交通工程密度调查延误05讲解

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1、交通密度调查 n教学目的：了解交通密度的相关概念，掌握 交通密度调查的方法。 n重点：交通密度调查的方法。 n难点：交通密度占用率 一、交通密度 n（一）定义： n某一瞬间，单位路段长度内的车辆数。 n K = N / L n式中：K车流密度，辆/km N观测路段内某瞬时车辆数，辆 L观测路段长度，km 交通量反映的是车辆通过道路某断面的频繁程度 ， 交通密度大小反映一条道路上的交通密集程度。为使 车流速度具有可比性，车流密度应按单车道来定义， 单位：辆km车道。 n 临界密度 n 交通量由零逐渐增大，接近或达到道 路通行能力时的车流密度，相应车速成 为临界车速。 n 临界密度反映交通流量达到

2、最大时的 密度，故又称为最佳车流密度。 n 阻塞密度 n 当密度继续增大，导致所有车辆无法 通行时，导致所有车辆无法通行时，速 度接近于零，交通量也趋近于零； n1、车头间距 n 同一车道、同一方向连续行驶前后相邻两辆 车之间在某一瞬时的车头间距。 n表示符号：hd 单位：m/辆。 n 路段中所有车头间距的平均值，称为平均 车头间距。 n如果知道车头间距hd （取平均值），如何求出 此时的交通密度K. 二、交通密度的表示方法 n（二）表示方法 n1、车头间距 n K=1/ hd X 1000=1000/ hd 二、交通密度的表示方法 h hd d 1km1km 二、交通密度的表示方法 n（二）

3、表示方法 n2、车头时距 n 同一车道、同一方向连续行驶前后 相邻的两辆车的车头通过某一点的时间 间隔。表示符号：ht 单位：s/辆 n n车头间距和车头时距的数学关系？ 平均车头时距（s/辆） 道路的交通量（辆/h） 二、交通密度的表示方法 n（二）表示方法 n2、车头时距 ht = / n（平均车头间距和平均速度。） 二、交通密度的表示方法 n（二）表示方法 n2、车头时距 n为保证行车安全的最短车头间距称为极 限车头间距。极限车头间距随车速的变 化而变化。 n hd=ht V n 极限车头时距一般为2-3s。 n平均车头时距和平均车头间距与宏观参数的 关系如下： n ； n式中： 为平均

4、车头间距（m）。 n 为平均车头时距（s）。 二、交通密度的表示方法 3、临界密度(Km) 道路上运行车流量达到最大时的交通 密度Km。Q到达最大值QVAX。 4、限塞密度（Kj） 道路上车辆几乎无法行驶时的交 通密度。 此时，v=0，Q=0. 车头间距和车头时距 p 例题 在一条长30km的某路路段的起点断面上，在5min内测得60 辆汽车，车流是均匀连续的，V=30km/h，试求Q，ht，hs，K 以及第一辆车通过这段路所需时间t。 解： 车头时距： 车头间距： 车流密度： 第一辆车通过时间： 作业 市郊一段500m长的公路上，于起点断面 5min内测得通过车辆为30辆，车速为40km/h

5、 ，车流为均匀连续的。求平均车头时距ht、 平均车头间距hs、交通密度K以及第一辆车通 过该路段所需要的时间t？ 三、交通密度的分布特性 n由于密度是瞬时值，随观测时间和区间 长度而变化，且反映不出车辆长度和速 度的关系，尤其是在车辆混合行驶时密 度的大小并不能明确表示交通流的状态 ，这就要引入车道占有率的概念表示密 度。 n 车道占有率包括空间占有率和时间占 有率两种。 三、交通密度的分布特性 1 空间占有率 l空间占有率：在一瞬间测得已知路段上所有车辆占用 的长度与路段总长度百分比（%），表达式为： 式中： Rs 空间占有率（%）； L 观测路段总长度(m)； Li 第i辆车的长度（m）；

6、 n 观测路段内的车辆数（辆）。 空间占有率示意图 L L1L2L3Li 三、交通密度的分布特性 n例题1：某路段长度为450米，有5辆小 汽车（平均车长4m），9辆大汽车（平 均车长10m），求Rs。 n Rs=（4x5+9x10） /450 x100%=24.4% 三、交通密度的分布特性 n例题2：某路段长度为450米，有9辆小 汽车（平均车长4m），5辆大汽车（平 均车长10m），求Rs。 nRs=（10 x5+9x4）/450 x100%=19.1% n结论：空间占用率不仅和交通量有关， 还和车辆的组成有关。 三、交通密度的分布特性 2 时间间占有率 l在道路的任意路段上，车辆通过时间

7、的累计值与观测 总时间的百分比，其表达式为： 式中： Rt 时间占有率（%）； T 总观测时间(s)； ti 第i辆车的占用时间（s）； n 观测时间内通过的车辆数（辆）。 三、交通密度的分布特性 n2、时间占有率（Rt） n例题1：已知某断面40s内有9辆车通过 ，其中有小汽车4辆，通过时间平均为 0.6s，大汽车5辆，通过时间平均为1.1s ，求 Rt。 n解：Rt=（4x0.6+5x 1.1）/40=19.8% 四、交通密度调查 n（一）密度调查的时段与区间的长度 n 在道路某一区段范围内的交通密度每时每刻 都在变化,因此,所谓密度,总是指某一瞬时的密 度值或某一时段内的平均密度值。在交

8、通研究 中关心的常是后者。从实测经验得知调查时段 越长密度变化越平缓。 n 另外,在正常交通量条件下,车辆在道路上分 布也不均匀,即路段不同,部位的交通密度一般也 不同,只有实测路段达到一定长度后,交通密度的 变化才趋于平稳。 四、交通密度调查 n通过大量实测资料分析得出以下结论: 实测密度均方差为实测时段和区间长度的减函数; 测时时段达35min以上时,均方差受测试路段长度的 影响变弱; 测试区间大于800m时,均方差受测时时段长度的影响 变弱。 根据以上结果,建议在交通密度调查时,测时时 段应延续5min以上,路段长度应尽量大于800m 。 四、交通密度调查 n（二）调查方法 1、出入量法

9、 基本工作原理： 如下图所示的无出入交通的路段AB上t0时刻存在的车 辆数为E（t0），从t0到t一段时间内从A处进入该路段的车辆 数为QA（t）；驶出该路段的车辆为QB（t）时，则t时刻时， AB段上的车辆数为为： E（t）= E（t0）+ （ QA（t）-QB（t） n（Et0为初始车辆数。） Kt=E（t）/LAB 四、交通密度调查 n（二）调查方法 1、出入量法 n用试验车求初始车辆E（t0）的方法: 用试验车在A端处的时刻为t0 ，到达B端的时刻为 t1，则自t0 到t1的时段通过B端的车辆数为q，即为t0时 刻AB路段的初始车辆数,试验车的行驶速度应尽量与同 时行驶的车流保持一致，

10、即不被超越也不超越其他车 辆，测试结果才较为准确。 四、交通密度调查 若出现超车现象，则应按下式计算初始车辆数 ： E（t0） Et0=q+a-b. q从t0 到t1到时段内通过B端处的车辆数 ； a实验车超越其他车的辆数； b其他车超越实验车的辆数。 n四、交通密度调查 n（二）调查方法 2、摄影法 n 利用空中定时摄影方法求得实测路段的车辆数 ,然后除以路段长度即可得到摄影时刻的路段交通 密度。若进行连续摄影,即可连续测得各时刻交通 密度。 n此法简单并且实测精度高。但设备及器材较昂贵, 像片处理工作也较复杂。 摄影法 n具体作法为:在拟测路段上选 长度50100m区段并在路面 上作出标记

11、,然后调整摄影机 使其对准拍摄范围作定时拍 摄即可。当实测区段过长时 会使摄影精度下降,此时可使 用多架摄影机分段连动摄取 。在拍摄照片后,通过对照片 处理即可求得摄影时刻的交 通密度值。 n五、交通密度资料的运用 车流密度调查是交通调查的重要组成部分 ，它对于了解研究交通状况具有十分重要的作 用，主要表现在： 1、车流密度是研究交通流理论和交通控制政策 的重要基础数据。调查车流密度，可对道路的 三参数函数关系进行研究，掌握交通运行规律 ，以便预测未来交通运营发展状况，制定交通 控制措施。 车流密度对道路通行能力的研究非常重要。 五、交通密度资料的运用 2、车流密度是划分服务水平的依据，是反映

12、 道路上车辆拥挤程度最直观指标，直接反映 道路上的车辆密集程度。因此，了解密度， 就可以对道路的交通状况作出评价，同时为 改善道路的各种设施提供参考。 3、车流密度指标，可以反映路上交通拥挤状 况，当道路上交通严重拥挤，车辆运行处于 停滞状态时，流量和速度已等于零，无法描 述交通状况，用车流密度则可表示。 第6章 延误 n一、基本概念 1.延误：是指行驶在路段上的车辆由于受 到道路环境、交通管理与控制及其他车 辆的干扰等因素的影响而损失的时间。 n2.延误的分类： n（1）停车延误：是一辆车通过道路设施的某一 部分所用的全部停车时间。 n（2）行程时间延误：是一辆车通过道路设施的 某一部分所用

13、的实际时间与无延误时间的差值 。它包括停车延误和慢行延误。 n（3）固定延误：由交通控制装置引起的延误， 与交通量大小及交通干扰无关，主要发生在交 叉口处。 n（4）运行延误：由各种交通组成部分之间相互 干扰而引起的延误。 n（5）排队延误：车辆排队时间与车辆按自由行 驶车速驶过排队路段的时间（自由行驶时间） 之差。 二、 交通延误调查 n1、延误是反映交通流运行效率的指标 。 2、延误调查的目的： n 为了确定产生延误的地点、类型和大 小，评价道路上交通流的运行效率，在 交通阻塞路段找出延误的原因，为制定 道路交通设施的改善方案、减少延误提 供依据。 二、交通延误调查 n3、延误调查的意义：

14、 n 通过延误调查可以直接得到车辆 行程时间和损失时间的准确数据，这对 于评价道路交通设施的服务质量、进行 道路交通项目的工程经济分析以及研究 交通拥挤程度等方面都具有十分重要的 意义。 二、交通延误调查 n本节将重点介绍路段行车延误和交叉口延误 的调查方法。 n1.路段行车延误调查 n1）跟车法 n 跟车法是指观测人员乘坐测试车沿着待 测路段行驶，观测并记录有关行车延误数据 的方法。 n 方法：当测试车通过调查路段起点时， 观测员启动第一只秒表，记录沿途经过各控 制点的时间；当车辆停止或被迫缓行时，观 测员启动第二块秒表，量测每次延误持续时 间，记录员将此延误持续时间连同延误地点 、延误原因

15、等记录下来。 二、交通延误调查 2）输入输出法 n这种调查方法的前提是：假设车辆到达 和离去属于均匀分布；车辆排队现象存 在于某一持续时间的其中一段时间内： 如果到达的车辆数大于道路通行能力则 开始排队。而当到达的车辆数小于路段 的通行能力时，则排队开始消散。 二、交通延误调查 n优点：操作简单，作为分析瓶颈路段行车延误的 方法，具有一定的实用价值。 n缺点：用这种方法调查延误很难得到平均每辆受 阻车的延误和受阻车辆占总数的比例，也无法确 定产生延误的准确地点和时间，无法识别延误的 类型。另外，输入输出法的理论前提是车辆到达 和离去均属于均匀分布，这往往和实际情况不相 符合。 n因此，在调查时，统计交通量的时间间隔取值越 小，瓶颈路段的长度取值越短，调查精度才能越 高。 n下表为某瓶颈路段进行延误调查时，输入输出法的调查 结果。已知该路段通行能力为360辆/h。 n（ 1）分析车辆延误的情况； n（ 2）计算第300辆车的延误时间。 时间时间 到达车辆车辆 数（辆辆） 离去车辆车辆 数（辆辆） 阻塞情况 到达 累计