城市道路交通調(diào)查與分析

第2章城市道路交通調(diào)查與分析本章主要內(nèi)容：交通流特性交通流統(tǒng)計(jì)分布交通流參數(shù)調(diào)查與分析道路通行能力與服務(wù)水平一、交通流特性道路交通流的基本特征：

兩重性——對(duì)道路上運(yùn)行車輛的控制不僅取決于駕駛員，還取決于道路條件和交通條件。

局限性——機(jī)動(dòng)車的運(yùn)動(dòng)受時(shí)空條件和其動(dòng)力性能的制約。

時(shí)空性——不同的時(shí)空條件有不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

某一時(shí)段內(nèi)，連續(xù)通過道路某一端面的車輛和行人所組成的車流和人流的統(tǒng)稱。1、什么是交通流？一、交通流特性交通量Q：某一特定時(shí)段內(nèi)，通過道路某一地點(diǎn)、某一斷面或某一條車道的交通體的數(shù)量。交通流速度V（車速）交通密度K:某一瞬間，單位長度內(nèi)某一車道、某一方向或全部車道上的車輛數(shù)。2、三個(gè)交通流參數(shù)一、交通流特性（1）交通量Q：某一特定時(shí)段內(nèi)，通過道路某一地點(diǎn)、某一斷面或某一條車道的交通體的數(shù)量。2、三個(gè)交通流參數(shù)根據(jù)交通類型，可分為機(jī)動(dòng)車交通量和非機(jī)動(dòng)車交通量。根據(jù)選定的時(shí)間段可分為日交通量(ADT、WADT、MADT、AADT)、小時(shí)交通量(PHV、HAHV、30HV)和短時(shí)（5min、10min、15min）交通量。交通量可以統(tǒng)計(jì)為絕對(duì)交通量，還可以按一定的折算系數(shù)換算成某種標(biāo)準(zhǔn)車型的交通量，即當(dāng)量交通量。當(dāng)量小汽車算系數(shù)

車

種換算系數(shù)車

種換算系數(shù)自行車0.2旅行車1.2二輪摩托0.4大客車或小于9t的貨車2.0三輪摩托或微型汽車0.69~15t貨車3.0小客車或小于3t貨車1.0鉸接客車或大平板拖掛貨車4.0一、交通流特性2、三個(gè)交通流參數(shù)

年平均日交通量在城市道路與交通工程中是一項(xiàng)極其重要的控制性指標(biāo)，可作為道路交通設(shè)施規(guī)劃、設(shè)計(jì)、管理等的依據(jù)。（1）交通量Q（1）交通量Q

小時(shí)交通量主要用于確定高峰期的持續(xù)時(shí)間和高峰期交通量的大小，估算通行能力，為交通管理提供依據(jù)。（1）交通量Q短時(shí)流量主要用于分析最大流率、高峰小時(shí)內(nèi)的流量變化、通行能力對(duì)交通流的限制、高峰交通量的特性等內(nèi)容。（1）交通量Q

交通量特性受到道路的等級(jí)和功能、地區(qū)和時(shí)間等因素的影響，具有較大的差異性。（1）交通量Q

交通量特性受到道路的等級(jí)和功能、地區(qū)和時(shí)間等因素的影響，具有較大的差異性。車道分布——交通量由內(nèi)向外依次減少方向分布——方向不均勻系數(shù)路段分布——路段分配系數(shù)一、交通流特性（2）交通流速度V（車速）2、三個(gè)交通流參數(shù)車速既是道路規(guī)劃設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要控制指標(biāo)，又是車輛運(yùn)營效率的一項(xiàng)主要評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)于運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)、安全、迅捷、舒適具有重要意義。

瞬時(shí)（地點(diǎn)）車速、行駛車速、區(qū)間車速、臨界車速①15％位車速

——最低限制速度②中位地點(diǎn)車速(50％位車速)

③85％位車速——最高限制速度（2）交通流速度V（車速）（2）交通流速度V（車速）設(shè)計(jì)車速（計(jì)算行車速度）設(shè)計(jì)車速是指具有平均駕駛水平的駕駛員在道路交通與氣候條件良好的情況下僅受道路條件限制所能保持的最大安全車速，是道路線形幾何設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。計(jì)算行車速度的最大值：120km/h計(jì)算行車速度的最低值：20km/h。?根據(jù)汽車性能，并參考國內(nèi)外的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，從節(jié)約能源以及人在感官上的感覺出發(fā)，計(jì)算行車速度的最大值采用120km/h是適宜的。不同等級(jí)的公路都有相應(yīng)的國家規(guī)定，可以在相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范中查到。一、交通流特性（3）交通密度K:反映道路的擁擠程度。

某一瞬間，單位長度內(nèi)某一車道、某一方向或全部車道上的車輛數(shù)。2、三個(gè)交通流參數(shù)K=N/L輛/千米（veh/km）一、交通流特性4、三個(gè)交通流參數(shù)之間的關(guān)系一、交通流特性4、三個(gè)交通流參數(shù)之間的關(guān)系V0=Vf/2K0=Kj/2Qm=VfKj/4Qm–最大交通量V0–臨界車速（最大流量時(shí)的速度）Vf-自由車速K0-臨界密度（最大流量時(shí)的密度）Kj-阻塞密度一、交通流特性4、三個(gè)交通流參數(shù)之間的關(guān)系（1）當(dāng)K→0，車輛不受其他車輛干擾行駛，即v→vf，流量Q→0。（2）當(dāng)0＜k＜k0,平均車速較高（vf＞v＞u0），而交通量較小。（3）隨著密度的增加，車輛之間的干擾相應(yīng)的增加，當(dāng)平均車速降到v0

時(shí)，交通量達(dá)到最大值。（4）當(dāng)k＞k0,交通開始擁塞,平均車速低于v0，交通量也低于Qm。（5）當(dāng)k→kj

時(shí)，則速度趨近于零，而流量再趨近于零。二、交通流統(tǒng)計(jì)分布

交通流的統(tǒng)計(jì)分布特性是交通流特性預(yù)報(bào)的有效手段，可使交通技術(shù)人員用少量的資料得出確切的預(yù)測(cè)結(jié)果。交通的到達(dá)具有隨機(jī)性，描述這種隨機(jī)性的統(tǒng)計(jì)規(guī)律有兩種方法，即概率論中的離散型分布和連續(xù)性分布。離散型分布又稱計(jì)數(shù)分布，考查在一段固定長度的時(shí)間內(nèi)到達(dá)某場(chǎng)所的交通數(shù)量的波動(dòng)性；連續(xù)型分布研究上述事件發(fā)生的間隔時(shí)間的統(tǒng)計(jì)特性，如車頭時(shí)距、車速和可穿越空擋等的概率分布。二、交通流統(tǒng)計(jì)分布1、離散型分布——泊松分布適用條件：車流密度不大，其他外界干擾因素基本上不存在，即車流是隨機(jī)的。P(x)—在計(jì)數(shù)間隔t內(nèi)到達(dá)x

輛車的概率;

λ

—平均到車率(輛/s)；

t—每個(gè)計(jì)數(shù)間隔持續(xù)的時(shí)間(s)。

m=λ*t時(shí)間段t內(nèi)通過車輛數(shù)的平均值通過道路某一點(diǎn)的車輛數(shù)常服從泊松分布。

已知某信號(hào)燈周期為60s，某一個(gè)入口的車流量為240輛/h，車輛到達(dá)符合泊松分布，求：（1）在1s、2s、3s內(nèi)無車的概率；（2）求有95%的置信度的每個(gè)周期來車數(shù)。例題1解：（1）1s、2s、3s內(nèi)無車的概率

λ=240/3600（輛/s），當(dāng)t=1s時(shí)，m=λt=0.067當(dāng)t=2s時(shí)，m=λt=0.133，當(dāng)t=3s時(shí)，m=λt=0.2，

（2）有95%置信度的每個(gè)周期來車數(shù)的含義為：來車數(shù)小于或等于k輛的概率≥95%時(shí)的k值，即求：時(shí)的k

即λ=240/3600（輛/s），當(dāng)t=60s時(shí)，m=λt=4

來車的分布為：遞推公式

設(shè)計(jì)上具有95%置信度的來車數(shù)不多于8輛。kP(k)累計(jì)P(≤k)kP(k)累計(jì)P(≤k)00.01830.018350.15630.785210.07330.091660.10420.889420.14650.238170.05950.948930.19540.433580.02980.978740.19540.6289例題2

設(shè)60輛車隨機(jī)分布在4km長的某主干道上，服從泊松分布，求任意400m路段上有6輛及6輛車以上的概率。

t=400m，λ=60/4000(輛/m)m=λt=6(輛)

P0=e-6=0.0025P1=6P0=

6e-6=0.0149P2=3P1=0.0446

P3=2P2=0.0892P4=1.5P3=0.1338

P5=1.2P4=0.1606不足6輛車的概率為P(x<6)=P0+P1+P2+P3+P4+

P5=0.4456有6輛及6輛車以上的概率為P(x≥6)=1-P(x<6)=0.5544二、交通流統(tǒng)計(jì)分布1、離散型分布——二項(xiàng)分布可用以預(yù)測(cè)違反交通規(guī)則的車輛數(shù)，在交叉口可能的轉(zhuǎn)彎車輛數(shù)以及在路段上行駛速度超限的車輛數(shù)等。n——試驗(yàn)次數(shù)；

x——成功次數(shù)；p——在任何給定的試驗(yàn)中成功的概率；

例題3在某紅綠燈交叉口上，據(jù)統(tǒng)計(jì)有25%的騎自行車者不遵守交通規(guī)則，當(dāng)隨機(jī)抽取5位騎自行車者時(shí)可能2位不遵守交通規(guī)則的概率是多少？

n=5，x=2,p=0.25

即5人中有2人不遵守交通規(guī)則的概率是26.4%。二、交通流統(tǒng)計(jì)分布2、連續(xù)型分布

連續(xù)型分布用來描述車頭時(shí)距分布、速度分布、可穿越空擋分布等交通流的分布特性，常用的有負(fù)指數(shù)分布和移位負(fù)指數(shù)分布。二、交通流統(tǒng)計(jì)分布2、連續(xù)型分布——負(fù)指數(shù)分布負(fù)指數(shù)分布的適用條件:用于描述有充分超車機(jī)會(huì)的單列車流和密度不大的多列車流的車頭時(shí)距分布。負(fù)指數(shù)分布常與泊松分布相對(duì)應(yīng)，當(dāng)來車符合泊松分布時(shí)，車頭時(shí)距則符合負(fù)指數(shù)分布。

時(shí)間間隔t內(nèi)不發(fā)生事件的概率與在時(shí)間t內(nèi)k=0的概率是相同的。即：例題4

對(duì)于單向平均流量為360輛/h的車流，求車頭時(shí)距大于或等于10s的概率。車頭時(shí)距大于或等于10s的概率也就是10s以內(nèi)無車的概率。由λ=360/3600=0.1

同樣，車頭時(shí)距小于10s的概率為：二、交通流統(tǒng)計(jì)分布2、連續(xù)型分布——負(fù)指數(shù)分布車頭時(shí)距服從負(fù)指數(shù)分布的車流特性見圖，曲線是單調(diào)下降的，說明車頭時(shí)距愈短，出現(xiàn)的概率愈大。二、交通流統(tǒng)計(jì)分布2、連續(xù)型分布當(dāng)負(fù)指數(shù)分布用于單車道交通流的車頭時(shí)距分布時(shí)，理論上會(huì)得出大量的0-1s的車頭時(shí)距，但在實(shí)際中這種情況不可能出現(xiàn)。因?yàn)檐囕v的車頭至車頭的間距至少為一個(gè)車長加上前車尾部至后車頭部的一定間隔。移位的負(fù)指數(shù)分布：考慮前后兩車頭間的極限車頭時(shí)距。

例題5在一條有隔離帶的雙向四車道道路上，單向流量為360輛/h，該方向路寬7.5m，設(shè)行人步行速度為1m/s，求1h中提供給行人安全橫過單向車道的次數(shù)，如果單向流量增加到900輛/h，1h中提供給行人安全橫過單向車道的次數(shù)是增加還是減少。7.5mQ=360輛/h解：行人橫過單向行車道所需要的時(shí)間：

t=7.5/1=7.5s

因此，只有當(dāng)h≥7.5s時(shí)，行人才能安全穿越，由于雙車道道路可以充分超車，車頭時(shí)距符合負(fù)指數(shù)分布，對(duì)于任意前后兩輛車而言，車頭時(shí)距大于7.5s的概率為：

對(duì)于Q=360輛/h的車流，1h車頭時(shí)距次數(shù)為360，其中h≥7.5s的車頭時(shí)距為可以安全橫穿的次數(shù)：

當(dāng)Q=900輛/h時(shí)，車頭時(shí)距大于7.5s的概率為：

1h內(nèi)車頭時(shí)距次數(shù)為900，其中h≥7.5s的車頭時(shí)距為可以安全橫穿的次數(shù)：

當(dāng)Q=900輛/h時(shí)，車頭時(shí)距大于7.5s的概率為：

1h內(nèi)車頭時(shí)距次數(shù)為900，其中h≥7.5s的車頭時(shí)距為可以安全橫穿的次數(shù)：二、交通流統(tǒng)計(jì)分布3、分布擬合優(yōu)度檢驗(yàn)檢驗(yàn)假設(shè)是否與實(shí)際相符。X2檢驗(yàn)法衡量實(shí)際的觀測(cè)頻數(shù)與理論的期望頻數(shù)之間差異的程度。三、交通流參數(shù)調(diào)查與分析交通流參數(shù)調(diào)查是指對(duì)交通量、行車速度、交通流密度等的大小與變化規(guī)律，以及車頭間距、占有率等的調(diào)查。交通流參數(shù)調(diào)查是交通工作者及時(shí)準(zhǔn)確地掌握交通現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)的有效途徑，可以為交通規(guī)劃、設(shè)計(jì)、管理和交通流理論研究提供原始資料。三、交通流參數(shù)調(diào)查與分析1、交通量調(diào)查調(diào)查地點(diǎn)①特定地點(diǎn)②區(qū)域

調(diào)查時(shí)間春秋季節(jié)，周二到周四24小時(shí)（晝間12或16小時(shí)）高峰小時(shí)（早高峰、晚高峰）通過交通量調(diào)查，可以得到觀測(cè)斷面的道路交通量、交通組成、交通運(yùn)行及其變化規(guī)律(時(shí)變、方向分配、車道分配等)這樣諸多有用的信息。1、交通量調(diào)查1、交通量調(diào)查調(diào)查方法試驗(yàn)車移動(dòng)調(diào)查法人工觀測(cè)法試驗(yàn)車移動(dòng)調(diào)查示意圖1、交通量調(diào)查調(diào)查方法攝影法機(jī)械計(jì)數(shù)法法1、交通量調(diào)查資料整理——繪總成表，繪制成圖三、交通流參數(shù)調(diào)查與分析2、車速調(diào)查車速的大小與道路的通行能力、服務(wù)水平、管理與控制、規(guī)劃設(shè)計(jì)和運(yùn)行效益有密切的關(guān)系。車速調(diào)查：①地點(diǎn)車速人工量測(cè)法測(cè)速雷達(dá)儀

②區(qū)間車速（行駛車速）汽車牌照法、流動(dòng)車測(cè)定法2、車速調(diào)查——觀測(cè)資料分析2、車速調(diào)查——觀測(cè)資料分析三、交通流參數(shù)調(diào)查與分析3、行車時(shí)間與延誤調(diào)查行車時(shí)間是指汽車沿一定路線在實(shí)際交通條件下，從一處到達(dá)另一處行車所需的總時(shí)間，包括停車和延誤。延誤是指車輛在行駛中受到干擾或阻礙及駕駛員無法控制的意外而損失的時(shí)間。

通過行車時(shí)間及延誤的調(diào)查，可以評(píng)價(jià)道路的服務(wù)水平和擁擠程度，確定緩解擁擠的對(duì)策。四、道路通行能力與服務(wù)水平

道路通行能力和服務(wù)水平從不同角度反映了道路的性質(zhì)與功能。通行能力主要反映道路服務(wù)數(shù)量的多少或能力的大小，服務(wù)水平則反映了道路服務(wù)質(zhì)量或服務(wù)的滿意程度。四、道路通行能力與服務(wù)水平1、道路通行能力道路通行能力是指道路上某一點(diǎn)某一車道或某一斷面處，單位時(shí)間內(nèi)可能通過的最大交通