交通工程学第二章

交通工程学第二章第1页，共62页，2023年，2月20日，星期日一、人的交通特性第2页，共62页，2023年，2月20日，星期日驾驶员的交通特性驾驶员的任务驾驶员的信息处理过程视觉特性反应特性疲劳与饮酒注意动态判断驾驶员的差异外界因素对驾驶员的影响驾驶员应具备的职业特点第3页，共62页，2023年，2月20日，星期日驾驶员的任务1、沿选定路线驾驶车辆，完成从起点到终点的运输过程，实现人和货的空间转移；2、遵守交通法规、维护交通秩序以保证交通的安全与畅通；3、遇到不利情况时调整车速或改变车辆的位置和方向，甚至停车，避免交通事故的发生。第4页，共62页，2023年，2月20日，星期日驾驶员的信息处理过程（Theprocessofinformationdisposal）1、信息处理过程第5页，共62页，2023年，2月20日，星期日2、信息感知阶段（Thephraseofinformationperception）收集并理解信息的阶段感知：感觉器官获取的信息在头脑中的反映发生感知迟缓或感知错误的原因：⑴刺激方面的原因（信息过于突然、过于隐藏、刺激过于微弱）⑵心理方面的原因（注意力不集中、范围过小、注意转移和分配能力差）⑶生理方面的原因（感觉器官和大脑机能不健全或不正常）第6页，共62页，2023年，2月20日，星期日3、分析判断阶段（Thephraseofanalysisandjudgement） 在驾驶员的判断中，对距离的判断最为重要。4、操作反应阶段（Thephraseofoperationandreaction）5、三个阶段间的关系：三者有机结合，感知是判断的前提，为判断提供材料，是分析的源泉，分析判断为操作反应提供指令，操作是感知、判断的结果，同时反作用于感觉器官，对操作进行修正。第7页，共62页，2023年，2月20日，星期日视觉特性各种感觉器官给驾驶员提供信息量比例：视觉80％，听觉10％，触觉2％，味觉2％，嗅觉2％。视力：眼睛分辨两物点之间最小距离的能力静视力：裸视>0.7或裸视>0.4&矫正视力>0.7,无红绿色盲动视力：处于运动中观察物体的视力：车速↑，视力↓；年龄↑，视力↓。夜间视力：受光照度、背景亮度的影响：第8页，共62页，2023年，2月20日，星期日视觉适应：视觉器官对于光亮程度突然变化而引起的感受性适应过程；暗适应：由明亮处进入暗处，眼睛习惯后，视力恢复；时间较长，3－6sec基本适应，30－40sec完全适应；明适应：由暗处到明亮处，眼睛习惯后，视力恢复；约1sec20－30岁，暗适能力不断提高；40岁开始下降；60岁的暗适能力仅为20岁人的1/8。眩目（Dazzle）：视野内有强光照射，颜色不均匀，使人的眼睛产生不舒适感，形成视觉障碍。间断性眩目和连续性眩目：夜间行车基本属于间第9页，共62页，2023年，2月20日，星期日

断性眩目生理性眩目：受对向车灯强烈照射，闭目或移开视线的现象。心理性眩目：由于路灯照明反射所生成的眩光使驾驶员有不愉快的感觉。消失现象：当某一物体同时受对向车的照射，而在某一相对距离内完全看不清该物，呈消失状态。立体视觉：人对三维空间各种物体远近、前后、高低、深浅和凸凹的一种感知能力。第10页，共62页，2023年，2月20日，星期日视野（Fieldofvision）静视野：在静止状态下，头部不动，两眼注视前方时，眼睛两侧可以看到的范围。动视野：头部不动，但眼球可以转动时，所能看见的范围。第11页，共62页，2023年，2月20日，星期日两眼视野有120度左右重叠，上下视野为135-140度，左右约150-160度，动视野比静视野左右约宽15度，上方约宽10度，下方变化不大。速度越高，视野越窄，周界感减少。第12页，共62页，2023年，2月20日，星期日行驶中的视野死角：近处物体由于速度的关系无法辨认，主要是由于这些物体在人眼视网膜停留的时间太短，人眼来不及分辨物体细节。视野独立性：人们感知目标时，不受目标所处环境影响。视野依赖性：人们感知目标时，受目标所处环境的影响。第13页，共62页，2023年，2月20日，星期日色视觉（Colourvision）：人们在可见光波长范围内，对不同波长的感觉阈值不同。颜色对驾驶员有不同影响：红色显近，青色显远，明亮度高，显轻，明亮度低，显重。颜色三属性：色相：反应各种具体色彩面貌的属性（RYB）明度：色彩的明暗程度彩度：颜色的纯度我国交通标志使用的颜色：红、黄、蓝、绿、黑、白。视差（Parallex）：对外界事物的不正确知觉。第14页，共62页，2023年，2月20日，星期日反应特性（Reactioncharacteristics）从试验心理学角度定义：从表露于外的事物引起反应到开始动作所需要的时间，它不是反应的延续时间，而是从刺激到反应动作之间的时距。它包括感觉器官感知的时间、大脑加工的时间、神经传导的时间以及肌肉反应的时间。就驾驶车辆而言，对特定刺激产生反应包括四个方面的心理活动：感知：对需要作出反应的刺激的再认识和了解；识别：对刺激的辨别和解释；判断：对刺激作出反应的决策；反应：由决策引起的肢体反应。所用总时间称为感知－反应时间，反应信息处理的灵敏程度。第15页，共62页，2023年，2月20日，星期日简单反应时间与复杂反应时间：条件越复杂，反应时间越长，刺激数目越多，反应时间越长。第16页，共62页，2023年，2月20日，星期日非安全区间非安全区间示意图第17页，共62页，2023年，2月20日，星期日制动时间与事故率的关系：正比关系第18页，共62页，2023年，2月20日，星期日疲劳与饮酒（Tirednessanddrinking）疲劳的原因与种类疲劳的原因：第19页，共62页，2023年，2月20日，星期日疲劳的分类：身体疲劳精神疲劳按原因分类按疲劳恢复时间慢性疲劳积累疲劳一次性疲劳第20页，共62页，2023年，2月20日，星期日疲劳对安全行车的影响反应时间显著增长不同年龄的驾驶员疲劳前后的反应时间对照表第21页，共62页，2023年，2月20日，星期日操作能力下降判断失误增多不同疲劳状态下的驾驶行为第22页，共62页，2023年，2月20日，星期日饮酒对行车安全的影响最初能使四肢活动敏捷，但随着浓度的增高，中枢神经活动逐渐迟钝，先使人判断力发生障碍，然后使四肢活动迟缓；情绪变得不稳定；对各种事物的注意力下降；意识面变窄；信息处理能力下降；预测的正确度和自制能力下降；危机感被麻痹，喜欢超速和超车，安全程度显著变坏；记忆力下降。第23页，共62页，2023年，2月20日，星期日注意（Attention）定义：是心理活动对一定事物的指向和集中。分类：无意注意（一般情况下）和有意注意（有预定目的的）广度：是指在同一时间内所能清楚掌握的对象的数量。注意的稳定性：注意长时间地保持在感受某种事物或某种活动上。注意分配：在同时进行两种或多种活动时，把注意指向不同的对象。注意转移：根据新的任务，主动把注意从一个对象转移到另一个对象上。第24页，共62页，2023年，2月20日，星期日动态判断（Dynamicjudgement）:在动态条件下对距离和速度的知觉。驾驶员的差异（Differenceamongdrivers）性别差异：男性为外倾型，女性为内倾型男驾驶多带酒气，强行超车，东张西望，女驾驶则较少；男驾驶对超速往往不在乎，女驾驶则较慎重；连续行车时间较短时女性肇事率低，时间长则相反；遇紧急情况时，女性通常陷入恐慌，手脚失措，男性则想方设法摆脱；女性过于考虑本位性和依赖性；男驾驶反应时间短，女性则较长；达到领驾驶证标准，女驾驶比男驾驶用时长26％；女驾驶在身高、体重、坐高和左右手握力上均较男性弱。第25页，共62页，2023年，2月20日，星期日年龄差异一般情况，事故随年龄增长（<45岁）而降低；紧急情况，20-25岁驾驶员事故少；22-25岁，反应时间最短；气质差异多血质：胆汁质：粘液质：抑郁质：第26页，共62页，2023年，2月20日，星期日外界因素对驾驶员的影响（Influencingfactors）道路线形设计欠妥，导致视线失去诱导，容易产生错觉，增加驾驶员心理紧张程度和驾驶疲劳；车辆结构尺寸、仪表位置、操纵系统、安全设备都对驾驶员有影响；环境影响：交通标志约束驾驶员行为；道路周围若有干扰点会分散驾驶员注意力；播放音乐会加快车速；行人过多，加重驾驶员心理紧张。第27页，共62页，2023年，2月20日，星期日驾驶员应具备的职业特点身体健康；能从危险中选择出最危险的情况；正确、冷静、迅速而恒定地作出反应；在黄昏时有必要的视力；对眩光不敏感；有判断速度、距离的能力；对转向盘和踏板能施加不同力；能辨别不同颜色；准确行车；技术机敏；对工作有兴趣；遵守交规。第28页，共62页，2023年，2月20日，星期日行人的交通特性行人交通特性及相关因素分析第29页，共62页，2023年，2月20日，星期日乘客的交通特性要求：安全、迅速、舒适考虑因素：道路线形设计、交通工具配备、交通设施布设等。第30页，共62页，2023年，2月20日，星期日二、车辆的交通特性机动车的分类车辆的设计外廓尺寸机动车的主要特性自行车的交通特性第31页，共62页，2023年，2月20日，星期日机动车的分类汽车摩托车轿车微型轿车：发动机排量在1L以下普通轿车：发动机排量在1L－1.6L中级轿车：发动机排量在1.6-2.5L中高级轿车：发动机排量在2.5-4.0L高级轿车：发动机排量在4L以上客车微型客车：车身长度为3.5m以下轻型客车：车身长度为3.5-7.0m中型客车：车身长度为7-10m大型客车：车身长度为10-12m货车汽车列车：全挂列车和半挂列车重型货车：总质量大于14t中型货车：总质量为6-14t轻型货车：总质量为1.8-6t微型货车：总质量小于1.8t摩托车：整车质量不超过400kg，最高设计车速超过50km/h，发动机总排量超过50mL的两轮或三轮机动车轻便摩托车：最高设计车速不高于50km/h，发动机排量低于50mL的两轮机动车第32页，共62页，2023年，2月20日，星期日车辆的设计外廓尺寸第33页，共62页，2023年，2月20日，星期日机动车的主要特性动力性能制动能力通过性机动性稳定性第34页，共62页，2023年，2月20日，星期日动力性能（Drivingcharacteristics）或式中Pt－牵引力（kN）；Pw－空气阻力（kN）；Pf－滚动阻力（kN）Pi－坡道阻力，上坡取“＋”，下坡取“－”；Pj－加速阻力（kN）;W－车辆重力（kN）;f－滚动阻力系数；I－道路的纵向坡度，上坡取“＋”，下坡取“－”；a－加速度（m/s2）;－传动系统的回转质量换算系数；g－重力加速度（m/s2）第35页，共62页，2023年，2月20日，星期日由上式可以看出，简单看牵引力的大小并不能说明车辆动力性能的好坏，因此，引入动力因素作为评价车辆动力性能的指标，表示D-v关系的图称为动力特性图：

04080120160v(km/h)

D0.300.240.160.08ⅠⅡⅢ某轿车动力特性图第36页，共62页，2023年，2月20日，星期日汽车的最高行驶速度根据最高行驶速度定义知，a＝0，同时在水平路段上行驶，＝0，所以＝，从而知D＝。通过在动力特性图中作相应的平行线，就可得到汽车的最高行驶速度。加速能力为了确定机动车的加速能力，应在良好的水平路面上进行试验，因此＝0，故有从而有。第37页，共62页，2023年，2月20日，星期日各类车辆的最大加速度第38页，共62页，2023年，2月20日，星期日爬坡能力机动车最大爬坡时，加速度a＝0，故有最大爬坡度：机动车在变速器挂Ⅰ档时的最大爬坡度。机动车上坡能力用满载时在良好路面上的最大爬坡度表示，通常，货车的最大爬坡度在30％（16.7°左右），越野车最大爬坡度可达60％（约30°左右）。第39页，共62页，2023年，2月20日，星期日制动能力（Brakingperformanceofvehicles）车辆安全特性中，制动和减速最为重要。制动距离：从踏着制动板开始到汽车停止所行驶的距离。车辆从某一速度开始制动到速度所走的距离可表示为：式中：－制动距离（m）； －初速度（km/h）;

－末速度（km/h）;

－滚动阻力系数；－路面纵坡度，上为“＋”。第40页，共62页，2023年，2月20日，星期日通过性定义：机动车不用其他辅助措施能以足够高的平均速度通过各种路面、无路地段和越过各种自然障碍的能力。通过性主要取决于车辆的支承——牵引参数和几何参数。分类：轮廓通过性、支承通过性。轮廓通过性：最小离地间隙：除车轮外的车辆最低点与地面的距离；接近角和离去角纵向通过半径R1横向通过半径R2

最大横坡：保证车辆不发生侧翻的最大横向坡度。式中：B－轮距；－车辆质心高度。第41页，共62页，2023年，2月20日，星期日第42页，共62页，2023年，2月20日，星期日支承通过性附着质量和附着质量系数：附着质量指驱动轮承载的质量，附着质量对总质量的比值称为附着质量系数。 保证机动车行驶必须满足：

式中：—轮胎与地面的附着系数；

—道路阻力系数（）带入上式，得到：上式表明：附着质量和附着质量系数越大，车辆丧失通过性的概率越小。第43页，共62页，2023年，2月20日，星期日车轮接地比压P为：式中：—车轮上的法向轴荷（N）；

—车轮的接地面积（cm2）。机动性（Flexibility）定义：车辆在最小面积内转向和转弯的能力。评价指标：前外轮最小转弯半径RH； 转弯宽度A； 突伸距a和b。第44页，共62页，2023年，2月20日，星期日汽车的机动性第45页，共62页，2023年，2月20日，星期日稳定性（Stability）定义：机动车按照驾驶员的意愿按照规定的方向行驶，且不产生侧滑或倾翻的能力。影响因素：轴距和轮距；质心位置；汽车绕过质心垂线的转动惯量；轮胎特性；转向系的结构和性能；车身的空气动力学性能等。第46页，共62页，2023年，2月20日，星期日自行车的交通特性短程性行进稳定性动态平衡动力递减性爬坡性能制动性能第47页，共62页，2023年，2月20日，星期日三、道路的交通特性公路的类别和等级路网布局城市道路的特性道路交叉第48页，共62页，2023年，2月20日，星期日公路的类别和等级公路的类别和分级城市道路的类别和分级第49页，共62页，2023年，2月20日，星期日公路的类别和分级第50页，共62页，2023年，2月20日，星期日城市道路的类别和分级第51页，共62页，2023年，2月20日，星期日路网布局公路网布局模式第52页，共62页，2023年，2月20日，星期日城市道路网的布局模式第53页，共62页，2023年，2月20日，星期日城市道路的特性城市道路的功能交通运输（基本功能）反映城市面貌和建筑风格的手段城市道路的特点（相对公路而言）功能多样组成复杂行人交通量大