2-3+交通特性分析

vs Q / K 3.6 hs / ht
K 1000 / hs hs 平均车头间距（m） Q 3600 / ht
hi 平均车头时距（s）
微观参数对许多交通分析是有用的，如在通行能力的 计算和交通流理论中的应用。另外，微观参数的使用，还 可以单独分析交通流中各种相同类型车辆的运行状况，也 就是说，既可以单独分析混合车流中前后跟随的轿车车流 的密度和流率，也可以单独计算货车或其他交通体的密度 和流率。
li 第i辆车的长度（m） 2．时间占有率： 在道路的任一路段上，车辆通过时间的累计值与观测总时间的 比值称为时间占有率，通常以百分数表示。其表达式如下： 1 n Rt 时间占有率 Rl ti T i 1 ti 第i辆车通过观测路段所用的时间（s）
i 1 i
•
Rs
l L
0.10 0.05 0.00 16 32 48 64 80 97 129 速度 146 (km/h)
图 2-13
沈盘二级公.20 0.15 0.10 0.05 0.00 10 20
概率
小型 中型 大型
30
40
50
70
90
速度 101 (km/h)
85%位值 15%位值 S 2.07
9
三、时间平均车速与区间平均车速*
1．时间平均车速（Time Mean Speed，TMS） 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。 1 n vt ——时间平均车速 vt vi vi ——第i辆车的点速度 n i 1
图 2-11
概率
沈盘一级路内侧车道速度分布概率曲线
6
0.35 0.30 0.25 小型 中型 大型
概率
0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 16 32 48 80 113 145
177
速度 195 (km/h)
图 2-12
0.20 0.15
沈盘一级路外侧车道速度分布概率曲线
概率
小型 中型 大型
概率
图 2-7
沈大高速公路内侧车道速度分布概率曲线
4
0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00 0 32 64 80 113
概率
小型 中型 大型
145
177
速度 (km/h)
图 2-8
0.40 0.30
沈大高速公路外侧车道速度分布概率曲线
小型 中型 大型
概率
0.20 0.10 0.00 16 48 80 113 145 177
•
三、车头间距和车头时距
• 1、车头间距(Spacing):是指一条车道上前后相邻车辆之 间的距离，用车辆上有代表性的点来测量，如前保险杠或 前轮。 • 2、车头时距(Headways):是前后两辆车通过车行道上某一 点的时间差，也是用车辆上有代表性的点来测量。 对观测路段上所有车辆的车头时距和车头间距取平均 值称为平均车头时距和平均车头间距。平均车头间距和平 均车头时距与宏观参数的关系如下：
209
速度 (km/h)
图 2-9
0.40 0.30
沈本高速公路内侧车道速度分布概率曲线
小型 中型 大型
概率
0.20 0.10 0.00 16 32 48 64 80
速度 97 113 129 145 161 177 193 209 225 (km/h)
图 2-10
沈本高速公路外侧车道速度分布概率曲线
13
第二章
交通流特性
第四节 密度特性
一、交通密度基本定义（Density）
1、概念：指在某一瞬间内单位长度道路上的车辆数，又称车 流密度，单位为：辆／km。K＝N/L 2、意义： • 车流密度大小反映一条道路上的交通密集程度。对于同一条 道路，可不考虑车道数；对于具有不同车道数的道路，为使 车流密度具有可比性，车流密度应按单车道定义，单位：辆 ／km／车道。 • 密度是交通流中重要的参数，因为它直接反映了交通需求量。 • 密度还可以近似地用来衡量驾驶员操纵车辆的舒适性和灵活 性。 密度是瞬间值，随着观测的时刻、路段长度而变化，是 平均值。 3、密度的应用：管制、事故探测、服务水平
5
一般公路
图2-11－图2-15给出了一般公路调查路段的速度分布概率 曲线。从图中可以看出，一般公路的大、中、小三种车 型的速度分布比较接近，且分布也接近正态分布。一级 路内侧车道的车速期望值略高于外侧车道。
0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 16 32 48 80 113 145 177 速度 195 (km/h) 小型 中型 大型
平均间距 40 m
23
四级服务水平上半部（不稳定流）
车流密度≤ 40
速度≥ 55 km/h 车道交通需求 ≤2200(pcu/h/ln)
24
平均间距 25 m
四级服务水平下半部（阻塞流）
速度 55 km/h 车流密度≥ 40
平均间距 ≤25 m
车道通过量，不 稳定（02200辆）
25
二、速度－密度关系
10
3．时间平均车速与空间平均车速的关系 由时间平均车速推算空间平均车速
t vs vt vt
2
t ——时间平均车速观测值的均方差
t
(vi vt ) 2 n
由空间平均车速推算时间平均车速
vt vs vs
2 s
s ——空间平均车速观测值的均方差
s
(vi vs ) 2 n
第二章
交通流特性
第五节 交通流基本特性及其相互关系
一、交通流三参数基本关系
连续流 没有外部固定因素（如交通信号）影响的不间断的交 通流。 连续交通流基本特性：Q KV
Q=KV曲线图
Q-K、Q-V、V-K关系曲线图
一、交通流三参数基本关系
几个特征量 自由流速度 （Free-flow Speed）vf 阻塞密度 （Jam Density） Kj 临界密度 （Critical Density）Km 临界速度 （Critical Speed）vm 最大流量Qm 0流量
第二章
交通流特性
第三节 速度特性
一、基本定义*
1．地点车速（Spot Speed） 车辆通过某一地点时的瞬时车速。 2．行驶车速（Running Speed） 由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。 3．运行车速（Operating Speed） 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。 4．行程车速（Travel Speed） 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。 5．临界车速（Critical Speed） 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。 6．设计车速（Design Speed） 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。
s f j
)
格林柏（Greenberg）模型——对数模型 交通流密度很大时 v v ln( K
s m
j
K)
安德伍德（Underwood）模型——指数模型 K 交通流密度很小时
11
例1．设有3辆汽车，分别以20、40、60km/h的速度通过长度为 10km的路段，试求时间平均车速和空间平均车速。 解：先求时间平均车速：
1 n 1 vt vi (20 40 60) 40 km / h n i 1 3
再求空间平均车速
1 vs n 32.7km / h 1 1 1 1 1 1 v 3 ( 20 40 60 ) n i 1 i 1
二、行车速度的统计分布特性
行车速度与交通量一样，也是一个随机变量。研究表明，在乡村公 路和高速公路路段上，运行车速一般呈正态分布，在城市道路或高速公 路匝道口处，车速分布比较集中，一般呈偏态分布，如皮尔逊Ⅲ型分布 。 对行车速度进行统计分析，一般要借助车速分布直方图和车速频率 、累计频率分布曲线，如图示。
一级服务水平（自由流）
车流密度≤7veh
速度≥110km/h
平均间距150m
车道交通需求 ≤750(pcu/h/ln)
21
二级服务水平（稳定流）
车流密度≤ 18 平均间距 60 m
速度≥ 90 km/h
车道交通需求 ≤1600(pcu/h/ln)
22
三级服务水平（稳定流）
车流密度≤ 25
速度≥ 78 km/h 车道交通需求 ≤1950(pcu/h/ln)
图 2-14 102 国道速度分布概率曲线
0.30 0.25 0.20
概率
小型 中型 大型
0.15 0.10 0.05 0.00 10 30 50 70 90 110 130 150 速度 (km/h)
图 2-15 京哈路速度分布概率曲线
8
二、行车速度的统计分布特性
表征车速统计分布特性的特征车速*常用： 1．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。在正态分布的情况下，50％位车速等于平均车速。 2．85％位车速 在该路段行驶的所有车辆中，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，交通管理部门常以此速度作为某些路段的限制 车速。 3．15％位车速与速率波动幅度 意义类前。在高速公路和快速道路上，为了行车安全，减少阻塞排队现象 ，要规定低速限制，因此15％位车速测定是非常重要的。 85％位车速与15％车速之差反映了该路段上的车速波动幅度，同时车速分 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：