交通工程--车流 密度讲解
交通工程学名词解释(1)
名词解释1.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实体数。
2.设计小时交通量：工程上为了保证道路在规划期内满足大多数小时车流能够顺利通过，不造成严重堵塞，同时避免建成后车流量很低，投资效益不高，规定要选择第30位最高小时交通量作为设计小时交通量。
3.行驶车速：从行驶某一区间所需要的时间（不包括停车时间）及其区间距离求得的车速，用于评价路段的线形的顺适性和通行能力分析，也可用于计算道路使用者的成本效益分析。
4.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，是一项综合指标，用以评价道路的通畅程度估计行车延误情况，要提高运输效率归根结底是要提高车辆的行驶车速。
5.车流密度：车流密度是指一瞬间内单位道路长度上的车辆的数目：K=N/L6.最佳密度Km：即流量达到最大时的密度，密度小于Km即为稳定交通流量，大于即为强迫交通流量。
7.交通规划：确定交通目标并设计达到交通目标的策略或行动的过程。
8.服务水平：道路使用者从道路状况、交通与管制条件、道路环境等方面可能得到的服务程度或服务质量。
9.通行能力：道路上某一点，某一车道或某一断面处，单位时间可能通过的最大交通实体数（辆/H）。
分类：基本通行能力、实际通行能力、设计通行能力。
10.交通事故的定义：车辆驾驶人、行人、乘车人以及其他在道路上进行与交通活动有关的人员，因违反《中华人民共和国道路交通安全法》和其他道路交通管理法规、章程的行为过失造成人身伤亡或财产损失的事故。
11. 85%位车速：在该路段形式的所有车辆中，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。
12. 15%位车速：有15%的车辆行驶速度在此速度之下，此速度作为该路段的最低限制车速。
13.行车延误：车辆在行驶中，由于受到驾驶员无法控制的或意外的其他车辆的干扰或交通设施等的阻碍所损失的时间，行车延误分类：固定延误、停车延误、行驶延误、排队延误、引道延误。
交通工程学电子课件第5章交通密度
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。
交通工程学-第5章 密度
试验车在路段中观测记录。（流动车法）
5.2 交通密度调查
出入量法 2、数据整理与分析计算 AB路段内的车辆由三部分组成：
观测时已进入AB路段的初始车辆数；
观测时A端流入的，即AB路段新增的车辆数；
观测时B端流出的，即AB路段减少的车辆数。
5.2 交通密度调查
出入量法 AB路段内某一t时刻的车辆数计算公式为：
为极限车头时距。
5.1 交通密度的基本概念
交通密度和车头间距之间的关系：1000 Nhomakorabeahs K
5.1 交通密度的基本概念
三、车道占有率
车道占有率包括空间占有率和时间占有率。 空间占有率是指在某一瞬间测得已知路段上所有车辆 占用的长度占路段总长度的百分比。
Rs
l
i 1
n
i
L
100%
式中：Rs-空间占有率（%）；li-第i辆车的长度（m）；
L-观测路段总长度（m）；n-车辆数（辆）。
5.1 交通密度的基本概念
时间占有率是指在道路观测断面上，车辆通过时间累 计值与测定时间的百分比。
n
Rt
t
i 1
i
T
100%
式中：Rt-时间占有率（%）； ti-第i辆车通过断面所占用的时间（s）； T-测定时间总时长（s）； n-车辆数（辆）。
E t E t0 QA t QB t
则AB路段内t时刻的交通密度为： E t Kt LAB
式中：E(t)-t时刻AB路段的车辆数；E(t0)-t0时刻上已进入AB路段的车辆数； QA(t)-从观测开始t0到t时刻内，从A驶入AB路段的车辆数；QB(t)-从观测开始t0到t时刻内， 从B驶出AB路段的车辆数；Kt-t时刻的交通密度（辆/km）。
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；
第五章交通流密度
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。
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
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。
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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
t
i 1
i
T
§5.1交通密度
四、与密度相关的指标----车头间距
车头间距是指同向行驶的一列车队中，两连续
车辆车头之间的距离。 车头间距和车流密度有如下关系：
课堂练习：
在市郊一段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 ？
§5.2交通密度调查
一、出入量法 出入量法是一种测定无出入匝道路段上两个断 面之间现有车辆数，计算该路段密度的方法。
出入量法的优点： 方法简单，适用观测路段间无合流、分流情 况下的各种交通状况，既能保证精度又实用。 出入量法的缺点： 两端车辆数的测量误差随时间而累加。
§5.2.2摄影法
其中航空摄影 法测定路段交通密 度最为适宜，同时 它是得到准确数值 的唯一方法。
§5.3密度资料的应用
1、研究交通流理论和制定交通管理措施 2、划分服务水平的依据 3、反映路上的交通阻塞状况 4、研究通行能力
1000 K hs
§5.1交通密度
四、与密度相关的指标----车头时距
在同向行驶的一列车队中，相邻两辆车驶过同一个断 面的时间差称为车头时距。 车头时距和交通量之间的关系为： ht=3600/Q
式中：Q――道路的交通容量（辆/h）；
ht――平均车头时距（s/辆）。
车头间距 hs 、车头时距 ht 及速度 V 三者之间关 系为 ：