交通工程复习要点

第一章1.交通工程学定义：运用交通规划、设计、管理理论、方法和技术来协调交通系统中各要素之间的关系，使之达到调整交通需求、提高服务能力的目的，实现最终目标：安全、高效、舒适、经济、环保。2.交通工程学的特点（详见书p3）系统性综合性交叉性社会性超前性动态性3.交通工程学科的产生与发展基础理论形成阶段（20世纪30年代初~40年代末）交通规划理论形成阶段（20世纪50年代初~70年代初）交通管理技术形成阶段（20世纪70年代初~90年代初）智能化交通系统研究阶段（20世纪年代中期开始）第二章1.车辆交通特性：汽车基本特性a设计车辆尺寸b动力性能：最高车速加速时间（加速度）最大爬坡能力c制动性能2.道路基本特性道路道路结构：路基、路面、桥涵…道路线形：平面、纵断面、横断面路网密度道路网布局3.交通量(Volume)的定义在单位时间段内，通过道路某一地点、某一断面或某一条车道的交通实体数4.交通量与通行能力的联系与区别？5.平均日交通量（AverageDailyTraffic,ADT)年平均日交通量(AnnualAverageDailyTraffic,AADT)月平均日交通量(MonthlyAverageDailyTraffic,AADT)周平均日交通量(WeeklyAverageDailyTraffic,AADT)36513651iiQAADT301130iiMADTQ7171iiQWADT月变系数6.高峰小时系数PHF(PeakHourFactor)高峰小时交通量与高峰小时内高峰时段交通量扩大为高峰小时流率之比看例题2-37.设计小时交通量及其应用利用设计通行能力及设计小时交通量计算车道数及路幅宽度式中DHV—设计小时交通量(辆/h)K—设计小时交通量系数(%)n—车道数C1—每一车道设计通行能力(辆/h)AADT—规划年度的年平均日交通量(辆/d)W—路幅宽度(m)W1—车道宽度(m)在考虑方向不均匀系数的情况下，单向设计小时交通量为：式中：DDHW—单向设计小时交通量(辆/h)KD—方向不均匀系数(%)AADTKMADT月ttPHFt60通量时段内统计所得最高交高峰小时交通量nWWCDHVnKAADTDHV11DKKAADTDDHV2211DKKCAADTCDDHWn8.行车速度特性（判断）基本定义地点车速(Spotspeed)：车辆通过某一地点时的瞬时车速行驶速度(Runningspeed)：从行驶某一区间所需时间及其区间距离求得的车速行程车速(Travelspeed)：车辆行驶路程与通过该路程所需的总时间(包括停车延误）之比运行车速(Operatingspeed)：中等技术水平的司机在良好气候条件、实际道路状况和交通条件下能保持的安全车速临界车速(Criticalspeed)道路理论通行能力达到最大时的车速设计车速(Designspeed)：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9.时间平均车速与空间平均车速（计算）时间平均车速在某一时间段内测得通过道路某断面各车辆的地点车速的算术平均值式中：－时间平均车速(km/h)Vi－第i辆车的地点车速(km/h)n－时间段内观测到车辆总数(辆)vstniitVnV11tV区间平均车速在某一特定瞬间行驶于道路某一特定长度内的全部车辆的车速分布平均值当观测长度为一定时，其数值为地点车速观测值的调和平均值，计算公式为：式中：－区间平均车速(m/s)s－路段长度(m)ti－第i辆车的时间(s)n－车辆行驶于路段长度s的次数Vi－第i辆车行驶速度(m/s)相互关系式中：σt―时间平均车速观测值的均方差σs―区间平均车速观测值的均方差10.影响车速变化的因素（简答）驾驶员对车速的影响车辆对车速的影响道路对车速的影响街道类型及等级、平均线型、纵断面线型、车道数及车道位置、视距、侧向净空、路面交通条件对车速的影响交通量、交通组成、超车条件交通管理交通环境影响11111snniiiinsVtnVtVtttsVVV22stssVVV11．交通密度(Density)的定义某一瞬时每单位长度一条车道上的车辆数，又称车流密度式中：K―车流密度（辆/km）N―单车道路段内的车辆数（辆）L―路段长度（km）Q―单车道上交通量（辆/h）―区间平均车速（km/h）12.车头间距(Spacing)与车头时距(Headway)在同向行驶的一列车队中，相邻两辆车的车头之间的距离称为车头间距(hs)车头时距(ht)属微观指标车头间距和密度之间的关系hs=1000/K式中：hs―车头间距（m/辆）K―密度（辆/km）车头时距和交通量之间的关系ht=3600/Q式中：Q―道路的交通量（辆/h）ht―平均车头时距（s/辆）车头时距、车头时距及速度三者关系式中：V―汽车行驶速度（km/h）看例题2-5LNKsVQKsV3.6stVhh第三章交通调查定义：是一种用客观的手段,测定道路交通流以及与其有关现象的判断，并进行分析，从而了解与掌握交通流的规律调查方法人工计数法浮动车法机械计数法录像法浮动车法（掌握简答及计算）调查方法需要有一辆测试车，一人记录与测试车同向行驶的车辆中，被测试车超越的车辆数和超越测试车的车辆数；另一人报告和记录时间及停驶时间调查数据计算测定方向上的交通量平均行程时间平均车速实例p42地点车速调查的目的（简答）掌握某地点车速分布规律及速度变化趋势作为交叉口交通设计的重要参数用于交通事故分析判断交通改善措施的成效确定道路限制车速设置交通标志的依据局部地点如道路弯道等处的交通改善设计的依据交通流理论研究中的重要参数cacacttYXqccccqYtt60cctl区间车速调查的目的（简答）作为评价道路服务水平的主要指标路线改善设计的依据衡量道路上车辆运营经济性的重要参数作为交通规划中路网交通流量分配的重要依据确定交通管理措施及联动信号配时的重要依据判断道路工程改善措施前后效果对比的重要指标交通流理论研究中的重要参数行驶速度与行程(区间)速度调查量测方法：牌照法流动车法跟车法行车延误（详解看书p59）固定延误停车延误行驶延误排队延误引道延误影响行车延误的因素(简答详见p60)驾驶员车辆道路转向车比例交通负荷服务水平交通控制环境延误资料的应用评价道路交通堵塞程度探求行车延误的发展趋势评价道路服务质量道路改建的依据运输规划经济分析前后对比研究交通管制点样本法计算可穿越空挡交叉口对向左转车辆穿越直行车流中的最小空档或直行车辆穿越对向左转车流中的最小空档。起迄点调查(OD调查)基本定义与术语（重点掌握下面4个）期望线：又称愿望线，为连接各小区形心间的直线，它的宽度表示区间出行的次数主流倾向线：又称综合期望线，是将若干条流向相近的期望线合并汇总而成调查区域境界线：包围全部调查区域的一条假想线，有时还分设内线和外线分隔查核线：为校核OD调查成果精度而在调查区域内按天然、人工障碍设定的调查线pNp1%%1002Ksss）（＝停车百分比的容许误差）（入口交通量停驶车辆数停驶车辆百分比＝）（入口交通量总延误误＝每一入口车辆的平均延）（停驶车辆数总延误误＝每一停驶车辆的平均延）抽样时间间隔（辆总延误＝总停驶车辆数起迄点调查目的通过搜集出行类别与数量资料，在计算机上模拟现状出行，为发现主要交通症结，调整与改善道路系统功能，从系统上和政策上对近远期工程项目排序提供依据由OD调查资料、土地使用资料建立各类交通预测模型，为远期交通规划提供依据客观地分析评价各类交通出行的特征，特别是公共交通服务水平，为提高公共交通系统运行效率，制定近期、远期交通政策提供有效信息起迄点调查类别个人出行车辆出行货物流通出行起迄点调查实施步骤组织调查机构调查准备OD调查的抽样率及抽样方法简单随机抽样、分层抽样、等距抽样、整群抽样人员训练制订计划典型试验实地调查第四章道路交通流理论连续流主要存在于设置了连续流设施的高速公路及一些限制出入口的路段。间断流设施是指那些由于外部设备而导致了交通流周期性中断的设置。连续流(UninterruptedStream)特征交通量Q、行车速度、车流密度K是表征交通流特性三个基本参数此三参数之间的基本关系为：式中：Q——平均流量(辆/h)；——空间平均车速(km/h);K—平均密度(辆/km)。能反映交通流特性的一些特征变量：(1)极大流量Qm，就是Q－V曲线上的峰值。(2)临界速度Vm，即流量达到极大时的速度。(3)最佳密度Km，即流量达到极大时的密量。(4)阻塞密度Kj，车流密集到车辆无法移动(V=0)时的密度。(5)畅行速度Vf，车流密度趋于零，车辆可以畅行无阻时的平均速度。格林希尔茨(Greenshields)提出了速度一密度线性关系模型：KVQssV)1(jfKKVV(2)流量与密度的关系(3)流量与速度关系综上所述，Qm、Vm和Km是划分交通是否拥挤的重要特征值：当Q≤Qm、K＞Km、V＜Vm时，则交通属于拥挤当Q≤Qm、K≤Km、V≥Vm时，则交通属于不拥挤)1(jfKKKVQ)1(fjVVKK)(2fjVVVKQ)1(jfKKVV例4-1设车流的速度密度的关系为V=88-1.6K，如限制车流的实际流量不大于最大流量的0.8倍，求速度的最低值和密度的最高值?(假定车流的密度＜最佳密度Km)解：由题意可知：当K=0时，V=Vf=88km/h,当V=0时，K=Kj=55辆/km。则：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(如图)。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KA。故当密度为KA=15.2辆/km，其速度为：VA=88-1.6KA=88-1.6×15.2=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。泊松分布.二项分布负二项分布应用条件分别是（简答）应用条件车流比较拥挤、自由行驶机会不多的车流用二项分布拟合较好。适用条件当到达的车流波动性很大或以一定的计算间隔观测到达的车辆数(人数)其间隔长度一直延续到高峰期间与非高峰期间两个时段时，所得数据可能具有较大的方差。负指数分布适用条件负指数分布适用于车辆到达是随机的、有充分超车机会的单列车流和密度不大的多列车流的情况二.连续型分布描述事件之间时间间隔的分布称为连续型分布。连续型分布常用来描述车头时距、或穿越空档、速度等交通流特性的分布特征。1.负指数分布(1)基本公式计数间隔t内没有车辆到达(k=0)的概率为：P(0)=e-λt上式表明，在具体的时间间隔t内，如无车辆到达，则上次车到达和下次车到达之间，车头时距至少有t秒，换句话说，P(0)也是车头时距等于或大于t秒的概率，于是得：P(h≥t)=e-λt而车头时距小于t的概率则为：P(h＜t)=1-e-λt若Q表示每小时的交通量，则λ=Q/3600(辆/s)，前式可以写成：P(h≥t)=e-Qt/3600式中Qt/3600是到达车辆数的概率分布的平均值。若令M为负指数分布的均值，则应有：M=3600/Q=1/λ负指数分布的方差为：21D排队论模型（计算）排队系统的主要数量指标等待时间忙期队长记法M：泊松输入或负指数分布服务D：定长输入或定长服务Ek：爱尔朗输入或服务M/M/1系统λ－顾客平均到达率μ－平均服务率ρ－服务强度，ρ=λ/μM/M/1系统主要指标在系统中没有顾客的概率在系统中有n个顾客的概率系统中的平均顾客数系统中顾客数的方差1n2)1((0)1P()(1)nP