02-交通工程基础

南京理工大学交通工程4交通系统与交通流123交通流特性交通参数及调查间断流特性南京理工大学交通工程交通系统共同点：（1）系统是由两个以上的要素组成的整体。（2）系统的诸要素之间、要素与整体之间、以及整体与环境之间存在着一定的有机联系。（3）系统要素之间的联系与作用必产生一定的功能。南京理工大学交通工程交通系统系统的特性（1）整体性系统的各要素之间存在一定的组合方式，各要素之间是相互统一和协调的，系统整体的功能不是各组成要素功能的简单叠加，一般来说，系统的整体功能大于各组成要素的功能总和。“三个臭皮匠，胜过一个诸葛亮”“一个和尚挑水吃，两个和尚抬水吃，三个和尚没水吃”要使得整体的功能大于部分功能之和，组成该整体的各要素必须协调统一。南京理工大学交通工程交通系统（2）相关性各要素是相互联系、相互作用、相互依存、又相互制约的。交通控制系统中各要素如果不能组成相互协调的系统，势必会造成交通的混乱。（3）目的性交通控制系统的目的就是保障交通高效安全运行。（4）层次性一个系统总是由若干子系统组成的，该系统本身有可看作是更大系统的一个子系统。这就是系统的层次性。南京理工大学交通工程交通系统驾驶人，行人，乘车人机动车，非机动车城市道路，公路软环境，硬环境人车路环境南京理工大学交通工程交通工程交通工程就是从工程Engineering、教育Education、执法Enforcement、环境Environment(4E)等方面保证交通运输的安全、效率、舒适、经济，保证人、车、路、环境之间合理的时间和空间关系。人和车组成交通流，一般情况下，交通流指机动车流。南京理工大学交通工程交通流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。按交通影响分：间断流和非间断流按交通流组成分：机动车流、非机动车流、混合交通流按运行条件分：自由流、稳定流、不稳定流南京理工大学交通工程交通流自由流稳定流不稳定流非机动车流南京理工大学交通工程交通流混合流南京理工大学交通工程交通流特性交通流特性：交通流运行状态的定性和定量特征交通流参数：描述和反映交通流特性的物理量交通流宏观参数：描述交通流整体特征交通流微观参数：相关车辆间的运行特性车辆在道路上行驶，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、车头间距等稳态流动状态南京理工大学交通工程交通流特性非稳态流动状态接近或超过道路通行能力时，交通流受阻，出现排队或等待。交通流参数：排队长度、等待（延误）时间等车辆在道路上行驶，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、车头间距等稳态流动状态南京理工大学交通工程交通流特性定性特征（畅通、拥堵）定量特征（交通流参数：交通流量、速度和密集度，车头时距、车头间距、排队长度、延误时间等）交通流特性南京理工大学交通工程一交通流量（交通量）—在单位时间内，通过道路某一点、某一断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交通量。交通流量是交通需求在交通系统中的表象，由此可以确定设施的规模、交通的拥挤程度，判断交通流的平衡状态。交通流量南京理工大学交通工程一交通流量可通过定点调查直接获得：式中：q—流量(辆/h)；T—观测时段长度；N—观测时段内的车辆数交通流量NqT南京理工大学交通工程交通流量是随机数。交通量是随时间和空间而变化的现象，称为交通量的时空分布特性，交通量的大小与经济发展水平、居民生活水平、土地利用类型、气象条件、交通基础设施条件、政策因素等有关。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。平均交通量表达式为:交通流量时空特性niiQn11平均交通量南京理工大学交通工程为了衡量交通量的时间分布特性，按平均值所取的时间段的长度计,常用的交通量表达式有：平均日交通量，年平均日交通量，月平均日交通量。交通流量时间特性南京理工大学交通工程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。MADTAADTK月交通流量时间特性南京理工大学交通工程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。周变化系数定义为：年平均日交通量除以某周日的平均交通量。某周日平均交通量年平均日交通量周日K交通流量时间特性南京理工大学交通工程时变化：一天24小时中，每个小时的交通量亦在不断变化一天24小时中，流量最大的那个小时的交通量称为高峰小时交通量。交通流量时间特性南京理工大学交通工程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的交通量扩大为高峰小时的交通量之比。一般t=5min或t=6min或t=10min，最常用t=15minttPHFt60时段的交通量）（高峰小时内高峰小时交通量交通流量时间特性扩大高峰小时的交通量南京理工大学交通工程若：t=15（min）t=10（min）短时间的高峰交通量造成交通阻塞。交通量）（高峰小时中高峰高峰小时交通量min15415PFH交通量）（高峰小时中高峰高峰小时交通量min10610PFH交通流量时间特性南京理工大学交通工程地域分布地区AADT(辆/日)东部沿海、南部5984中部3203西部2168地域、城乡、路线、方向、车道差别交通流量空间特性南京理工大学交通工程城乡分布交通流量空间特性南京理工大学交通工程25方向分布系数KD%100双向总交通量重要行车方向交通量DK方向分布交通流量空间特性南京理工大学交通工程车道分布每条车道交通量的大小主要与车道两侧的干扰、慢行车的比例和进出口的数量、位置有关。当车流为连续流时，主要受车辆车速差别的大小影响，小汽车专用车道交通量显然比大汽车车道大。交通流量空间特性南京理工大学交通工程设计小时交通量交通量具有随时间变化和出现高峰小时的特点，因此，在进行道路设施规划设计时，必须考虑这个特点。工程上为了保证道路在规划期内满足绝大多数小时车流能顺利通过，不造成严重阻塞，同时避免建成后车流量很低，投资效益不高，规定必须选择适当的小时交通量作为设计小时交通量。根据美国的研究、认为第30位最高小时交通量作为设计小时交通量是最合适的。南京理工大学交通工程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8760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。研究表明，第30位小时交通量与年平均日交通量（AADT）之比的K值十分稳定。南京理工大学交通工程交通量调查可分为公路交通量调查、城市道路交通量调查、平面交叉口交通量调查、道路网交通量调查、区域境界线交通量调查等多种类型。交通量调查人工计数法流动车调查法自动计数法录像观测法调查方法南京理工大学交通工程1．人工计数法人工计数法是应用最广泛的交通量调查方法，安排一名或几名调查员在预定的观测点调查，使用的工具主要有计时器(秒表或手表)、计数器(机械式或电子式)、记录板(夹)、纸和笔。交通量调查南京理工大学交通工程1．人工计数法交通量调查计数器南京理工大学交通工程人工计数法几乎适用于在任何时间、任何地点进行调查，机动灵活，容易掌握，调查精度较高，资料的整理也比较方便。它能够完成复杂的交通量计数。例如交叉口分车型分流向的交通量、自行车和行人交通量，并能够在完成交通量计数的同时，完成其他交通调查，如排队长度、延误、载客载货情况、车辆属性(如牌照号、所属地区、所属系统)。由于人工计数法能够完成的工作常常是自动计数法或其他手段无法完成的，因此至今仍然被广为使用。人工计数法也有缺点，调查精度与调查人员的责任心和技术水平有一定关系．由于室外调查的劳动强度大，不适宜做长时间不间断的观测。交通量调查南京理工大学交通工程用于交叉口的交通控制的交通量调查方法：调查时间最好选择在工作日的早高峰和晚高蜂进行，一般应避开周六、周日、节假日、公休日和雨、雪等恶劣天气调查时以5min为1个时段，持续时间应大于1h观测断面选择入口的停车线，安排调查员进行分车种和分流向的调查，记录各方向人口左转、直行、右转的分车型交通量。交通量调查表：交通量调查南京理工大学交通工程自动计数法是运用交通流检测器获取交通量数据，检测器安装在路面下、路侧或道路上方，采用接触式或非接触式手段对道路交通量进行24小时连续不间断采集。优点是适合于长时间连续观测，可节省大量人力物力，精度较高，可以同时采集地点速度、交通量、占有率等数据。缺点是检测器的购置和维护费用高，部分检测器不能区分车型，很难用于交叉口分流向的交通调查．也不能用于行人和自行车交通量调查。交通流检测器采用了不同的工作原理，应用较多的有环形线圈检测器、气压管检测器、地磁检测器、视频检测器、微波检测器、超声波检测器、红外线检测器等。交通量调查南京理工大学交通工程流动车调查法，其特点是可以同时获得某一路段的交通量、行驶时间和行驶车速。调查员3人（除驾驶人），测试车1辆（1）记录与测试车对向开来的车辆数（2）记录被测试车超越的车辆数和超越测试车的车辆数（3）报告和记录行驶时间和停驶时间aXbXbaZabZbaYabYabTbaT交通量调查南京理工大学交通工程bbb12m+1m+2m测试车m+1m+2测试车m+naaaLm+nWE交通量调查南京理工大学交通工程ABBAabTaXabYabZ平均6…21往平均6…21往换算为分秒分行程时间同向被观测车超越的车数同向超越观测车的车数逆向交会车辆数观测次数行车方向路线名称及编号_________________________________观测时间_____年_____月_____日_____时~_____时调查区间编号_____________气候情况_____________观测路段起讫桩号____________观测人员__________测定距离（L）_________________流动车调查法记录表交通量调查南京理工大学交通工程-----60ababaaabbaXYZQTT-----60bababbabbaXYZQTT60ababababbYZTTQ60babababaaYZTTQbQ——aQ由B向A、由A向B行驶的交通量baYabY——、由B向A、由A向B行驶时同向超越观测车的车辆数baZabZ、——由B向A、由A向B行驶时被观测车超越的车辆数abTbaT、——由B向A、由A向B行驶于路段AB的行程时间——由A向B、由B向A行驶时与观测车对向驶来的车辆数aXbX交通量调查南京理工大学交通工程优点：可同时测得行程速度与流量，内业工作量小；缺点：道路沿途有交叉口、或交叉口间距短、交通流不稳定等情况下不宜采用，另外，观测精度低。注意：观测车的车速尽可能接近车流的平均速度，当交通量很小时，则应接近调查路段的限制车速：对于多车道的情况，最好变换车道行驶。要尽可能使超车数与被超车数接近平衡，特别当交通量不高时更应如此。交通量调查南京理工大学交通工程在某次交通调查中，以5min为时间间隔的交通量连续90min观测数据如下：交通量调查南京理工大学交通工程在某次交通调查中，以5min为时间间隔的交通量连续90min观测数据如下：交通量调查高峰小时交通量是观测时间内最大的小时交通量，确定高峰小时为7:10—8:10．对应的高峰小时交通量为:290+325+380+365+280+290+300+255+285+325+380+365＝3840辆/小时南京理工大学交通工程在某次交通调查中，以5min为时间间隔的交通量连续90min观测数据如下：交通量调查高峰5min流量为380辆/5min5min高峰小时系数:扩大高峰小时的交通量？南京理工大学交通工程43(1)地点速度(也称为即时速度、瞬时速度