交通流理論基礎(chǔ)知識課件

第二章交通流理論基礎(chǔ)知識一、交通流基本概念

交通流：某一時段內(nèi)，連續(xù)通過道路某一斷面的車輛或行人的統(tǒng)稱。交通基本參數(shù)：交通量、速度、交通密度。

TrafficFlowADT（平均交通量）AADT（年平均日交通量）MADT（月平均日交通量）WADT（周平均日交通量）

交通量第30位小時交通量

（30HV）第30小時系數(shù)K=30HV/AADT設(shè)計小時交通量（DHV）

交通量時變?nèi)兆冊伦兡曜?/p>

某市五一路客車流量時變圖交通量的時間變化規(guī)律車速地點(diǎn)車速、行駛車速、區(qū)間車速、臨界車速設(shè)計車速：具有平均駕駛水平的駕駛員在天氣良好、低交通密度時能維持的最高安全速度，作為道路幾何線形設(shè)計依據(jù)的車速。

交通密度交通密度（K）：某一瞬間，單位長度內(nèi)一個車道一個方向或全部車道上的車輛數(shù)。

車頭間距（hd）：同向連續(xù)行駛的兩車車頭之間間隔的距離。車頭時距（ht）：同向連續(xù)行駛的兩車車頭之間間隔的時間。交通量、車速、交通密度三者關(guān)系密度很?。鹤杂绍囁伲煌啃。蛔罴衙芏龋号R界車速，交通量最大；阻塞密度：Q=V=0

Q=K·V道路通行能力基本通行能力：理想的道路與交通條件可能通行能力：通常的道路與交通條件設(shè)計通行能力：考慮不同的服務(wù)水平定義：道路在一定條件下單位時間內(nèi)所能通過車輛的極限數(shù)。服務(wù)水平服務(wù)水平：道路使用者從道路狀況、交通條件等方面可能得到的服務(wù)，不同的服務(wù)水平對應(yīng)不同的服務(wù)交通量

。服務(wù)水平分級：行車速度、行車安全性、舒適性、經(jīng)濟(jì)性。

各國劃分不一。美國城市道路路段及交叉口服務(wù)水平劃分標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)水平ABCDEFV/C<0.40.4~0.60.6~0.750.75~0.90.9~1.0>1.0交通影響評價時，負(fù)荷度（V/C）處于B級或C級水平，說明交通影響區(qū)路段及交叉口對其項目開發(fā)所產(chǎn)生的交通有一定的承受能力。

三、交通量、車速及交通密度調(diào)查交通量調(diào)查時間春秋季節(jié)，周二到周四24小時（晝間12或16小時）高峰小時（早高峰、晚高峰）交通量調(diào)查方法路旁測記法人工計數(shù)、自動計測法流動車測定法光電式計數(shù)器交通量調(diào)查資料整理匯總表柱狀圖（直方圖）流向分布圖車速調(diào)查人工量測法測速雷達(dá)儀測速雷達(dá)槍①地點(diǎn)車速②區(qū)間車速（行駛車速）汽車牌照法、流動車測定法四、交通流理論例1某一信號燈控制的交叉口，其東西方向的綠燈時間長為60秒，該方向的交通量為360veh/h，南北方向的交通量為100veh/h。求設(shè)計上具有95%置信度的東西方向道路在每個綠燈時間能通過的車輛數(shù)以及在南北方向道路上紅燈期間受阻的車輛數(shù)。例2某路段，交通流量為360輛／h，車輛到達(dá)符合泊松分布。求在1s、2s、3s時間內(nèi)無車的概率。例3有60輛車隨意分布在5km長的道路上，對其中任意500m長的一段，試求有4輛車的概率、大于4輛車的概率。概率論方法——離散型分布（二項式分布）二項式分布：可用以預(yù)測違反交通規(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——試驗次數(shù)；x——成功次數(shù)；p——在任何給定的試驗中成功的概率；q——在任何給定的試驗中失敗的概率。例4在某紅綠燈交叉口上，據(jù)統(tǒng)計有25%的騎自行車者不遵守交通規(guī)則，當(dāng)隨機(jī)抽取5位騎自行車者時可能2位不遵守交通規(guī)則的概率是多少？例5一交叉口，設(shè)置了專供左轉(zhuǎn)的信號燈，經(jīng)研究指出：來車符合二項分布，每一周期內(nèi)平均到達(dá)20輛車，有25%的車輛左轉(zhuǎn)，求：

（1）到達(dá)三輛車中有一輛左轉(zhuǎn)車的概率；（2）某一周期中無左轉(zhuǎn)車的概率。概率論方法——連續(xù)型分布（1）負(fù)指數(shù)分布：常用于研究交通流中的車頭時距等。相繼發(fā)生事件的時間間隔h≥t的概率相繼發(fā)生事件的時間間隔h<t的概率例6：在Q=400（veh/h）的車流量時，等于或大于9s的車頭時距的概率是多少？概率論方法——連續(xù)型分布（2）移位的負(fù)指數(shù)分布：考慮前后兩車頭間的極限車頭時距。C——車頭間最小間隔（1~1.5s）；T——平均車頭間隔（s）。例7在一處不設(shè)信號燈管制的交叉口，次要道路上的車輛為能橫穿主要道路上的車流，需要主要道路上的車流中出現(xiàn)大于或等于6s的車頭時距，如果主要道路上的流量為1200（veh/h），問車頭時距大于或等于6s的概率為多少？如果考慮最小間隔長度C為1.0s，則大于或等于6s的概率為多少？交通流排隊理論排隊論：以概率論為基礎(chǔ)。排隊：單指等待服務(wù)的車輛。排隊系統(tǒng)：包括等待服務(wù)與正在接受服務(wù)的車輛。收費(fèi)站車輛排隊單通道排隊服務(wù)系統(tǒng)（M/M/1）顧客平均到達(dá)率：λ系統(tǒng)的服務(wù)率：μ交通強(qiáng)度（利用系數(shù)）ρ=λ/μ

。確保單通道排隊系統(tǒng)穩(wěn)定的條件：ρ<1（λ<μ）

多通道排隊服務(wù)系統(tǒng)（M/M/N）單路排隊多通道服務(wù)多路排隊多通道服務(wù)（轉(zhuǎn)化為M/M/1系統(tǒng)）：各通道ρ的平均值。排隊方式：確保系統(tǒng)穩(wěn)定的條件：服務(wù)方式比較N相同時，單路排隊優(yōu)于多路排隊，系統(tǒng)疏散快。單路排隊多通道服務(wù)多路排隊多通道服務(wù)系統(tǒng)中車輛數(shù)6.65.0平均排隊長度34.17系統(tǒng)中消耗時間10.030.0平均排隊時間5.025.0服務(wù)方式服務(wù)指標(biāo)跟馳理論制約性延遲性傳遞性

車輛跟弛特性：流體力學(xué)模擬理論車流波動理論適用范圍：分析瓶徑路段的車輛擁擠問題。作業(yè)（一）：在長為8km的路段上隨意分布著80輛汽車。試求：任意1km路段

①沒有車的概率；

②有5輛車的概率；

③大于5輛車的概率。作業(yè)（二）：某交叉口信號周期長為90s，某相應(yīng)的有效綠燈時間為45s，在有效綠燈時間內(nèi)排隊車輛以1200輛/h的流量通過交叉口。假設(shè)信號交叉口上游車輛到達(dá)率為400輛/h，服從泊松分布。求：（1）一個周期內(nèi)到達(dá)車輛不超過10輛的概率；（2）求到達(dá)車輛不致兩次排隊的概率。