交通工程学课件041分析讲解

4.1 交通流特性
右图表示绿灯及 黄灯期内车辆 通过停车线时 流量随时间而 变化的规律。
饱和周期：绿灯 结束，仍有排 过队的车辆没 有通过停车线。
/s
流
g
量
（
B
辆
）
l0
S
O 0A
红
绿
C
lE
DK 黄
时间 (s)
有效绿灯时间
4.1 交通流特性
■（1）曲边梯形的高表示饱和 流量S，其面积表示在绿灯 和黄灯时间内可通过的最 大车辆数N。
4.1.4 信号交叉口的交通分析
上图中，车流被分 成四路，实行四个 相位的信号控制， 其中一种可采用的 控制方式为：
相位序列 获得通行权的车流
A
东、西向直行
B
东向南、西向北左转
C
南进口道车流
D
北进口道车流
4.1 交通流特性
4.1.4 信号交叉口的交通分析
A相位： G Y
B相位： R
GY
R R
C相位： D相位：
D= tt1A(t) D(t)dt =419.6辆.h 0
d=D/N=520s
4.1.3 间断流特征
4.1 交通流特性
4.1.3 间断流特征
4.1 交通流特性
4.1.3 间断流特征
4.1 交通流特性
4.1 交通流特性
4.1.4 信号交叉口的交通分析
右图为城市中 常见的十字交 叉口的几何布 置。东西方向 为主干道。
①信号规则 与相位
4.1 交通流特性
4.1.4 信号交叉口的交通分析
将交叉口的车流分成n路，对应周期C按一定比例分
成n段，
a1, a2ห้องสมุดไป่ตู้,....an
n
C= a i i=1
在每段中，有且仅有第i路车流获得通行权。并分别 按红、绿、黄三色灯组成的信号灯控制。显示顺序为 红灯、绿灯和黄灯，显示时间长度分别记为R、G和Y。
4.1 交通流特性
4.1.2 连续流特征
4.1 交通流特性
4.1.2 连续流特征
4.1 交通流特性
4.1.2 连续流特征
4.1 交通流特性
例题讲解
4.1 交通流特性
例1 道路瓶颈路段的通过能力为1300辆/h，高峰
时段的1.69h中，到达流量为1400辆/h，然后到
达流量降到650辆/h。求拥挤持续时间 t j ，拥挤 车辆总数N、总延误D、和 t j 之内的每辆车平均
延误时间。
例题讲解
4.1 交通流特性
[解]： 由于在 t j 时，到达车辆的累计数=驶离的累计数，
故有：高峰时刻的排队车辆数=1.69*(1400-1300)=169
到达的车辆数=650*DT;
离去车辆数=1300*DT
则有：169+650*DT=1300*DT，得:DT=0.26h
拥挤持续时间 t j =1.69+0.26=1.95h。
■ （2）用一块面积相等的矩 形代替曲边梯形，AD表示 有效绿灯时间g，其余为有 效红灯时间r。
4.1 交通流特性
4.1.4 信号交叉口的交通分析
第i路车流的红、绿、黄灯时长分别记为
R ,G ,Y
i
i
i
a G Y
i
i
i
即第i组信号灯显示绿、黄灯时，第i路车流获 得通行权，其他各路失去通行权。
一组信号灯按以上方式循环作出的红、绿、 黄三种颜色的显示，称为交叉口信号控制的一 个相位。
4.1 交通流特性
拥挤车辆的总数N=1.95*1300=2535辆
(或=1.69*1400+0.26*650=2535辆)
例题讲解
4.1 交通流特性
[解]：总延误D =1.95*169*0.5=164.775辆.h 每车的平均延误=D/N=234s
累 计
650
车
辆
数
1400
1.69h
dt
time
例题讲解
4.1 交通流特性
第四章 交通流理论
交通流理论概述
■交通流理论是交通工程学的理论基础； ■它是运用物理学和数学的方法来描述交通特性 的理论，它用分析的方法阐述交通现象及其机理, 使我们能更好地理解交通现象及本质； ■研究交通流理论的意义 ——把握交通流运动机理与规律，科学地分析交 通设施设计效果与运营管理系统
本章内容
R R
GY R GY
4.1 交通流特性
饱和流量
② 饱和流量和有效绿灯时间
■红灯时: 车辆就停车排队而达到最大密度。 ■绿灯亮: 排队车辆依次起动通过停车线，在绿灯前期若干
秒内，车辆通过停车线时还未完成加速过程，车流的流 量由零逐渐增大。 ■随着停车线处车速恢复到正常的路段行驶速度，排过队 的那部分车辆通过停车线处的的流量就达到一个稳定的 最大值，该值称为饱和流量(Saturation flow)，记为S。 ■排过队的车辆全部驶过停车线或绿灯结束: 流量才从S值 逐渐下降，在红灯启亮时必然降到零。
例2 道路瓶颈的通过能力为S=1400辆/h，某3小时 内到达流量为Q(t)=1800sint 辆/h，试求：
(1)车流拥挤起始时刻t0； (2)车流拥挤结束时刻t1 (3)拥挤车辆总数N (4)总延误D (5)每辆车平均延误时间d。
例题讲解
4.1 交通流特性
[解]： 在t0时刻，到达流量应等于通过能力 故：S=Q(t)，即：1400=1800sint 得：t0=0.8911h A(t)=1800(1-cost)
■ §4-1交通流特性 ■ §4-2概率统计模型 ■ §4-3排队论模型 ■ §4-4跟驰模型 ■ §4-5流体动力学模拟
4.1.1 交通设施种类
4.1 交通流特性
■连续交通流设 施
■间断流设施
无外部因素导致周期性中断 高速公路、限制出入的一般公路 路段。
由于外部设备导致交通流周期性中断 一般道路交叉口
开始坐标(t，A(t0))，即(0.8911，668.6) 点斜式： D(t)=1400*(t-0.8911)+668.6
例题讲解
4.1 交通流特性
在t1时刻，有: A(t)=D(t)，即：
1400*(t-0.8911)+668.6=1800(1-cost)
可求得：t1=2.964h
N=A(2.964)-A(0.8911)=2902辆；
4.1.2 连续流特征
4.1 交通流特性
4.1 交通流特性
4.1 交通流特性
4.1.2 连续流特征
4.1 交通流特性
4.1.2 连续流特征
4.1 交通流特性
思考题
假设车辆行驶速度与交通密度成线性关系。 1、当K=Kj时，V=0，K=0时，V=Vf，推导 格林希尔茨（Greenshields）模型； 2、以得到的Greenshields模型为基础，建立 流量与密度的关系模型； 3、根据左图，如限制车流的实际流量不大 于最大流的0.8倍，求在非拥挤区车流的最 小行驶速度和对应的交通密度。