交通流特性(精选)
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第四章 交通流特性
三、交通量的时间分布特性。 交通量是一个随机的时空变量，具有时空分布特性。 1、交通量的月变化：月不均衡系数
2、交通量的周变化：周变化系数
3、交通量的小时变化：小时变化系数 高峰小时流量比：高峰小时交通量占全天交通量之比 称为高峰小时流量比，我国一般为9%--10%。 高峰小时系数：高峰小时交通量与高峰小时某时段交 通量扩大为高峰小时交通量之比。
观测路段上所有车辆车头时距的平均值称为平均 车头时距。
2、车头间距：同向行驶的一列车队中，前后相邻两车 的车头之间的空间间隔，在观测路段上所有车辆车头 间距的平均值称为平均车头间距。
三、空间占有率和时间占有率。 1、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。
2、时间占有率：在某一测定时间段内车辆通过某一断 面的累积时间在该测定时间的百分比。
2、年平均日交通量（AADT）：一年的观测期内日交 通量的平均值，算法是一年的交通量总和与该年总天 数的比值，单位是veh/d，表达式为：
3、月平均日交通量（MADT）：一个月的观测期内日 交通量的平均值，算法是一个月的交通量总和与该月 总天数的比值，单位是veh/d，表达式为：
4、周平均日交通量（WADT）：一周的观测期内日交 通量的平均值，算法是一周的交通量总和与周天数的 比值，单位是veh/d，表达式为：
5、小时交通量：一小时内观测的交通量，单位是 veh/d。 高峰小时交通量（PHV）：全天交通量最大的一个小 时称为高峰小时，该小时内的交通量称为高峰小时交 通量，通常有早、晚高峰交通流量。 年最大小时交通量（HAHY）：一年内各个小时交通 量中最大的一个小时交通量。
年第30位小时交通量（30HV）：将一年内各个小时 的交通量按从大到小顺序排列的第30个小时所对应的 交通量。常用30位小时交通量作为设计小时交通量。 6、交通流率：将不足一小时观测所得的交通量换算成 一小时交通量所得的比值，简称流率。
交通流特性
5.时间平均速度(Time mean speed－TMS)和区间平均速度 (Space mean speed－SMS) （ 1 ）时间平均车速是指在特定的时间区间内，通过道路某一地 点的所有车辆点速度的算术平均值。 （ 2 ）区间平均车速是指某路段的长度与通过该路段所有车辆的 平均行程时间之比。 6.频率最高值与最常见车速 地点车速的观测结果常表现出数据比较分散，用算术平均值 难以表征其分布特性。为此，采用速度频率分布曲线和累积频率 曲线表示，并从累积频率曲线上选取一些特征值作为描述速度特 性的指标。 频率最高值为观测速度中出现频率最多的那个速度值，此速 度称为最常见车速 。
7.百分位车速 在速度累积频率分布曲线图上，与纵坐标上累加百 分数相应的车速称百分位车速。与其相对应的纵坐标值表示在这 种车速以下行驶车辆的百分率。常用百分位车速有以下几种： （1）85％位车速：它表示所观测到的车辆中，有85％的车辆具 有这种速度值或者在这个速度以下，只有15％的车辆速度高于此
值。在交通管理上常用此速度作为某些路段的最高车速限制标准。
（2）50％位车速常称中位车速 ：它表示在该车速以下行驶的
车辆数等于在该车速以上行驶的车辆数 ，又称为中值速度。 （3）15％位车速 ：它表示在该车速及低于该车速行驶的
车辆数占被观测车总数的15％。常用此车速作为观测路段的最低
限制车速。
第四节 交通流密度 （一）交通流密度(Density) 是指在某一瞬间，单位长度道路上存在的车辆数。 （二）车道占有率 1.空间占有率 在道路的一定路段上，车辆总长度与路段总长 度之比称为空间占有率，通常以百分数表示。 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。
（二）交通流的参数 宏观参数：交通量、流率、速度和交通流密度等
第2章交通流特性资料
第二章
交通参数
1
§2.1 交通流参数
交通流——道路上的行人或车辆所构成的行人流 或车流的通称。一般情况下，交通流指机动车流
（除特别声明）。
交通流状态： 稳态流动状态
非稳态流动状态
车辆在道路上行驶，依次鱼贯 而行，很少受外界因素干扰。
交通流参数：交通流量、速度 和密集度（交通流三要素）， 以及车头时距、车头间距等
式中：Qt/3600—到达车辆数概率分布的平均值。 令M为负指数分布的均值，即平均车头时距为：
M=3600/Q=1/λ 负指数分布的方差为：D=1/λ2
32
h≥t 的平均车头时距分布曲线 （M=1s，5s）
h<t 的平均车头时距分布曲线（M=1s）
33
2) 适用条件 车辆到达是随机的、有充分超车机会的单列车
韦布尔分布 概率密度曲线
γ=0 β=1
2.5Leabharlann 38Probability Density Probability Density
4. 爱尔朗分布
爱尔朗分布的概率密度函数为：
p(t) et (t)l1 , l 1, 2, 3,
(l 1)!
0.8
l=1 0.6
0.4
l=2
l=3
0.2
当泊松分布不合适表征，样本方差为：
S 2
1 N 1
N i 1
(ki
m)2
1 N 1
g
(k j
j 1
m)2
fj
25
2. 二项分布
1) 基本公式
P(
x
)
Cnx
(
t
n
)
x
交通参数
1
§2.1 交通流参数
交通流——道路上的行人或车辆所构成的行人流 或车流的通称。一般情况下，交通流指机动车流
（除特别声明）。
交通流状态： 稳态流动状态
非稳态流动状态
车辆在道路上行驶，依次鱼贯 而行，很少受外界因素干扰。
交通流参数：交通流量、速度 和密集度（交通流三要素）， 以及车头时距、车头间距等
式中：Qt/3600—到达车辆数概率分布的平均值。 令M为负指数分布的均值，即平均车头时距为：
M=3600/Q=1/λ 负指数分布的方差为：D=1/λ2
32
h≥t 的平均车头时距分布曲线 （M=1s，5s）
h<t 的平均车头时距分布曲线（M=1s）
33
2) 适用条件 车辆到达是随机的、有充分超车机会的单列车
韦布尔分布 概率密度曲线
γ=0 β=1
2.5Leabharlann 38Probability Density Probability Density
4. 爱尔朗分布
爱尔朗分布的概率密度函数为：
p(t) et (t)l1 , l 1, 2, 3,
(l 1)!
0.8
l=1 0.6
0.4
l=2
l=3
0.2
当泊松分布不合适表征，样本方差为：
S 2
1 N 1
N i 1
(ki
m)2
1 N 1
g
(k j
j 1
m)2
fj
25
2. 二项分布
1) 基本公式
P(
x
)
Cnx
(
t
n
)
x
交通流特性(精)
交通量是实测值或预测值，流率是转换后的等效值。
二、交通量的有关概念
1、日交通量 （1）年平均日交通量（AADT） （2）月平均日交通量（MADT） （3）周平均日交通量（WADT） 2、小时交通量 （1）高峰小时交通量 一天内连续60min的最大小时交通量。有整时段和非整时段之分。 （2）第30位（高峰）小时交通量
15%位车速：指所有车辆中，只有15%的车辆在该速度一下行驶。
一般用作最低车速限制标准。
速度观测值的标准差σ（均方差）：
（vi -v）2
n
反映车速分布的离散情况，σ值越大，车速越离散，表明车辆
行驶有很大的自由度。
三、时间平均速度与区间平均速度
1、时间平均速度 Vt
指某一时间段内，通过道路某一断面的所有车辆的地点速度的算
三、交通量在时间上的变化（分布）
1、季节、月份变化 反映交通量在一年内的变化
常用月变系数（又称为月不均匀系数）M表示
2、日变化 反映交通量在一周内的变化
常用周变系数D表示
D=
AADT 某周日的年均日交通量
3、小时变化 反映交通量在一日内的变化，有早、晚高峰 反映交通量在一天内集中程度的参数是高峰小时流量比 ：
3、交通量与密度的关系
由Q=K·V和
K
K2
V=Vf
(1Kj
)
Q=
Vf (K-
Kj
)
说明Q～K呈二次函数（抛物线）关系，其图形为：
对上式进行求导，并令 dQ =0 ，则有：
dK
dQ dK
=
Vf
(1-
2K Kj
)=0
Km
=
Kj 2
K j 2
∴
Qm
=Vf
二、交通量的有关概念
1、日交通量 （1）年平均日交通量（AADT） （2）月平均日交通量（MADT） （3）周平均日交通量（WADT） 2、小时交通量 （1）高峰小时交通量 一天内连续60min的最大小时交通量。有整时段和非整时段之分。 （2）第30位（高峰）小时交通量
15%位车速：指所有车辆中，只有15%的车辆在该速度一下行驶。
一般用作最低车速限制标准。
速度观测值的标准差σ（均方差）：
（vi -v）2
n
反映车速分布的离散情况，σ值越大，车速越离散，表明车辆
行驶有很大的自由度。
三、时间平均速度与区间平均速度
1、时间平均速度 Vt
指某一时间段内，通过道路某一断面的所有车辆的地点速度的算
三、交通量在时间上的变化（分布）
1、季节、月份变化 反映交通量在一年内的变化
常用月变系数（又称为月不均匀系数）M表示
2、日变化 反映交通量在一周内的变化
常用周变系数D表示
D=
AADT 某周日的年均日交通量
3、小时变化 反映交通量在一日内的变化，有早、晚高峰 反映交通量在一天内集中程度的参数是高峰小时流量比 ：
3、交通量与密度的关系
由Q=K·V和
K
K2
V=Vf
(1Kj
)
Q=
Vf (K-
Kj
)
说明Q～K呈二次函数（抛物线）关系，其图形为：
对上式进行求导，并令 dQ =0 ，则有：
dK
dQ dK
=
Vf
(1-
2K Kj
)=0
Km
=
Kj 2
K j 2
∴
Qm
=Vf
第3章交通流特性
dQ dK
=0
，则有：
∴
Kj 2K = Vf (1)=0 K m = dK Kj 2 2 K j Kj K jVf 2 Q m =Vf [ ]= 2 Kj 4 dQ
Vf Vf K j Vf K Vm = Vf = 另外，由于 V=Vf Kj Kj 2 2
由坐标原点到Q～K曲线上某一点之间联线的斜率，表示该点 （实质为某一交通运行状态）所对应的车速，原点处的斜率即为 畅行速度Vf。
• 用O计算D的实例（P145/129）：
– Consider a case in which a detector records an occupancy of 0.200 for a 15-minute analysis period. If the average length of a vehicle is 28 ft, and the detector is 3 ft long, what is the density?
– 占有率分为时间占有率（Ot）与空间占有率（ Os） – Ot＝车辆检测器的占用时间/总观测时间 – 检测器的占用时间是车辆的前保险杠激活检测 器的上游边界开始，直到车辆的后保险杠离开 检测器的下游的边界为止 – 在检测器接通期间，车辆驶过的距离为： Lv+Ld，这一距离被认为是车辆的有效长度。 – Os=N（Lv+Ld）/L=D(Lv+Ld)/5280，其中N为 检测时间内通过车辆数，D为交通流密度，单 位vel/mi。 – 如果认为时间占有率等于空间占有率，即可推 出式（5－7）
3.2.3 密度与占有率
• 密度：
– 定义：单位长度道路或车道上，某一瞬间所存 在的车辆数 – 用D表示，单位是veh/mi或 veh/mi/ln ( veh/km 或 veh/km/ln ) – 密度是在一段道路上测得的瞬时值 – 不容易直接测量，经常用速度和交通量来间接 计算 –但密度是三个参数中最重要的一个，因为它可 以最直接地反映交通需求
交通流的特性(课堂PPT)
VA=88-1.6KA =88-1.6×15.2 =63.68km/h 即KA=15.2辆/km，VA=63.68km/h为所求密度最高值与速度最低值。
.
9
.
10
此三参数之间的基本关系为：
QVs K
式中：Q——平均流量(辆/h)； V s ——空间平均车速(km/h); K—平均密度(辆/km)。
.
3
能反映交通流特性的一些特征变量：
(1)极大流量Qm，就是Q－V曲线上的峰值。 (2)临界速度Vm，即流量达到极大时的速度。 (3)最佳密度Km，即流量达到极大时的密量。 (4)阻塞密度Kj，车流密集到车辆无法移动(V=0)时的
§4－1 交通流的特性
.
1
一. 交通设施种类
• 交通设施从广义上被分为连续流设施与间断 流设施两大类。
• 连续流主要存在于设置了连续流设施的高速 公路及一些限制出入口的路段。
• 间断流设施是指那些由于外部设备而导致了 交通流周期性中断的设置。
.
2
二. 连续流特征
1. 总体特征
交通量Q、行车速度 V s 、车流密度K是表征交通流 特性的三个基本参数。
密度。
(5)畅行速度Vf，车流密度趋于零，车辆可以畅行无 阻时的平均速度。
.
4
.
5
2. 数学描述
(1)速度与密度关系
格林希尔茨(Greenshields)提出了速度一密度线性
关系模型：
V
Vf
(1
K Kj
)
当交通密度很大时，可以采用格林柏(Grenberg)提出的对数模型：V NhomakorabeaVm
ln
Kj K
式中：Vm—对应最大交通量时速度。
.
9
.
10
此三参数之间的基本关系为：
QVs K
式中：Q——平均流量(辆/h)； V s ——空间平均车速(km/h); K—平均密度(辆/km)。
.
3
能反映交通流特性的一些特征变量：
(1)极大流量Qm，就是Q－V曲线上的峰值。 (2)临界速度Vm，即流量达到极大时的速度。 (3)最佳密度Km，即流量达到极大时的密量。 (4)阻塞密度Kj，车流密集到车辆无法移动(V=0)时的
§4－1 交通流的特性
.
1
一. 交通设施种类
• 交通设施从广义上被分为连续流设施与间断 流设施两大类。
• 连续流主要存在于设置了连续流设施的高速 公路及一些限制出入口的路段。
• 间断流设施是指那些由于外部设备而导致了 交通流周期性中断的设置。
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二. 连续流特征
1. 总体特征
交通量Q、行车速度 V s 、车流密度K是表征交通流 特性的三个基本参数。
密度。
(5)畅行速度Vf，车流密度趋于零，车辆可以畅行无 阻时的平均速度。
.
4
.
5
2. 数学描述
(1)速度与密度关系
格林希尔茨(Greenshields)提出了速度一密度线性
关系模型：
V
Vf
(1
K Kj
)
当交通密度很大时，可以采用格林柏(Grenberg)提出的对数模型：V NhomakorabeaVm
ln
Kj K
式中：Vm—对应最大交通量时速度。
第三章 交通流特性
到达率λ(t) < 服务率μ
到达率λ(t) > 服务率μ
到达率λ(t) = 服务率μ
排队长度达到最大
排队从开始出现到消失期间的车辆总等待时间
一、速度
• 速度——单位距离内行程时间的倒数，是 车辆运行效率的简单度量指标。 • 影响速度的因素：车辆本身的性能、驾驶 员的行为、环境条件、交通密度、交通流 速率。
• 瞬时速度：车辆在行驶过程中某一瞬间（通常为
几秒钟）的速度。
• 行驶速度：车辆不受耽搁地连续行驶，驶经某一
段路程所用去的时间称为行驶时间，路程与行驶时 间之比。
进而可得，
k1 s
即交通密度为平均车头间距的倒数。
四、交通量-速度-交通密度 （q - va- k）的关系
如果在交通流中各车辆的行驶速度相同，也即
vL T
则在T时段或L长度内通过的车辆数n为：
n qT
也即，交通量为交通密度同速度的乘积。
将车辆按速度分组，对于每组速度的车辆
ha pij hij 98.1s
跑道的通行能力为，
qm 1 1 0.0102次 / s 36.7次 / h 37次 / h ha 98.16
所以，跑道的通行能力取决于不同速度飞机的组成和规定 的飞机间隔距离。
第三节 排队和延误分析
• 车辆经过站场、交叉口等各种节点或“瓶颈 ”时，由于受到这些限制点通行能力的限制 ，不能以正常的速率通过，从而积存在上游 方，形成排队，等待处理（通过）。
• 平均速度
va
(v n )
i 1 i i
m
n
i 1
m
i
• 标准差
m m 2 2 （ v n ） v n a i i i i 1 i 1 m n 1 i i 1
第二章 第一节交通流特性
各个平均日交通量间的关系：
平均日交通量（ ADT ）
1 n ADT Qi n i 1
周平均日交通量（ Week Average Day Traffic, WADT）
月平均日交通量（ Month Average Day Traffic, MADT）
1 7 WDAT Qi 7 i 1
地点车速 行程车速 车辆通过道路特定地点 的瞬时速度。 路段长度除以通过该路段 在道路交通与气候条件 的行程时间，又叫区间车速 良好的情况下，仅受道 路条件限制所能保持 在不超过路段设计车速 的最大安全车速。 的情况下，车辆在给定交 通流中能够达到的最大 安全车速
车速
设计车速 运行车速
2 时间平均速度和区间平均速度
11%-15% 间，平均 13.3% 。《规范》中将 K 取设计高峰小时交通 量与AADT的比值，9%-14%，取11%
DDHV＝AADT×K×D
DDHV——具有方向性的设计小时交通量（辆／h）；
AADT——年平均日交通量（辆／天）；
K D ——设计小时交通量系数,K随着道路周围地区人口密度的增加而减少. ——方向不均匀系数。在高峰小时内的总交通量中，高峰方向所占的 比例（%）.变化由交通量的方向分布特性决定。
7.交通量资料的应用
1)交通规划
2）道路设计 3）交通管理 4）交通事故评价 5）经济分析
1 2
概述 交通量和流率
3
4
速度
交通流密度
5
6 7
车头间距和车头时距
连续流特性 间断流特性
2.1.3 速度
1 几种速度的定义
设行驶距离为s，所需时间为t，则车速可用s/t表示。 按s和t的取值不同，可定义不同的车速。