交通流基本特性

第二章交通流基本特性第一节流量(交通量)Q

5/7/20231一、交通量的定义

交通量是指在选定时间段内,通过道路某一地点、某一断面或某一条车道的交通实体数。按交通类型分,有机动车交通量、非机动车交通量和行人交通量,一般不加说明则指机动车交通量，且指来往两个方向的车辆数。5/7/20232一、交通量的定义交通量时刻在变化，在表达方式上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。如果以辆/d为单位，平均交通量表达式为:按平均值所取的时间段的长度计,常用的平均交通量有:年平均日交通量（AADT）；月平均日交通量（MADT）；周平均日交通量（WADT）。5/7/20233一、交通量的定义年平均日交通量（AADT）：月平均日交通量（MADT）：

k：为当月的天数。周平均日交通量（WADT）：5/7/20234二、交通量的时间分布月变化：一年内各月交通量的变化称为月变化。年平均日交通量与月平均日交通量之比,称为交通量的月变化系数(或称月不均衡系数，月换算系数)，以K月表示。5/7/20235二、交通量的时间分布周变化：交通量的周变化是指一周内各天的交通量变化，因此，也称周日变化。周变系数定义为：年平均日交通量除以某周日的平均交通量。某周日的平均日交通量等于全年所有该周日的交通量除以全年该周日的总天数。5/7/20236二、交通量的时间分布

时变化：一天24小时中，每个小时的交通量亦在不断变化。一天24小时中，流量最大的那个小时的交通量称为高峰小时交通量。高峰小时系数：就是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量之比。

一般t=5min或t=6min或t=10min，最常用t=15min5/7/20237二、交通量的时间分布如：t=15（min）

t=10（min）

城市中短时间的高峰交通量造成交通阻塞。5/7/20238三、交通量的空间分布主要包括：交通量的城乡分布交通量的路段分布交通量的方向分布交通量在车道上的分布5/7/20239四、设计小时交通量含义及作用：交通量具有随时间变化和出现高峰小时的特点，因此，在进行道路设施规划设计时，必须考虑这个特点。工程上为了保证道路在规划期内满足绝大多数小时车流能顺利通过，不造成严重阻塞，同时避免建成后车流量很低，投资效益不高，规定必须选择适当的小时交通量作为设计小时交通量。根据美国的研究、认为第30位最高小时交通量作为设计小时交通量是最合适的。5/7/202310四、设计小时交通量第30位最高小时交通量所谓第30位最高小时交通量就是将一年中测得的8700个小时交通量，从大到小按序排列，排在第30位的那个小时交通量。研究表明，第30位小时交通量与年平均日交通量（AADT）之比的K值十分稳定。据国外观测，按道路类别及所在地区不同K值分布在12%～18%范围内。5/7/202311四、设计小时交通量设计小时交通量的计算（不考虑方向不均衡性）

式中：DHV—设计小时交通量（辆/h）；

K—设计小时交通量系数（%）；

N—车道数;

C单—

每一车道设计通行能力（辆/h）；AADT—规划年的年平均日交通辆量（辆/d）；

W—路幅宽度（m）；

W1—一条车道宽度（m）。5/7/202312四、设计小时交通量设计小时交通量的计算（考虑方向不均衡性）式中：DDHV——单向设计小时交通量；

K—设计小时交通量系数（%）；KD—方向不均匀系数（%）5/7/202313第二节速度V

5/7/202314一、基本定义地点车速：这是车辆通过某一地点时的瞬时车速，因此观测时L取尽可能短，通常以20~25m为宜，用做道路设计、交通管制、交通规划资料。行驶车速：这是从行驶某一区间所需时间（不包括停车时间）及其区间距离求得的车速，用于评价该路段的线形顺适性和通行能力分析，也可用于计算道路使用者的成本效益分析。运行车速：是指中等技术水平的驾驶员在良好的气候条件、实际道路状况和交通条件下所能保持的安全车速：用于评价道路通行能力和车辆运行状况。5/7/202315一、基本定义行程车速：行程车速又称区间车速，是车辆行驶路程与通过该路程所需的总时间（包括停车时间）之比。行程车速是一项综合性指标，用以评价道路的通畅程度，估计行车延误情况。要提高运输效率必须提高车辆的行程车速。临界车速：这是指道路达到理论通行能力时的车速，对于选择道路等级具有重要作用。设计车速：是指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。5/7/202316二、行车速度的统计分布特性常用以下特征车速表示车速的统计分布特性：中位车速：也称50%位车速，是指在该路段上在该速度以下行驶的车辆数与在该速度以上行驶的车辆数相等。85%位车速：在该路段行驶所有车辆中，有85%的车辆行驶速度在此速度以下，只有15%的车辆行驶速度高于此值。15%位车速：意义与前亦同。车速分布的标准偏差S与85%位车速和15%车速之差存在着下列近似关系:

5/7/202317三、时间平均车速与区间平均车速时间平均车速：在单位时间内测得通过道路某断面各车辆的点车速，这些点速度的算术平均值，即为该断面的时间平均车速，即:式中：—时间平均车速（km/h）；—第i辆车的地点车速（km/h）；

n—单位时间内观测到车辆总数（辆）。5/7/202318三、时间平均车速与区间平均车速区间平均速度：是指某路段的长度与通过该路段所有车辆的平均行程时间之比（以后讲到速度如果不加说明即为区间平均速度）。当观测长度一定时，其数值为所有车辆行程车速的调和平均值，计算公式为:式中：—区间平均速度（km/h）；s—路段长度（km）；ti—第i辆车的行驶时间（h）；n—观测到的车辆数；vi—第i辆车行程车速（km/h）。5/7/202319三、时间平均车速与区间平均车速时间平均速度与区间平均速度之间的互换关系由时间平均速度可以推算出区间平均速度：式中：—时间平均速度观测值的方差。由区间平均速度同样可以推算出时间平均速度：式中:—区间平均速度观测值的均方差。5/7/202320第三节洽密度k、车道希占有率车头间距hs、车头偏时距ht4/2里7/2诉02321一、密度K交通流莲（车流债）密度封：塑是指某贯一瞬间奔内单位缓道路长抛度上的车车辆数将目。式中：N—路段内米的车辆数娃(辆);L—路段长甘度(km堤)。4/27仓/202至322二、车道衣占有率由于密度番是瞬时值测，随观测减时间和区帅间长度而侦变化，且剖反映不出功车辆长度运和速度的国关系，尤臣其是在车啦辆混合行妙驶时密度隙的大小并蹲不能明确察表示交通辫流的状态咸，这就要绝引入车道酬占有率的鬼概念表示躬密度。车道占青有率包蚀括空间府占有率佩和时间步占有率学两种。4/27贯/202拐323二、车道财占有率空间占刘有率：峰是指在史一定路算段上，歌车辆总敌长度与垫路段总熟长度之崖比（%历），表忠达式为蓄：式中：Rs—空间占有全率；S—观测路献段总长顺度；si—第i辆寨车的长度城；n—观测路充段内的米车辆数划。4/27泪/202冷324二、车道立占有率空间占宴有率示拥意图：Ss1s2s3s44/2半7/2慕02325二、车眼道占有宾率时间占来有率：双在道汉路的任呢意路段拥上，车浊辆通过至时间的蛋累计值晕与观测织总时间筋之比（输%），仁其表达弊式为：式中：Rt—时间占有助率；T—观测总时防间；ti—第i辆车的长铲度；n—观测时间删内通过该弦路段的车报辆数。4/2协7/2择02326三、车头屡间距hs、车头时距ht前述Q、K、V（这里V是指什宏么？）均属于摆宏观交通桐流参数，食而车头间折距和车头时距属墓于微观交贸通流参数讯。其定义私为：车头间岂距：是弦指一条琴车道上瓶前后相谣邻两车策（用前倚保险杠麻等具有寇代表性魄的点测员量）之梳间的距骗离。车头时距：是指连扔续行驶役的前后宰两辆车葱（具有蔬代表性弦的点）干通过行灾车道上激某一点曲（或某柄一断面注）的时嚷间差。对观测挂路段上冷所有的列车头间羊距和车头时距取六平均值称哈为平均车头间松距与平局均车头时距。4/2贡7/2免02327三、车头变间距hs、车头时铲距ht平均车头间距验与平均车头时距斧与宏观娱交通流博参数Q、K存在以添下关系蛾：式中：惨—政平均车头间熟距（m为）;—平均车头时距缩慧（s）艘。4/27旁/202耕328第四节送交通叉流的基码本特性仗及其狗相互关渡系4/27谨/202征329一、交通爹流三参数定基本关系交通流三屈参数之间邀的基本关爸系式为：式中：Q—流量（稀辆/h）嗽；V—速度踩（区间平军均速度）（km惰/h）；K—密度叙（辆/章km）虽。4/27项/202四330一、交拔通流三丛参数基觉本关系流量、泉密度、际速度三猎者之间环的关系僵见下图肚：4/27效/202加331一、交通盾流三参数优基本关系4/2鬼7/2妥02332一、交知通流三卷参数基测本关系交通流淘特性的鞠一些特亏征变量宰:极大流量Qm—Q-V曲线上的谊峰值；临界速度Vm—即流量念达到极大并时的速度看；最佳密疫度km—即流量再达到极大猾时的密度拘；阻塞密度Kj—车流田密集到睬所有车叶辆基本把上无法隔移动（V=0）辟时的密航度；畅行速度Vf—车流密臂度趋于零继,车辆可雄以畅行元以阻时的平厨均速度。4/2以7/2设02333二、速脉度与密泉度的关塔系1933益年，格林要希尔茨（掉Gre裤ens燥hiel姜ds）宫提出了速半度—密度绍线性关系同模型，且拐模型与实厕测数据有投良好的吻训合性。K=0→V=VfK=Kj→V=0K=Km→V=VmQ→Qmax4/2饭7/2勒02334二、速度留与密度的备关系195蔬9年，语格林柏叠（Gr检een炉ber奥g）提灶出了用野于密度贴很大时下对数模湾型：格林柏模型的适用范围4/27向/202挑335二、速尖度与密归度的关翅系196炒1年安普德伍德写（Un狠der询woo区d）提梨出了用凭于密度效很小时喷的指数怎模型：安德伍德模型的适用范围4/2凉7/2鸽02336三、流碎量与密舞度的关泻系交通流的篇流量-密衣度关系是半交通流的嘉基本关系衫，根据格寒林希尔茨枣公式及三评参数的基映本关系式跨可得：4/2语7/2接02337三、流量蚂与密度的坊关系上式对Q求导，并毛令：4/27痕/202萄338四、流肃量与速顶度的关愚系交通流的巴流量-速漠