《城市道路与交通》课程讲义584页PPT_PPT

1、第二讲 城市道路交通基本知识2.1、交通流的基本概念2.2、交通量特性2.3、行车速度特性2.4、车流密度特性2.5、交通流的特性及其相互关系2.6、道路通行能力与服务水平2.7、交通调查在道路上通行的车辆和行人有像气体和液体流动的特点，如流量、速度和密度等性质。因此，将在道路上通行的车流和人流统称为交通流。2.1、交通流的基本概念交通流必须具备两个条件：在道路上，在通行中1、交通流的分类按照主体的不同可分为车流、人流以及混合交通流；按照交通流输送的对象可分为客流和货流；按照交通设施对交通流的影响分为连续流和间断流；按照交通流的交汇可分为交叉、合流、分流和交织流；按照交通流内部的运行条件及其对

2、驾驶员和乘客产生的感受可分为自由流、稳定流、不稳定流和强制流；2、交通流参数概述描述交通流特性有三大参数； （1） 交通量（流量） （2） 速度 （3）密度另外，用通行能力来评价道路的服务水平交通量 在单位时间段内，通过道路某一地点或某一段面的交通实体数。2.2、交通量特性交通量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按平均值所取的时间段的单位不同，分为年平均日交通量（Annual Average Day Traffic ，AADT）月平均日交通量（Month Average Day Traffic ，MADT）周平均日交通量（Week Average Day Traffic ，WA

3、DT）平均日交通量（ Average Day Traffic ，ADT）年平均日交通量月平均日交通量周平均日交通量根据交通变化规律，用于表示交通变化特征的值有高峰小时交通量（PHV）年最高小时交通量（HAHV）第30位小时交通量（30HV）高峰小时流量比交通量按照交通组成分为：机动车交通量非机动车交通量行人交通量2.3、行车速度特性速度 是指车辆或行人在单位时间内行驶或通过的距离。一、车速的基本定义设车辆行驶速度距离为L，所需时间为t，则车速可表示为： v=L/t (单位：km/h)二、车速的分类按照测量方法以及使用领域的不同车速分为地点车速 车辆通过道路某一地点或某一断面的瞬间速度行程车速

4、车辆通过某段路程与车辆通过该路程所需的总时间之比行驶车速 车辆行驶路程与有效行车时间之比临界车速 道路通行能力达到最大时的车速设计车速 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“拥堵延时指数”为畅通速度与实际速度比值。问题：畅通速度又受诸多条件制约，高等级道路的畅通速度远大于低等级道路、信号灯间距大的道路大于间距近的道路、直道平道要大于弯道坡道、执法严管理规范的道路大于不规范的道路、养护较好道路要大于养护差的等等因素。2.4、车流密度特性一、车流密度的定义与特征值某一瞬间，单位路段长度内的车辆数K=N/L式中：K车流密度，veh

5、/km N观测路段内某瞬时车辆数，veh L观测路段长度，km车流密度特征值：最佳密度Km 流量达到最大时的密度 最佳密度Kj 车流密集到所有车辆无法运动时的密度 二、车头时距和车头间距车头时距 在观测时间内，同向行驶的一列车队中相邻两车车头之间的时间间隔，单位为s/veh车头间距 在观测路段内，一条车道上相邻两车的车头空间间隔，单位为m/veh车头时距与车头间距的关系：三、车流密度 车头间距在同向行驶的车流中，前后相邻两辆车的车头之间的距离称为车头间距，计算公式如下： 式中 车身长度（m）； 行车速度（km/h） 司机反应时间（s），驾驶人员发现前方问题后到采取措施的反应时间内行驶的距离，一

6、般取1.2s；（m/pcu）2.5、交通流的特性及其相互关系一、交通流基本关系二、速度与密度关系三、流量与密度关系四、流量与速度关系一、交通流基本关系交通量Q、行车速度v、车流密度K是表征交通流特性的三个基本参数。其基本关系为：Q=KvQ-K,v-Q,v-K关系曲线（Greedshield）反映交通流特性的特征变量最大流量Qm Q-v图上的峰值临界速度Vm 流量达到最大值时的速度畅行速度Vf 当密度趋于零时，车辆畅行行驶时的速度最佳密度Km 流量达到最大时的密度阻塞密度Kj 当车流阻塞时，即v趋于0时的密度二、速度与密度的关系三、流量与密度的关系（Greenshield模型）畅行速度Vf 当密

7、度趋于零时，车辆畅行行驶时的速度四、流量与速度的关系（Greenshield模型）临界速度Vm 流量达到最大值时的速度2.6、道路通行能力与服务水平通行能力 主要反映了道路服务的数量或负荷能力服务水平 主要反映了道路服务的质量或满意程度一、通行能力通行能力是指在一定的条件下，单位时间内，任何车辆能合理地期望通过道路某一断面或均匀路段，所能达到的最大小时流率。道路通行能力分析的主要目的：确定某道路设施在通常条件下能容纳的最大交通量确定在保持与规定运行特性相适应的条件下，某道路设施所能容纳的最大交通量确定新建道路的等级、性质、主要技术指标和线形几何要素确定现有道路系统或某一路段所存在的问题，针对问

8、题提出改进方案和措施，为道路改建和改善提供依据道路通行能力分析的主要目的：为制定交通管理、交通控制方案，以及交通渠化、信号配时优化方案设计及选择等提供依据为制定交通组织、交通疏导、交通引导、交通量均衡、交通总理控制和综合治理等交通系统管理方案提供依据作为交通枢纽的规划、设计及交通设施配置的依据根据道路设施和交通体的不同：机动车道通行能力、非机动车道通行能力、人行道通行能力根据车辆运行状态的特征不同：路段通行能力、交叉口通行能力、匝道和匝道连接点通行能力、交织路段通行能力根据通行能力的性质和使用要求的不同：基本通行能力、可能通行能力、实用通行能力（设计通行能力）通行能力的分类基本通行能力 道路与

9、交通出于理想条件下，每一条车道（或道路）在单位时间内能够通过的最大交通量1800pcu/h理想道路条件 车道宽度不小于3.66米，侧向余宽不小于1.75米，纵坡平缓并有足够的行车视距、良好的平面线形和路面状况理想交通条件 车流组成为单一的标准型汽车，在一条车道上，以相同的速度连续行驶，车辆之间均保持与车速相适应的最小安全车头间隔，且流向分配均衡，无任何方向干扰可能通行能力 可能通行能力是在实际的道路和交通条件下，单位时间内通过道路的最大可能交通量。设计通行能力 设计通行能力是由不同服务水平规定条件下的通行能力，也就是要求道路所承担的服务交通量，通常作为道路规划和设计的依据。二、服务水平服务水平

10、是指道路使用者根据交通状态，从行车速度、舒适、方便、经济和安全等方面所能得到的服务程度服务水平的实质是描述车流之间的运行条件及其驾驶员和乘客感觉的一种质量测定标准服务水平分级服务水平亦称服务等级，是用来衡量道路为驾驶员、乘客所提供的服务质量，其范围可以从自由运行、告诉、舒适、方便、完全满意的最高水平到拥挤、受阻、走走停停、难以忍受的最低水平美国服务水平分级美国将服务水平从A到F依次分为六个等级。A级代表服务水平最优，F级最差。服务水平A：交通量很小，交通为自由流。服务水平B：交通量较前增加，交通处在稳定流范围内的较好部分。服务水平C：交通量大于服务水平B，交通处在稳定流范围的中间部分。服务水平

11、D：交通量再增大，交通处在稳定交通流范围的较差部分。服务水平E：不稳定流范围。车速低且均匀，舒适和便利程度也非常低。此服务水平下限时的最大交通量即为基本通行能力（理想条件下）或可能通行能力（具体公路）。服务水平F：交通处于强制流状态，车辆经常排成队，跟着前面的车辆停停走走，极不稳定。在此服务水平下，交通量与速度同时由大变小，直到零为止，而交通密度随交通量的减少而增大。中国公路服务水平分级分为四级，一级相当于美国的A、B级，二、三级相当于美国的C级和D级，四级相当于美国的E、F级。汽车在城市道路上的行驶特征当车流密度增加，车辆行驶的自由度就受到前车的制约，尤其是在不稳定流的状态，车速时快时慢、变

12、化又突然，容易发生交通事故。所以，在整个行驶过程中道路上的车流密度是决定车辆能否自由交织、变换车道、出入车道，能否按规定的车速安全、舒适行驶的关键。国外常用道路上每车道的车流密度值来确定其分级的服务水平。间断流间断流一般出现在有平面交叉口的城市道路上 。在城市主干路上，若纵横两个方向行驶的车辆都较快又多，这时就要用信号灯管理交通，藉着红绿灯的不同相位，将纵横两个方向的车流在时空上错开通过。这时道路网上各个流向的车流就被切成一段段、间断式地向前行驶。最理想的是使它们在到达交叉口时，横向的车流正好驶过交叉口。这时道路上的车流大都能在绿灯中通过，使道路发挥最大的效能。 汽车在城市道路上的行驶特征这时

13、城市道路上可用于分布车辆的道路面积最多只能占道路总面积的一半（如下图），这是理想的绿波交通状况。 理想状态的绿波交通2.7、交通调查交通调查的定义、内容交通量调查交通调查的定义、内容一、交通调查的定义交通调查是指一种用客观的数据，测定道路交通流以及与其有关现象的片断，并进行分析的工作目的：为了向交通、道路、城市规划等管理、建设部门提供用于改善道路交通的实际参考资料。二、交通调查的主要内容交通流基本参数的调查交通需求调查交通事故调查交通环境调查交通量调查一、调查地点根据调查的目的来确定，一般可选择下列地点：不受平面交叉口交通影响的路段交叉口各入口停车线处交通设施的出入口处（道路收费口及停车场出入

14、口等处）特定地点，如分界线、桥梁、不规则交叉口等处二、调查时间根据调查的目的与方法来确定，一般有以下几种选择常年观测，每年观测365天，每天观测24小时抽样观测，用抽样方式在全年内选择实测日期，然后对抽样日作全天观测当以每天部分时间的实测交通量换算成全天交通量时，应选择交通量集中时段高峰小时观测，用于了解早晚高峰小时的交通量变化情况，应选择包括高峰小时在内的连续3小时进行观测二、调查方法交通量调查的常用方法有：人工法流动车法自动计数法照相法采用视频高空摄像的方法采集交通数据，长沙三个地点城市主干道的交通量横向分布特征如图 3.1 所示，在城市主干道的交通构成中，城市公共汽车占了相当一部分的比重

15、，尤其是外车道，地点 3 外车道公交车占据了交通量总数的 28%。作为换道比较便捷的中间车道受到驾驶员的青睐，其承载的道路路段交通流量较其他两个车道高。段力，过秀成等在分析混合分布和分道行驶状态下高速公路基本路段流量的分布特征：混合行驶状态下和分道行驶状态下的交通流量均为车道1 最大、车道 2 的次之、车道 3 的最低（单幅道路路面的车道按行驶方向从左到右依次编号为车道 1、2、3）思考什么是当量交通量？交通量的换算 统计交通量观测所得结果是混合交通量。为计算交通量应将各种车种在一定的道路条件下的时间和空间占有率进行换算，从而得出各车种间的换算系数。 将各种车辆换算为单一车种即当量交通量(pcu)。 国外多以小型车为标淮换算车辆我国高速公路一级公路至四级公路和城市道路均以小型车为标准换算车辆。练习题在一条24km的公路路段起点断面上于6分钟内测得100辆汽车，车流是均匀连续的，车速V=20km/h，试求：流量、平均车头时距、平均车头间距、密度以及第一辆车通过该路段所需的时间。 作业：实地观测广州市某次干路的小时交通量，并对其进行分析。作业：城市交通量观测一、调查目的