：,(3),密度测量方法,出入量法,则任一时刻的密度,二、流量、速度、密度三者关系,1.VK,关系,（,Greenshields,模型（线性模型）：,假设线性关系：,y=ax+b(1),；,V=0,K0,认为,K=0,，,(3),代入（,2,）,将 ，代入（,1,）,则：,二、流量、速度、密度三者关系,2,Qk,关系：抛物线关系,二、流量、速度、密度三者关系,当,K=0,Q=0,曲线通过坐标原点。,从,C,点起，,K,增加，,Q,减少，直到,K=K,j,时，,V=0 Q=0,。,由坐标原点向曲线上任一点画矢径。这些矢径的斜率表示矢端的平均速度。,的点，表示不拥挤情况；,的点，表示拥挤情况。,二、流量、速度、密度三者关系,3.VQ,的关系,已知：,导出：,则：,二、流量、速度、密度三者关系,曲线在速度等于零和最大值之间，曲线凸向最大流量形成闭合环线；,过,C,点做平行线（平行,Q,轴）：上部为不拥挤部分，,Q,V,直到,Q=Q,m,，,V=V,m,为止；下部分为拥挤部分：,Q,V,直到,Q=0,，,V=0,为止；,拥挤部分：,不拥挤部分：,二、流量、速度、密度三者关系,二、流量、速度、密度三者关系,当车流密度小于最佳车流密度时，车流处于自由行驶状态，平均车速高。交通量没有达到最大值，密度增大，交通量也增大；当车流密度接近或等于最佳车流密度时，车流出现车队跟驰现象，车速受到限制。各种车辆接近某一车速等速行驶，交通量将要达到最大值；当车流密度大于最佳车流密度时，车流处于拥挤状态，由于车流密度逐渐增大，车速和交通量同时降低，交通发生阻塞，甚至发生停车现象。,二、流量、速度、密度三者关系,例,6.1,在某公路一个观测断面上，用电子秒表观测车头时距，求出每,5min,之内平均车头时距，同时用雷达计速仪观测各车辆车速，求出每,5min,之内的平均车速，其结果见表,6-3,，试分析该路的交通量、车速、密度三者关系。,二、流量、速度、密度三者关系,车头时距：相邻两车的车头通过道路某一断面的时间差。,车头间距：两车头之间的距离。,导出：,第七章 交通流理论,道桥教研室,第七章 交通流理论,本章要求,交通流理论是运用物理学和数学方法来描述交通特性的一门边缘科学。本章重点要求学生掌握交通流的统计分布特性，掌握排队论解决问题的条件；了解跟驰理论和流体力学理论在交通工程上的应用。,第七章 交通流理论,第一节 概述,第二节 交通流的概率统计分布,第三节 排队论,第四节 跟驰理论（自学）,第五节 流体力学模型（自学）,第一节 概述,交通流理论是交通工程学的基础理论,交通流理论是应用数学或物理学原理对交通流的各参数及其之间关系进行定性和定量的分析,强调各种方法导出的结果及其应用而不强调数学或物理学的推导过程,概率统计分布特性、排队理论、跟驰理论和交通流的流体力学理论及其相关应用,第二节 交通流的概率统计分布,一、离散型分布,在一定的时间间隔内到达的车辆数，或在一定的路段上分布的车辆数，是所谓的随机变量，描述这类随机变量的统计规律用的是离散型分布,二、连续型分布,交通流前后车辆的车头时距是连续型的随机变量，其分布规律服从连续型分布,一、离散型分布,1,、泊松分布,2,、二项分布,3,、负二项分布,一、离散型分布,1,、泊松分布,公式：,x=0,，,1,，,2,，,式中：,P(x),在计数周期,t,期间到达,x,辆车的概率；,单位时间的平均到达率，辆,/s,；,t,每个计数周期的持续时间，,s,；,e,自然对数的底，,e=2.71828,。,一、离散型分布,1,、泊松分布,令,m=*t,在计数周期,t,内平均到达的车辆数,则：,当,m,为已知时，可经过上式计算在计数周期,t,内恰好有,x,辆车到达的概率,如：交通量,N=360,辆,/,时，计数周期,t=1,秒,m=360/3600*1=0.1,辆,一、离散型分布,1,、泊松分布,小于,x,辆车到达的概率：,小于等于,x,辆车的的情况：,一、离散型分布,1,、泊松分布,大于,x,辆车的的情况：,；,大于等于,x,辆车的的情况：,；,一、离散型分布,1,、泊松分布,至少是,x,辆但不超过,y,辆的情况：,递推公式：,一、离散型分布,1,、泊松分布,递推公式：当,x1,时，,；,一、离散型分布,1,、泊松分布,适用条件：车流密度不大，车辆间相互影响微小，其它外界干扰因素基本上不存在,车流是随机的。,即：每个计数周期,t,内到达的车辆数不存在任何规律，此时用泊松分布能较好地拟合观测数据。,一、离散型分布,1,、泊松分布,例,1.,设,60,辆车,随机,分布在,4km,长的道路上，求任意,400m,路段上不少于,4,辆车的概率。,解：,t=400m =60/4000=6/400,（辆,/m,）,m=*t=6/400*400=6,辆,或：,400m,一段共,4000/400=10,段,平均每段的车辆数,m=60/10=6,辆,一、离散型分布,1,、泊松分布,例,2.,已知某定时信号灯周期长,60s,，车流量（一个进口方向）