2第二章 交通特性分析
交通工程学第2章 (2)

反应特性 制动反应时间 停车距离
2020/5/14
55
二、汽车的交通特性
车辆的设计外廓尺寸 车辆尺寸与道路设计、交通工程有密切关系。在 我国《公路工程技术标准》(JTGB01-2003)和 《城市道路设计规范》(CJJ37-1990)中都规定 了机动车辆外廓尺寸界限。 动力性能 最高车速 加速度(加速时间) 最大爬坡能力 制动性能 制动距离 制动性能稳定性 方向稳定性
周变化:交通量的周变化是指一周内各天的交通 量变化,因此,也称周日变化。 ➢ 周变系数定义为:年平均日交通量除以某周日的 平均交通量。
年平均日交通量 K周日 某周日平均交通量
➢ 某周日的平均日交通量等于全年所有该周日的交 通量除以全年该周日的总天数。
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14 14
二、交通量的时间分布
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10 10
一、交通量的定义
交通量时刻在变化,在表达方式上通常取某一时 间段内的平均值作为该时间段的代表交通量。如 果以辆/d为单位,平均交通量表达式为:
平 均 交 通 量
1 n
n i1
Qi
按平均值所取的时间段的长度计,常用的平均交通 量有:
➢ 年平均日交通量(AADT);
➢ 月平均日交通量(MADT);
WADT
1 7
7
Qi
i1
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12 12
二、交通量的时间分布
月变化 :一年内各月交通量的变化称为月变
化。年平均日交通量与月平均日交通量之比,称
为交通量的月变化系数(或称月不均衡系数,月
换算系数),以K月表示 。
K月
AADT MADT
2交通特性及其调查分析

第二章交通特性及其调查分析前言交通特性与交通调查是交通工程学的一个基本部分,是进行科学、合理的交通规划、设计、运营、管理的前提和基础。
通过对人、车、路交通特性的研究,以便揭示交通规律,据此编制交通规划,设计道路线形和实施交通管理。
交通调查是通过统计、实测与分析判断,掌握交通状态发展趋势及有关交通现象的工作过程。
通过对多种交通现象进行调查,得到准确的数据信息。
所以交通调查可以为交通规划、交通设施建设、交通管理与控制、交通安全、交通环境保护和交通流理论研究等方面服务。
交通调查的对象主要是交通流。
研究交通流量、密度、速度三者之间的关系,可实现交通变量之间的转换,实现控制变量与交通性能指标之间的转换。
本章将先介绍人、车、路的基本特性,其次对交通量、速度、密度及延误调查进行了介绍,最后分析了交通流三者之间的关系。
第一节人、车、路基本特性一、人的交通特性道路交通系统中的人包括驾驶员、乘客和行人。
人是交通系统中的主要参与者,贯穿于交通工程学的各个方面。
例如,汽车的结构、仪表、信号、操作系统应当适合驾驶员操纵,交通标志的大小、颜色、设置地点应考虑驾驶员的视觉机能,道路线形的设计要符合驾驶员的视觉和交通心理特性,制定的交通法规、条例应合情合理等等。
(一)驾驶员的交通特性驾驶员是交通系统中最活跃的因素之一,是影响交通安全与效率的关键要素,驾驶员通过视、听、触觉器官从交通环境中获得信息,经过大脑进行处理,作出反应和判断,再支配手、脚运动器官,操纵汽车,使之按驾驶员的意志在道路上运行。
在这一过程中,驾驶员受到自身一系列生理、心理因素制约的影响,主要通过视觉特性、反应特性、饮酒与疲劳等特性加以表现。
1.视觉特性汽车驾驶员在行车中,驾驶员的眼睛是保证安全行车重要的感觉器官,眼睛的视觉特性与交通安全有密切关系。
对于驾驶员的视觉机能,主要从以下几方面来考察:(1)视力眼睛辨别物体大小的能力称为视力。
视力可分为静视力、动视力。
顾名思义,静视力即指人和视标都在不动状态下检查的视力。
交通工程学第2章交通特性

2.1 人-车-路基本特性
7
2.1 人-车-路基本特性
视力与视野
8
2.1 人-车-路基本特性
(2)反应特性
反应是外界因素的 刺激而产生的知觉-行 为过程;
知觉--反应时间 (Perception and Reaction Time)是控制 汽车行驶性能最重要 的因素,如图2-2。
9
2.1 人-车-路基本特性
最大爬坡能力
用汽车满载时I档在良好的路面上的最大爬坡度imax(%) 表示。
3.制动性能
主要体现在制动距离或制动减速度上。
19
2.1 人-车-路基本特性
(二)自行车基本特性
1. 基本特性: 短程 行进稳定性 动态平衡 动力递减 爬坡性能 制动性能
2. 自行车流交通特性 群体性 压缩与膨胀性 离散性 压缩与膨胀性 并排行驶 运行轨迹不易控制
43
2.2 交通量特性
六、设计小时交通量及其应用(续)
第30位最高小时交通量 ➢ 所谓第30位最高小时交通量就是将一年中测得的8700个小时交通量, 从大到小按序排列,排在第30位的那个小时交通量。 ➢ 设计小时交通量系数K :设计小时交通量与年平均日交通量 (AADT)之比,研究表明,30位的K30值十分稳定 ,,一般在12 %~18%之间。
44
2.2 交通量特性
六、设计小时交通量及其应用(续)
设计小时交通量的计算(不考虑方向不均衡性) D H AV A k/1 D0 T n 0 D C 单HW V W 1 n
➢ 式中:DHV — 设计小时交通量(辆/h);
➢
K — 设计小时交通量系数(%);
➢
N — 车道数;
➢
C单 — 每一车道设计通行能力(辆/h);
2-3交通特性分析

vs 1
1
n
1
n i1 vi
vs
1 n
l
n
i 1
ti
l —行驶路段的长度 ti —第i辆车行驶 l 距离所用的时间
2
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
vs
vt
t2
vt
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
1.驾驶员对车速的影响 2.车辆对车速的影响 3.道路对车速的影响
(1)街道类型及等级 (2)平面线型 (3)纵断面 (4)车道数及车道位置 (5)视距 (6)侧向净空 (7)路面
4.交通条件对车速的影响 (1)交通量 (2)交通组成 (3)超车条件 (4)交通管理 (5)交通环境
13
第二章 交通流特性
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
二、速度-密度关系
1、格林希尔茨(Greenshields)模型—线性模型 在通常的交通流密度条件下
图 2-15 京哈路速度分布概率曲线
10
高速公路交通流分布特性
三、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
2交通特性

一 驾驶员的交通特性
(7)色彩感觉 ) 绿色:最柔和,给人一种安全感(表示一种通行信号, 绿色:最柔和,给人一种安全感(表示一种通行信号, 如绿灯信号,指路标志等) 如绿灯信号,指路标志等) 黄色:亮度最大,易引起人民的注意(多用作警告信号, 黄色:亮度最大,易引起人民的注意(多用作警告信号, 如警告标志等) 如警告标志等) 红色:刺激性最强,易使人兴奋起来(多用作禁令信号, 红色:刺激性最强,易使人兴奋起来(多用作禁令信号, 如红灯时禁止通行,禁令标志等) 如红灯时禁止通行,禁令标志等)
第二章 人、车、道路的交通特性
驾驶员的交通特性 车辆的交通特性 道路的交通特性
一 驾驶员的交通特性
驾驶员的反应操作过程——首先通过自己的感觉器官(如 首先通过自己的感觉器官( 驾驶员的反应操作过程
眼睛、耳朵等)从外界环境获取信息,产生感觉( 眼睛、耳朵等)从外界环境获取信息,产生感觉(如视觉和听 ),然后通过大脑皮层一系列的综合反应产生知觉 然后通过大脑皮层一系列的综合反应产生知觉, 觉),然后通过大脑皮层一系列的综合反应产生知觉,在知觉的 基础上,形成深度知觉(主要体现在判断与前车之间的距离、 基础上,形成深度知觉(主要体现在判断与前车之间的距离、判 断前车的速度等等方面),最后在深度知觉的基础上形成判断, ),最后在深度知觉的基础上形成判断 断前车的速度等等方面),最后在深度知觉的基础上形成判断, 并指挥操作,如进行相应的加速、 并指挥操作,如进行相应的加速、减速或停车或变换车道等等操 作。
男驾驶员—适用于跑长途,反应快,注意力容易分散。 男驾驶员 适用于跑长途,反应快,注意力容易分散。 适用于跑长途 女驾驶员—适用于跑短途,如开公交。依赖性强, 女驾驶员 适用于跑短途,如开公交。依赖性强,事故处理能力差 适用于跑短途 老年驾驶员—经验丰富但反应迟钝 经验丰富但反应迟钝( 岁以上 岁以上) 老年驾驶员 经验丰富但反应迟钝(45岁以上) 青年驾驶员—反应快但经验少(22岁以下) 青年驾驶员 反应快但经验少( 岁以下) 反应快但经验少 岁以下 中年驾驶员—反应时间最短 反应时间最短( 岁 中年驾驶员 反应时间最短(22岁—45岁) 岁
第二章 交通特性分析

一般来说动视力比静视力低10%~20%, 特殊情况下比静视力低30%~40%。例如,以 60km/h的速度行驶的车辆,驾驶员可看清前 方240m处的交通标志;可是当车速提高到 80km/h时,则连160m处的交通标志都看不清 楚。
•
ห้องสมุดไป่ตู้
值得注意的是,虽然静视力好是动视力 好的前提,但是静视力好的人不一定就会 有好的动视力。
自动传感器
自动控制器
显示
驾驶员能力、态度、经验、暂时损伤
道路 行人 自行车 其它车
驾驶员 感觉系 统
驾驶员感 知、注意 能力
驾驶员决 策、反应 选择
驾驶员反 应能力
车辆状态 控制
图1 驾驶员功能反馈图
3、驾驶员的生理、心理特性
驾驶员视觉特性
驾驶员反应特性
驾驶员心理特点和个性特点
• 1)视觉特性 眼睛是驾驶员在行车过程中最重要的生 理器官。因此,驾驶员的视觉机能直接影响 到信息获取,行车安全。
二、乘客交通特性
• 1.乘客的交通需求心理
• 2.乘车反应
• 3.社会影响
• 1.乘客的交通需求心理
•
人们总是抱着某种目的(如上班、上学、购物、 公务、社交、娱乐等)才去乘车的,为乘车而乘车的 旅客几乎是没有的。乘车过程本身意味着时间、体 力、金钱的消耗。因此,人们在乘车过程中总是希望 省时、省钱、省力,同时希望安全、方便、舒适。道 路设计、车辆制造、汽车驾驶、交通管理等都应考 虑到乘客的这些交通心理要求。
本部分从以下两个部分讲解:
•
• 1.行人交通流特性 • 2.行人交通特征及相关因素
• 1.行人交通流特性
• 相对于汽车交通来说,对行人交通特征的研究是很少的。不 过前人已经做了不少工作。
第2章 交通特性

N N t = Q K = = L V L t
车头时距:在同向行驶的一列车队中,两连续车辆的车头到 车头时距:在同向行驶的一列车队中, 达道路某断面的时间间隔。 达道路某断面的时间间隔。 平均车头时距: h t 平均车头时距:
流量(辆/h) Qm 不拥挤区 θ 拥挤区
Qm、Km、Vm是划分交通 拥挤得重要特征值: 当Q≤Qm,K>Km,V<Vm, 交通拥挤; 当Q≤Qm,K≤Km,V≥Vm,
不拥挤区
o
tgθ=Qm/Km=Vm
Vf 速度(km/h)
交通不拥挤; 当 Q≻Qm ,?
Vm 拥挤区
o
Kj Km 密度(辆/km)
o
2.4.5.1 交通流三参数基本关系
将三维空间曲线投影到二维空间
流量(辆/h) Qm 不拥挤区 θ 拥挤区
五个基本特征变量: 最大流量Qm 临界速度Vm
不拥挤区
o
tgθ=Qm/Km=Vm
Vf 速度(km/h)
畅行车速Vf 最佳密度Km 阻塞密度Kj
Vm 拥挤区
o
Kj Km 密度(辆/km)
o
Qm 流量(辆/h)
800
设计小时 交通量
20
K为第30位小时交通量与年平 均日交通量之比,一般在 12%~18%之间。
600
15
400
10
交通量(辆)
200
比值K(%)
5
0
50
100
150
200
250
0
50
100
交通工程第二章共47页文档

路 除以该区域的总面积。路网密度要与经济发展水
交 平和交通需求相适应。(交通规划)
通 特
2. 道路结构
性 基本部分:路基、路面、桥涵等
附属部分:边沟、挡墙、盲沟等
(路基路面工程、桥梁工程)
第一节 道路交通三要素特性
3. 道路线形
道路的空间三维结构,主要包括平面线形、
第二节 交通量基本特性
交 1. 地域分布
通 量 的
东南沿海、南部-中部-西部之间交通量 有明显差别;
空 2. 城乡分布
间
特大城市-大城市-中小城市之间有明显
分
差别;
布
第二节 交通量基本特性
交 3. 方向分布
通 量
方向分布系数:主要方向交通量/双向交通量
的
空 间
4. 车道分布
分
超车道-行车道之间差别。
客 和睦、同事矛盾、和陌生人纠纷、对社会不满。
交
通
在世界范围内,现代大城市的交通拥
特 挤已经成为一个令人关注的社会问题。
性
第一节 道路交通三要素特性
1.行人交通流特性
行
行人速度、流量、密度、行人占有空间等。
人
交 通
2.行人交通特征及相关因素
特 性
年龄、性别、目的、文化素养、区域、心境、 街景、交通状况等
第二节 交通量基本特性
2. 交通量的周变化或日变化
交 通 量 的 时 间 分 布
第二节 交通量基本特性
3. 交通量的时变化
交 通 量 的 时 间 分 布
第二节 交通量基本特性
3. 交通量的时变化
交 (1)高峰小时交通量:一日内以小时计的交通 通 量的最高值,是影响道路交通畅通的一个重要因 量 素。常用高峰小时流量比来描述高峰小时交通量 的 的特征。 时 (2)高峰小时系数PHF:高峰小时交通量与高峰 间 小时内某一时段的交通量扩大为高峰小时的交通 分 量之比。(PHF5, PHF15) 布
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典 型 公 路 网 布 局 形 式 及 其 性 能
9
图示
特点与性能 布局严整、简洁,有利于建筑布置,方向性好, 网上交通分布均匀,交叉口交通组织容易,但非 直线系数大,通达性差,过境交通不易分流,对 大城市进一步扩展不利 建筑物沿交通轴线两侧铺开,公共交通布置在主 要交通干道范围内,横向靠步行或非机动车,有 利于公共交通布线和组织,但容易造成纵向主干 道交通压力过大,不易形成市中心 交通干线以市中心为形心向外辐射,城市沿对外 交通干线两侧发展,形成“指状”城市,这种布 局具有带形布局的优点,同时缩短了到市中心的 距离。缺点是中心区交通压力过大,边缘区相互 间交通联系不便,过境交通无法分流 这种布局具有通达性好、非直线系数小、有利于 城市扩展和过境交通分流等优点,一般用于大城 市,但不宜将过多的放射线引向市中心,以免造 成市中心交通过分集中
载货车 总交通量
时段
工作日苏州新区-苏州东方向分时段交通量
0:00-1:00 1:00-2:00 2:00-3:00 3:00-4:00 4:00-5:00 5:00-6:00 6:00-7:00 7:00-8:00 8:00-9:00 9:00-10:00 10:00-11:00 11:00-12:00 12:00-13:00 13:00-14:00 14:00-15:00 15:00-16:00 16:00-17:00 17:00-18:00 18:00-19:00 19:00-20:00 20:00-21:00 21:00-22:00 22:00-23:00 23:00-24:00
4.3
流量与速度的关系
47
本章主要内容回顾
1、道路交通三要素特性 2、交通量的基本特性 3、行车速度特性
4、交通流的基本:
Q=vK
式中:Q-平均流量(辆/h); v-区间平均车速(km/h); K-平均密度(辆/km)。
36
4.1
37
4.1
交通量三参数基本关系
38
4.2
速度与密度的关系
39
4.1
一级服务水平(自由流)
车流密度≤7veh 平均间距150m
速度≥110km/h 车道交通需≤750(pcu/h/ln)
40
4.1
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)
41
4.1
三级服务水平(稳定流)
车流密度≤ 25 平均间距 40 m
速度≥ 78 km/h 车道交通需求≤1950(pcu/h/ln)
42
4.1
四级服务水平上半部(不稳定流)
1、道路交通三要素特性 2、交通量的基本特性 3、行车速度特性
4、交通流的基本特性及其相互关系
35
4.1
交通量三参数基本关系
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。 车流密度是指某一瞬间内单位道路长度上的车辆数目。
式中:N-单车道路段内的车辆数(辆); L-路段长度(km)。
30
3.2
行车速度的统计分布特性
1 中位车速
85%位车速 15%位车速与速率波动幅度
2
3
31
3.2
时间平均车速与区间平均车速
1 时间平均车速
32
3.2
时间平均车速与区间平均车速
2 区间平均车速
33
3.2
时间平均车速与区间平均车速
3 时间平均车速与区间平均车速之间的相互关系
34
Contents 目录
(2)高峰小时系数PHF 高峰小时系数就是高峰小时交通量与高峰小时内某一时 段交通量扩大为高峰小时后的交通量之比。
20
2.2
统计 时间 5min交 通量(辆) 118
交通量的时间分布
8:00~ 8:05~ 8:10~ 8:15~ 8:20~ 8:25~ 8:30~ 8:35~ 8:40~ 8:45~ 8:50~ 8:55~ 8:05 8:10 8:15 8:20 8:25 8:30 8:35 8:40 8:45 8:50 8:55 9:00 114 112 111 114 120 115 106 104 118 110 107
12.72
12.32
注:表中K值均为第30位小时交通量系数。
25
2.5
设计小时交通量
图2-10 我国部分地区设计小时交通量系数图
26
2.5
设计小时交通量
27
2.5
设计小时交通量
28
Contents 目录
1、道路交通三要素特性 2、交通量的基本特性 3、行车速度特性
4、交通流的基本特性及其相互关系
个人空间
行人注意力
成年人比较重视交通安全,注意 根据环境高速步伐和视线,儿童 喜欢任意穿梭
性别
出行 目的 文化 素养 心境 街景 交通 生活 区域
男性比女生快
工作、事务性出行,步行速度 较快,生活性出行较慢
男性大、女性小
大致相当
工作、事务性出行,注意力比较 集中,生活性出行注意力分散
受教育程度高的人一般要求高,为自 己,也为别人。反之,则要求低,也 不太顾及他人 心情闲遐时速度正常,心情紧 张、烦恼时速度较快 街景丰富时速度放慢,单调时 速度加快 拥挤时,速度放慢 城市人生活节奏快,步行速度 高;乡村人生活节奏慢,步行 速度慢 心情闲遐时个人空间要求正常,心情 紧张时要求较小,烦恼时要求较大 街景丰富时个人空间小,单调时个人 空间大 拥挤时,个人空间变小
典 型 公 路 网 布 局 形 式 及 其 性 能
10
Contents 目录
1、道路交通三要素特性 2、交通量的基本特性 3、行车速度特性
4、交通流的基本特性及其相互关系
11
2.1
交通量的定义
交通量
是指在选定时间段内,通过道路某
一地点、某一段面或某一条车道的交通实体数。 按交通类型分,有机动车交通量、非机动车交 通量和行人交通量,一般不加说明则指机动车
16
2.1
交通量的定义
17
2.2
交通量的时间分布
1 月变化
18
2.2
交通量的时间分布
2 周变化
19
2.2
交通量的时间分布
3 时变化
一天24h中,每个小时的交通量亦在不断地变化。 (1)高峰小时交通量 高峰小时内的交通量称为高峰小时交通量。高峰小时交
通量占该天全天交通之比称为高峰小时流量比(以%表示)。
29
3.1
基本定义
地点车速(Spot speed):车辆通过某一地点时的瞬时车速。 行驶车速(Running speed):从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。 运行车速(Operating speed):中等技术水平的司机在良好的气候条件、 实际道路状况和交通条件下能保持的安全车速。 行程车速(Overall speed):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。 临界车速(Critical speed):道路达到理论通行能力时的车速。 设计车速(Design speed):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。
交通量,且指来往两个方向的车辆数。
12
2.1
交通量的定义
江苏省高速公路日平均交通量
13
2.1
交通量的定义
沪宁高速公路断面日平均交通量
14
2.1
交通量的定义
江苏省高速公路交通量组成分析
15
2.1
交通量(辆)
4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0
交通量的定义
交通工程总论
1
Contents 目录
1、道路交通三要素特性 2、交通量的基本特性 3、行车速度特性
4、交通流的基本特性及其相互关系
2
1.1
人的交通特性
1 驾驶员的交通特性 1.驾驶员的职责和要求 2.驾驶员的反应操作过程 3.驾驶员的生理、心理特性 (1)视觉特性 ①视力 ②视野 ③色感
(2)反应特性 (3)驾驶员的心理和个性特点
受教育程度高的人一般对空间要 求高,也比较注意文明走路和交 通安全 心情闲遐时注意力容易分散,紧 张时比较集中 街景丰富时注意力分散,单调时 集中 拥挤时,注意力集中 城里人步行时注意力比较集中, 乡村人比较分散
6
1.2
车辆交通特性
7
1.3
道路交通特性
1 2 3 4 道路网体系 道路网布局 路网密度 道路线形
21
2.3
交通量的空间分布
1
2 3 4
城乡分布
在路段上的分布 交通量的方向分布 交通量在车道上的分布
22
2.4
交通量的构成特性
1 公路交通量构成的基本特性 城市出入口道路交通量构成基本特性 城市道路交通量构成基本特性
2
3
23
2.5
设计小时交通量
设计小时交通量即第30位最高小时交通。 所谓第30位最高小时交通(30HV)就是将一年中测 得的8760个小时交通量,从大到小按序排列,排在
3
1.1
人的交通特性
2 乘客的交通特性
1. 乘客的交通需求心理 2. 乘车反应 3. 社会影响
4
1.1
人的交通特性
3 行人交通特性
1. 行人交通流特性 2. 行人交通特征及相关因素
5
行人交通特征及相关因素分析
因素
年龄
行人速度
成年人正常的步行速度为1.0 ~1.3m/s之间,儿童的步行速 度随机性较大,老年人较慢
5
道路结构
8
图示