交通工程基础习题及参考答案

《交通工程基础》

习题与参考答案

第一章绪论

1、交通工程学的定义是什么？

简洁讲，是对全部与道路交通有关的内容（人、物、现象、规律等）

进行探讨，并将其探讨成果应用到解决道路交通系统规划、建设、管理中

的问题的一门学科。

是把人、车、路、环境、能源等与道路交通有关的几个方面综合在道

路交通这个系统中进行探讨，以寻求道路通行实力最大、交通事故最小、

运行速度最快、运输费用最省、环境影响最小、能源消耗最低的交通系统

规划、建设与管理方案，达到平安、快速、经济、便利、舒适、节能与低

公害的目的。

2、交通工程学科的主要探讨内容有哪些？

交通特性分析，交通调查方法，交通流理论，道路通行实力分析，道

路交通系统规划理论，交通管理与限制技术，交通平安技术，静态交通系

统规划，公共交通，交通系统的可持续发展规划，交通工程的新理论、新

方法、新技术。

3、交通工程学科的特点？

系统性、综合性、交叉性、社会性、超前性、动态性。

4、交通工程学科是哪年诞生的？其发展阅历了哪几个阶段？

1930年美国成立了世界上第一个交通工程师协会，并正式提出了交通

工程学的名称，标记着交通工程学科的诞生。其发展阅历了以下四个阶段:

（1）基础理论形成阶段（20世纪30年头初——40年头末）

（2）交通规划理论形成阶段（20世纪50年头初——70年头初）

（3）交通管理技术形成阶段（2。世纪7。年头初——9。年头初）

（4）智能化交通系统探讨阶段（2。世纪90年头中期起先）

第二章道路交通三要素特性

1、道路交通的三要素是什么？

人、车、路。

2、驾驶员的信息处理包括哪几个过程？

信息感知一分析推断一操作反应

3、驾驶员的交通特性主要体现在哪几个方面？它与交通平安有何关系？

（1）视觉特性。信息的感知80%来自视觉；视力的大小确定看清事

物的实力，干脆影响行车平安；立体视觉良好是平安行车的重要条件；错

觉简洁引发交通事故；红绿色盲患者不能驾驶车辆。（2）反应特性。反应

特性用反应时间度量，制动反应时间与事故率成正比关系。（3）乏累与

饮酒。乏累可引起反应时间显著增长、操作实力下降、推断失误增多；饮

酒可对人的生理和心理产生严峻的负面影响。（4）留意特性。留意的广度、

稳定性和支配实力不强简洁引起交通事故。（5）动态推断。在运动中正确

推断距离和速度对保持行车平安、保持车辆顺畅行驶特殊重要。

4、驾驶员的交通特性对道路交通的规划设计提出了哪些要求？

针对视觉适应的特点，道路照明设置应予以考虑；为防止眩目，可在

道路中心设置防眩板、植树等；为驾驶员供应足够开阔视野范围；利用不

同颜色对人产生不同的生理、心理作用的特点，不同的标记、标线接受不

同的颜色；利用错觉产朝气理来进行交通管理；在道路规划设计时，各项

规范标准的取值至少应满足85%驾驶员的须要;道路沿线的各种交通和非

交通信息不应过于困难。

5、行人的主要交通特性是什么？

要求省力、省时、独立、平安。多数人宠爱走捷径；为与人保持确定

距离而避开走，并保持确定速度；有从众心理，易受别人影响而产生强行

斜穿和闯红灯等行为；因绕行距离远，而不情愿走过街地道、天桥、人行

横道线。

6、乘客的交通特性对道路交通的规划设计提出了哪些要求？

需对平曲线最小半径进行限制；由直线进入曲线（或反之），需设缓

和曲线，并对其长度进行限制；路面要平整；在高路堤、陡边坡的路段，

应设置护栏或放缓边坡；路途的布设应考虑到美学要求，沿线视野要开阔;

道路沿线应设置地名、里程指示牌；公交线路长度不宜过长，发车间隔要

短。

7、什么是视觉适应？分哪几种？

是眼睛对光亮程度突然变更而引起的感受适应过程。分暗适应、明适

应。

8、自行车的交通特性体现在哪几个方面？对道路交通的规划设计提出了

哪些要求？

体现在短程性、行进稳定性、动态平衡、动力递减性、爬坡性能、制

动性能等六个方面。在进行交通预料时，自行车出行比例的确定应考虑其

短程性和动力递减性，自行车出行一般不宜超过10km;对道路坡度，陡

坡不易大于5%,长坡不易大于3%,且应对其长度进行限制。

9、公路分哪几级？城市道路分哪几类几级？

公路分五级：高速公路、一、二、三、四级公路。

城市道路分四类三级：四类：快速路、主干路、次干路、支路；

三级：I、n、m；

特大城市(io。万人以上)、大城市(50〜100万人)接受I级;

中等城市(20〜50万人)接受n级；

小城市(2。万人以下)接受in级。

10、什么是路网密度？

区域内道路总长度与区域面积的比值，单位：km/km2o反映道路数

量的多少。

11、公路网的布局形式有哪几种？各自的特点？

(1)三角形：一般用于规模相当的城镇间的干脆联系，通达性好，

但建设量大。

(2)并列形：是一种不完善的路网。

(3)放射形：一般用于中心城市与四周城镇间的交通联系。

(4)树叉形：一般用于公路的最终一级，是干线公路的支线。

12、城市道路网的布局形式有哪几种？各自的特点？

(1)棋盘形：非直线系数大，通达性差，过境交通不易分流；交通

量分布匀整、方向性好，有利于建筑布局。

(2)带形：不易形成市中心，简洁造成干道交通压力；有利于公交

布线。

(3)放射形：具有带形布局的优点，到市中心的距离短；中心区交

通压力大，边缘区相互间交通联系不便利，过境交通无法分流。

(4)放射环形：通达性好，非直线系数小，有利于城市发展和过境

交通分流，一般用于大城市；但不宜将过多的放射线引向市中心，以免造

成中心交通过分集中。

13、城市道路横断面形式分哪几种？

分：一块板断面、两块板断面、三块板断面、四块板断面。

14、什么是行车视距？分哪几种？如何保证？

行车视距的定义：车辆在行驶过程中，应能随时看到前方足够远的距

离，一旦发觉前方有障碍物或迎面来车，能与时实行措施，避开相撞，这

一必需的最短距离称为行车视距。

分：停车视距、会车视距、超车视距。

视距的保证：平面：在平曲线内侧应清除有碍视距长度要求的障碍物,

在平面交叉口处应清除视距三角形范围内的障碍物；纵断面：应接受足够

大的竖曲线半径。

15、平面交叉口的交通特点是什么？对交叉口的规划设计与管理提出了哪

些要求？

平面交叉口存在交通特征点：合流点、分流点、冲突点，其中冲突点

最紧急，产生冲突点最多的是左转车辆，冲突点个数随相交道路条数的增

加呈几何级数增加。冲突点个数：pW(n-?"2)n—-交叉口进口道

6

个数

因此，在交叉口的规划设计与管理中，必需力求削减或歼灭冲突点。

方法是：

①削减相交道路条数；

②渠化交叉口，正确处理和组织左转车辆；

③进行交通管制，在时间上分别交通流线（设信号），或禁止左转;

④修建立体交叉（从空间上分别交通流线）。

第三章交通流特性

1、主要的交通流参数有哪几个？

交通量、车速、密度。

2、交通量、流率的定义是什么？二者的区分？

交通量：指单位时间内，通过道路某一地点、某一断面或某一条车道

的交通实体的数量。

流率：指把不足1小时的时间段内（通常是15min）,通过道路某一

地点、某一断面或某一车道的车辆数等效转换为1小时的车辆数。

交通量是实测值或预料值，流率是转换后的等效值。

3、高峰小时交通量、第30位高峰小时交通量的定义？

高峰小时交通量：一天内，连续60min的最大小时交通量。

第30位高峰小时交通量：指将一年中8760个小时的交通量观测值

依大小依次排列，排在第30位的小时交通量。

4、设计小时交通量是如何确定的？

一般由下式计算：DDHV=AADTXKXZ7

其中：K-—设计小时交通量系数，其值常取第30位小时交通量系数

K30；

第30位高峰小时交通量

a0=

AADT

力，——高峰小时内重方向交通量占双向交通量的比例。

5、为什么常将第30位高峰小时交通量作为设计小时交通量？

(1)第30位高峰小时在年度小时交通量排序曲线上处在由陡到缓的弯曲

点上；(2)第30位小时交通量系数K30值特殊稳定。

6、什么是高峰小时系数?

高峰小时交通量

高峰小时系数(PHF)

高峰小时的高峰流率

7、什么是高峰小时流量比?

高峰小时交通量

高峰小时流量比二

日交通量

8、什么是方向不匀整系数？

重方向交通量与双向交通量的比值。

9、交通量有哪些特性？

(1)交通量的时间分布特性：随季节、月份变更；随周日的变更；

在一日内的不同时段交通量是不同的，一般有早、晚高峰；在一小时内交

通量也是变更的。

(2)交通量的空间分布特性：体现在方向分布、车道分布、路段分

布、城乡分布等几个方面。

10、地点车速、行驶车速、行程车速、临界车速的定义?

地点车速：车辆通过某一地点或某一断面的瞬时速度。

行驶车速：车辆通过某段里程与有效行车（驶）时间之比。

有效行车（驶）时间不包括停车时间。

行程车速：又称区间车速。指车辆通过某段里程与行程时间之比。

行程时间为通过该段里程所需的总时间。总时间中包括

停车时间、延误时间和正常行驶时间。

临界车速：指道路交通量达到最大值（通行实力）时的车速，又称最

佳车速。

11、行车速度有什么特性？具体表现在哪些方面？

行车速度具有确定的统计分布规律，常见的是呈正态分布或偏正态分

布。

车速的统计分布特性常用速度频率分布曲线和累积频率分布曲线来

表示。表征车速分布特性的特征值有：最常见车速、中位车速、85%位车

速、15%位车速、速度观测值的标准差。（均方差）。

12、时间平均速度与区间平均速度的定义与相互关系如何？

时间平均速度反：指某一时间段内，通过道路某一断面的全部车辆的

地点速度的算术平均值。

区间平均速度以：指某路段的长度与通过该路段的全部车辆的平均行

驶时间之比，又称空间平均速度。

二者的关系：讥=可+竽Vs=V,-^-

式中：-一区间平均车速观测值的方差；

Qt?--时间平均车速观测值的方差。

13、交通流密度、最佳密度、堵塞密度的定义?

交通流密度：指某一瞬间，单位道路长度上存在的车辆数（实体数）。

最佳密度Km：流量达到最大值时的密度。

堵塞密度Kj：车辆很多，车速为零时的密度。

14、交通流密度具有什么特点？

密度是一个瞬间值，它随观测的时刻和观测路段长度而变更，通常用

某一观测时间段内的平均值表示。

15、空间占有率、时间占有率的定义？

空间占有率：指某一瞬间，在一特定路段上，车辆总长度占该路段长

度的比例。

时间占有率：指在某一观测时间段内，车辆通过某一断面的累计时间

占该观测时间段的比例。

16、车头间距、车头时距的定义？它们与交通流三参数的关系如何？

车头时距ht：指一条车道上，前后两辆车通过同一断面的时间差。

车头间距hs：指一条车道上，前后两辆车（相邻）之间的距离。用车

辆上有代表性的点来测量，常用车头。

元与K互为倒数关系，车头间距的单位常用m计，此时：［=野

K

由Q=K♦可与以上两式可得出:耳=30（km/h）

17、什么是间断流和连续流？

间断流：指有外部固定因素影响的周期性中断交通流。主要指信号交

叉口的交通流。

连续流：指没有外部固定因素影响的不间断交通流。

18、交通流三参数间的基本关系是什么？如何利用三参数判别交通流运行

状态？

三参数间的基本关系：Q=K-V

Q、K、V的数值大小可表征车辆的运行状态：

对Q,总有QvQm

当KWKm,V>Vm时，车辆处于不拥挤状态，

当K>Km,VVVm时，车辆处于拥挤状态。

19、交通流速度与密度之间的关系是怎样的？

基本呈密度越大，速度越低的趋势。

在通常的交通密度下(密度不太大，也不太小)，两者基本呈线性关

系：

f(<)

式中：区为堵塞密度，修为畅行速度。

K

当交通密度很大时，接受对数模型：V=Vln(-^)

mK

式中：Vm为临界车速，指交通流量最大时的车速。

k

当交通密度很小时，接受指数模型：V=VgK

式中：Km为最佳密度(临界密度)，指交通流量最大时的

密度。

20、描述信号交叉口交通流特性的参数一饱和流率和损失时间是怎样定义

的？

稳定行驶的连续流的车头时距称为饱和车头时距（ht）,则饱和流率S

为：

S二等（辆/h.车道）

损失时间包括：红灯时的停车时间、红灯变绿灯后的起动损失时间与

清尾时间；起动损失时间为各车车头时距减去饱和车头时距之后的和；清

尾时间是指本方向最终一辆车进入交叉口的时刻与下一行驶方向变为绿

灯的时刻之间的时间差。

21、下表为某高速公路观演得到的交通量，试计算：（1）小时交通量；（2）

5min高峰流率；（3）15min高峰流率；（4）15min高峰小时系数。

8:8:8:8:8：8:

统计时间00〜05〜10〜15〜20〜25〜

8:058:108:158:208:258:30

5min^M

201208217232219220

量

8:8:8:8:8：8:

统计时间30〜35〜40〜45〜50〜55〜

8:358:408:458:508:559:00

5min^M

*

小时交通量:

201+208+217+232+219+220+205+201+195+210+190+195

=2493（辆/h）

5min高峰流率：8:15〜8:20为高峰5min232X12=2784

（辆/h）

15min高峰流率：8:15〜8:30为高峰15min

（232+219+220）X4=2684（辆/h）

15min高峰小时系数：2493/2684=0.93

22、在一条20km长的公路段起点断面上，在6min内测得100辆汽车,

车流量是匀整连续的，车速V=40km/h,试求Q、ht>hs>K以与第一

辆车通过该路段所须要的时间to

（2=—x60=1000（ffl//z）

6

3600=3600=

Q1000

40

h=vh=——x3.6=40（/7?）

xt3.6

〃10001000—,、

K=----=-----=25（辆/左〃）z

h540

型用=。.5（〃）

V40

23、某6辆车通过公路上4km长的路段所需的时间分别为：2・6、2.4、

2.5、2.8、2.2.2.7分钟，试计算时间平均速度和区间平均速度。

6x4

匕==1.579（而/分钟）=94.74（2旭/

2.6+2.4+2.5+2.8+2.2+2.7

乂=4/2.6=1.54（匕4分钟）V2=4/2.4=1.67（Zm/分钟）

V3=4/2.5=1.6（女〃〃分钟）V4=4/2.8=1.43（2加/分钟）

匕=4/2.2=1.82（内4分钟）V6=4/2.7=1.48（Zm/分钟）

小吟堂

_(1.54-L579)2+(L67-1.579)2+(1.6-1.579)2+(1.43-1.579)2+(1.82-1.579)2+(1.48-1.579)2

6

=0.0167

V,=V^+^-=1.579+0.0167/1.579=1.59(km/分钟)=95.4

(km/h)

24、已知某公路的畅行速度Vf=90km/h,堵塞密度Kj=100辆/km,速

度与密度用线性关系模型，求：(D在该道路上期望得到的最大流量；(2)

达到最大流量时所对应的车速。

0〃=三6=竿见=2250(辆/0

44

Vf90

yin=^-=—=45(km/h)

25、一对车辆在绿灯亮起时起先启动，通过路口，对中各车辆穿过路口停

车线时与前车之间的车头时距如表所示。试求（1）饱和车头时距；（2）

饱和流率；（3）起动损失时间。

行驶中的车辆12345678

车头时距（S）2.62.42.22.01.91.81.81.8

饱和车头时距=1.8（s）

饱和流率=3600/1.8=2000(辆/h)

起动损失时间=(2.6-1.8)+(2.4-1.8)+(2.2-1.8)+(2.0-1.8)

+(1.9-1.8)

=2.1(s)

第四章交通流理论

1、散型车流统计模型和连续型车流统计模型的作用各是什么？

离散型模型描述确定时间间隔内到达车辆数的波动状况，或分析确定

长度路段内存在车辆数的分布状况。连续型车流统计模型描述车辆达到时

间间隔的分布规律。

2、叙述常用的离散型车流统计模型的类型、表达式、适用条件、推断条

件。

(1)泊松分布

表达式：岭七=空"e"tk=0、1、2、3…

适用条件：车辆密度不大，车辆间相互影响小，没有外界干扰因素

的车流，即车流是随机的。

推断条件:当观测数据的均值m与方差S?的比值明显不等于1时,

就是泊松分布不适合的表示，当近似等于1时，可用泊松分布。

(2)二项分布

表达式:P(k)=Ck(-)k(l--)n-kk=l、2-n

nnn

「k=加

适用条件：车流比较拥挤，自由行驶机会不多的车流。

推断条件：当观测数据的S2/m明显大1时，就说明不属于二项分

布，即S2/m应小于1。

(3)负二项分布

n1nk

表达式：P(k)=Ck+n.1-P(l-P),k=0、1、2、3…

适用条件：适用于车辆达到的波动性很大的车流。

推断条件：当观测数据的S2/m>l时(明显大于1),可接受负二

项分布。

3、述离散型分布拟合优度检验的方法和留意事项。

常接受乂2检验，其方法为：

(1)建立原假设

(2)计算统计量x2：-2=之(,¥-=(之g-N

HEHE

(3)确定统计量的临界值X?a

(4)推断统计检验结果

22

若：x<xa,原假设被接受(成立)

22

X>xa,原假设不成立

进行x2检验的留意事项：

(1)样本容量N应较大；

(2)分组应连续，分组数g不小于5;

(3)各组内的理论频数K不小于5,若某组内的KV5,则应将相

邻若干组合并，直至合并后的E>5为止，但此时应以合并后

的实有组数作为计算x2自由度的g值。

4、叙述负指数分布、移位负指数分布的表达式、适用条件与局限性。

(1)负指数分布

表达式：P(h>t)=e-At

适用条件：适用于车辆到达是随机的。交通密度较小，有充分超车

机会的单列车流。

局限性：由P（3人ex可知，P（t）是随t单调递减的，即越小的车头

时距发生的概率越大。这与实际状况不符，因为车辆间总会有一个最小的

车头时距I,因此，当时的P（t）是不正确的。

（2）移位负指数分布

A（tT）

表达式：P（h>t）=e--,t>T

适用条件：用于描述不能超车的单列车流和车流量低的车流的车头

时距分布。

局限性：由移位负指数分布的概率密度函数知，越接近十的车头时

距出现的概率越大，T是为保证行车平安的最小车头时距。而实际行车时,

大部分司机所保持的车头时距并不是一个最小值，即要比i大一些，只有

个别司机才会用工甚至是比i短的车头时距，实际车头时距的概率密度函

数曲线一般应是先升后降的。

5、一般的排队系统由哪几部分组成？

输入过程、排队规则、服务方式（输出过程）

6、车辆的跟驰特性是什么？

制约性、传递性、延迟性（滞后性）

7、写出车辆跟驰模型的一般表达式，并说明后车的反应与哪几个因素有

关？

车辆跟驰模型的一般表达式：

后车的反应与前后车的速度差、车头间距、后车速度有关。

8、用流体力学理论模拟交通流的缺点是什么?

流体力学模拟理论模拟交通流时，假定车流中各单个车辆的行驶状态

与前面的车辆完全一样，这与实际是不相符的。

9、写出交通波传播速度模型（表达式）。

10、为什么单路排队的M/M/N系统会优于多路排队的M/M/N系统？

因为前者较后者要灵敏的多，后者受一一对应的限制，各服务台之间

不能调剂运用，没有充分发挥各服务台的服务实力。

11、有60辆车随意分布在5km长的道路上，对其中随意400m长的一

段，试求：（1）有4辆车的概率；（2）有大于4辆车的概率。

（1）r=400/n几二图-辆/m

m=A't=4.8辆

4x

P(4)=——--=0.182

4

(2)P(0)=e-8=0.0082P(l)=J—=0.0395

23

4«X4Qx

P(2)=——--=0.0948尸(3)=——--=0.1517

2!3!

P(>4)=1-P(<4)=1-P(0)-P(l)-P(2)-P(3)-P(4)=0.5238

12、某交通流属泊松分布，已知交通量为1200辆/h,求：（1）车头时

距t>5s的概率；（2）车头时距t>5s所出现的次数。

⑴2=

P(h>5)=e=O.I889

(2)P(5)=助j=1xO.1889=O.O63

P(h>5)=P(h>5)-P(5)=0.1889-0.063=0.1259

车头时距t>5s所出现的次数：0P(Q5)=1200x0.1259=⑸(次/h)

13、已知某公路交通量为720辆/h,试求某断面2s时间段内完全没有

车辆通过的概率与其出现次数。

2s时间内没有车辆通过的概率：2=-^=0.2ft/sf=2s

3600

P(h>2)=e-M=产2=o67

出现次数：QP(/zN2)=720x0.67=482(次)

14、某享有优先通行的主干道车流量为360辆/h,车辆到达听从泊松分

布，主要道路车流允许次要道路车辆穿越的最小车头时距t=10s,求：

(1)每小时有多少个可穿越空挡？

(2)若次要道路饱和车流的平均车头时距为5s,则该路口次要道路车流

穿越主要道路车流的最大车辆数为多少？

(1)4=^~=0.1辆/st=Ws

3600

P(h>10)=e"==0.368

〃=Q•P(/zN10)=360x0.368=132(个)

(2)a=10sa0=5s

A1y/>-0.1x10

00935

。次=IF=1=(辆/s)=337(辆/h)

1-e0i-e

15、不设信号灯管制的十字交叉口，次要道路上的车辆为能穿越主要道路

车流，需主要道路车流的最小车头时距为6s,次要道路饱和车流的平均车

头时距为3s,若主要道路车流的流量为1200辆/鼠试求：

(1)主要道路车流车头时距为6s或更大的概率是多少？次要道路可能通

过的车辆为多少？

(2)若主要道路车流的最小车头时距为1s,那么车头时距大于6s的概

率是多少？次要道路可能通过的车辆为多少？

久120°1而/

(1)a=65%=3s2=----=—辆/s

36003

3

P(hN0=e-温=e=0.1353

1《6

。力=；=———=0.0714(辆/s)=257(辆/h)

a1-~^'-1x3

e1-e3

(2)T=\s

P(h>6)=6-以1)==0.1889

1

2e~A(a~r)I6

。次=-----厂=-~~i—=0.0996(辆/s)=359(辆/h)

1-e0—><3

1-e3

16、今有1500辆/h的车流量通过一个有三个收费口的收费站，车辆到

达听从泊松分布；每个收费口可服务600辆/h,服务时间听从负指数分

布；试分别按单路排队和多路排队两种服务方式计算各相应指标。

(1)按多路排队计算

对每个收费口：

2=^21=』辆/s〃=侬=1辆人

36003636006

P=-=j<l系统稳定

〃6

5

n=P=—=5辆q=n-p=5--=4.\7辆

1-2]_*6

6

U=-1-二36s/辆——i

w=d——=36-6=30”辆

A5

36

对整个收费站:

〃=5x3=15辆夕=4.17x3=12.51辆

d=36”辆w=30s/辆

(2)按单路排队计算

。15005伽,〃=，辆/s

2==—Ws

3600126

A5

=—<系统稳定

2=1"

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