道路工程第三章道路交通流特性及通行能力

道路工程第三章道路交通流特性及通行能力2023/12/27道路工程第三章道路交通流特性及通行能力第一節(jié)概述一、交通流是道路上人流和車流的總稱

二、交通流特性是指在道路交通系統(tǒng)中有關(guān)交通流參數(shù)的定性和定量的特征，以及它們?cè)诓煌臅r(shí)空條件下的變換規(guī)律和相互關(guān)系道路工程第三章道路交通流特性及通行能力三、交通流參數(shù)是指描述和反映一些交通流特性的物理量。主要包括交通量，行車速度，交通密度，交通延誤，車頭時(shí)距，車頭間距，時(shí)間占有率等參數(shù)。其中，交通量、行車速度、交通密度是三大基本參數(shù)道路工程第三章道路交通流特性及通行能力第二節(jié)交通量一、交通量的定義在單位時(shí)間段內(nèi)，通過(guò)道路某一橫斷面的交通實(shí)體的數(shù)量，也稱交通流量，簡(jiǎn)稱流量。一般就是指機(jī)動(dòng)車的交通量，同時(shí)不加說(shuō)明的話一般是指兩個(gè)方向的機(jī)動(dòng)車的交通量。道路工程第三章道路交通流特性及通行能力道路工程第三章道路交通流特性及通行能力二、交通量的表示方法（一）平均日交通量ADT(veh/d)為觀測(cè)期內(nèi)日交通量的平均值。即觀測(cè)期內(nèi)交通量總和與觀測(cè)天數(shù)的比值Qi為觀測(cè)期內(nèi)第i日的交通量，veh/dN為觀測(cè)天數(shù)，d平均每天交通量：AverageDayTraffic

交通工具，車輛：vehicle道路工程第三章道路交通流特性及通行能力（二）年平均日交通量(AADT)

為在一年的觀測(cè)期內(nèi)日交通量的平均值。即一年的交通量的總和與該年總天數(shù)的比值。Qi為觀測(cè)期內(nèi)第i日的交通量，veh/dN為全年的天數(shù)，d，n=365或者366道路工程第三章道路交通流特性及通行能力（三）月平均日交通量(MADT)

為在一個(gè)月的觀測(cè)期內(nèi)日交通量的平均值。即為一個(gè)月的交通量總和與該月總天數(shù)的比值，vdh/dQi為觀測(cè)期內(nèi)第i日的交通量，veh/dN為當(dāng)月的天數(shù)，d，n=28，29，30，31道路工程第三章道路交通流特性及通行能力（四）周平均日交通量(WADT)

為在一周的觀測(cè)期內(nèi)日交通量的平均值。即一周的交通量總和與周天數(shù)的比值。veh/dQi為觀測(cè)期內(nèi)第i日的交通量，veh/d道路工程第三章道路交通流特性及通行能力（五）小時(shí)交通量，為一小時(shí)內(nèi)觀測(cè)的交通量

(1)高峰小時(shí)交通量（PHV）

peakhoursvolume全天交通量最大的那個(gè)小時(shí)叫高峰小時(shí)，該小時(shí)內(nèi)的交通量稱高峰小時(shí)交通量（早/晚高峰小時(shí)交通量）(2)年最大小時(shí)交通量指一年內(nèi)各小時(shí)交通量中最大的一個(gè)小時(shí)交通量(3)年第30位小時(shí)交通量將一年內(nèi)各小時(shí)(24x365=8760h)的交通量，按從大到小的順序排列的第30小時(shí)所對(duì)應(yīng)的交通量。其與年平均日交通量的比值(K)比較穩(wěn)定，常用它作為設(shè)計(jì)小時(shí)交通量。比如(道路寬度，車道數(shù))道路工程第三章道路交通流特性及通行能力（六）交通流率

簡(jiǎn)稱流率，是指將不足一個(gè)小時(shí)觀測(cè)所得的交通量，換算成一個(gè)小時(shí)交通量所的的比值。N為t時(shí)間內(nèi)觀測(cè)到的車輛數(shù)，veht為觀測(cè)時(shí)間，min交通流率主要用于高峰小時(shí)內(nèi)流量的變化分析和對(duì)道路交通能力，服務(wù)水平等的評(píng)價(jià)流率=道路工程第三章道路交通流特性及通行能力

交通量隨時(shí)間和空間變化而變化的現(xiàn)象，稱為交通量的時(shí)空分布特性。交通量隨時(shí)間變化的特性。主要包括交通量的月變化、周變化、小時(shí)變化（用折線圖、直方圖或餅圖等表示）三、交通量的時(shí)間分布特性道路工程第三章道路交通流特性及通行能力道路工程第三章道路交通流特性及通行能力道路工程第三章道路交通流特性及通行能力道路工程第三章道路交通流特性及通行能力道路工程第三章道路交通流特性及通行能力某觀測(cè)站測(cè)得各月的交通量及全年的累計(jì)交通量如下表，試計(jì)算各月的平均日交通量與月變系數(shù)K月月份123456789101112全年合計(jì)全月交通量6578542750671417331777099727827064170951830439166188166781808815161

AADT=2415MADT212215272166244424872426227922892768295729392522K月0.87870.63230.89691.0121.0301.0050.94370.94781.14621.2241.2171.044道路工程第三章道路交通流特性及通行能力(一)月變化：一年內(nèi)各月交通量的變化稱為月變化。以月份為橫坐標(biāo)，月平均日交通量相當(dāng)于年平均日交通量的百分?jǐn)?shù)為縱坐標(biāo)，繪成的曲線圖稱為交通量的月變圖道路工程第三章道路交通流特性及通行能力（二）周變化具體數(shù)據(jù)見P73，表4-2道路工程第三章道路交通流特性及通行能力（三）交通量的小時(shí)變化交通量的小時(shí)變化中，高峰小時(shí)的交通量變化是人們所關(guān)注的，它是交通流特性中的一項(xiàng)重要的指標(biāo)。高峰小時(shí)交通量的變化特征常用高峰小時(shí)流量比和高峰小時(shí)系數(shù)來(lái)描述。

具體數(shù)據(jù)見P74-75表4-3

時(shí)變系數(shù)為各小時(shí)交通量除以全天交通量。高峰小時(shí)流量比為高峰小時(shí)的時(shí)變系數(shù)。道路工程第三章道路交通流特性及通行能力1.高峰小時(shí)流量比。(早/晚)高峰小時(shí)交通量與該天全天交通量之比。2.高峰小時(shí)系數(shù)(PHF)。就是高峰小時(shí)交通量與高峰小時(shí)內(nèi)某一時(shí)段的交通量擴(kuò)大為1小時(shí)的高峰小時(shí)交通量的比值。peakhoursfactor道路工程第三章道路交通流特性及通行能力例題：4-3P76道路工程第三章道路交通流特性及通行能力指交通量隨空間變化的特性。主要包括城鄉(xiāng)分布特性，路段分布特性，方向分布特性和車道分布特性四、交通量的空間分布特性道路工程第三章道路交通流特性及通行能力第三節(jié)行車速度特性行車速度既是道路規(guī)劃設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要指標(biāo)，又是車輛運(yùn)輸效率的一項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)于實(shí)現(xiàn)交通運(yùn)輸安全，迅速，經(jīng)濟(jì)，舒適的目的具有重要的意義。了解和掌握道路上行車速度及其變化規(guī)律，是正確進(jìn)行交通規(guī)劃，道路設(shè)計(jì)，交通控制，運(yùn)輸管理的基礎(chǔ)道路工程第三章道路交通流特性及通行能力一、行車速度分類（一）地點(diǎn)車速指車輛通過(guò)某一地點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)車速。汽車速度表盤指示的速度，雷達(dá)測(cè)速儀測(cè)到的速度均為地點(diǎn)速度（二）行駛速度是指車輛行駛某一區(qū)間的距離與行駛這一區(qū)間距離所需的有效時(shí)間（不包括停車時(shí)間）的比值。行車速度用于評(píng)價(jià)該路段的線行順適應(yīng)和通行能力，也可于成本效益分析道路工程第三章道路交通流特性及通行能力（三）行程車速

指車輛通過(guò)某段路程與車輛通過(guò)該路程所需的總時(shí)間（包括中間停車時(shí)間和延誤時(shí)間，但不包括住宿，修車，停車休息及離開行駛路線以外的時(shí)間）之比。用于評(píng)價(jià)道路的暢通程度（四）設(shè)計(jì)車速

指在道路交通與氣候條件良好的情況下，僅受道路雜技條件限制時(shí)所能保持的最大安全車速。它是道路幾何線形設(shè)計(jì)的依據(jù)道路工程第三章道路交通流特性及通行能力（五）臨界車速指道路通行能力達(dá)到最大時(shí)的車速，對(duì)于選擇道路等級(jí)具有重要的作用道路工程第三章道路交通流特性及通行能力二、行車速度的統(tǒng)計(jì)分布特性道路上車輛的行車速度分布是不均勻的，單用某一個(gè)地點(diǎn)或者某一時(shí)間的速度很難說(shuō)明其速度特性。一般情況下，多用算術(shù)平均值來(lái)表示行車速度。但實(shí)際上算術(shù)平均值的周圍變化很大，分布寬，所以要研究速度的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律。對(duì)行車速度統(tǒng)計(jì)分布特性的研究，一般借助速度頻率分布曲線和累計(jì)頻率分布曲線。道路工程第三章道路交通流特性及通行能力(一)速度頻率分布曲線和累計(jì)頻率分布曲線

將現(xiàn)場(chǎng)測(cè)到的地點(diǎn)車速由大到小排列，然后按一定的組距間隔進(jìn)行分組。各組內(nèi)車輛出現(xiàn)的次數(shù)叫頻數(shù)，各組內(nèi)車數(shù)與車輛總數(shù)的比叫頻率。根據(jù)各組車速中值和相應(yīng)的頻率繪制成的曲線即為速度頻率分布曲線。根據(jù)各組車速中值和相應(yīng)的累計(jì)頻率繪制成的曲線即為地點(diǎn)車速累計(jì)分布曲線道路工程第三章道路交通流特性及通行能力地點(diǎn)車速累計(jì)頻率分布計(jì)算表車速分組組中值頻數(shù)頻率累計(jì)頻率10.0-14.9315.0-19.91020.0-24.92125.0-29.93130.5-39.95435.0-39.94340.0-44.92145.0-49.91050.0-59.9555.0-59.92求和道路工程第三章道路交通流特性及通行能力道路工程第三章道路交通流特性及通行能力道路工程第三章道路交通流特性及通行能力(二)行車速度統(tǒng)計(jì)分布的特征值從速度累計(jì)頻率分布曲線圖就可以分析行車速度統(tǒng)計(jì)分布的特征值

1.中位車速。也稱50%車速，表示在該速度以下行駛的車輛與該速度以上行駛的車輛數(shù)相等。在正態(tài)分布的情況下，中位車速等于平均車速

2.85%位車速。表示所觀測(cè)的車輛中，有85%的車輛行駛在此速度以下，只有15%的車輛行使速度高于此值。因此，為了確定絕大多數(shù)車輛都能遵守的速度，同時(shí)又能最大限度地保證行車安全，在交通管理中，常以85%位車速作為某些路段的最高限制速度道路工程第三章道路交通流特性及通行能力3.15%位車速。表示在所觀測(cè)的車輛中，有15%的車輛行使在此速度以下，有85%的車輛行駛高于此值。由于只有少數(shù)車輛以低速行駛，這樣，往往容易出現(xiàn)阻塞排隊(duì)，甚至發(fā)生追尾想撞的事故。因此，在高速公路和快速道路上，為了行車安全，常以這個(gè)速度作為最低限速。道路工程第三章道路交通流特性及通行能力三、時(shí)間平均車速和區(qū)間平均車速

(一)時(shí)間平均車速單位時(shí)間內(nèi)測(cè)得通過(guò)某橫斷面各車輛的地點(diǎn)車速的算術(shù)平均值道路工程第三章道路交通流特性及通行能力

(二)區(qū)間平均車速在某一瞬間，行駛于某一區(qū)段的全部車輛的車速分布的平均值（詳見例4-5）道路工程第三章道路交通流特性及通行能力第四節(jié)交通密度特性道路交通有這樣常見的現(xiàn)象：1、當(dāng)?shù)缆飞宪囕v很少時(shí)，流量近似于零，交通流呈自由狀態(tài)；2、當(dāng)?shù)缆飞蠑D滿了車輛時(shí)，流量也趨近于零，而此時(shí)交通流卻呈現(xiàn)阻塞狀態(tài)道路工程第三章道路交通流特性及通行能力一、交通密度的概念

道路工程第三章道路交通流特性及通行能力一、交通密度的概念

表達(dá)的是：平均每公里有多少車道路工程第三章道路交通流特性及通行能力一、交通密度的概念

表達(dá)的是：某車道平均每公里有多少車道路工程第三章道路交通流特性及通行能力一、交通密度的概念

交通密度又稱為車流密度，它是指在某一瞬間，單位道路長(zhǎng)度內(nèi)的車輛數(shù)，其表達(dá)式為：當(dāng)交通量由零逐漸增大，接近或達(dá)到道路通行能力時(shí)的交通密度稱為臨界密度，臨界密度反映交通流最大時(shí)的密度，故又稱為最佳密度；km當(dāng)密度繼續(xù)增大，達(dá)到導(dǎo)致所有車輛無(wú)法通行時(shí)，速度趨近于零，交通流量也趨近于零，此時(shí)的密度稱為阻塞密度。kj

道路工程第三章道路交通流特性及通行能力二、車頭時(shí)距與車頭間距

（一）車頭時(shí)距(timeheadway)

車頭之間時(shí)間間隔每小時(shí)4公里的速度，4公里上共有8輛，共耗時(shí)3600秒道路工程第三章道路交通流特性及通行能力二、車頭時(shí)距與車頭間距

（一）車頭時(shí)距(timeheadway)

車頭之間時(shí)間間隔車頭時(shí)距是指相鄰車輛的車頭經(jīng)過(guò)同一地點(diǎn)的時(shí)間差，用符號(hào)ht表示。平均車頭時(shí)距與交通量之間的關(guān)系為：

車頭時(shí)距是交通流的重要變量之一，車頭時(shí)距大小影響車輛運(yùn)行安全、道路服務(wù)水平、駕駛行為和道路的通行能力。道路工程第三章道路交通流特性及通行能力車頭時(shí)距的分布分類:隨機(jī)狀態(tài)、常態(tài)分布、中間狀態(tài)車頭時(shí)距的應(yīng)用1.路段通行能力的研究2.交叉口通行能力的研究3.其他道路工程第三章道路交通流特性及通行能力（二）車頭間距（spaceheadway）車頭之間距離每公里為1000米，重點(diǎn)要算出平均每公里占據(jù)的車輛數(shù)道路工程第三章道路交通流特性及通行能力（二）車頭間距（spaceheadway）車頭之間距離車頭間距是指前后相鄰兩輛車的車頭之間的距離，用符號(hào)hd表示。平均車頭間距、與交通密度之間的關(guān)系為：車頭間距、車頭時(shí)距與車速三者之間的關(guān)系為：

道路工程第三章道路交通流特性及通行能力例題：在一條長(zhǎng)30km的某路段的起點(diǎn)斷面上，在5min內(nèi)測(cè)得60輛汽車，車流是均勻連續(xù)的，V=10km/h，試求Q、ht、hd、K以及第一輛車通過(guò)這段路所需時(shí)間t。

道路工程第三章道路交通流特性及通行能力三、空間占有率和時(shí)間占有率

(一)空間占有率

觀測(cè)路段中行駛的車輛總長(zhǎng)度占該路段長(zhǎng)度的百分比，稱為車輛對(duì)道路的空間占有率，用Rs表示。公式為：

道路工程第三章道路交通流特性及通行能力(二)時(shí)間占有率

在某一測(cè)定時(shí)間段車輛通過(guò)某一斷面的累計(jì)時(shí)間占該測(cè)定時(shí)間的百分比，稱為車輛對(duì)道路的時(shí)間占有率，用Rt表示。公式為：

道路工程第三章道路交通流特性及通行能力第四節(jié)交通流參數(shù)的相互關(guān)系

一、交通流參數(shù)的基本關(guān)系

交通流量、行車速度、交通密度之間可用一函數(shù)關(guān)系式來(lái)表示

道路工程第三章道路交通流特性及通行能力關(guān)系式(4—25)可用三維坐標(biāo)系中的空間曲線來(lái)表示，如圖:KV0QmKjQVmVf圖4—7Q＝VK曲線圖道路工程第三章道路交通流特性及通行能力可以確定反映交通流特性的一些特征變量：

1.最大流量Qm,是Q—V圖上的頂點(diǎn)，是交通量的峰值；2.臨界速度Vm與Qm相對(duì)應(yīng)的值，是流量達(dá)到最大值時(shí)的速度；3.暢行速度Vf,當(dāng)密度趨于零時(shí)，車輛可暢行行駛，此時(shí)的速度為暢行速度；4.最佳密度Km,流量達(dá)到最大值時(shí)的密度,又稱臨界密度；5.阻塞密度Kj,當(dāng)車輛阻塞時(shí)，速度趨于零時(shí)的密度道路工程第三章道路交通流特性及通行能力第一節(jié)交通量1、交通量的定義是指在一定時(shí)間段內(nèi)，通過(guò)道路某一地點(diǎn)、某一斷面或某一條車道的交通實(shí)體數(shù)量。2、交通量的意義交通量與經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度、氣候。物產(chǎn)、文化生活水平等多方面因素有關(guān)，且隨著時(shí)間、地點(diǎn)的不同隨機(jī)變化。觀察、研究交通量變化規(guī)律是十分重要的。它是道路規(guī)劃與設(shè)計(jì)、交通規(guī)劃與管理的重要依據(jù)。3、交通量的種類

道路工程第三章道路交通流特性及通行能力①平均日交通量ADT②年平均日交通量AADT（用于確定道路等級(jí)）③月平均交通量MDAT（用于交通量統(tǒng)計(jì)分析

）④周平均交通量MADT（用于交通量統(tǒng)計(jì)分析

）⑤設(shè)計(jì)小時(shí)交通量

DHV交通量的種類

道路工程第三章道路交通流特性及通行能力平均日交通量ADT

Qi——各規(guī)定時(shí)間段內(nèi)的日交通量，單位：輛/dorpcu/dn——各規(guī)定時(shí)間段的天數(shù)，單位：d道路工程第三章道路交通流特性及通行能力設(shè)計(jì)小時(shí)交通量DHV取一年中的排序第30位最大小時(shí)交通量，作為設(shè)計(jì)小時(shí)交通量。選取原則：保證道路在規(guī)劃期滿足絕大多數(shù)小時(shí)車流順利通過(guò)，不造成嚴(yán)重阻礙，同時(shí)也要避免道路建成后車流量很低，投資效益差的現(xiàn)象發(fā)生。

道路工程第三章道路交通流特性及通行能力第二節(jié)行車速度1．行車速度的定義是車輛在道路上行駛的距離L與所需時(shí)間t的比值，也稱車速。2．車速的類型3．影響車速變化的因素

道路工程第三章道路交通流特性及通行能力車速的類型

①地點(diǎn)車速車輛通過(guò)某一點(diǎn)或某一斷面的瞬時(shí)速度。觀測(cè)距離以20-50m為易。用于道路設(shè)計(jì)、交通管制和規(guī)劃。②行駛車速車輛通過(guò)某一區(qū)間所需要的時(shí)間（不包括停車或損失時(shí)間）與該區(qū)間距離求得的車速。用于評(píng)價(jià)該路段的順適性和通行能力，也可用于計(jì)算道路使用者的效益和費(fèi)用。③行程車速車輛通過(guò)某段路程與該段路程所需總時(shí)間（包括有效運(yùn)行時(shí)間、停車時(shí)間、延誤時(shí)間、但不含車輛在起、終點(diǎn)裝卸和調(diào)頭時(shí)間）之比。用于評(píng)價(jià)道路的通暢程度和估計(jì)行車延誤時(shí)間。④運(yùn)行車速具有中等技術(shù)水平的駕駛?cè)藛T在良好的氣候條件、實(shí)際道路情況和交通條件下所能保持的安全車速。用于評(píng)價(jià)道路通行能力和車輛運(yùn)行狀況。

道路工程第三章道路交通流特性及通行能力車速的類型⑤臨界車速道路理論通行能力達(dá)到最大時(shí)的速度。用于選擇道路等級(jí)。⑥設(shè)計(jì)車速道路交通氣候條件良好情況下僅受道路條件影響時(shí)，具有中等技術(shù)人員能安全順適地駕駛車輛的最大車速。用于道路線形幾何設(shè)計(jì)。⑦時(shí)間平均車速在單位時(shí)間內(nèi)測(cè)得道路某斷面各車輛的地點(diǎn)車速的算術(shù)平均值為該斷面的時(shí)間平均車速。⑧區(qū)間平均車速在某一特定瞬間，行駛于道路某一特定長(zhǎng)度內(nèi)的全部車輛的車速分布的平均值。道路工程第三章道路交通流特性及通行能力影響車速變化的因素

①道路條件指道路的等級(jí)、路面狀況、線形、視距。②交通條件指交通量、車輛組成、交通管理與控制。③駕駛員、環(huán)境指駕駛員的技術(shù)水平、駕齡長(zhǎng)短、年齡、性別、個(gè)性、婚姻狀況。與氣候、季節(jié)、地理位置有關(guān)。道路工程第三章道路交通流特性及通行能力第三節(jié)交通密度1．交通密度的定義是指在單位長(zhǎng)度的道路上，一個(gè)車道或一個(gè)方向上某瞬間的車輛數(shù)，又稱車輛密度。2．交通密度的種類3．交通密度的作用衡量道路車流暢通狀況，判別交通擁擠情況，從而決定采取何種管理措施。

4．車頭間距在同一車道同向連續(xù)行駛的相距兩輛車的車頭距離。5．車頭間距同一車道同向連續(xù)行駛的相鄰兩輛車的車頭