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1、第24卷 第2期 1998年6月 武 汉 测 绘 科 技 大 学 学 报 Journal ofW uhan TechnicalU niversity of Surveying andM appingVol . 24 No. 2 June 1999收稿日期: 1998208202.沈建武,男, 45岁,副教授,现从事交通工程研究。交通量、 车速及交通密度关系分析沈建武 代文清(武汉测绘科技大学城市建设学院,武汉市珞喻路129号, 430079)摘 要 对于典型的流量2速度2密度交通流三维模型,由不同的速度2密度关系式,建立易于理解和接受,且更偏重于安全可靠的流量2密度和流量2速度关系模型,从而为
2、交通分析和控制管理提供依据。关键词 交通量;车速;交通密度分类号 U 411;U 412. 37在各种交通工程文献中,对交通流3个主要参 数交通量(Q)、 车速(V)和交通密度(K)之间 相互关系的描述均是基于Q=VK及V=Vf(1-K?Kj)的基本假定,由此得到Q2K、Q2V关系式及变化曲线如图1所示。图1 交通3参数关系图Fig.1 Three Parameter Relations图中,Vf为自由车速;Kj为阻塞密度;V0为临界车速,即交通量最大时的车速,其值为自由车速的一半,即V0=Vf?2;K0为最佳密度,即交通量最大时的密度,其值为阻塞密度的一半,即K0=Kj?2;Qm为最大交通量
3、,其值为VfKj?4。在依据典型的Q2V2K交通流三维模型基础上,假定V与K服从线性关系,从而推导出Q2K及Q2V关系式。 从交通分析角度看,速度与密度的关系是最基本的,驾驶者都是根据周围的交通密度(即车辆间的拥挤程度)来调整行驶速度的。V2K关系的不同将使Q2K及Q2V具有不同的形 式。 那么V与K是否一定服从线性关系;而当V2K间服从这非线性变化关系时,Q2K及Q2V间的变化关系又如何;有关的交通流特征如最佳密度、 临界车速及最大交通量等有何变化,这种变化对 交通控制和管理有何指导意义等。 本文就此进行分析探讨。1 建 模描述V2K关系的对数模型V=V0ln(Kj?K)和指数模型V=Vfe
4、xp(-K?K0)的变化曲线如 图2所示。 图中,实线为对数曲线,虚线为指数曲 线。图2 V2K关系曲线图Fig.2 The Curves ofV2KRelation 由图2可见,对数关系式难以描述低密度时(如K= 0)的交通状态,而指数式对于高密度时 无法描述(当密度达到阻塞密度时,车速应为零, 但由此式无法得到此结论)。 因此,可对以上两式 在各自适用的范围内进行讨论。 将V=V0ln(Kj?K)代入交通流三维模型Q=VK中,有:Q=V0Kln (Kj?K)(1)对式(1)求导,可得:Q=V0(ln (Kj?K) -1)由Q= -V0?K 2K0后为凹曲 线,当密度趋于无穷大时交通量趋于零
5、,而在实际 交通流中这种状况是不可能的。 因而,对于Q2K 关系,应用由对数模型V=V0ln(Kj?K)推出的 式(1)比较合适。从图4可见,当02V0时,式(3)为一条凹曲线,当车速趋于无穷大时交通量趋于零,这种车速在实际交通流中是不 可能出现的,故对Q2V关系,应用由指数模型V=Vfexp(-K?K0)推出的式(2)比较合适。3 结 语交通量、 密度及车速是交通流3个最基本的参 数,无论在交通流理论分析或在实际的交通规划、 控制管理方面,对此3参数关系的深刻认识和理解 都是十分重要的,本文对此作了一些分析和讨论,3参数间的关系模型是否能真实、 准确地描述道路 上的交通流状态,除从理论上加以
6、合理详尽的分 析研究外,更重要的还需在实际交通环境中通过 大量观测进行检验,今后将对此做进一步的研究。参考文献1 周商吾.交通工程.上海:同济大学出版社, 19872 徐吉谦.交通工程总论.北京:人民交通出版社, 19913 沈建武,吴瑞麟.城市交通分析与道路设计.武汉:武汉测绘科技大学出版社, 1996Analysis for the Relation Between Traff ic Volume, Speed and DensityS hen J ianw u D aiW enqing(School of U rban Studies, W TU SM , 129 Luoyu Road,
7、 W uhan, China, 430079)Abstract For the typical 32D model of traffic2speed2density, the establishment of flow2den2sity and flow2speed relation model from different speed2density relationship would be moreunderstandable and acceptable, and safer and reliable.Thus, the model has contributed abetter foundation for traffic analysis, control and management.Key words traffic volume; speed; density581第2期 沈建武等:交通量、 车速及交通密度关系分析
