交通工程学

交通工程学复习资料

一．名词解释：

交通量：是指在选定时间段内，通过道路某一点，某一断面或某一条车道的交通体的数量。交通量分为机动车交通量、非机动车交通量和行人交通量，一般指机动车交通量，且指来往两个方向的车辆数。

高峰小时交通量：是指一天内的高峰期间连续60分钟的最大交通量，单位辆每小时。或一日内以小时计的交通量的最高值。它是影响道路交通畅通的一个重要因素。

高峰小时流量比：是高峰小时交通量与全天交通量的比值，反映高峰小时交通量的集中程度，并可用于高峰小时交通量与日交通量之间的换算。

某高峰小时内连续5min或15min交通量最大的时段称为高峰小时内的高峰时段，并把高时段的交通量推算得到的小时流率称为高峰小时流率。

地点车速：车辆驶过道路某断面时的瞬时速度。

区间车速：车辆驶过某段路程的长度与所用总时间之比。

时间平均车速：车辆通过道路某断面时观测时间内地点车速观测值的算术平均值。

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的平均值，当观测长度一定时，其数值为地点车速观测值的调和平均值。

85%位车速：在观测到的车辆总数中，有85%的车辆行驶速度在此速度之下，此速度作为该路段的最高限制车速。

时间占有率：指在道路的观测断面上，车辆通过时间累计值与测定时间的比值，一般用百分率表示。

空间占有率：指在单位长度车道上，汽车投影长度总和占车道长度的百分率，在实测中，一般测量路段上的车辆总长度与该路段长度的百分比。

车头间距：同一车道上行驶的连续车辆中，前后两车车头与车头之间的距离。

延误：实际旅行时间与驾驶员期望的旅行时间之差；原因：由于交通干扰以及交通管理与控制措施。

固定延误：指由交通控制、交通标志、交通管理等引起的延误。

行程延误：车辆通过某一路段的实际时间与计算时间之差。

停车延误：车辆由于某种原因而处于静止状态所产生的延误等于停车时间。

排队延误：车辆排队时间与不拥挤条件下车辆以平均车速通过排队路段的时间差。

引道延误：车辆在叉口引道上实际消耗时间与车辆畅行行驶越过引道延误段的时间之差。控制延误：由控制设施引起的延误，对信号交叉口而言是车辆通过叉口的实际行驶时间和车辆以畅行速度通过交叉口的时间之差。

自由流：在道路上，当交通流密度小时，驾驶员能根据自己的驾驶特性和车辆条件、道路条件进行行驶而基本不受或少受道路上的其他使用者的影响通过能保持他们的期望车速，这时的交通流状态被称作交通流。

非自由行驶状态（非自由流）：当交通流密度加大时，车间距较小，车队中车辆的车速会受到前车车速的制约，驾驶员为了避让发生碰撞和节省行车时间，将紧密而安全地按前车的速度发生变化时提供的信息采用相应的车速，这种状态被称为非自由行驶状态。

车流波动理论：把车速密度的疏密变化比拟成水波的起伏而抽象为车流波。当车流因道路或交通状况的改变而引起密度的改变时，在车流中产生车流波的传播，通过分析车流波的传播速度求车流流量、密度和速度的关系，该理论称为车流波动理论。

理想通行能力：在一定的时段、理想的道路交通、控制和环境条件下，道路的一条车道或一均匀段上或一交叉点，合情合理地期望能通过人或车辆的最大小时流率。

实际通行能力：在一定时段，在具体的道路、交通、控制及环境条件下，一条车道或一均匀段上或一交叉点，合情合理地期望能通过人或车辆的最大小时流率。

设计通行能力：在一定时段，在具体的道路、交通、控制及环境条件下，一条车道或一均匀段上或一交叉点，对应于某一等级服务水平的通行能力。

交通规划：是指在调查分析的基础上，研究未来交通需求、交通方式与土地开发的关系，确定交通系统的建设目标以及为实现该目标所采取的方针政策。

OD调查：起讫点调查，包括居民出行OD调查，车辆OD调查和货流OD调查三大类。即通常所说的客流调查、车流调查和车流调查。目的：OD调查是交通规划研究的基础调查，通过它来研究交通的产生与分布，揭示交通需求与土地利用、经济活动的规律，为交通规划打下坚实基础。通过OD调查，获得道路网上交通流的构成、流量流向、车辆起讫点、货物类型等数据，进而预测远景年的交通量，为方案设计等规划工作提供基础数据。

二．简答题：

1.交通工程学的内容

交通特性（驾驶员和行人、车辆、道路的交通特性，交通流的特性）、交通调查（开展交通工程工作的基础）、交通流理论（是寻求最恰当的模型描述各种交通状态，推导相应的表达式）、交通规划、交通管理（包括原则、措施、设备、法规等）、交通通行理论（用于交通规划、设计和管理的参数）、停车、交通事故与安全、城市公共交通、交通环境保护、智能交通系统。

2.驾驶员行车过程中的信息处理过程P16

驾驶员行车的过程就是感知（是驾驶员通过视觉、听觉、触觉等感觉器官来感知行车的环境、条件和信息）、判断决策（是驾驶员在感知信息基础上，结合驾驶经验、技能和安全态度，经过分析，作出判断，确定有利于汽车安全顺畅地行驶的措施）和操纵（是驾驶员依据判断决策所作出的实际反应和行动，具体通过手、脚对汽车实施操纵控制）三个阶段循环往复的过程。

3.影响驾驶员特性的外界条件

受道路条件、车辆条件、交通环境等外界因素的影响。

1）道路线形设计欠佳，可能使视线失去诱导，使驾驶员产生错觉，增加驾驶员的心理紧张程度和驾驶疲劳。

2）车辆的结构尺寸、仪表位置、操纵系统、安全设备等都对驾驶有影响。

3）环境的影响，交通标志的布设约束驾驶员的行为，道路周围有吸引驾驶员注意的干扰点，驾驶员的注意力分散，若沿途播放轻音乐，可加快车速；路上行人过多，会增加驾驶员的心理紧张，道路景观单调会加快驾驶员疲劳。P29

4.第30小时交通量的定义及作用

第30小时交通量是指一年当中8760小时交通量按大小次序排序，从大到小序号第30的那个小时的交通量。

从第1到第30左右的小时交通量减少比较显著，曲线斜率较大，从第30位以下减少缓慢，曲线平直，采用第30小时交通量作为设计小时交通量，全年仅有29个小时的交通量超过交通设施的容量得不到保证，仅占0.33%，而保证率为99.67%

5.统计交通量的方法

1）人工计数法，应用人工法，可以获得分车种分车流向的交通量，交叉口处转向交通量，非机动车或行人交通量，车道使用，排队等候等方面的资料，这些功能是机械法所不具备的。适用于任何地点，任何情况的交通量调查，机动灵活，易于掌握，精度较高，资料整理也很

方便。但需要大量地人力，劳动强度大，冬夏季室外工作辛苦，还需长期连续的交通量调查，一般适用于短期的交通量调查。

2）流动车法，可用来测定某一路段上的交通量和行驶车速、行车时间等，是一种较好的交通综合调查方法。

3）摄像法，常用摄像机作为便携式记录设备，可以通过一定时间的连续图像给出连续的交通流详细资料。优点是现场人员少，资料可长期反复应用，也比较直观。缺点是费用比较高，整理资料花费人工多。

4）自动计数法，这种方法采用自动装置进行交通量调查，几乎适用于各种道路、交通和气候条件下的机动车交通量调查。

6.交通量资料的用途

交通量资料在交通规划、设计、运营管理和研究等方面有益于广泛的用途。

确定道路分级；为道路几何设计和确定交通管理设施提供依据；评定已有道路的使用情况，通过经济论证确定筑路计划；评价道路交通安全程度；预测交通发展；安排交通营运计划，确定交通管制措施。

7.列举三种车速统计的参数及用途

1）中位车速：指在该车速以下行驶的车辆等于在该车速以上行驶的车辆数时的车速即累计频率为50%时相对应的横坐标值，也称50%位车速。

2）85%位车速：指图中累计频率为85%时相对应的横坐标值，即在观测到的车辆总数中有85%的车辆的地点车速小于或等于该值。85%位车速用于确定观观测路段的最大限制车速。3）15%位车速：指图中累计频率为15%时相对应的横坐标值，即在观测到的车辆总数中有85%的车辆地点车速小于或等于该数值。15%位车速用于确定观测路段的最小限制车速，该指标在高速公路上尤为重要。

8.列举地点车速和区间车速的调查方法

调查地点车速有两种最基本的方法，一种是测量驶过已知距离的时间，另一种是利用测速仪。由于使用仪器的不同，又可分为人工测量和人工测量的方法。

人工测量方法；道路检测器法；雷达仪法；光电管法；摄影测量法

区间车速的调查方法：牌照法；流动车法；跟车法

9.交通密度的调查方法及优缺点

1）出入量法：是一种测定无出入口路段上两断面之间现有车辆数，计算该路段交通密度的方法

优点：方法简便，无需很多设备，适用于观测路段间无合流、分流情况下的各种交通状况，既能保证精度又实用有效

缺点：通过两端车辆数的测量误差随时间而累加

2）摄影法：摄影调查法是对观测路段连续照相，然后在指到的照片上直接点数车辆数，因此，这种方法是密度调查最准确的途径。

地面上高处摄影测量法：这种方法可以很随便的看出交通密度随时间的变化情况，同时又因为它包含短时间的变化，也可以描绘出密度的倾向性变化。

航测法优缺点：使用航空摄影测量法测定路段交通密度最为适宜，同时他也是能得到准确数值的唯一方法，航测法不适宜长时间测量，另外航测时观测不到诸如隧道、跨线桥下的车辆。

10.行车延误的影响因素P82

行车延误受多重因素的影响，这些因素有人（驾驶员。行人等）、车（车辆类型、车龄、车辆的动力性能等）道路与交叉口条件、交通条件（交通组成，转向车比例和路边停靠车辆等）、交通管理和控制（交通信号、交通标志等）以及道路环境等。

驾驶员和行人的影响；车辆的影响；道路条件的影响；交通条件的影响；交通负荷的影响；

交通管理与控制的影响。

11.路段行车延误和交叉口延误的调查方法有哪些？

路段行车延误的调查方法：

1）跟车法，可同时获得行驶时间、行驶车速、行程时间、行程车速和延误时间等完整资料。2）输入输出法，这种方法只适合于调查瓶颈路段的行车延误。

交叉口延误调查方法，包括行程时间法和停车时间法

1）行程时间法又分为试验车法和牌照法等；停车时间法有点样本法和间断航空摄影法。2）行车时间法是测定从交叉口前某一点至交叉口后某一点的行程时间，各车辆的平均行程时间减去这段行程的车辆畅行行驶时间就是交叉口的延误。

车牌照法是通过记录一辆车的牌照号码，特征和通过交叉口延误调查段两端的时刻，进而获得在交叉口实际耗时的方法。

点样本法获得的是车辆在交叉口引道上的停车延误时间。

12.延误调查资料的应用方面

评价道路交通堵塞程度（行车延误十分直观地反映了道路交通的堵塞情况）；评价服务质量（作为交叉口服务水平的依据）；探求行车延误发展趋势（为交通管理和管制提供基础信息）；改建道路和交叉口的依据（对堵塞严重的路段提供相应的改建措施）；前后对比研究（对比改建前后道路或交叉口延误时间，可以对所采取的措施进行评价）；运输规划；经济分析；交通管制；交通规划。

13.密度与速度的关系及适用方法

1）直线关系模型，速度---密度的单段式直线关系模型，在车流密度适中的情况下是比较符合实际的，但当车流密度很大或很小时就不适宜使用该模型。

2）对数关系模型，这种模型和交通流拥挤情况的现场数据相符合，但当车流密度很小时，就不能用这种模型。

3）指数模型，这种模型和小交通量条件下的现场数据比较符合，缺点是当K趋近于Kj时，Q不等于零。

4）广义速度---密度模型，当n=1时，该式变为线性关系式。

14.交通流的概率分布模型

一、离散型分布，用于描述一定时间间隔内时间的发生数，主要有泊松分布、二项分布和负二项分布。

二、连续性分布，用于描述车辆到随机特性的质量就是车头时距的分布，常用分布有负指数分布、位移的负指数分布，M3分布，爱尔兰分布。

15.分布的拟合优度检验的注意事项P109

样本量应足够大；对样本分组应连续并且通常要求分组数g不小于5；各组的理论频数Fi 不得小于5，若某个组的理论频数Fi小于5，则将其和相邻的组合并，直至合并后理论频数大于5 为止；X的平方统计量自由度DF的确定；显著性取值α的取值，在实际应用中，一般可取α=0.05。

16.在非自由行驶状态的逐一跟驰车辆的行驶特性P114

1）制约性，紧随要求、车速条件和间距条件构成了一队车流，跟驰行驶的限制性即前车的车速制约着后车的车速和两车间距。

2）延迟性，从跟驰车队制约性可知，前车改变运行状态后，后车也要改变，但前后车的运行状态的改变不是同步的，而是延迟的，假设反应时间为t0，前车在t时刻的动作，后车要经过t0在t0+t时刻才能做出相应的动作，这就是延迟性。

3）传递性，有制约性可知，第一辆车的运行状态制约着第二辆车的运行状态，第二辆车有制约着第三辆车。。。第n辆车又制约着第n+1辆车，这就是传递性。

17.排队系统的种类及特点P120

一个排队系统一般有三个部分组成，即输入过程、排队规则和服务窗。

M|M|1排队系统中排队等待接受服务的通道只有一条，因此也叫“单通道服务”系统。顾客平均到达率为入，输出率为μ，比率ｐ=入|μ，称为交通强度或利用系数，如果ｐ小于1，则每个状态都会按一定的概率反复出现，当ｐ大于等于1时，则排队长度会越来越长，系统状态是不稳定的，因此，只有ｐ小于1，系统才可以稳定，通道内的排队顾客才能够消散。M|M|N系统，这种排队系统一个特点是服务通道有N条，所以又叫“多通道服务”系统。单路排队多通道服务：等候服务的顾客排成一队等待数条通道服务的情况。

多路排队多通道服务：每个通道的顾客各排一队，每个通道只为其相对应的顾客服务，派对顾客不能随意换队，这种情况相当于多个单通道服务系统。

对于单路排队多通道服务系统，系统保持稳定的条件是ｐ|N小于1，而对于多路排队多通道服务系统则要求每个通道的交通强度小于1.

18.车流波动理论及适用范围

该理论运用流体力学的基本原理，模拟流体的连续性方程，建立车流的连续性方程，把车流的疏密变化比拟成水波的起伏而抽象为车流波。当车流因道路或交通状况的改变而引起密度的改变时，在车流中产生车流波的传播，通过分析车流波的传播速度，以及车流流量、密度和速度之间的关系，因此该理论又称为车流波动理论。

该理论在“流”的状态较为明显的场合，如在分析瓶颈路段的车辆拥挤问题时有其独特的用途。

19.交通规划中的关键问题

在交通规划过程中涉及到两个关键问题：1.交通需求预测，即如何通过建立相应的模型及分析程序来预测交通需求的大小、方向及分布；2.规划方案的评价和决策，即如何对交通系统规划方案进行优化和决策。

20.简述交通规划中四阶段法的内容P185--P197

交通发生与吸引预测，影响因素；城市人口；交通分布预测；划分预测；交通分配预测；城市货运交通需求发展预测：城市货物出行总量预测、交通小区货运发生吸引量预测、城市分布预测、城市货运的交通量分配

三．论述题

1.交通量与密度之间的关系，交通量与速度之间的关系，交通量、密度、速度三者之间的关系

答：交通量与密度之间的关系是二次函数关系，当车流密度值为零时，交通量为零，密度增大，交通量增加，密度到临界密度Km时，交通量取最大值Qm，密度再增大，到阻塞密度Kj时，交通量为零，车流密度小于Km的点，表示不拥挤情况；车流密度大于Km的点，表示拥挤情况；

交通量与速度间的关系，二次函数关系。当车流密度与车流量均为较小值时，车速可达最大值，即自由流速度Vf，当车流密度增大，交通量也随之增大，车速逐渐减小，直至达到临界速度Vm，这时交通量最大；当车流密度继续增大，交通量反而减小，车速也减小，直至达到最大密度Kj时形成阻塞，这时车流停滞，交通量与速度均为零。

交通量、密度、速度三者间的关系，Q=Kv P97

2.地点车速调查中样本选择要求P66/67

一．样本量，最少样本量N，S为计算样本标准差，K为要求置信度的常数，E车速计算中的容许误差

二．样本选择，1.抽样应是随机的，要避开特殊情况，如减速、停车、突然加速等等，不要故意抽取高速或慢速车辆；2.当一个车队驶过时，尽量避免总是选择车队中的第一辆汽车；

3.当不分车种调查时，样本中各种车辆所占比例应与其在交通流中比例大体一致。

3.在交通流理论中分布的拟合优度检验的步骤及注意事项P108/109

步骤：建立原假设H0（随机变量X是服从完全给定的分布）；构造统计量（经验分布在一定条件下可作为概率分布的估计）；确定统计量的临界值；判断假设是否成立

注意事项：样本量应足够大；对样本分组应连续并且通常要求分组数g不小于5；各组的理论频数Fi不得小于5，若某个组的理论频数Fi小于5，则将其和相邻的组合并，直至合并后理论频数大于5 为止；X的平方统计量自由度DF的确定；显著性取值α的取值，在实际应用中，一般可取α=0.05。

4.研究道路通行能力的目的

根据交通需求预测以及设计交通量的分析，可以正确的规划道路等级、性质和设计道路的横断面形式，选择正确的交通设施。

通过分析现有的道路交通量，可评价道路在交通高峰期间能够提供服务水平，还能进一步疏导多少交通量，进而发现道路系统的缺陷，并针对问题提供改建措施。

根据道路通行能力和运营状况的分析，可提供各种改进交通管理的措施，更加充分的利用道路的时空资源。

根据居民出行特征和公共交通通行能力分析确定在交通高峰期间所要多少公交车辆来满足交通需求，以及公交站能否满足营运要求，并确定这些运营过程中可能出现的瓶颈地带。根据交通需求和行人、自行车通行能力分析，确定拥挤的街道中人行道、自行车道的布局、宽度等主要技术指标。

道路通行能力分析的主要目的是确定在不同运行质量情况下1h所能通行的最大交通量，也就是在指定的交通运行质量条件下所能疏导交通的能力，同时还要进行运行质量的分析，这样将道路规划、设计及交通管理等与运行质量联系起来，可以合理的使用道路工程建设资金，并提高道路工程和汽车运输的综合经济效益。

5.道路三种通行能力间的关系

理想通行能力：在一定的时段、理想的道路交通、控制和环境条件下，道路的一条车道或一均匀段上或一交叉点，合情合理地期望能通过能通过人或车辆的最大小时流率。

实际通行能力：在一定时段，在具体的道路、交通、控制及环境条件下，一条车道或一均匀段上或一交叉点，合情合理地期望能通过能通过人或车辆的最大小时流率。

设计通行能力：在一定时段，在具体的道路、交通、控制及环境条件下，一条车道或一均匀段上或一交叉点，对应于某一等级服务水平的通行能力。

理想通行能力是在理想条件下道路具有通行能力，而实际通行能力则是在具体条件下道路具有的通行能力，其值通常小于理想通行能力，设计通行能力则是指在设计道路时，为保持交通流处于良好的运行状况所采用的特定设计服务水平对应的通行能力。

6.城市交通规划工作内容

1)城市交通规划工作的总体设计：建立工作机构，明确规划目标，确定规划的指导思想与

原则，确定规划的范围、层次和年限，交通小区域的划分和规划总体流程设计。

2)交通调查与分析：社会经济，土地利用，就业岗位，交通现状、政策、环境等。

3)交通需求预测：出行生成，出行分布，交通方式划分，交通分配。

4)制定交通系统规划方案：路网系统，交通节点系统，公交系统，停车系统等规划方案，

通过对交通系统进行定量的适应性分析，并结合资金、政策等其他影响因素进行规划方案设计。

5)交通系统规划方案评价：经济评价，技术评价，社会环境评价等。

6)交通系统方案优化

7)交通系统规划方案的实施安排

7.交通流的概率统计模型及使用

1)泊松分布：当交通量不大且没有交通信号干扰时，基本上可以用泊松分布拟合观测数据。

2)二项分布：对于拥挤的交通流，车辆自由行驶机会减少，可考虑采用二项分布描述车辆

到达分布。

3)负二项分布：当观测到达车辆数据方差很大时，特别是当计数过程包括高峰期和非高峰

期时，交通量变化较大，用负二项分布描述车辆的到达是个很好的选择。

4)负指数分布：广泛的被应用于描述车头时距分布，适用于车流密度不大，车辆到达随机

性较大的情况。

5)位移的负指数分布：负指数分布拟合单车道交通流车头时距分布时，理论上会得到车头

时距在0~1.0s的概率比较大，这与实际情况不符，为了克服负指数分布描述车头时距分布的这种局限性，引入了位移的负指数分布，即假设该最小车头时距不应小于一个给定的值t。

6)M3分布：当交通较拥挤时，出现了部分车辆成车队状态行驶，无论用负指数分布还是

唯一的负指数分布，都不能很好的描述车头时距的统计性质，M3分布模型假设车辆处于两种行驶状态：一部分是车辆按车队状态行驶，另一部分车辆按自由流状态行驶，即使车辆成车队行驶时，车头时距也有波动，因此，该模型不能刻画很小的车头时距分布，运用该模型时，往往可根据经验确定t值，只要车头时距小于该值即认为车辆成队列行驶。

7)爱尔兰分布：。。。。随着k取值不同，可以得到不同的分布函数，因此，爱尔兰分布适用

范围较广。

四．计算：

1.高峰小时交通量计算P46

2.跟车法计算P69

3.车速频率分布分析P72

4.输入输出法P85

5.交叉口交通延误P87

考试：

1.名词解释：5×4

2.简答：5×6

3.论述：2×15

4.计算：2×10