交通工程学复习资料整理

绪论1、 交通运输的概念及其区别：?交通的概念分狭义和广义2种：-广义的交通包括运输和通信2个方面，是指人、物和信息在两地之间的往来、传递和输送，-狭义的交通专指运输?运输所涵盖的内容是明确的，即-指使用运输工具和设备运送物品或人员从一地到另一地的过程，运输不包括通讯-目前人类有公路、铁路、水路、空路、管道 五种交通方式，这五种交通方式有不同的基础设施?运输是通过工具、在交通设施上进行的活动、过程，因此交通是运输的基础和前提?交通设施是一种投资品，而运输则是无形的位移服务，但由于现代的运输活动都是在特定的交通设施上进行的（铁路运输要以轨道交通为基础，汽车运输则要在公路上进行），因此人们习惯于把二者联系在一起，统称交通运输。?2、 交通运输的产品是什么？?运输产品是指运输供给方提供运输需求方所需要人或物的位移，是运输产业各个品种、品牌产品的总称?交通运输的核心产品是货物或旅客在时间和空间上的位移?交通运输的形式产品是位移载体的外在特征（如车船，飞机的车次、航班等）?交通运输的附加产品是顾客购买位移产品时得到的附加服务和利益（如预约售票、查询、旅客投诉、客货运输事故赔偿等）3、 运输市场的内含是什么：?运输市场是运输产品（运输劳务）交易的场所， 该场所为旅客、货主、运输业者、运输代理者提供交易的空间?运输市场是运输产品的流通领域?运输市场是运输产品（运输劳务）供求关系、交换关系的总和?运输市场是在一定时空条件下对运输产品（运输劳务）的需求（现实需求和潜在需求）总和4、 交通需求的定义和基本特征：?运输需求是指运输消费者在一定时期内，社会经济生活对人与货物的空间位移所提出的有支付能力的需要，即在一定的价格水平下愿意并能够购买的运输产品的数量?时间特性还包括两方面：?一是运输需求在时间上的不平衡性?另一方面是对时间和速度的要求交通需求与价格之间的关系：运输价格和运输商品的市场价格变动，也会引起运输需求的变动?一般说来，运价下降，运输需求上升，而运价上涨时， 短期内需求会受到一定抑制?两地市场商品价格差别增大，会刺激该商品两地间的运 输需求；而商品价格差别缩小，则会减少两地间该商?品的运输需求?另外，燃油、运输工具等价格变动会引起运价的变动，从而也将导致运输需求的变动5、交通运输服务的定义、基本特征：?运输服务是运输企业提供的核心产品 （旅客，货物的位移）伴随辅助产品（信息咨询等延伸服务）的服务基本特征:运输服务的公共性?人的出行、物质的移动，都存在着运输的需要，表现为运输服务的公共性特征?运输产品的特殊性?运输产品是无形产品?运输产品是即时产品?生产和消费过程同时存在?运输产品以复合指标为主要计算单位?运输的准公费服务性耳A—〒兒明运输供给是盲育亍单•哇环土1，〒兑餌运输供给是跳乏彈•陞知已=1,活L月冃运輸供给是単位磚陞的€1.31、什么是系统：?系统是由相互联系、相互作用的诸要素组成的、具有一定结构和功能的有机整体?系统的特性有哪些？?整体性?相关性?目的性?环境适应性交通运输系统的主要构成要素：载运匸具’汽车、火牟"轮餡.飞机r悴道等°站场：客运站*货运站、机场、淞11等’线路土鉄路.企肉.河流.簣道、航纯聲.交诚控制,」悴理蛊拧种兗通信号.交逋标店.交適观則嚮*设擁讦理系统，旳了保丽交迩迄输養施处于亢好或应好的使川或服务狀hM设冒的畛施狀况监曲和绯护・绊僅眾统’信息竹珅杀纾⑺电•电尸付毂等二、交通特性2.1.1驾驶员的主要交通特性：?驾驶员的交通特性主要通过视觉特性、反应特性与选择特性 等加以表现?视觉反应特征：驾驶员对于一个特定的刺激产生感知并对它作出反应， 是架驶员最重要的特性之一?包括4个性质不同的心理活动：?感知:对刺激的认识和了解?识别:对刺激的辨别和解释?判断:对刺激作出的反应的决策?反应:由决策引起的肢体反应2.1.2汽车的特征?汽车主要基本特性?设计车辆尺寸：?与车辆的类别相关，车辆的长、宽、高及轴距（影响道路的几何设计与资源分配）?动力性能：?最高车速、起动性能、加速性能、爬坡性能、排队车流物理特性（影响道路的几何设计与通行能力）? 制动性能：制动距离、制动减速度、制动效能的恒定性和制动方向稳定性（影响汽车的行驶安全）智能交通系统的工作原理：利用多种传感器和智能公路技术实现的汽车自动驾驶?城市道路分类?快速路：专用（机动车）、隔离、四车道及以上、控制出入口、计算行车速度为60或80km/h? 主干路：一般六车道，或四车道加机非分离，一般非立交，分 I、II、III三级? 次干路：最常见的城市道路，配合主干路形成城市干道网，分 I、II、III三级? 支路：次干路与街道的连接线，解决局部交通，以服务功能为主，分 I、II、III三级?其他：自行车专用道、有轨电车专用道、商业步行街、货运道路等不同等级道路的机动性与口「达性水平不同?城市道路交通路网：?典型的城市道路网布局主要有棋盘形、带形、放射形、放射环形 等，如图:典型城市道路网布局及特点路网布局桓盘临网并媲路网加射形路网特点斥适用范国布局苦整、简诰、方向性利于番蔬布計但通iM生差，尅埴交通不易分和公共交通布墨在纵向主豪交通千道，構向交通以歩行或非机动车为主，利用公共交通布线、组如但黠成级向主干道交通压力大。利用公共交通布线和组级出縮短到市中心碉但也讴交通压力过大，交通联累不便。通达性好,利用城市扩届越n交通分爲但故射些不宜过多】否则造咸中心处通过分集中。（城市道路具有功能多样、组成复杂、行人交通量大、车多、 交叉口多、交通量分布不均匀等特点，其横断面布置主要有：单幅路、双幅路、三幅路、四幅路等四种形式4交通流特征参数的基本定义：定量描述交通流可用3个参数：Q、①交通流量，又称交通量，表示交通流在单位时间内通过道路指定断面的车辆数量，单位是辆/小时或辆 /日；V、②交通流速度，简称流速，表示交通流流动的快慢，单位是米/秒或公里/小时；K③交通流密度，表示交通流的疏密程度，即道路单位长度上含有车辆的数量，单位是辆/公里3个参数之间的关系是： 交诵流量为交诵流速度和交诵流密度的乘积： Q=VK?基本关系简单推导：?交通流三参数：交通量Q、行车速度（平均速度） V、车流密度K?从车流密度公式可以导出三参数的关系 ：

道路交叉口的交通特性：交叉口是道路与道路相交的部位 。若相交道路主线标高相等时为平面交叉，若相交道路主线标高不等时为立体交叉。1）平面交叉：平面交叉形式有三路交叉的T字形、Y字形，四路交叉的十字形、X字形、错位交叉及多路交叉，2） 立体交叉：立体交叉在空间上上下错开，交叉口处无冲突点，车辆行驶畅通，但占地面积大、成本高。交叉口的类型：平交（十字型交叉、T型交叉、Y型交叉、错位交叉、环形交叉）；立交（简单立交、互通式立交）、交通量^LOGO亠r 播交通类枣旅有丸动丰交通気罪机动车交?1.交通量的基本知识 1；<■ -.■■、交通量^LOGO亠r 播交通类枣旅有丸动丰交通気罪机动车交?1.交通量的基本知识 1；<■ -.■■-r. ■?交通量： 1:[..：.；-'-?也称为交通流量，是指在选定时间（或单位时间）段内，通过道路某一地点、某一断面或某一条车道的实际交通参与实体车、自行车或物）的数量（Q=N/T辆（或人）/单位时间?它是一个随时间变化的随机数，通常取某一时段内的平均值作为该时段的代表交通（人、）-年平均日交通量（AADTAADT1 365365iiQi-月平均日交通量（MADTMADT14亠65365FQi个刀的H交通郴:总利木门的人数-周平均日交通量（WADTWADT-周平均日交通量（WADTWADT高峰小时交通量：高峰小时内的交通量称为高峰小时交通量,高峰小时交通量占该天全天交通之比称为高峰小时流量比（以%表示）?方向分布系数：Kd=重交通方向交通量/双向总交通量?第30位交通量系数：K3o=30HV/AADT?高峰小时系数：高峰小时交通量/高峰小时流率

?高峰小时流量比：高峰小时交通量/日交通量?高峰小时系数PHF（PHF<1）: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交通量扩大为高峰小时后的交通量之比（PHF越接近1，说明变化越平缓；越小，说明峰值越明显）問峰小旳交通暈PFR問峰小旳交通暈PFR，= 切（F时段内统计所得虽高交適星）匕5仙壯伽贼MOmin, flt=15min30位年最高小时交通量（30HV）:将一年中所有8760（365*24）小时的小时交通量按由大到小的顺序排列时，排在第30位的小时交通量，又称为设计交通量。设计小时交通量系数一”30IIU良过二 30AADT■国外K的2%〜18%? （速度基本定义：行驶距离/所需时间?地点车速（Spotspeed）:也称为即时速度，指车辆通过道路某一地点 （断面）时的瞬时车速?行驶车速（Runningspeed）:车辆行驶在道路某一区间的距离与行驶时间 （不包括停车损失时间）的比值?运行车速（Operatingspeed）:中等技术水平的司机在良好的气候条件、实际道路状况和交通条件下能保持的安全车速?区间车速（Overallspeed）:也叫行程车速，车辆行驶路程与通过该路程所需的总时间（包括有效行驶时间、停车时间、延误时间，但不包括客、货车辆上下乘客或装卸货时间以及在起点、终点的调头时间）之比?）?临界车速（最佳车速，Criticalspeed）:道路理论通行能力（道路通过交通量最大时）达到最大时的车速，一般供交通流理论分析时用?阻塞密度：

分析Q、K、V两两之间的变化，函数曲线？？？？-il^E.tieQ>1箭吨CLK,V厂远笔讨星指什么？J妁孱子宏现更遏淀参做『丙车头间距和车头时距离于微观丸通兮车头「可距：是描一务羊道上甫后柏斗p两车『用誓傑除枉寻-兵有代在性的点肉量J土冋旳晅离①⑥车头时籬：是抬连绝行賊.的前洽两納车f具有代农性的点丿通.过疔卒邁上熬一占「或某一斯面」的时何菱舟分对宛測略』遂上所有的年头顽］贩和车头对瞪取平均值稀为年均车头冋距与年沟车头对距。⑥平均车头呵距与干沟车头对柜与疽况兔通.沆参教Q・K存石_取下关糸；KHM)At*KHM)At*36(H)式中：石l年均车头问距fm丿；ht—年旳车头时距rsjt式中：?阻塞密度Kj：?流量趋近零时的密度或停车排队时的密度车克帝臬刘幷有車揺衣点上无潮》动何对的廉度?临界密度（最佳密度）Km:?流量达到通行能力时的密度—卩洗量达利板大时的畲＞1?临界速度Vm:?流量达到通行能力时的速度—■■■■:：■■--■- 「vH■■-' '■1、交通调查的主要内容：a）交通运输调杳i.（1）运输量/交通量调杳1.①综合运输方式的0D运输量，尤其是规划区域道路网基年的0D交通量，是进行交通需求预测的基础

②铁路、公路、水运、航空和管道五种运输万式历年完成的客、货运量和周转量，汽车保有量③道路网历年的交通量、车速、车流密度、交通量的构成资料④五种运输方式的技术经济指标，如平均吨(座)位、运输成本、平均速度、平均运距、实载率等ii.(2)交通基础设施调查1.铁路、公路、航空、管道和水运的运输网里程、技术等级、交通枢纽的布置、港站吞吐能力、站点布置等资料速度与密度的关系格林希尔茨模型(速度-密度线形模型)。=庆当K=0时，V=Vf,车辆可以自由行驶当K=Kj时，V=0,车辆停滞可以通过速度一密度图说明流量的变化K=O—V=VfK=K厂Q—Q*”(2)流量与密度的关系Kx?利用Greenhields线性模型

Kx解：由题意可知：当 K=0时，V=Vf=88km/h,当V=0时，K=K=55辆/km。贝y：Vm=44Km/h,Km=27.5辆/km,Qm=VmKm=1210辆/h。由Q=VK和V=88-1.6K,有Q=88K-1.6K2°当Q=0.8Qm时，由88K-1.6K2=0.8Qm=968,解得：Ka=15.2,Kb=39.8。则有密度Ka和Kb与之对应，又由题意可知，所求密度小于 Km，故为Kao故当密度为Ka=15.2辆/km,其速度为：Va=88-1.6Ka=88-1.6X15.2=63.68km/h即Ka=15.2辆/km,VA=63.68km/h为所求密度最高值与速度最低值车速调查中定点车速最小样本数的应用:地点车速最小样本量：一1998版《交通工程手册》：门一最小样本值。。一估计的样本标准偏差，查表或用8km/h作为其近似估计值。F-速度调查允许误差，一般可取2,Okm/h;K—置信水平系数，对应于不同置信水平下的缝验*值《交通工程手册》0 上

直信水平系麴1<值表68.386.690©S,598,899.7E11.5L”641,9322,53样耳标范差。值表行曲富域平均新谁年行欧区械四车道匹丰遒氐&6-87,7Tb9弼區0J5平坤值0*03.0例题：在一条城市4车道路上测定地点车速，希望得到平均车速的容许误差在2.Okm/hW内，并具有95%的置信水平，问至少需要多少样本？解:（7.9xL96（7.9xL96V<2+0J>60（辆）四、交通流：?是交通需求的实现结果，是交通需求在有限的时间和空间上聚集的现象?由于涉及人、车、路、环境之间的相互关系，交通流的形成过程非常复杂?研究道路上行人和机动车（主要是汽车）在个别或成列行动中的规律，探讨车流流量、流速和密度之间的关系，以减少时间延误和事故发生，提高道路交通设施的利用率车流计数分布：-在每个时间区间内到达某地车辆数的概率分布，又称到达分布-车流密度不大，且不受其他干扰因素的影响时，计数分布符合泊松分布；交通拥挤、车辆连续行驶时，计数分布符合二项分布或广义泊松分布； 交通受周期性干扰（如受交通信号的干扰）时，计数分布则符合负二项分布）

????1） 交通流分布：?交通流的到达特性或在物理空间上的存在特性2） 离散型分布（也称计数分布）：?在一段固定长度的时间内或距离内到达某场所的交通数量的波动性3） 连续型分布（时间间隔分布、速度分布等） ：?在一段固定长度的时间内事件发生（如人、车达某场所）的间隔时间的统计分布特性4） 研究交通分布的意义：?预测交通流的到达规律（到达数及到达时间间隔），为确定设施规模、信号配时、安全对策提供依据1•泊松分布：?适用条件：车辆（或人）的到达是随机的，相互间的影响微弱；其他外界干扰因素基本不存在，具体表现在交通流密度不大、车流是随机的。①到达数小于鈕车（人）的桶率:到达数于等于兵的概率:到达数于等于兵的概率:尸（兰金〉=£③到达数大于k尸（兰金〉=£③到达数大于k的概率:@到达数大于等于肛的槪事：lt-1尸（王/：）=t-尸（Vk）=i~y^~~iT~⑤到达數至少足用但不超过，的槪率:⑥用泊松分布収合观测数据吋.參数ni按下式计算;现测的总饰数W现测的总饰数W2"m=——=- 总计间隔数式中：？一观测数据分组数；L-计算闻隔，内到达1车（人｝这一事件发主的次（频｝數:町一廿数间隔i内茁）到达数或各组的中値；N—观测的总廿间隔数。

■递推公式：由参数m及数量1<可递推出仇+厂—間 狗Pq P^i=Pkfc+1■分布的均值M与方差D皆等Ta这是判断交通流到达规律是否服从泊松分布的依据中■运用模型时的留意点：关于参数血一U可理解为时间间隔/内的平均到达车辆数【例】设60辆汽车随机分布在4000m长的道路上，服从泊松分布，求任意400m路段上有4辆车及4辆以上的概率。解：由题意，计数间隔t=400m，单位间隔内的平均到达率入=60两/4000m=6/400辆/m，则有：计数间隔内平均达到的车辆数 m=入t=400m*6/400辆/m=6辆p0=(6)°*e-6/0!=0.0025, pi=(6)1*e-6/1!=0.0149p2=(6)2*e-6/2!=0.0446, p3=(6)3*e-6/3!=0.0892不足4辆的概率为：p(<4)=p0+pi+p2+p3=0.1512则有4辆车及4辆以上的概率为p(>4)=-1p(<4)=0.8488【例】某信号灯交叉口的周期 C=97s有效绿灯时间g=44s,在有效绿灯时间内排队的车流以S=900(辆/h)的交通量通过交叉口，在有效绿灯时间外到达的车辆要停车排队。设信号灯交叉口上游车辆的到达率 q=369(辆/h),服从泊松分布公式中，求到达车辆不致二次排队的周期数占周期总数的最大百分率。解：车流智能在有效绿灯时间通过，因此一个周期内能通过的最大车辆数 A=g*S=900X43600=11辆，当某周期到达的车辆数N?11辆时，则最后到达的(N-11)辆车就不能在本周期内通过而发生二次排队。在泊松分布中，一个周期内平均到达的车辆数 m"=369X97600=9.9辆。则可能到达车辆数大于 11辆的周期出现的概率为11P(11) 1P(11P(11) 1P(11) P.i0.119.9.e9.9.!e0.!0.29即到达车辆不致两次排队的周期数最多占 71%。2.二项式分布?二项式分布可用以预测违反交通规则的车辆数，在交叉口可能的转弯车辆数以及在路段上行驶速度超限的车辆数等

应）二C"勺心在“次试验中期望的成功次数为:而X的方差则为:2-二项分布二■适用条件：千辆比钱拥挤、K由行驶机会不笔的车流■庄本模型：订数问隔『内到达"两车的概率久八宀一.-rr)•:平均到达率（:辆或人秒】令：p=At/nr0up<7尸（圧）=C*p*（1—p^~k,k—12…打（（2.二项分布本公式p(^=c^-y(.i-—yt1/r M式中：Mk~ 计数问隔t内到达kffi车或X个人的概率；二一均到达率『稱曲或人曲:1—千计數间隔持壤的时同Z或距;Ji—正輻数:f*—k^n-kyi例在某红绿灯僧号交叉口上，据统灯有*25%的驶自行车容不遵守交通规则.当随机抽取5位骑车者时可能有2位不遵守交涌规则的概龛是多少？解：rt~.VJsr-1談」 旳=£工则有2则有2■乔3心贰”即5人中有2人不道守交通规则的可能性为26.4%,3・负二项分布：■适用条件：到达的车流波动性很人时适用。■典型：信号交义口下游的车流到达。・负二项分布可写为：p.k 负二顼分布参数°1.负指数分布■适用条件：存在充分超车机会的单列交通流与密度不人的多列车流的车头吋距分布口J采用负指数分布（车辆的到达服从泊松分布）。■基木模型：根据泊松分布的公式，车流平均到达皋力•（辆/祕）计在时间间隔t内没有车辆到达的概率为： ]尸（0）=严■叩：到达的车头吋距〃大于/秒的概率为P（Ji>/）=e~kt2、移位负扌斤数分右j•当负:m*数分布川于单①道交通流的小头时距分布时，理论上会得汨人卓的O〜1s的车头时距，但血丈际卜.这种怙况不可能心现。冈为车辆的车头至牢头的问距至少为一个牢长加上询车疋部至庚车头部的一定i旬隔。•为了改止这科不工里，m将负扌旨数分布I山线从城点O沿t轴向右移一个战小l、Hj隔长度，（根拥i周査数•I居砒足，一般亦1.0〜1.5之|辺），得到穆位负折数分布Illi线，它能更好地拟介观测数抑。・移位负：!旨数的分和函数为：P（/?>r）=e~^r~r\t>