第五章交通流密度
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交通工程学
2）输入输出法 这种调查方法的前提是：假设车辆到达和离去 属于均匀分布；车辆排队现象存在于某一持续 时间的其中一段时间内：如果到达的车辆数大 于道路通行能力则开始排队。而当到达的车辆 数小于路段的通行能力时，则排队开始消散。
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停驶车辆百分率的估计误差：
＝ ＝9.8％
由于停驶车辆百分率的误差为 9.8%，小于容许 误差10%，说明这次调查满足精度要求。
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观测时间 8:00 8:01 8:02 8:03 在下列时间内停在引道内的车辆数 +0s 0 4 6 2 +15s 2 0 6 8 +30s 4 8 12 0 +45s 10 8 0 10 16 19 23 18 引道交通量 停驶车数 非停驶车数 20 18 24 15
8:04
8:05 8:06 8:07 8:08 8:09 8:10 小计 合计
停驶车辆百分率的估计误差=
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例：对交叉口某一引道进行延误调查，观测时间 间隔为 15s，对引道上100辆车进行初步调查，得 知停驶车辆的百分率为48%，实际调查数据如表 所示。试计算： （1）确定最小样本容量，容许误差 d=0.10；（2） 计算延误指标。
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（一） 交通流密度调查的准备工作
交通密度调查时，首先要确定观测的总时间 及测定的区间长度。一般来说如果密度调查的 总时间长，则区间宜短；反之，如果总时间短， 则区间宜长，两者密切相关。当总时间在5分 钟以上时能得到较平顺的密度值。
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80
100 120 90 70
80
180 300 390 460
80
90 90 90 90
80
170 260 350 440
无阻塞
阻塞开始 阻塞 阻塞 阻塞开始消散
9:15～9:30
70
530
90
530
阻塞结束
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在8:00开始的第一个15min内，到达的车辆数小于路 段的通行能力，路段上无阻塞。 第二个15min内，累计离去的车辆数小于累计到达的 车辆数，有10辆车通不过去，因此阻塞开始。 8:30～8:45是阻塞高峰，到达车辆数最大。 8:45～9:00到达车辆数开始减少，但是累计到达车辆 数仍然超过累计离去车辆数，通行能力仍不能满足要 求。 这45min（8:15～9:00）是排队开始形成、排队长度 不断增加直至出现最大长度排队长度的一段时间。 9:00以后到达车辆累计数和离去车辆累计数的差距开 始缩小，即表明排队开始消散，直至9:30到达车辆累 计数等于离去车辆累计数，于是阻塞结束。
优点：操作简单，作为分析瓶颈路段行车延误的 方法，具有一定的实用价值。 缺点：用这种方法调查延误很难得到平均每辆受 阻车的延误和受阻车辆占总数的比例，也无法确 定产生延误的准确地点和时间，无法识别延误的 类型。另外，输入输出法的理论前提是车辆到达 和离去均属于均匀分布，这往往和实际情况不相 符合。 因此，在调查时，统计交通量的时间间隔取值越 小，瓶颈路段的长度取值越短，调查精度才能越 高。
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第三类方法是点样本法，此方法是由美国加利福尼亚大 学伯克利分校于 1954年提出的，方法简便，不需要专门 仪器，因此各国都在广泛使用。 （ 1）样本容量的计算 点样本法调查交叉口延误必须具有足够的样本数，以保 证调查的精度。一般可以应用概率论中的二项分布来确 定最小样本数： N—最小样本数； p—在交叉口入口引道上停驶车辆的 百分率 (%)； d—停驶车辆百分率估计值的允许误 差，其范围一般为 0.01 ～ 0.10，通 常采用 0.05或0.10； 聊城大学汽车与交通工程学院
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第 6章
延误
交通工程学
一、基本概念
1.延误：是指行驶在路段上的车辆由于受到道 路环境、交通管理与控制及其他车辆的干扰等 因素的影响而损失的时间。
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2.延误的分类：
（1）停车延误：是一辆车通过道路设施的某一部分所用的 全部停车时间。 （2）行程时间延误：是一辆车通过道路设施的某一部分所 用的实际时间与无延误时间的差值。它包括停车延误和慢 行延误。 （3）固定延误：由交通控制装置引起的延误，与交通量大 小及交通干扰无关，主要发生在交叉口处。 （4）运行延误：由各种交通组成部分之间相互干扰而引起 的延误。 （5）排队延误：车辆排队时间与车辆按自由行驶车速驶过 排队路段的时间（自由行驶时间）之差。 聊城大学汽车与交通工程学院
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（2）交叉口延误调查结果分析： 总延误=总停车数x观测时间间隔（辆 ·s） 每一停驶车辆的平均延误=总延误/停驶车辆总数 （s ） 交叉口入口引道上每辆车的平均延误=总延误/引 道总交通量（s） 停驶车辆百分率=停驶车辆总数/引道总交通量 x100%
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一定置信度下的
值
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特别提示：
停驶车辆：经过停车后再通过停车线的车辆。 注：在统计停车数时，如果某辆车的停车时间 超过一个观测的时间间隔，那么再统计下个时 间间隔内的停车数时，依然要把该车统计在内。 而在统计停驶车辆数时，该车却只统计一次。 因此，对于任意一个指定的时间间隔内，停驶 车辆数总小于或等于停车数。
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。 1 n Rt ti T i 1
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Hale Waihona Puke 1 n Rs li L i 1
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三、 交通流密度调查
特征：密度是一个瞬时值，它不仅随时间的变化而 变动，也随测定区间的长度而变化。为此，常将瞬 时密度用某总计时间内的平均值表示。 调查目的：交通密度是描述交通流特性的重要参数 之一，在研究划分道路服务水平、分析交通瓶颈状 况、制定交通管理与控制政策与措施等方面均有应 用，同时也是研究交通流理论的重要基础数据。
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下表为某瓶颈路段进行延误调查时，输入输出法 的调查结果。已知该路段通行能力为360辆/h。 （ 1）分析车辆延误的情况； （ 2）计算第300辆车的延误时间。
到达车辆数（辆） 时间 到达 累计 离去车辆数（辆） 离去 累计 阻塞情况
8:00～8:15
8:15～8:30 8:30～8:45 8:45～9:00 9:00～9:15
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（ 2）第300辆车是在8:45到达的，此时离开了 260辆车，因此它排队位置在300-260=40辆， 即排队中第40辆车。 由于此路段的通行能力为90辆/15min，因此每 辆车通过瓶颈路段的平均时间为 15/90min。 故第300辆车通过瓶颈路段所需要时间为： 15/90x40=6.67min，由此得知第300辆车是在 8:45加6.67min即8:51:40时驶出瓶颈路段的。 第300辆车的延误时间应为实际行程时间与无 阻塞时的自由行驶时间之差，即： 6.67-15/90=6.5min。
（ 2）计算交叉口延误指标 总延误=总停车数x观测时间间隔＝248x15=3720s 每一停驶车辆的平均延误=总延误/停驶车辆总数 =3720/206=18.1s 交叉口入口引道上每辆车的平均延误=总延误/引道 总交通量=3720/420=8.9s 停驶车辆百分率=停驶车辆总数/引道总交通量 x100%=206/420x100%=49%
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2.摄影法 （1）地面（高处）摄影观测法 （2）.航空摄影观测法 还有利用卫星遥感图片测量交通密度的方法。
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特点：上述方法均为离线式调查，数据分析处 理时间较长、费用昂贵，难以应用于需要实时判 断的道路交通管理与控制中。 在现代道路交通管理与控制中，交通流密度 （上述方法测得的为空间密度）常用测量交通流 的时间密度代替，并用车辆观测器实现了快速、 实时反映，具体内容建议参考相关的道路交通管 理与控制资料。
（二） 交通流密度调查的方法
交通密度调查主要有出入量法和摄影法，后 者又分为地面（高处）摄影观测法和航空摄 影观测法。
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1.出入量法 出入量法是一种通过观测调查，获得道路上两 断面之间无出入交通的路段内现有车辆数，从而 计算路段交通密度的方法。 （ 1）出入量法基本原理 在道路上选择 A、B两点间路段为观测路段， 如图所示，车流从A点驶向B点。
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二、 交通延误调查
1、延误是反映交通流运行效率的指标。 2、延误调查的目的： 为了确定产生延误的地点、类型和大小，评价道 路上交通流的运行效率，在交通阻塞路段找出延误 的原因，为制定道路交通设施的改善方案、减少延 误提供依据。 3、延误调查的意义： 通过延误调查可以直接得到车辆行程时间和损失 时间的准确数据，这对于评价道路交通设施的服务 质量、进行道路交通项目的工程经济分析以及研究 聊城大学汽车与交通工程学院 交通拥挤程度等方面都具有十分重要的意义。
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2）输入输出法 这种调查方法的前提是：假设车辆到达和离去 属于均匀分布；车辆排队现象存在于某一持续 时间的其中一段时间内：如果到达的车辆数大 于道路通行能力则开始排队。而当到达的车辆 数小于路段的通行能力时，则排队开始消散。
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停驶车辆百分率的估计误差：
＝ ＝9.8％
由于停驶车辆百分率的误差为 9.8%，小于容许 误差10%，说明这次调查满足精度要求。
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观测时间 8:00 8:01 8:02 8:03 在下列时间内停在引道内的车辆数 +0s 0 4 6 2 +15s 2 0 6 8 +30s 4 8 12 0 +45s 10 8 0 10 16 19 23 18 引道交通量 停驶车数 非停驶车数 20 18 24 15
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8:05 8:06 8:07 8:08 8:09 8:10 小计 合计
停驶车辆百分率的估计误差=
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例：对交叉口某一引道进行延误调查，观测时间 间隔为 15s，对引道上100辆车进行初步调查，得 知停驶车辆的百分率为48%，实际调查数据如表 所示。试计算： （1）确定最小样本容量，容许误差 d=0.10；（2） 计算延误指标。
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（一） 交通流密度调查的准备工作
交通密度调查时，首先要确定观测的总时间 及测定的区间长度。一般来说如果密度调查的 总时间长，则区间宜短；反之，如果总时间短， 则区间宜长，两者密切相关。当总时间在5分 钟以上时能得到较平顺的密度值。
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80
100 120 90 70
80
180 300 390 460
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无阻塞
阻塞开始 阻塞 阻塞 阻塞开始消散
9:15～9:30
70
530
90
530
阻塞结束
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在8:00开始的第一个15min内，到达的车辆数小于路 段的通行能力，路段上无阻塞。 第二个15min内，累计离去的车辆数小于累计到达的 车辆数，有10辆车通不过去，因此阻塞开始。 8:30～8:45是阻塞高峰，到达车辆数最大。 8:45～9:00到达车辆数开始减少，但是累计到达车辆 数仍然超过累计离去车辆数，通行能力仍不能满足要 求。 这45min（8:15～9:00）是排队开始形成、排队长度 不断增加直至出现最大长度排队长度的一段时间。 9:00以后到达车辆累计数和离去车辆累计数的差距开 始缩小，即表明排队开始消散，直至9:30到达车辆累 计数等于离去车辆累计数，于是阻塞结束。
优点：操作简单，作为分析瓶颈路段行车延误的 方法，具有一定的实用价值。 缺点：用这种方法调查延误很难得到平均每辆受 阻车的延误和受阻车辆占总数的比例，也无法确 定产生延误的准确地点和时间，无法识别延误的 类型。另外，输入输出法的理论前提是车辆到达 和离去均属于均匀分布，这往往和实际情况不相 符合。 因此，在调查时，统计交通量的时间间隔取值越 小，瓶颈路段的长度取值越短，调查精度才能越 高。
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第三类方法是点样本法，此方法是由美国加利福尼亚大 学伯克利分校于 1954年提出的，方法简便，不需要专门 仪器，因此各国都在广泛使用。 （ 1）样本容量的计算 点样本法调查交叉口延误必须具有足够的样本数，以保 证调查的精度。一般可以应用概率论中的二项分布来确 定最小样本数： N—最小样本数； p—在交叉口入口引道上停驶车辆的 百分率 (%)； d—停驶车辆百分率估计值的允许误 差，其范围一般为 0.01 ～ 0.10，通 常采用 0.05或0.10； 聊城大学汽车与交通工程学院
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延误
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一、基本概念
1.延误：是指行驶在路段上的车辆由于受到道 路环境、交通管理与控制及其他车辆的干扰等 因素的影响而损失的时间。
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2.延误的分类：
（1）停车延误：是一辆车通过道路设施的某一部分所用的 全部停车时间。 （2）行程时间延误：是一辆车通过道路设施的某一部分所 用的实际时间与无延误时间的差值。它包括停车延误和慢 行延误。 （3）固定延误：由交通控制装置引起的延误，与交通量大 小及交通干扰无关，主要发生在交叉口处。 （4）运行延误：由各种交通组成部分之间相互干扰而引起 的延误。 （5）排队延误：车辆排队时间与车辆按自由行驶车速驶过 排队路段的时间（自由行驶时间）之差。 聊城大学汽车与交通工程学院
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（2）交叉口延误调查结果分析： 总延误=总停车数x观测时间间隔（辆 ·s） 每一停驶车辆的平均延误=总延误/停驶车辆总数 （s ） 交叉口入口引道上每辆车的平均延误=总延误/引 道总交通量（s） 停驶车辆百分率=停驶车辆总数/引道总交通量 x100%
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一定置信度下的
值
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特别提示：
停驶车辆：经过停车后再通过停车线的车辆。 注：在统计停车数时，如果某辆车的停车时间 超过一个观测的时间间隔，那么再统计下个时 间间隔内的停车数时，依然要把该车统计在内。 而在统计停驶车辆数时，该车却只统计一次。 因此，对于任意一个指定的时间间隔内，停驶 车辆数总小于或等于停车数。
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。 1 n Rt ti T i 1
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三、 交通流密度调查
特征：密度是一个瞬时值，它不仅随时间的变化而 变动，也随测定区间的长度而变化。为此，常将瞬 时密度用某总计时间内的平均值表示。 调查目的：交通密度是描述交通流特性的重要参数 之一，在研究划分道路服务水平、分析交通瓶颈状 况、制定交通管理与控制政策与措施等方面均有应 用，同时也是研究交通流理论的重要基础数据。
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下表为某瓶颈路段进行延误调查时，输入输出法 的调查结果。已知该路段通行能力为360辆/h。 （ 1）分析车辆延误的情况； （ 2）计算第300辆车的延误时间。
到达车辆数（辆） 时间 到达 累计 离去车辆数（辆） 离去 累计 阻塞情况
8:00～8:15
8:15～8:30 8:30～8:45 8:45～9:00 9:00～9:15
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（ 2）第300辆车是在8:45到达的，此时离开了 260辆车，因此它排队位置在300-260=40辆， 即排队中第40辆车。 由于此路段的通行能力为90辆/15min，因此每 辆车通过瓶颈路段的平均时间为 15/90min。 故第300辆车通过瓶颈路段所需要时间为： 15/90x40=6.67min，由此得知第300辆车是在 8:45加6.67min即8:51:40时驶出瓶颈路段的。 第300辆车的延误时间应为实际行程时间与无 阻塞时的自由行驶时间之差，即： 6.67-15/90=6.5min。
（ 2）计算交叉口延误指标 总延误=总停车数x观测时间间隔＝248x15=3720s 每一停驶车辆的平均延误=总延误/停驶车辆总数 =3720/206=18.1s 交叉口入口引道上每辆车的平均延误=总延误/引道 总交通量=3720/420=8.9s 停驶车辆百分率=停驶车辆总数/引道总交通量 x100%=206/420x100%=49%
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2.摄影法 （1）地面（高处）摄影观测法 （2）.航空摄影观测法 还有利用卫星遥感图片测量交通密度的方法。
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特点：上述方法均为离线式调查，数据分析处 理时间较长、费用昂贵，难以应用于需要实时判 断的道路交通管理与控制中。 在现代道路交通管理与控制中，交通流密度 （上述方法测得的为空间密度）常用测量交通流 的时间密度代替，并用车辆观测器实现了快速、 实时反映，具体内容建议参考相关的道路交通管 理与控制资料。
（二） 交通流密度调查的方法
交通密度调查主要有出入量法和摄影法，后 者又分为地面（高处）摄影观测法和航空摄 影观测法。
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1.出入量法 出入量法是一种通过观测调查，获得道路上两 断面之间无出入交通的路段内现有车辆数，从而 计算路段交通密度的方法。 （ 1）出入量法基本原理 在道路上选择 A、B两点间路段为观测路段， 如图所示，车流从A点驶向B点。
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二、 交通延误调查
1、延误是反映交通流运行效率的指标。 2、延误调查的目的： 为了确定产生延误的地点、类型和大小，评价道 路上交通流的运行效率，在交通阻塞路段找出延误 的原因，为制定道路交通设施的改善方案、减少延 误提供依据。 3、延误调查的意义： 通过延误调查可以直接得到车辆行程时间和损失 时间的准确数据，这对于评价道路交通设施的服务 质量、进行道路交通项目的工程经济分析以及研究 聊城大学汽车与交通工程学院 交通拥挤程度等方面都具有十分重要的意义。
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5交通密度
二 时间占有率
在一定时间内，全部车辆通过某一断面所需时间的累计 值占该时间的比例
第i辆车通过断面的时间
t
Rt
i1
n
i
100 %
测定时间长
T
QUESTION：
当所有车辆的车速相等时， R S R t
?
l
Rs
i1
n
i
(t
i1
n
i
Vi )
V
t
i1
n
i
t
i1
n
i
t
i1
n
i
L
L
L
L /V
T
平均车头间距表征的交通密度
车头间距
hs
--- 同一时间相邻两车头之间的距离
平均车头间距
hs
--- 观测路段上的所有车头间距的平均值
观测路段平均车流密度
K
单位: 辆/(km.车道) 单位: m
1000 hs
第二节 交通密度调查
一 交通密度调查时段与路段区间长度
例如，在交通严重拥挤、车流处于停滞状 态，道路上车辆接近饱和程度时，交通量 几乎等于零。这时，用交通量就难以表示 交通流的实际的量的特性，这就需要引用 交通密度的概念。相反，在交通流的自由 流的情况下，交通量又大、密度很小，这 两者都不能表示交通流实际量的特性。这 时候，只能用速度这个概念来表达这种量 的特性了。因此，交通密度和交通量、车 速一样，都是交通调查中的重要内容。
一 空间占有率
在观测路段长度内，行驶车辆总长度占该路段长度 的比例。
第i辆车的长度 第i辆车通过断面的时间
交通工程学电子课件第5章交通密度
地面上（高处）摄影观测法
航空摄影观测法
测定方法： 利用普通飞机或直升机从空中向下摄影。多用具有低速且能停在空中的旋转翼机，一般以在1000-1500m高空中能停留30min为极限。
在摄影后的胶卷或是照片上读取观测路段内存在的车辆数后，按上述两种交通密度计算与分析方法求得平均交通密度。 但是，采用航测方法时，其目的一般不仅限于观测交通密度，还要对各种交通现象进行调查，故不宜硬性规定用一种分析方法，通常都是根据各种调查目的综合考虑分析方法。
1
2
出入量法的数据分析与计算：
——在t0时刻，AB路段内的初始车辆数，辆； ——从t0到t1时段内通过B端处的车辆数，辆； ——试验车超越其它车的辆数，辆； ——其它车超越试验车的辆数，辆。
试验车在A端处的时刻为t0，到达B端处的时刻为t1，则自t0到t1的时段通过B端的车辆数q ，即为t0时刻AB路段的初始车辆数。
02
——t=t0时，AB路段内存在的初始车辆数； ——从t0到t这一时段内从A处驶入的车辆数； ——从t0到t这一时段内从B处驶出的车辆数； —— t时刻路段内存在的现有车辆数； —— t时刻AB路段上的交通密度，辆 /（km·车道）； —— AB路段的长度，km。
初始车辆数可通过试验车法、车牌号码法、照相观测法等方法取得
02
如果在测计车辆占用时间的同时，测计车辆的地点车速，计算地点车速的平均值即时间平均车速，则车辆的占用时间与该辆车的地点车速之乘积，为该辆车的占用长度，总观测时间与总观测时间内所有车辆地点车速的平均值即时间平均车速之乘积，为总观测时间相应的路段长度L.代入式（5-1）也可求得车辆的空间占用率。
5.3 车 流 密 度 资 料 的 应 用
空间占用率：指在单位长度车道上，汽车投影面积总和占车道面积的百分率。
航空摄影观测法
测定方法： 利用普通飞机或直升机从空中向下摄影。多用具有低速且能停在空中的旋转翼机，一般以在1000-1500m高空中能停留30min为极限。
在摄影后的胶卷或是照片上读取观测路段内存在的车辆数后，按上述两种交通密度计算与分析方法求得平均交通密度。 但是，采用航测方法时，其目的一般不仅限于观测交通密度，还要对各种交通现象进行调查，故不宜硬性规定用一种分析方法，通常都是根据各种调查目的综合考虑分析方法。
1
2
出入量法的数据分析与计算：
——在t0时刻，AB路段内的初始车辆数，辆； ——从t0到t1时段内通过B端处的车辆数，辆； ——试验车超越其它车的辆数，辆； ——其它车超越试验车的辆数，辆。
试验车在A端处的时刻为t0，到达B端处的时刻为t1，则自t0到t1的时段通过B端的车辆数q ，即为t0时刻AB路段的初始车辆数。
02
——t=t0时，AB路段内存在的初始车辆数； ——从t0到t这一时段内从A处驶入的车辆数； ——从t0到t这一时段内从B处驶出的车辆数； —— t时刻路段内存在的现有车辆数； —— t时刻AB路段上的交通密度，辆 /（km·车道）； —— AB路段的长度，km。
初始车辆数可通过试验车法、车牌号码法、照相观测法等方法取得
02
如果在测计车辆占用时间的同时，测计车辆的地点车速，计算地点车速的平均值即时间平均车速，则车辆的占用时间与该辆车的地点车速之乘积，为该辆车的占用长度，总观测时间与总观测时间内所有车辆地点车速的平均值即时间平均车速之乘积，为总观测时间相应的路段长度L.代入式（5-1）也可求得车辆的空间占用率。
5.3 车 流 密 度 资 料 的 应 用
空间占用率：指在单位长度车道上，汽车投影面积总和占车道面积的百分率。
第5章-交通密度
出入量法旳优缺陷
优点：措施简便，无需诸多设备，合用 于观察路段间无合流、分流情况下旳多 种交通情况，即能确保精度又实用有效。
缺陷：经过两端车辆数旳测量误差随时 间而累加。
三、摄影法
ⅰ地面上（高处）摄影观察法
摄影机应置于观察路段附近，覆盖整个 观察路段。测定路段长度依路段内旳情 况和周围地域条件而变化（50-100m）； 摄影时间间隔依测定路段长度而异。
初始车辆数可经过试验车法、车牌号码法、摄影观察法等措施 取得
初始车辆数计算：
☆无超车与被超车： 试验车在A端处旳时刻为t0，到达B端处旳时
刻为t1，则自t0到t1旳时段经过B端旳车辆数q， 即为t0时刻AB路段旳初始车辆数。
☆若出现超车：
E(t0 ) q a b
E(t0 )——在t0时刻，AB路段内旳初始车辆数，辆；
q ——从t0到t1时段内经过B端处旳车辆数，辆；
a ——试验车超越其他车旳辆数，辆；
b ——其他车超越试验车旳辆数，辆。
计算环节
将A、B端旳交通量填入表内，并将A－B旳 差也填入 将试验车进、出端点旳时刻、在此期间旳 超车数a和被超车数b 计算初始车辆数E（t0）＝q＋a－b 计算每一观察单元旳实有车辆数E（t）＝ E （t0）＋（A－B） 计算AB路段车流平均密度K＝ E（t）/L
航空摄影观察法优缺陷
• 使用航空摄影观察法测定路段交通密度最为 适宜，是得到准确数字旳唯一方法。
• 航测法不宜长时间观察。 • 航测时观察不到诸如隧道、跨线桥下旳车辆
车 流
车流密度调查是交通调查旳主要构成部分， 对研究交通情况具有十分主要旳作用：
密 度
1）是研究交通流理论和制定交通控制措施旳基
资 础数据；
交通流密度第五章2
交通工程学教师:朱艳茹 交通工程学
n
第一节 交通流密度 例5－3 在30s测定的时间内，4辆车通过观测断面所占 30s测定的时间内， 的时间分别为0 的时间分别为0.5s，0.7s，1.0s，1.1s， 则：
1 Rt = (0.5 + 0.7 + 1.0 + 1.1) ×100% = 11% 30
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复习思考题 1、 什么是交通流密度 ？ 什么临界密度？ 什么是车头间 什么是交通流密度？什么临界密度？ 距？什么是车头时距？什么是车道占有率？ 什么是车头时距？什么是车道占有率？ 2、交通流密度与车头间距的关系？ 交通流密度与车头间距的关系？ 3、简述交通流密度资料的用途？ 简述交通流密度资料的用途？
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第一节 交通流密度
一、交通流密度的定义 1、交通流密度 （又称车流密度）是指在某一时刻，某单位长 又称车流密度）是指在某一时刻， 的路段上一条车道或几条车道内的车辆数。 的路段上一条车道或几条车道内的车辆数。 它是反映道路上车辆的密集程度、 它是反映道路上车辆的密集程度、衡量道路上车流畅通情 况的重要指标。 况的重要指标。交通流密度一般可用下式表示：
K
=
N L
式中：K——交通流密度（辆／km） 式中：K——交通流密度（辆／km）； L——道路长度（km ）； ——道路长度（ N——在L长的道路上拥有的车辆数（辆）。 ——在 长的道路上拥有的车辆数（
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第一节 交通流密度 例 5 － 1 一条双车道 （ 双向 ） 道路 ， 在某一时刻 ， 在 250m长的路段内，每条车道上有两辆车， 250m长的路段内，每条车道上有两辆车，则：
n
第一节 交通流密度 例5－3 在30s测定的时间内，4辆车通过观测断面所占 30s测定的时间内， 的时间分别为0 的时间分别为0.5s，0.7s，1.0s，1.1s， 则：
1 Rt = (0.5 + 0.7 + 1.0 + 1.1) ×100% = 11% 30
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复习思考题 1、 什么是交通流密度 ？ 什么临界密度？ 什么是车头间 什么是交通流密度？什么临界密度？ 距？什么是车头时距？什么是车道占有率？ 什么是车头时距？什么是车道占有率？ 2、交通流密度与车头间距的关系？ 交通流密度与车头间距的关系？ 3、简述交通流密度资料的用途？ 简述交通流密度资料的用途？
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第一节 交通流密度
一、交通流密度的定义 1、交通流密度 （又称车流密度）是指在某一时刻，某单位长 又称车流密度）是指在某一时刻， 的路段上一条车道或几条车道内的车辆数。 的路段上一条车道或几条车道内的车辆数。 它是反映道路上车辆的密集程度、 它是反映道路上车辆的密集程度、衡量道路上车流畅通情 况的重要指标。 况的重要指标。交通流密度一般可用下式表示：
K
=
N L
式中：K——交通流密度（辆／km） 式中：K——交通流密度（辆／km）； L——道路长度（km ）； ——道路长度（ N——在L长的道路上拥有的车辆数（辆）。 ——在 长的道路上拥有的车辆数（
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第一节 交通流密度 例 5 － 1 一条双车道 （ 双向 ） 道路 ， 在某一时刻 ， 在 250m长的路段内，每条车道上有两辆车， 250m长的路段内，每条车道上有两辆车，则：
第五章 交通密度
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第五章 交通密度
空间占有率： 空间占有率： 观测路段中行驶的车辆总长度占该路段 长度的百分比。 长度的百分比。
n
Rs =
Rs为空间占有率， %
∑l
i =1
i
L
L为观测路段长度，m
Li为第i辆车的长度，m
n为观测路段内的车辆数，辆
密度不能直接反映车队的长度，而空间占有率在测 定时，就已预见到车队的长度。
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第五章 交通密度
常用的交通密度调查方法： 常用的交通密度调查方法：
出入流量法 摄影法 根据流量、 根据流量、速度与密度三者间的关系推求车流密度 交通流基本关系： 交通流基本关系： 交通量Q 行车速度V 车流密度K 交通量Q、行车速度V、车流密度K是表征交通流 特性的三个基本参数。其基本关系为： 特性的三个基本参数。其基本关系为： Q=VK
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第五章 交通密度
一、出入流量法 、
1.出入流量法的基本原理 出入流量法的基本原理
a1
E (t ) = E (t0 ) + [QA (t ) QB (t )]
L
K t = E (t )
a2
LAB
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第五章 交通密度
2.初始车辆数的求法：实验车法、车牌号码法、照相观 初始车辆数的求法： 初始车辆数的求法 测法等。 实验车法： 实验车法： 在测定路段的两段设置车辆情况示波器或动态录象 从测定开始时刻起，记录通过两段的车辆数， 机，从测定开始时刻起，记录通过两段的车辆数，同时 还测定实验车在测定路段内的超车数和被超车数。 还测定实验车在测定路段内的超车数和被超车数。 实验车抵达终点时间不总是在测定交通量的单位时 间的起点或终点， 间的起点或终点，故要分别记录观测单位时间的起点至 实验车抵达时的交通量， 实验车抵达时的交通量，以及实验车抵达时刻至观测单 位时间的终了时刻的交通量。 位时间的终了时刻的交通量。
交通工程学第五章交通密度
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课后作业
单击此处添加正文。
P37 习题2-3
交通密度的概念和空间占有率的概念。 交通密度的调查方法。 出入量法的优缺点。
简答题
解： 车头时距： 车头间距： 车流密度： 第一辆车通过时间：
5.2 车头间距和车头时距
练习 市郊一段500m长的公路上，于起点断面5min内测得通过车辆为30辆，车速为30km/h，车流为均匀连续的。求平均车头时距ht、平均车头间距hs、交通密度K以及第一辆车通过该路段所需要的时间t？
5.3 车道占有率
阻塞密度
02
5.2 车头间距和车头时距
车头间距 在同向行驶的一列车队中，相邻两辆车的车头之间的距离成为车头间距（或间隔）。路段中所有车头间距的平均值称为平均车头间距（ ）
——车头间距（m/辆） ——车流密度（辆/km）
5.2 车头间距和车头时距
车头时距 如果用时间表示车头之间的间隔，则称为车头时距或时间车头间隔，以 表示。
5.1 交通密度定义
5.1 交通密度定义
计算公式（1）
式中： —车流密度（辆/km）； —单车道路段内的车辆数（辆）； —路段长度（km）
5.1 交通密度定义
计算公式（2）
式中： —车流密度（辆/km）； —单车道上交通量（辆/h）； —区间平均车速（km/h）
5.1 交通密度定义
调查方法 出入量法 摄影法 地面上（高处）摄影法 航空摄影观测法
5.4 交通密度调查
出入量法 一种为了测定道路上两断面间无出入交通的路段内现有车辆数，以便计算该路段交通密度的方法。
LAB
A
B
Q A
Q B
车
5.4 交通密度调查
5.4 交通密度调查
课后作业
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P37 习题2-3
交通密度的概念和空间占有率的概念。 交通密度的调查方法。 出入量法的优缺点。
简答题
解： 车头时距： 车头间距： 车流密度： 第一辆车通过时间：
5.2 车头间距和车头时距
练习 市郊一段500m长的公路上，于起点断面5min内测得通过车辆为30辆，车速为30km/h，车流为均匀连续的。求平均车头时距ht、平均车头间距hs、交通密度K以及第一辆车通过该路段所需要的时间t？
5.3 车道占有率
阻塞密度
02
5.2 车头间距和车头时距
车头间距 在同向行驶的一列车队中，相邻两辆车的车头之间的距离成为车头间距（或间隔）。路段中所有车头间距的平均值称为平均车头间距（ ）
——车头间距（m/辆） ——车流密度（辆/km）
5.2 车头间距和车头时距
车头时距 如果用时间表示车头之间的间隔，则称为车头时距或时间车头间隔，以 表示。
5.1 交通密度定义
5.1 交通密度定义
计算公式（1）
式中： —车流密度（辆/km）； —单车道路段内的车辆数（辆）； —路段长度（km）
5.1 交通密度定义
计算公式（2）
式中： —车流密度（辆/km）； —单车道上交通量（辆/h）； —区间平均车速（km/h）
5.1 交通密度定义
调查方法 出入量法 摄影法 地面上（高处）摄影法 航空摄影观测法
5.4 交通密度调查
出入量法 一种为了测定道路上两断面间无出入交通的路段内现有车辆数，以便计算该路段交通密度的方法。
LAB
A
B
Q A
Q B
车
5.4 交通密度调查
5.4 交通密度调查
车流密度公式
车流密度公式车流密度是交通工程学中的一个重要概念，它反映了道路上车辆的密集程度。
咱们先来聊聊车流密度的公式到底是啥。
车流密度（K）的公式很简单，就是单位长度道路上的车辆数。
用数学式子表示就是：K = N / L 。
这里的 N 表示道路上的车辆总数，L表示道路的长度。
就比如说，有一条10 公里长的公路，上面总共有500 辆车在行驶，那这时候的车流密度就是 500÷10 = 50（辆/公里）。
我想起之前有一次在路上的经历，那可真是让我对车流密度有了特别深刻的感受。
那天我正好开车出门办事，走在一条平时还算通畅的主干道上。
刚开始的时候，车流量不大，我开得还算顺畅，这时候的车流密度应该是比较低的。
随着我逐渐靠近市中心，车辆越来越多。
到了一个路口，好家伙，车辆排起了长队，一点点往前挪。
我放眼望去，前后都是车，几乎看不到头，感觉车与车之间的距离特别小。
我心里就琢磨，这车流密度可真是够大的了。
当时我就特别着急，因为事情还有点紧急。
我一边跟着车流慢慢往前蹭，一边观察着周围的情况。
我发现旁边车道的车也都被堵得死死的，大家都一脸无奈。
我就想啊，这要是能算出此时的车流密度，那肯定是个相当大的数值。
而且，这么大的车流密度，交通效率得多低啊，不仅耽误大家的时间，还增加了尾气排放，对环境也不好。
后来好不容易过了这个拥堵路段，车流密度逐渐降低，道路又变得通畅起来，我的心情也跟着轻松了不少。
在实际生活中，车流密度这个概念对于交通规划和管理那可是相当重要的。
通过准确测量和计算车流密度，交通部门可以更好地规划道路、设置信号灯，从而提高道路的通行能力，减少拥堵。
比如说，如果发现某个路段的车流密度经常过高，那就可以考虑拓宽道路、增加车道，或者优化信号灯的设置时间。
要是能提前预测到某些时段或地点可能会出现高车流密度，还可以提前采取交通疏导措施，引导车辆分流。
总之，车流密度公式虽然看起来简单，但其背后对于改善我们的交通状况有着重要的意义。
交通工程--车流 密度讲解
V hs ht 3 .6
式中：V――汽车行驶速度（km/h）。
例题
在某条30km长的路段的起点断面上，在 5min内测得有60辆汽车，车流是均匀连续 的，V=30km/h，求Q、hs、ht、K为多少？
解：
由于车流是均匀连续的，故有： Q=60×60/5=720辆/ h ht=3600/Q=3600/720=5s/辆 hs=ht×v=5×30/3.6=41.67m/辆 K=1000/hs=1000/41.67=24辆/km 校核：Q=V×K=30×24=720辆/h
AB 车
A
B
Q
A
Q
B
§5.2.1出入量法（试验车法、车牌照法）
方法： 设试验车通过Ａ端的时刻为ｔ0，到达Ｂ端处的时 刻为ｔ1，自ｔ0到ｔ1时刻通过B端的车辆数为q，试 验车超车的数量为a，其它车超过试验车的数量为b， 则ｔ0时刻AB段内的初始车辆数为：
E (t0 ) q a b
§5.2.1出入量法
《交通工程学》
第五章 交通密度
§5.1交通密度
一、基本定义 交通密度是指单位长度车道上，某一瞬间 所存在的车辆数，一般用辆/（Km· 车道）表示， 也可以用某个行车方向或某路段单位长度的车 辆数来衡量。 注意：交通密度是瞬时值，随时间的变化而变 动，也随测定区域的长度而变化。
§5.1交通密度
二、空间占有率 空间占有率是指在单位长度车道上，汽车投影面积 总和占车道面积的百分率。在实测中，一般测量路段 （车道）上的车辆总长度与该路段长度的百分比。 表达式： n
Rs
l
i 1
i
L
§5.1交通密度
三、时间占有率 时间占有率是指在道路的观测面上，车辆通过
0110第五章连续交通流模型
(ku) k [kf (k)] k
xt xtFra bibliotekf (k) k k df k k 0 x dk x t
第一节 守恒方程
[ f (k ) k df ] k k 0 dk x t
f(k)为任意函数，可用格林希尔治速度—密度线性模型
u u f (1 k / k j )
代入上式可以得到：
进一步进行时间离散化，可以得到：
ui
(
j
1)
ui
(
j)
T
[u(ki
(
j)
ui
(
j))]
T i
ui
(
j )[ui1 (
j)
ui
(
j)]
T i
ki1( j) k( ki ( j)
j)
实用的速度动态模型
道路交通流空间平均速 度的动态变化
第二节 动态模型
●上述模型对于车道数目单一，出入匝道无太大进出流量冲击的公路，能够 较精确描述各种不同交通状况以及相互间的转变过程、常发性与偶发性 交通拥挤现象的出现及消除过程。
上式左侧对τ，右侧对△x进行泰勒级数展开，并略去高阶项得到：
u(x,t) du(x,t) u[k(x,t)] du[k(x,t)] k x
dt
dk x
第二节 动态模型
Δx的取值为： x s 1 k
令：
du
dk
同时：
du u u u dt t x
代入前面公式，可得：
u(x,t) du(x,t)
ΔN： ΔN =N2-N1 有如下公式：
N1 / t q1
N 2 / t q2
N / t q
第一节 守恒方程
如果Δx足够短，使得该路段内的密度k保持一致，那么密度增量Δk可表示为：
5交通流密度与交通延误调查
二 交通流密度调查
原始车辆数E（ t0）的计算 通常使用的方法是试验车法 ，在t0时刻试验车从A 断面驶入，同时B断面处有人记录从B断面驶出的车辆 数，当试验车到达B断面时，B断面的记录值为QB，那 么E（t0）＝QB， 假定被试验车超过的车辆数为a，超过试验车的车 辆数为b，作修正得到 E（ t0 ）＝QB＋a－b E（ t ）＝QA＋a－b
二 交通流密度调查
试验车法观测方法
（1）在观测前准备好出入流量法观测车流密度记录整理 表（见课本表5-2），设定观测路段两个端点A点和B点， 以A端作为车流流入端，B端作为流出端。备好试验车， 在AB之间往返行驶以测定原始车辆数。 （2）从选定的基准时刻起，在A、B两点同时观测每分钟 通过的车辆数。 （3）试验车的观测记录。在试验车上做好标记易于识别。 试验车观测项目为：进入A端及到达B端的时刻和在此 路段上行驶时的超车次数a和被超车次数b。
三 交通延误概述
运行延误：由各种交通组成部分之间相互干扰而引起 的延误。
运行延误可分为两种， 一种是由其它交通组成部分对车流的干扰(称为侧向干扰)而引起 的延误(纵向、横向干扰)； 另一种运行延误是由交通流之间的干扰(称为内部干扰)而引起的 延误，产生这种运行延误的主要原因是交通拥挤、汇流、会车与 交织运行等因素的影响。
二 交通流密度调查
(8)现有车辆数加上调整值后即得第⑦栏修正值。 (9)瞬时密度⑧按下式计算： 瞬时密度＝修正值(辆)／测定区间长(km) (10)每一总计时间的平均密度填人第⑦栏内，总计时间通 常取5min或10min。
二 交通流密度调查
车辆牌照法
1)测定方法 从基准时刻开始在测定区间的两端，用同 步的秒表或动态录象机，测定每一辆车的到达 时间，并相应地记下每辆车的牌照，如记整个 牌照号码有困难，可以只记最后三位数。此时， 若用动态录象机，须摄下每辆车的牌照。 2)原始车辆数的测定 基本原理同测试车法，每一辆车都可作为“测试 车。