同济大学交通工程课件

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1、第一讲 绪 论一、交通工程学概念二、关于交通问题的思考三、交通工程学科的产生及发展四、本课程定位与内容安排TONGJI UNIVERSITY什么是交通？广义交通：人、车、路和信息在两地间输送的总称。人和物的运转与运输语言、文字、符号、图像等的传递播送狭义交通：人和物在管理空间上的移动。现代运输包括铁路、道路、水运、航空和管道运输，在本领域指道路交通TONGJI UNIVERSITY什么是交通系统？TONGJI UNIVERSITY学什么是交通工程通参与者？交通规划、设计、管理理论、方法和技术交通设施交通工具调整交通需求提高服务能力安全性/效率性/舒适性提高，环境明显改善交通工程学的基本概念运输

2、工程航空、轨道、水运、道路运输TONGJI UNIVERSITY交通工程学的定义美国交通工程师学会下的定义是：交通工程学是道路工程学的一个分支，它研究道路规划、几何设计、交通管理和道路网、终点站、毗邻区域用地与各种交通方式的关系，以便使客货运输安全、有效和方便。澳大利亚著名交通工程学家认为：交通工程学是关于交通和出行的计测科学，是研究交通流和交通发生的基本规律的科学，为了使人、物安全而有效地移动，将此学科的知识用于交通系统的规划、设计和运营。TONGJI UNIVERSITY交通工程学的定义1983年，世界交通工程师协会会员指南提出：交通工程学是运输工程学的一个分支，它涉及到规划、几何设计、交

3、通管理和道路网、终点站毗连用地与其他运输方式的关系。前苏联学者把交通工程学定义为：研究交通运输的规划和对交通、道路结构、人工构造物影响的科学。英国学者则认为，道路工程中研究交通用途与控制、交通规划、线形设计的那一部分称为交通工程学。TONGJI UNIVERSITY交通工程学的定义综上所述：交通工程学是研究交通发生、发展、时空分布的规律，道路交通调查、路网规划、设计、营运、管理控制、安全的理论与方法以及与道路交通相关的法规、工程、教育、环境和能源等的一门综合性科学。具体讲就是将道路、车辆、人、环境与信息等五方面统一在一个交通系统中，研究其各自目的与相互内在规律及其最佳配合，以达到道路交通的安全

4、、畅通、迅速、舒适、经济、方便、节能、高效、低公害与环境协调、景观优美的目的。TONGJI UNIVERSITY交通工程内涵为什么建？（鱼头：规划）何时建？怎样建？ （鱼身：设计）如何利用？（鱼尾：管理）TONGJI UNIVERSITY交通阻塞- d+c基本交通问题二、关于交通问题的思考交通事故特殊交通 交通便捷性交通污染交通问题成因：交通需求与供给间的矛盾饱和度=D(Demand, 交通需求)C(Capacity, 交通供给)交通问题具有隐性12饱和度大于 1 时, 交通阻塞交通需求: 取决于社会发展、社会活动与管理，交通供给: 取决于交通方式、设施与交通管理增加服务能力，或降低交通需求，

5、可改善交通TONGJI UNIVERSITY中国特色的交通问题交通拥堵交通安全交通污染行人交通公共交通TONGJI UNIVERSITYTONGJI UNIVERSITY2010-3-15Tongji UniversityPage 49交通隐含于社会、经济、文化之中；交通恶化不象没有空气、水，环境恶化等令人关注；交通问题简单谁都可以说；交通问题复杂谁都可以说交通问题？城市问题？社会问题？还是经济问题？第二章 交通特性Traffic Characteristics1.为什么要研究交通特性？2.一般包括哪些特性？3.这些特性具体表现在哪些方面？TONGJI UNIVERSITY交通特性分析是交通工

6、程学的一个基本部分，是进行合理的、科学的交通规划、设计、运营、管理的前提和基础。各要素的自身特性；各要素间相关特性。TONGJI UNIVERSITY内容提要交通系统各要素特性及要素之间相 关 特 性 22.11 2.2 2.3 2.4三要素（人、车、路）基本特性交通量基本特性行车速度特性密度特征TONGJI UNIVERSITY道路交通三要素2.1 道路交通三要素特性 人：出行者、规划设计和管理者等； 车：小汽车、公共汽车、卡车、摩托车、人力车（自行车、三轮车）； 路：道路网（密度、等级、布局），道路线形、道路结构等。TONGJI UNIVERSITY交通系统中人的组成2.1.1人的交通特性

7、 出行者：驾驶人、骑车人、乘车人及步行者等，交通需求的产生本源； 交通规划、设计与管理者：决定着交通系统的科学性与适应性，受到理念、知识与科技水平的影响； 交通系统的决策者：影响着交通的政策与法规以及系统的走向TONGJI UNIVERSITY驾驶人基本特征2.1.1人的交通特性 主要通过视觉特性、反映特性与选择特性加以表现。另外注意到驾驶人是交通系统中最活跃的因素之一，是影响交通安全与效率的关键要素。1、职责与要求（道德、素质、技术）2、反应操作过程3、生理、心理特性（视觉、听觉、反应、个性）4、驾驶疲劳TONGJI UNIVERSITY动视力2.1.1人的交通特性驾驶人基本特征视觉特性 视

8、力：眼睛辨别物体大小、远近等的能力 分为静视力，动视力； 随着速度提高而降低； 与驾驶人的年龄等生理条件有关，年龄越大动视力越差1.21.11.00.9（驾驶人学驾驶年龄限制的依据）； 视力与亮度有关（眩目，光亮由暗到亮或由亮到暗有一个适应过程）0.80.70.61 9岁21240.57.2静止 3 . 6321 0 . 8 1 4 . 4 ( k m /h )速度TONGJI UNIVERSITY驾驶人基本特征视觉特性2.1.1人的交通特性 视野：两眼注视某一目标时注视点两侧可以看到的范围。分动视野和静视野。 与车速大小有关，静视野范围最大（设标志牌等的依据），车速越高视野越小，但前方注意点

9、越远； 与颜色有关（绿色最小，红色较大，蓝色更大，白色最大）； 视野与视力密切相关：最佳视力、清晰视力视锥角10度范TONGJI UNIVERSITY围内，标志、信号设在此范围内）2.1.1人的交通特性驾驶人基本特征视觉特性 色彩感觉：红色刺激性强，易见性高；黄色有最高的明亮度；绿色温柔、平静，有安全感蓝色寒冷感，使人镇静。（标志、信号设置的依据）交通语言的基本元素之一TONGJI UNIVERSITY2.1.1人的交通特性驾驶人基本特征反应特性 反应：由外界的刺激而产生的知觉行为过程。道路及其环境（线形、宽度、路面质量、交叉口及交通流状况及标志、信号等）影响驾驶人的反应。 刺激信息早显信息有

10、提前量信息，驾驶人易判断突显信息外界信息来之突然、易出事故微弱信息刺激信息量小，易造成判断错误先兆信息有先兆，驾驶人易察觉潜伏信息不易直观察觉，易造成判断错误 反应时间 知觉反应；判断；操作；制动器产生作用；TONGJI UNIVERSITY2.1.1人的交通特性驾驶人基本特征反应特性减速度（G）后走时间脚上 脚 动 制 紧动从开 移 踏 动 急开油始 动 板 生 制始门运 到 上 效踏动 制板踏下制动抬 脚 时 间时 间时 间制动要求知觉-反 应时间0.4s0.1s0.2s由人 的操 作能 力和汽车 制动 性能 决定取决于 人的操 作能 力走过 的固 定时 间由汽 车性 能和 路面 状况决

11、定TONGJI UNIVERSITY2.1.1人的交通特性驾驶人基本特征个性 驾驶人的个性：驾驶人的心理特征。 情绪，个性特征； 驾驶人个性分类谨慎稳健型冲动型进攻型 疲劳、酗酒、争吵、斗殴等影响因素TONGJI UNIVERSITY驾驶人基本特征2.1.1人的交通特性 选择的基本行为：影响交通需求的量、时间和空间分布交通出行与否的选择；目的地选择；交通方式的选择（选择汽车时）；交通路径的选择；出行时刻选择； 影响出行选择的要素：综合效用，如时间、费用、体力消耗、舒适度、欲望等；嗜好TONGJI UNIVERSITY出行目的理想出行时间不计较出行时间能忍受出行时间就业102545购物10303

12、5游憩103085城市人口/万人10010050502525时耗/min453530251. 乘客的交通需求心理职业、收入、受教育程度对服务质量的要求不同；2. 乘车反应不同出行目的的出行容忍时间不同我国不同规模城市居民的出行时耗建议3. 社会影响TONGJI UNIVERSITY行人交通特征2.1.1人的交通特性 行人交通流特性： 步行速度、步行速度与密度基本关系等； 行人交通特征及其基本影响因素 影响因素：年龄、性别、出行目的、文化素养、心境、街景、交通状况、生活区域等； 交通特征：行人速度(1.01.3/s)、行人空间(0.92.5m2 /人) 、行人注意力 步行距离：可接受距离（一般越

13、短越好）行人心理因素： 过街等待时间、使用过街人行横道、使用过街天桥、过街地道。TONGJI UNIVERSITY交通规划、设计和管理者特征2.1.1人的交通特性 作用： 决定交通系统的合理性、设施建设的科学性及交通系统的有效利用、运营的效率等 基本影响因素： 基本专业知识与修养、价值观与能力 与交通参与者共同构成“游戏”系统 运营者的利润追求与服务水平的保障等TONGJI UNIVERSITY2.1.1人的交通特性交通系统中人的特性（小结）人是交通系统中的最活跃的因素；人是交通需求之源；人是影响交通安全的关键；人是改善交通系统之主； 交通系统应以人为本TONGJI UNIVERSITY二.车

14、辆交通特性1.设计车辆尺寸2. 动力性能Vmax（1） 最高车速（2） 加速时间t（3） 最大爬坡能力3. 制动性能V 2254( i)L =TONGJI UNIVERSITY上海隧道设计院统计数据车道宽度设计依据小型车辆车体宽度（m） 近70%的小型车的车体宽度小于1.8m。 实际调研中，小型车一般宽度为1.7m左右，最大宽度也只有1.98m，比国家规范规定的2.5m的车体宽度小很多。 大客车的宽度绝大部分不超过2.5mTONGJI UNIVERSITY0 0.511.522.5SY6480A系列J系列越野车系列切诺基BJ2020系列新云雀系列YQZ系列Buick GL8红旗7460系列金夏

15、利捷达AT系列奔驰 E280奥迪 A6奥迪 200大众GOLPOLO桑塔纳普通型2.1.2 车辆基本特性自行车基本特性 基本特性： 自行车流交通特性短程行进稳定性动态平衡动力递减爬坡性能制动性能群体性压缩与膨胀性离散性压缩与膨胀性并排行驶运行轨迹不易控制TONGJI UNIVERSITY典型公路网布局形式及其性能图式特 点 与 性 能放射形路网一般用于中心城市与外围郊区、周围城镇间的交通联系，对于发挥大城市的经济、政治、科技、文化、信息中心作用，促进中心城市对周围地区的辐射和影响有重要作用，不足之处是周围城镇之间联系不便三角形路网一般用于规模相当的重要城镇间的直达交通联系。这种布局形式通达性好

16、，运输效率高，但建设量大平行的几条干线分别联系着一系列城镇，而处于两条线上的城镇之间缺少便捷道路连接，是一种不完善的路网布局树叉形的路网一般是公路网中的最后一级，是从干线公路上分叉出去的支线公路，将乡镇，自然村寨与市、县政府联接起来TONGJI UNIVERSITY图式典型城市道路网布局及其性能特点和性能布局严整、简洁，有利于建筑布置，方向性好，网上交通分布均匀，交叉口交通组织容易，但非直线系数大，通达性差，过境交通不易分流，对大城市进一步扩展不利建筑物沿交通轴线两侧铺开，公共交通布置在主要交通干道范围内，横向靠步行或非机动车，有利于公共交通布线和组织，但容易造成纵向主干道交通压力过大，不易形

17、成市中心交通干线以市中心为形心向外辐射，城市沿对外交通干线两侧发展，形成“指状”城市，这种布局具有带形布局的优点，同时缩短了到市中心的距离。缺点是中心区交通压力过大，边缘区相互间交通联系不便，过境交通无法分流这种布局具有通达性好、非直线系数小、有利于城市扩展和过境交通分流等优点，一般用于大城市，但不宜将过多的放射线引向市中心，以免造成市中心交通过分集中 TONGJI UNIVERSITY合理的交通网络组成主干道次干道支路居住环境地区TONGJI UNIVERSITY2.2 交通量特性一、交通量的基本概念二、交通量的时间分布特性三、交通量的空间分布特性四、交通量的构成特性五、设计小时交通量TON

18、GJI UNIVERSITY交通量的定义2.2 交通量特性2.2.1 交通量定义 交通量的定义 是指在选定时间段内，通过道路某一地点、某一断面或某一条车道的交通实体数 机动车、非机动车、行人等 交通量是一个随机数TONGJI UNIVERSITY QQ随机数的统计处理：转化为平均数1. 年平均日交通量（AADT）=1365365i = 1iAADT22. 月平均日交通量（MADT）=i1kMADT3. 周平均日交通量（WADT）ki = 1=177i = 1Q iWADTTONGJI UNIVERSITY二. 交通量的时间分布特性1. 月变化月变系数2. 周变化日变系数3. 日变化PHV4.时

19、变化PHFTONGJI UNIVERSITY高峰小时交通量PHV (Peak Hour Volume）在城市道路上,交通量时变图一般呈马鞍形,上下午各有一个高峰，在交通量呈现高峰的那个小时，称为高峰小时，高峰小时内的交通量称为高峰小时交通量。高峰小时交通量占该天全天交通之比称为高峰小时流量比(以%表示)。反应高峰小时交通量的集中程度，并可供高峰小时交通量与日交通量之间作相互换算。交通量通行能力早高峰晚高峰TONGJI UNIVERSITY高峰小时系数PHF（Peak Hour Factor)高峰小时交通量与高峰小时内某一时段交通量扩大为高峰小时后的交通量之比。PHF t =60t通量 高峰小时

20、交通量t时段内统计所得最高交流率：不足1h交通量的等效小时交通量反应高峰小时内交通量变化的不均衡程度，数值越小意味着交通量变化越大，当趋于1时，表明高峰小时内交通量的变化很小。TONGJI UNIVERSITY 交通量在车道上的分布三、交通量空间分布特性 城乡分布： 城市内交通量大，郊区和农村交通量小 路段上的分布： 与路段的功能、等级及区位有关 交通量方向分布： 方向不平衡性 方向分布系数100%主要行车 方向交通量双向交通量K D =TONGJI UNIVERSITY交通量的构成指交通量中各种交通工具（机动车、非机动车、客车、货车、等）所占的数量和比重。分析交通量构成特性是确定道路功能、性

21、质和制定交通管制策略措施的重要依据。例子：出租车大型车公共汽车电动自行车TONGJI UNIVERSITY五. 设计小时交通量及其应用设计小时交通量：作为道路规划和依据的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,在进行道路设施规划设计时,必须考虑这个特点。第30根据美国的研究认为第30位最高小时是最合适的。的8760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,排在第第3030位的那个小时交通量。TONGJI UNIVERSITY选择30位小时交通量作为设计小时交通量的理由：1.交通量具有随时间变化和出现高峰小时的特点；2.满足道路规划期内绝

22、大多数小时车流能顺利通过,既不造成严重阻塞又避免投资浪费；3.规定要选择适当的小时交通量作为设计小时交通量。明,测, 同,K 12%4.根据美国的研究认为第第3030位最高小时是最合适的（研究表明,第30位小时交通量与年平均日交通量之比的KK值十分稳定。据国外观测,按道路类别及所在地区不同,K值分布在在12% 18%范围内）。TONGJI UNIVERSITYn =DDHV = AADT 设计小时交通量 应用： 确定车道数和路幅宽度（多车道公路）； 评价道路的服务水平（双车道公路）在考虑方向不均系数的情况下，单向设计小时交通量为：K K D100 100DHV = AADT KDHVC单W =

23、 W1 n 2 2 =K K D100 100AADTC单DDHVC单n =TONGJI UNIVERSITY 2.3 行车速度特性一、基本定义二、时间平均车速和空间平均车速三、行车速度的统计分布特性四、影响车速变化的主要因素TONGJI UNIVERSITYTONGJI UNIVERSITY1、地点车速(Spot speed)：车辆通过某一地点时的瞬时车速。2、行驶速度(Running speed)：行驶路程与行驶时间之比（不包括停车时间）。3、行程车速(Overall speed)（区间车速）行驶路程与所需的总时间之比（包括停车时间）。4、 临界车速(Critical speed)：通行能

24、力达到最大时的车速。5、设计车速(Design speed)：最大安全车速。二.时间平均车速与区间平均车速1. 时间平均车速（timemean speed）各车辆经过某段面的地点车速的平均值：=tV i1nVni = 1式中：Vi第i辆车的地点车速(km/h)n单位时间内观测到车辆总数(辆)TONGJI UNIVERSITY1 V t2. 区间平均车速（spacemean speed）在某瞬间，某区间内全部车辆的车速分布平均值，也就是地点车速的调和平均值。=Vnsni = 1i1ni = 1is1n式中：s路段长度(m)；ti第i辆车的时间(s)；N车辆行驶于路段长度s的次数；Vi第i辆车行驶

25、速度(m/s)。TONGJI UNIVERSITY三. 行车速度的统计分布特性 50位或中位车速正态分布下等于平均车速 85%位车速作为道路的上限速度 15%位车速作为道路的上限速度TONGJI UNIVERSITY速度范围（km/h）中位速度（km/h）观测车辆数及频率累计观测车数及累计频率次数频率（%） 次数频率（%）53.5-56.55521.021.056.5-59.55884.0105.059.5-62.561189.02814.062.5-65.5644221.07035.06565.5-68.55 68 567482424.001185959.0068.5-71.5704020.

26、015879.07171.55-7474.5573241212.001829191.0074.5-77.576115.519396.577.5-80.57952.519899.080.5-83.58221.0200100.0总计200统计表格频率柱状图频率分布曲线累积频率分布曲线TONGJI UNIVERSITY影响车速变化的因素 驾驶人车辆道路交通条件交通量交通组成超车条件交通管理交通的环境影响道路类型及等级线形车道数及车道位置视距侧向净空路面TONGJI UNIVERSITY 2.4交通密度一、交通密度的定义二、车头间距与车头时距TONGJI UNIVERSITY？思考：交通密度的定义是什

27、么？有何表示？有何用途？交通量的大小可以反映出道路交通流在数量方面的特性，但是当某段时间道路某段面的交通量为0时，却有两种可能：道路上没有车辆行驶；道路上有车辆，车速为0，交通阻塞；对于第二种情况，交通量就难以表示交通流的实际情况，为此，提出交通密度的概念。TONGJI UNIVERSITY一、交通密度的定义交通密度 某瞬间单位长度内一条车道上的车辆数，表示在一条车道上车辆的密集程度，又称车流密度，常以K表示，其单位为Veh/km，（如为多车道，则应除以车道换算成单车道的车辆数然后再计算），于是有：NLK =QV sK =式中：K车流密度（辆/km）；N单车道路段内的车辆数（辆）；L路段长度（

28、km）。Q单车道上交通量（辆/h）；TONGJI UNIVERSITYV s 区间平均车速（km/h）。交通量由0逐渐增大，接近或达到道路通行能力时的交通密度称为临界密度；临界密度反映交通流量最大时的密度，又称最佳车流密度；当密度继续增大，达到导致所有车辆无法通行时，速度趋近于0，交通流量也趋近于0，此时的密度称为阻塞密度。TONGJI UNIVERSITY车头间距与车头时距密度是瞬间值，随着观测时刻、路段长度而变化，因此常用车头间距和车头时距来表示和定义，用观测比较容易的车道占有率来描述其分布特征。 车头间距 同向行驶的一列车队，相邻两车车头之间的距离 车头时距 用时间表示车头之间的距离10

29、00K3600Qhs =ht =TONGJI UNIVERSITY l t空间占有率：单位长度车道上，汽车投影面积总和占车道面积的百分率。i观测区间长度liLni =1LR s =时间占有率：某一段面，汽车通过时间累计值与测定时间的比值。ini =1TR t =观测时间长度tiTTONGJI UNIVERSITY作业题 选择一种校园内的交通方式，分析其交通特性 空间平均车速、时间平均车速；车头时距及车头空距的换算关系 简述高峰小时系数和高峰小时流量比的区别与用途TONGJI UNIVERSITY第三讲 交通调查和分析3.13.23.3交通调查的意义、内容及要求交通量调查目的、内容与方法行车车速

30、与密度的调查33.44 行车时间与延误调查33.55 其他交通调查简介TONGJI UNIVERSITY一、交通调查的目的与意义 为了科学研究和道路规划建设管理的需要，人们用客观的手段，测定道路交通流以及与其有关现象的数据并进行分析，从而了解与掌握交通流的规律。 以便向交通城建规划与环保以及公安交通管理部门提供改善、优化道路交通的实际参考资料和数据。TONGJI UNIVERSITY二、交通调查的主要内容 1、交通流要素调查 交通量、车速、密度以及车头间距，占有率等。 2、交通需求调查 土地利用、交通生成等，OD、出行调查 3、交通事故调查 事故发生次数、伤亡、性质等 4、交通环境调查 噪声、

31、废气、振动等。TONGJI UNIVERSITY三、交通调查的基本要求 1、交通调查总是在对应于某些条件下进行的,这些条件在调查中必须予以注明。 2、不论何种调查目的或使用何种调查分析方法,都应本着实事求是的原则,切忌主观臆断,甚至弄虚作假。质, 3、调查人员要有较好的素质 包括技术水平、分析能力、工作态度。要有广泛的协作和良好的组织。TONGJI UNIVERSITY一、交通量调查目的 1、在某一地点作周期调查,了解交通的组成、分布,掌握交通量随时间推移的变化规律 据此可预测交通量及其发展趋势。律, 2、为道路规划、建设及交通营运管理与控制,提供交通流量流向、车速、延误、停车等数据。 3、为

32、道路几何设计及交通控制设计提供依据交通量。通过事前、事后的交通量调查,评价道路服务水平与交通管理措施的效果。 4、在交通研究中通过交通量调查掌握交通实态与变化的规律。 5、用于推算道路通行能力、预测与计算事故率及道路运输成本和效益等为制定交通政策法规与科学理论研究提供基础数据。TONGJI UNIVERSITY二、交通量调查的种类 1.区域交通量调查以掌握某一区域的交通量的大小及变化为目的,在区域内各不同路段及不同交叉口处进行的交通调查。 2.小区边界线交通量调查区,对客货业务繁忙地区 如特定经济区、城市及城市圈等汽车交通量的调查。 3. 查核线调查调查是以河流丘陵铁道及地物边界线或其他人为设

33、立的检查线为分界线，两侧区域互相来往穿过检查线的交通量。 44.特定地点或专项交通量调查为满足交通管理与信号控制的需要而在特定地点进行的交通量调查,为城市出交通量调查、公共交通调查、综合交通调查、事故调查等。TONGJI UNIVERSITY三、交通量调查方法 1.确定调查地点 2.选择调查时间 3.选用调查方法l)人工观测法2)试验车移动调查法3)车辆感应器测定法4)仪器自动计测法(l)气压式 (2)地磁式 (3)电磁式, (4)超声波式 (5)红外线式5)摄影法TONGJI UNIVERSITY3）浮动车法 驾驶实验车在测试区间内与区间大部分车辆均衡的速度反复行驶测定，实验车内坐调查人员3

34、4人，在试验车行驶过程中分别记测如下数据：逆测定方向行驶时对向的会车数量；顺测定方向行驶时超越试验车的车辆数；顺测定方向行驶时被试验车超越的车辆数；试验车通过测试区间所需时间（min）（往返）；AWBETONGJI UNIVERSITY3）浮动车法qc =X a + Yct a + tcqc 路段待测定方向上的交通量（单向），辆/min；X a 测试车逆测定方向行驶时，朝测试车对向行驶（即顺测定方向）的来车数，辆；Yc 测试车在待测定方向上行驶时，超越测试车的车辆数减去被测试车超越的车辆数（即相对测试车顺测定方向上的交通量），辆；t a 测试车与待测定车流方向反向行驶时的行驶时间，min；t

35、c 测试车顺待测定车流方向行驶时的行驶时间，min。TONGJI UNIVERSITY3）浮动车法 优点： 可用较少人力测定较长区间内的平均通过交通量，并可在测定交通量的同时求取区间速度与密度。 缺点（局限性） 仅适应于短时间测量。TONGJI UNIVERSITY四、调查时间 1、常用调查时间 24h（周一周五任一天，周二周四最佳） 16h（6:0022:00） 12h（7:0019:00） 高峰交通量 周末TONGJI UNIVERSITY四、调查时间 2、注意事项 应避开特殊活动和节日 异常气候条件。 特殊交通管制TONGJI UNIVERSITY五、调查方案 1、调查方案设计 确定调查

36、内容； 确定调查时间、时段、地点； 选择计数方式、设计调查表格； 确定数据处理方法； 实施。TONGJI UNIVERSITY六、交叉口流量流向调查 1、交叉口流量流向观测 原理和方法同路段交通量观测； 通常在高峰时段观测； 车型分类、车道分别记、人流、车流 观测数据的校验。 2、交叉口观测点的布置 常规十字交叉口； 环形交叉口（“环岛”、“转盘”）。TONGJI UNIVERSITY六、交叉口流量流向调查TONGJI UNIVERSITY七、交通数据的分析应用1.绘制交通流量图2.绘制交通量变化图33.交叉口交通流量图4.计算交通量特定参数5.交通量中不同类型车辆的换算TONGJI UNIV

37、ERSITY车 辆 种 类换算系数载货汽车、大客车、重型载货汽车拖拉机带挂车的载货汽车，大平板车小汽车、吉普车、摩托车、人力车（架子车）兽力车自行车1.01 01.50.52.00.1车 型小 汽 车普 通 汽 车其 它 汽 车路段上换算系数环形交叉口换算系数信号交叉口换算系数1.01.01.01.51.41.62.02.02.5不同类型车辆的换算交通部的研究成果中推荐的换算标准城市道路设计规范中的换算标准TONGJI UNIVERSITY3.3 车速调查 一、速度调查目的 二、速度调查的主要方法 三、调查数据的分析与应用TONGJI UNIVERSITY二、速度调查的主要方法1.地点速度.

38、1)调查地点与时间的选择 正常路段、无其他干扰； 观测者避免对车辆产生影响； 天气良好、交通状况正常时进行，避免恶劣天气； 2)调查抽样与样本量的确定 100辆以上； 避免一些常见错误；TONGJI UNIVERSITY二、速度调查的主要方法1.地点速度. 3)调查方法 人工测定法v=s/t，注意点应考虑观测者的基本反应时间需要 自动测速法车辆检测器使用测速仪器测定速度（雷达测速仪）光电管摄影测量TONGJI UNIVERSITY二、速度调查的主要方法2.区间速度 1)调查的区间与时间的选择 2)调查方法 车辆牌号对照法 浮动车观测法 跟车法TONGJI UNIVERSITY三、调查数据的分析

39、与应用(一)地点速度实测数据分析处理1. 绘制速度分布图与分布表2.统计处理 1)车速平均值及其均方差 2)统计分布中的特定车速（中位、均值等） 3)计算其他统计量(二)区间速度实测数据的分析处理一般除计算平均车速和均方差外,有时要绘制运行时间表和时间距离曲线,以供交通运营及交通管理控制部门使用。TONGJI UNIVERSITY3.4 密度调查1. 调查目的 在交通管理与控制中经常需要使用22. 密度调查方法 1)密度调查的时段与区间的长度 2)调查方法 出入量法 摄影法TONGJI UNIVERSITY3.4 密度调查3. 道路占有率的间车与调查 空间占有率：在某一瞬间测得已知路段上所有车

40、辆长度占路段长度的百分比。 时间占有率：观察车辆群通过道路某断面时，各车辆车身通过时间之和与观测时间之比 时间占有率较容易测得TONGJI UNIVERSITY3.5 行车延误调查1. 延误的定义及分类 车辆在行驶中,由于受到驾驶员无法控制的或意外的其他车辆的干扰或交通控制设施等的阻碍所损失的时间。 延误 固定延误 停车延误 行驶延误 排队延误 引道延误TONGJI UNIVERSITY2. 影响延误的因素 驾驶员 延误产生的原因车辆道路转向比例交通负荷（交通量/通行能力） 服务水平 (1)基本延误主要是由信号、停车标志、让路标志及平交道口等原因造成的。 (2)运行延误是因受其他车辆或行人干扰

41、而产生的。 交通控制 环境TONGJI UNIVERSITY3. 延误资料的应用评价道路交通运行状况预测行车延误的发展趋势评价道路服务质量道路改建和方案选择的依据交通和运输规划交通管制实施的依据交通管理和控制方案的评价指标TONGJI UNIVERSITY4. 区间行车延误调查方法 跟车法 车辆牌号对照法 输入输出法TONGJI UNIVERSITY3.6 其他交通调查1、自行车交通调查 自行车交通调查主要是为了掌握自行车交通量的现状、变化及发展趋势,从而分析其对汽车交通的干扰与交通事故的相关关系。同时还可据此分析其对道路与其他交通设施的需求情况。还可通过调查资料判断是否应修建自行车专用道路以

42、及自行车道路应保证的几何尺寸。 方法： 根据调查目的选定调查地点和调查时段,然后计测通过车辆数。TONGJI UNIVERSITY2. 行人过街调查 一般情况,在道路交通受到行人过街干扰时,首先采用束流措施,当无效时则采用立体分离。其实施的基本依据应是行人过街交通量。因此,在交通规划、设计及管理中,都需要进行行人过街交通量的调查。 行人交通量的调查方法：一般用人工计测通过实测点的不同方向各类行人的数量即可。对调查资料进行整理，一般只计算高峰小时交通量及绘制行人过街交通量随时间变化图。TONGJI UNIVERSITY小 结交通调查的目的、方式、基本考虑交通量调查方法，交叉口交通量调查延误、速度

43、、密度等调查慢行交通的调查TONGJI UNIVERSITY第四章 交通流理论4-1 交通流特性4-2 概率统计模型4-3 排队论模型4-4 跟驰模型4-5 流体动力学模拟TONGJI UNIVERSITY交通流理论概述 交通流理论是交通工程学的理论基础； 它是运用物理学和数学的方法来描述交通特性的理论，它用分析的方法阐述交通现象及其机理,使我们能更好地理解交通现象及本质； 研究交通流理论的意义把握交通流运动机理与规律，科学地分析交通设施设计效果与运营管理系统TONGJI UNIVERSITY4.1.1 交通设施种类4.1 交通流特性 连续流设施 无外部因素导致周期性中断 高速公路、限制出 间

44、断流设施 由于外部设备导致交通流周期性中断 一般道路交叉口入的一般公路路段。TONGJI UNIVERSITY速度量（辆/h）流m/h）速度（k度密）速度（km/hTONGJI UNIVERSITY4.1.2 连续流特征 1. 总体特征4.1 交通流特性几个特征变量(1) 极大流量Qm(2)(3)(4)(5)临界速度Vm最佳密度km阻塞密度kj畅行速度Vf 交通流三参数基本关系Q = V KQmVj0Vf流量QVmKmKj0Kj流量 （辆/ h）密度 （辆/ k m）速度V(km/h)1 K K j 4.1 交通流特性4.1.2 连续流特征 2. 数学描述 1）速度与密度的关系1963，格林希

45、尔茨（Greenshields）V = VtVfABCVm速度V（km/h）DETONGJI UNIVERSITYKm密度K（辆/h）Kf）量Q（辆/h流量Q = KV f 1 4.1 交通流特性4.1.2 连续流特征 2. 数学描述 2）流量与密度的关系KK jVfB（利用Greenhields线性模型）CQmVc=VmV DD流量（辆/h）E不拥挤区拥挤区TONGJI UNIVERSITY密度K（辆/km）KmKjA）量Q（辆/h流量4.1 交通流特性4.1.2 连续流特征 2. 数学描述 3）流量与速度的关系（利用Greenhields线性模型）QmBCKc=KmKDD流量（辆/h）拥挤

46、区不拥挤区Vm速度V（Km/h）EVfTONGJI UNIVERSITYA距车头时4.1 交通流特性4.1.3 间断流特征 1. 信号间断处交通流特征6781t12t23t34t45t5h车队中的车辆TONGJI UNIVERSITY4.1 交通流特性4.1.3 间断流特征 2. 关键变量及其定义 饱和车头间距 饱和交通量比率（饱和流率） 启动损失时间：超时 净损失时间：最后一辆车越过停车线至下一次绿灯启亮之间的时间。TONGJI UNIVERSITY4.2 概率统计模型4.2 概率统计模型 基本概念 1) 交通流分布：交通流的到达特性或在物理空间上的存在特性； 2) 离散型分布（也称计数分布

47、）：在一段固定长度的时间内到达某场所的交通数量的波动性； 3) 连续型分布（时间间隔分布、速度分布等）：在一段固定长度的时间内到达某场所交通的间隔时间的统计分布； 4) 研究交通分布的意义：预测交通流的到达规律（到达数及到达时间间隔），为确定设施规模、信号配时、安全对策提供依据TONGJI UNIVERSITY4.2 概率统计模型4.2.1 离散型分布 车辆的到达具有随机性 描述对象： 在一定的时间间隔内到达的车辆数, 在一定长度的路段上分布的车辆数。TONGJI UNIVERSITY4.2 概率统计模型4.2.1 离散型分布 11. 泊松分布： 适用条件：车辆（或人）的到达是随机的，相互间的

48、影响微弱，也不受外界因素干扰，具体表现在交通流密度不大； 基本模型：计数间隔t内到达k辆车的概率(t )k e (t ) = m k e mk! k!P(k ) =：平均到达率（辆或人/秒）m：t，在计数间隔t内平均到达的车辆或人数，也称为泊松分布参数TONGJI UNIVERSITYkp 1 =+ep =0kp4.2 概率统计模型4.2.1 离散型分布 1. 泊松分布： 递推公式：由参数m及数量k可递推出Pk+1 ； m mk + 1 分布的均值M与方差D皆等于t，这是判断交通流到达规律是否服从泊松分布的依据。 运用模型时的留意点：关于参数mt可理解为时间间隔 t 内的平均到达车辆数TONG

49、JI UNIVERSITYk t t P(k ) = Cnk p k (1 p )4.2 概率统计模型4.2.1 离散型分布 2. 二项分布： 适用条件：车辆比较拥挤、自由行驶机会不多的车流 基本模型：计数间隔t内到达k辆车的概率, k = 1,2,.nn kP(k ) = Cn 1 n n k：平均到达率（辆或人/秒）令：pt/n， 0 p 1n k, k = 1,2,.nTONGJI UNIVERSITY4.2 概率统计模型4.2.1 离散型分布 2. 二项分布： 递推公式：由参数n,p及数量k可递推出P(k+1) ; 分布的均值M=np，方差Dnp(1-p) ，用于判断交通流到达规律是否

50、服从二项分布。 运用模型时的留意点：基于观测数据可估计出M, D, 由此反求出分布参数 p 和 n；TONGJI UNIVERSITY4.2 概率统计模型4.2.1 离散型分布 3. 负二项分布： 适用条件：到达的车流波动性很大时适用。 典型：信号交叉口下游的车流到达。TONGJI UNIVERSITY4.2 概率统计模型4.2.2 连续型分布 车头时距、车头间距、速度等量具有随机性，且其取值是连续的 描述对象： 车头时距； 车头间距； 穿越空档； 速度；等TONGJI UNIVERSITY4.2 概率统计模型4.2.2 连续型分布 1. 负指数分布 适用条件：存在充分超车机会的单列交通流与密

51、度不大的多列车流的车头时距分布可采用负指数分布（车辆的到达服从泊松分布）。 基本模型：根据泊松分布的公式，车流平均到达率为（辆/秒）时在时间间隔t内没有车辆到达的概率为： tP(0) = e 即：到达的车头时距 h 大于 t 秒的概率为P(h t ) = e tTONGJI UNIVERSITYt4.2 概率统计模型4.2.2 连续型分布 1. 负指数分布 均值和方差1M =1 2D =负指数分布的缺陷？P(t) 概率密度：dP(h t ) = e (t )TONGJI UNIVERSITYf (t ) =t =t4.2 概率统计模型4.2.2 连续型分布 2. 移位负指数分布 概率密度： e

52、 ( t ) , t 0, 均值和方差P(t)1t 车头时距越接近出现的概率越大？1 M =+ 1 2D =TONGJI UNIVERSITY1.01.52.00.5 4.3 排队论模型4.3 排队论模型 简述 1905，哥本哈根，爱尔朗，电话自动交换机 排队论也称“随机服务系统理论”，是研究广义“需求”与“供给”关系的一种数学理论； 应用于交通延误、通行能力、交通信号配时、停车场、收费站、加油站等交通设施的设计与管理分析，方案制定等。 举例：高速公路排队、电话接线排队、网络数据包传输排队等TONGJI UNIVERSITY4.3 排队论模型离去4.3.1 基本概念 1. 排队与排队系统服务到

53、达排队（排队时间）排队系统（排队系统时间）TONGJI UNIVERSITY4.3 排队论模型4.3.1 基本概念 2. 排队系统的三个组成部分 1）输入过程 定长、泊松输入、爱尔朗输入 2）排队规则 损失制、等待制、混合制 3）服务方式 定长服务、负指数分布、爱尔朗分布TONGJI UNIVERSITY4.3 排队论模型4.3.1 基本概念 3. 排队系统的数量指标 1）等待时间（到达至开始接受服务的时间） 2）忙期（服务台工作强度） 3）队长（衡量服务水平）TONGJI UNIVERSITY4.3.2 M/M/1系统 1. 简述 举例：食堂排队买饭到达 平均到达率 平均服务率为 服务强度（

54、利用系数） /4.3 排队论模型服务台离去1 不稳定1 稳定TONGJI UNIVERSITY4.3 排队论模型4.3.3 M/M/N系统 1. 简述服务台 又称多通道服务到达离去 平均到达率 平均服务率为1/ /，服务强度/N1 不稳定1 稳定TONGJI UNIVERSITY4.3 排队论模型4.3.3 M/M/N系统 1. 简述两类多通道服务 1）单路排队多通道服务排成一条队等待数条通道服务举例：银行取号排队服务台到达离去 计算公式（略）TONGJI UNIVERSITY4.3 排队论模型4.3.3 M/M/N系统 1. 简述两类多通道服务 2）多路排队多通道服务每个通道各排一个队，每个

55、通道只为其相对应的一队顾客服务，顾客不能随意换队。服务台到达离去 计算公式由M/M/1系统的计算公式确定TONGJI UNIVERSITY4.4 跟驰模型4.4 跟驰模型 1. 简述 定义：研究在无法超车的单一车道上车辆列队行驶时，后车跟随前车行驶的状态，并且借数学和动力学的模式表达并加以分析的一种理论。 研究目的：通过观察各个车辆逐一跟驰的方式来了解单车道交通流的特性，并用来检验管理技术和通讯技术，以预测短途车辆对市区交通流的影响，在稠密交通时使尾撞事故减到最低限度等。TONGJI UNIVERSITY4.4 跟驰模型4.4.1 车辆跟驰特性分析 1. 制约性 紧随要求：后车紧随前车。 车速

56、条件：后车车速与前车车速大致相同，上下摆动。 间距条件：后车距前车要有安全距离。 2. 延迟性 后车因前车状态改变而改变，但其反应要滞后于前车。 33. 传递性 第n辆车的状态制约着第n1辆车的运动。TONGJI UNIVERSITY4.4 跟驰模型4.4.2 线性跟驰模型 反应刺激灵敏度 刺激跟驰车辆前方导引车的加速或减速以及随之而发生的这两车之间的速度差和车间距离的变化； 反应司机为了紧密而安全地跟踪前车所作的加速或减速动作及其实际效果。TONGJI UNIVERSITY道路通行能力概述通行能力与服务水平一般公路通行能力无信号控制交叉口通行能力信号控制交叉口通行能力TONGJI UNIVE

57、RSITY交通阻塞发生示意图需求交供给通需求供给増加阻 阻 阻塞 塞发 消 消生 环境评价的依据学习要点1、透彻的理解影响通行能力的各种因素及运行质量（道路条件、交通条件、控制条件、环境条件）。2、掌握各种道路设施通行能力特征，了解计算的基本原理TONGJI UNIVERSITY道路的通行能力什么是通行能力（traffic capacity）？在一定的道路条件、交通条件、控制条件、环境条件下、道路断面在一定的时间内能够通过的最大车辆数（实体数）车辆数量的表现交通量1换算系数2交通量2换算系数2 换算成小汽车数（pcu：passenger car unit）计量通行能力的时间单位时间单位愈大交通

58、不均匀性也愈大，无法准确反映交通量与服务水平的关系。通常用小时为单位，美国用15minTONGJI UNIVERSITY计算通行能力的条件 道路条件是指公路的几何特征（车道数、车道、路肩、中央带等的宽度，侧向净宽，设计速度及平、纵线形和视距等） 交通条件是指交通特征（交通流中的交通组成、交通量、不同车道中的交通量分布、上下行方向的交通量分布） 控制条件通规则 环境条件是指交通控制设施的形式及特定设计和交指横向干扰程度以及交通秩序等。TONGJI UNIVERSITY道路通行能力的分类基本通行能力basic capacity公路的某组成部分在理想的道路、交通、控制和环境条件下，一条车道的一横断面

59、上，不论服务水平如何，1h所能通过标准车辆的最大辆数(pcu) 通常以高速公路上观测到的最大交通量为基准(理想、理论通行能力)TONGJI UNIVERSITY基本通行能力中的理想条件理想条件：对条件进一步提高也不能提高基本通行能力的条件。 道路条件 车道幅宽十分大（3.5m以上） 到路旁障碍物的距离足够大(侧向净空在1.75m以上) 线性条件良好 交通条件 交通流仅由小客车构成，无车型混合、机非混合 没有任何速度限制 控制条件 是指交通控制设施的形式及特定设计和交通规划 环境条件 指横向干扰程度以及交通秩序等TONGJI UNIVERSITY通行能力的分类(续)可能通行能力possible

60、capacity公路的某组成部分在实际的道路、交通、控制及环境条件下，一条车道的一横断面上，不论服务水平如何，1h所能通过的车辆的最大辆数(pcu) 是现实条件道路上的最大交通量（实际通行能力）设计通行能力design capacity公路的某组成部分在预测的道路、交通、控制及环境条件下，一条车道的一横断面上，在指定的设计服务水平下，1h所能通过的车辆的最大辆数(pcu) 是道路规划、设计的依据（实用通行能力）TONGJI UNIVERSITY三者间的关系设计通行能力可能通行能力指定服务水平下的V/C比各种修正系数基本通行能力TONGJI UNIVERSITY服 务 水 平服务水平平(Leve

61、l of Service)美国HCM中规定为：描述交通流内的运行条件以及影响驾驶员和乘客感受的一种质量标准。国)(美国)六级服务水平A B C D E F速度高、密度小舒适度高速度低、密度大舒适度低国)(中国)四级服务水平一级二级三级四级A B C D E F服务交通量不同服务水平下要求通过的交通量。服务水平高，服务交通量小，反之亦然。最大服务交通量每一服务水平有其服务质量的范围，服务水平最差时对应的交通量称为最大服务交通量。TONGJI UNIVERSITY速ABCDE度自由流稳流不稳定流定F强制流0流量TONGJI UNIVERSITY道路服务水平(1)道路服务水平的定义 交通流中车辆运行

62、的以及司乘人员所感受到的质量量度。(2)服务水平分级 我国分四级 一四 美国分六级 AFTONGJI UNIVERSITY服务水平的划分指标行车速度和运行时间;车辆行驶时的自由程度(通畅性);交通受阻或受干扰的程度,以及行车延误和每公里停车次数等;行车的安全性(事故率和经济损失等);行车的舒适性和乘客满意的程度;最大密度,每车道每公里范围内车辆的最大密度;经济性(行驶费用)TONGJI UNIVERSITY道路通行能力与服务水平道路的通行能力和服务水平从不同的角度反映了道路的性质与功能,通行能力主要反映道路服务数量的多少或能力的大小,服务水平主要反映了道路服务质量或服务的满意程度。严格地说,没

63、有无通行能力的服务水平,也没有无服务质量的通行能力,两者是不能分开的。TONGJI UNIVERSITY道路通行能力与服务水平通行能力主要反映道路服务数量的多少或能力的大小服务水平主要反映道路服务质量或服务的满意程度用于道路设计确定车道数、服务水平评估、发现瓶颈路段用于道路规划根据交通量预测、投资效益评估、环境效益评估，确定路网改进办法与实施步骤用于道路交通管理根据交通量增长情况，制定各阶段的交通管理措施TONGJI UNIVERSITY高速公路基本路段通行能力高速公路基本路段 是指主线上不受匝道附近车辆汇合、分离以及交织运行影响的路段部分基本路段的理想条件(1)(2)(3)(4)3.75m

64、车道宽度 4.50m侧向净宽 1.75m车流中全部为小客车驾驶员均为经常行驶高速公路且技术熟练遵守交通法规者计算思路由于两个方向上的交通互不依赖，且两个方向在其前进方向上的线性不同，因此，两个方向车行道的通行能力和服务水平分别进行计算。TONGJI UNIVERSITYfP高速公路基本路段通行能力高速公路基本路段的基本通行能力 2000 2000 1900 1800设计速度(km/hr)120100 8060最大服务交通量 (pcu / hrlane)Mservice i = CB ( V / C )i最大服务交通量 = 基本通行能力服务水平单向车道的可能通行能力CD = CB N fW fH

65、W fP运行质量单向车道的设计通行能力CD = CB ( V / C )i N fW fHW fP服务水平Mservice i最大服务交通量单向车道数NfW 车道宽度和侧向净空影响修正系数运行质量TONGJI UNIVERSITYfHW大型车混行影响修正系数驾驶员条件影响修正系数影响高速公路基本路段通行能力的主要因素及修正方法车道宽度与侧向净空修正系数fWTONGJI UNIVERSITY影响高速公路基本路段通行能力的主要因素及修正方法大型车的修正系数fHV=f HV11 + PHV ( EHV 1)PHVEHV大型车交通量占总交通量的百分比；大型车换算成小客车的车辆换算系数。驾驶员条件的修正

66、系数fPfP 1.000.90TONGJI UNIVERSITYh）度（km/h速120.00100.00V=78km80.0060.0040.00一级二级三级四级20.000.0002004006008001000120014001600180020002200流量（pcu/h/车道）图1 理想条件下高速公路速度-流量关系图(中国高速公路)TONGJI UNIVERSITY双车道公路路段通行能力路段车流运行特性计算思路双车道公路中任何一方向的车辆在行驶过程中，不仅受到同向车辆的制约，还受到反向车流的影响。因此，对通行能力和服务水平的计算要采用双向同时分析的思路。TONGJI UNIVERSI

67、TY城市道路路段通行能力在城市道路中，由于各种干扰因素的存在（如行人、自行车、交叉口等），使得交通流与高速公路基本路段区别较大，因此，对城市道路路段通行能力的分析将从理论通行能力的分析开始。理论通行能力：在理想条件下，车辆以连续车流形式通过时的通行能力。N0= 3600/htN0一条车道的理论通行能力(辆/h)；ht 饱和连续车流的平均车头时距(s)即最小车头时距；V 行驶车速(km/h)；hs 连续车流的车头间距(m)。TONGJI UNIVERSITY最小车头时距ht计算示意TONGJI UNIVERSITY城市道路路段设计通行能力N a = N 0 C n式中： NanC单向路线设计通行

68、能力(pcuh)；自行车影响修正系数；车道宽影响修正系数；车道数修正系数；交叉口影响修正系数。TONGJI UNIVERSITY无信号控制交叉口通行能力主要道路次要道路计算思路根据间隙理论，直接计算优先方向交通流中的可穿越间隙（车头时距间隔），作为非优先方向可以通过的最大交通量。优先道路通过的交通量按路段计算。TONGJI UNIVERSITY要点理解主要道路上的车辆，优先通行；沿次要道路行驶的车辆，让主要道路上的车辆先行，寻找机会，穿越主要道路上车流的空档主要道路上能够通过的车辆多少，按路段计算次要道路上能够通过多少车辆，受下列因素影响：主要道路上车流的车头间隔分布、次要道路上车辆穿越主要道

69、路车流所需时间、次要道路上车辆跟驰的车头时距大小等无信号交叉口的通行能力，等于主要道路上的交通量加上次要道路上车辆穿越空档能通过的车辆数。若主要道路上的车流已经饱和，则次要道路上的车辆一辆也通不过TONGJI UNIVERSITY无信号交叉口的通行能力最大等于主要道路路段的通行能力。在无信号交叉口，主要道路上的交通量不大，车辆呈随机到达，有一定空档供次要道路的车辆穿越，相交车流无过大阻滞，否则，需加设信号灯，分配行驶权Q 主 e有多少车辆可以穿越主要道路？关键问题：主路上的车头时距为h：当 t h t + t 0 时，允许一辆车穿越主要道路主要道路当 t + t0 h t + 2t0 时，允许

70、二辆车穿越主要道路当 t + (n 1)t0 h t + nt0 时，允许n辆车穿越主要道路次要道路0因此，主路车流中允许n辆车穿越的概率为Pn = P(h t + (n 1)t0 ) P(h t + nt0 )= qt1 e qtQ 次主要道路车头时距大于t0的概率次要道路车头时距小于t的概率TONGJI UNIVERSITY信号交叉口的通行能力交叉口通行能力是指各相交道路进口处通行能力之和。停车线段面法：凡车辆通过停车线断面就认为车辆已经进入交叉口。对于直行专用车道、右转专用车道、左转专用车道、不设左转专用车道的左转专用车道、直左混行车道、直右混行车道都有专门的计算公式。TONGJI UN

71、IVERSITYPerson 1Person 1在没有实施多相位信号灯控制的交叉口：绿灯亮时，允许各行驶方向的车辆进入交叉口红灯亮时，只允许右转车辆沿右转专用车道行进，但不得影响横向道路上直行车辆的正常行驶黄灯亮时，已越过停车线的车辆继续行驶，通过交叉口；没越过停车线的车辆应在停车线后等候绿灯TONGJI UNIVERSITY2相位方案2相位配时图TONGJI UNIVERSITY多相位信号控制34TONGJI UNIVERSITY基本概念信号相位：各进口道不同方向所显示的不同色灯组合称为一个相位信号。周期长度：各个行车方向完成一组色灯变换所需的总时间，等于红灯时间+绿灯时间+黄灯时间绿信比：

72、一个相位内某一方向有效通行时间与周期长度之比。TONGJI UNIVERSITY十字交叉口的设计通行能力十字形交叉口设计通行能力等于各进口道设计通行能力之和；进口道设计通行能力等于各车道设计通行能力之和；TONGJI UNIVERSITY5.4.3 信号交叉口通行能力 十字型交叉口（四路交叉口）通行能力： 设计通行能力等于各进口的设计通行能力之和。 各进口的的通行能力的计算方法TONGJI UNIVERSITY本章要点：1、透彻的理解影响通行能力的各种因素及运行质量（道路条件、交通条件、控制条件、环境条件）。2、掌握各种道路设施通行能力特征及其计算方法。TONGJI UNIVERSITY第六讲

73、 城市交通规划一、概述二、基本概念二、基础资料调查与分析TONGJI UNIVERSITY第一节 概述TONGJI UNIVERSITY交通规划概述 估计（预测）交通需求及其时空分布 提供最佳的解决方案（交通供给） 考虑需求与供给的相互作用 根据变化进行修正跟踪修正TONGJI UNIVERSITY道路交通规划的目的 使道路交通能适应社会经济发展的需要，促进社会经济的发展； 使各种交通方式能相互协调、密切配合，充分发挥各自的优势； 使道路交通设施布局能产生最佳的社会及经济效益 使人和货物的出行能方便、迅速、舒适、经济TONGJI UNIVERSITY城市道路网络规划对象1、快速路（快速干道）2

74、、主干路（城市主干道）3、次干路（交通性次干道、生活性次干道）4、支路（城市一般道路或地方性道路）TONGJI UNIVERSITY周王城规划的道路系统TONGJI UNIVERSITY马尔默“双层城市”交通系统TONGJI UNIVERSITY我国城市交通和道路系统存在的问题 交通拥堵日益常态化 长期以来在城市规划建设中缺乏对城市交通问题的重视； 城市发展的基本模式是单一中心的同心圆式发展； 城市建设中忽视道路系统的建设； 交通流的混杂和相互干扰； 城市运输管理落后； 解决现状交通问题的指导思想缺乏远见TONGJI UNIVERSITY做好城市交通规划是对策交通问题的第 一步交通规划理论的发

75、展历程交通规划理论的产生和发展大致可分作四个阶段：一、萌芽阶段 我国古代城市道路网的形成； 1944年美国进行了有史以来第一次针对交通出行的家访调查 20世纪50年代美国借用系统分析方法对城市路网的布局进行了分析、 日本于1950年在东京进行了机动车出行OD调查。但这些只是局部的尝试性探索，作为系统的交通规划理论尚未形成TONGJI UNIVERSITY二、四阶段法阶段 以1962年美国芝加哥市发表的Chicago AreaTransportation Study为标志，交通规划理论得以诞生。该阶段把交通规划中的交通需求分析分为交通发生、交通分布、交通方式划分和交通分配四个步骤进行，这就是交通

76、规划的四阶段法理论。 1962年美国制定的联邦公路法规定凡5万人口以上城市，必须进行城市交通规划，方可得到联邦政府财政补贴。TONGJI UNIVERSITY三、非集计模型(Disaggregate Model)阶段该模型最早始于20世纪60年代后期，20世纪70年代后，McFadden等学者对其进行了深入的研究，并推向实用化。四阶段法是将个人的交通活动的数据资料按交通分区进行统计处理的，是以交通分区为单位的模型非集计模型的分析单位是个人，对调查得到的数据不进行统计处理，而是引入效用理论、概率论的方法进行直接分析。TONGJI UNIVERSITY四、平衡模型加计算机阶段1975年LaBlan

77、c发明Beckmann平衡交通分配模型的算法以来，人们借助数学规划方法、神经网络法、计算机技术使该模型得以推广应用。TONGJI UNIVERSITY城市交通规划主体内容城市交通规划工作总体设计现状交通调查及分析城市交通需求发展预测城市交通综合规划方案设计城市交通综合规划评价城市交通综合规划方案调整城市交通综合规划方案实施计划TONGJI UNIVERSITY交通规划的阶段与层次1、交通战略规划：是长远的方向性规划，年限在20年以上解决的问题：远景交通发展目标及水平远景交通方式及交通结构远景城市对外交通和市内客货运输设施的选 址及用地 规模实施交通规划过程中的重要技术经济政策有关交通发展政策和

78、交通需求管理政策的建议TONGJI UNIVERSITY交通规划的阶段与层次2、交通综合网络规划着眼于整个交通网络，研究整个网络上各种线路、枢纽的定位与规模，以及这些建设项目的投建顺序，期限在520年。重点解决： 中长期交通方式及交通结构 中长期道路网络布局 城市公交系统、各种交通的衔接方式、大型公共换乘枢纽、公交场站设施的分布及用地等 大运量轨道交通可行性分析 综合网络方案的技术经济评价TONGJI UNIVERSITY交通规划的阶段与层次3、交通近期建设规划近几年（15年）要动工的项目的具体方案规划现状交通网络评估现状交通网络的完善计划（项目划分及优先排序）道路交通建设项目方案设计阻塞路段

79、、交叉口的交通改造方案近期大型建设项目的可行性分析建设资金筹措建设计划的技术经济评价TONGJI UNIVERSITY交通规划的指导思想1、要有战略发展的观点2、要有全局、整体、系统的观点3、要有与社会、经济、人民生活水平协调发展的观点4、要有节约土地的观点5、要有可持续发展的观点TONGJI UNIVERSITY交通规划步骤目标确定组织工作数据调查相关基本模型分析分析预测方案设计方案评价方案实施过程中的信息反馈和修改TONGJI UNIVERSITY二 基本概念TONGJI UNIVERSITY交通调查基本概念和术语 1、出行指交通元（人、货、车）从出发地到目的地移动的全过程。 2、出行端点

80、出行的出发地和目的地，又分别叫做起点和终点，或O、D点 3、调查区整个被调查的区域，一般是规划的整个对象区域。调查区域边界：包围整个调查区的一条假想的边界线，又叫境界线TONGJI UNIVERSITY 4、分区及其重心规划时将调查区分成若干个分区，分区是调查的基本单元，在每一分区内，选其几何中心或出行量最大的地点作为它的重心，近似地将重心看作是分区内所有出行的端点。 5、境内出行起讫点都在调查区范围之内的出行 6、过镜出行起讫点都在调查区范围之外的出行 7、境内外出行起讫点一个在调查区范围之内，另一个在调查区之外的出行 8、区内出行起讫点都在同一个分区内的出行 9、区间出行起讫点分别在两个不

81、同分区的出行TONGJI UNIVERSITY10 调查区境界线：包围全部调查区域的一条假想线；11查核线：为了校核OD调查成果精度而在调查区内部按天然或人工障碍设定的调查线（根据需要可能有多条线），其沿线断面通过的交通量可作为查核用。12 期望线：连接各小区形心间的直线，出行期望的最短距离；13 OD表：表示起讫点调查或预测成果的表格TONGJI UNIVERSITY交通需求基本概念 出行发生：为了某目的而出行，仅是出行总量的概念； 出行分布：交通出行在大的区域之间的分布，具有绝对量和比例之分； 交通方式划分：按照交通方式，包括步行、自行车、汽车、公共汽车、轨道、航空、船舶等交通方式，区分交

82、通出行量； 交通分配：将某种分布的交通方式需求量分配到某路径上的过程TONGJI UNIVERSITY三 基础资料调查与分析TONGJI UNIVERSITY社会经济基础资料 1、人口资料 人口总量、分布、年龄结构、性别结构、职业结构、出生率、死亡率、机械增长率； 2、国民经济指标 国民收入、各行业产值、人均收入、产业结构等； 3、运输量 客货运历年运输量、各方式比重等； 4、交通工具 各方式、各车种的交通工具拥有量。TONGJI UNIVERSITY现状及历史数据（交通部门、统计部门）土地利用调查 1、土地使用性质 工、商、居、科教等各种用地的面积及开发强度； 2、就业就学岗位数 全部或典型

83、交通区 3、商品销售额 全部或典型交通区；国土部门、规划部门等TONGJI UNIVERSITY城市居民出行OD调查 内容： 居民的职业、年龄、性别、收入等； 各次出行的起点、讫点、时间、距离、出行目的、交通工具等； 调查方法 家庭访问、电话询问、明信片调查、职工询问法、月票调查法等； 抽样概率 城市总人口的1%5%， 未调查过的城市取大，小城市取大TONGJI UNIVERSITY流动人口出行OD调查 内容： 常住、暂住、当日进出城 出差、旅游、探亲、看病、经商等； 调查方法 旅馆访问、电话询问； 城市出入口（车站、码头、机场等）直接询问；TONGJI UNIVERSITY机动车出行OD调查

84、 内容： 公交车（直接从公交公司获得）； 非公交车； 调查方法调查表格法；路边询问登记车牌号；车辆年检法；明信片等。TONGJI UNIVERSITY城市道路交通流量调查 内容：道路路段机动车流量（分车型、时段）；交叉口机动车流量（分车型、时段、流向）；道路路段非机动车流量；交叉口非机动车流量（时段、流向）；核查线流量；TONGJI UNIVERSITY道路交通设施调查 内容： 道路基本情况（等级、横断面形式和尺寸、车道宽度、隔离形式、公交专用道）等； 交叉口，类型，控制方式等； 停车场（位置、形式、容量、服务能力）TONGJI UNIVERSITY其他调查 公交运营及线路客流调查： 乘客的分

85、布规律，平均乘距、平均乘行时间及公交车平均载客量； 从公交公司获取； 交通枢纽客货流调查： 客运交通枢纽发送、接收的每一辆客车的旅客数、时间、起讫点、距离等 交通枢纽货流调查内容： 货运枢纽发送、接收每一辆货车的货物品种、数量、时间、起讫点、距离等TONGJI UNIVERSITYOD调查资料统计分析的基本内容 1、出行产生（出行总次数、出行产生率） 2、出行分布（出行流量、流向统计分析） 3、出行方式（出行的方式结构） 4、出行时间、距离（各种出行所耗的时间、距离） 5、其它有关参数（车速、平均载客（货）量等参数TONGJI UNIVERSITY统计结果的表达方式 1、OD表 2、期望线图：

86、用两分区之间的连线粗细大致代表出行量的大小。TONGJI UNIVERSITY 3、统计图TONGJI UNIVERSITY 4、相关曲线TONGJI UNIVERSITYOD调查的评判 如果误差5%，表明OD调查符合要求 如果误差在5%15%之间，基本可接受，但须调整； 当误差15%，则说明原来的OD调查有误，或所进行的调查分析的工作过程有误，应该检讨返工。 评判的方法有：核查线法、抽查法、相互核对法。TONGJI UNIVERSITY 1、核查线法 在核查线上仅有几处必经之路（桥、隧等）实测交通量，将之与原OD调查所得的机动车在该路段上的分配量进行比较。TONGJI UNIVERSITY

87、2、抽查法 对某些调查项目在个别分区另选样本再次进行调查，此时样本率应该定得高些如25%，然后放大至总体，看与原先调查数据放大后的结果的误差是多少？ 3、相互核对法 如果不同调查项目包含同一个指标，则可以对这个指标进行比较，以确定调查的质量。TONGJI UNIVERSITY小结 交通规划的步骤和流程 交通规划相关的基本概念 OD调查的目的、内容和步骤TONGJI UNIVERSITYPA与OD矩阵PProducing pointAAbstracting pointOOriginDDestinationTONGJI UNIVERSITYTONGJI UNIVERSITY第七讲 城市交通规划(二

88、)一、概述二、基本概念三、基础资料调查与分析四、四步骤方法TONGJI UNIVERSITY四阶段方法四阶段法出行生成（G）出行分布（D）方式划分（MS）交通分配（A）预测各交通小区的出行发生量及出行吸引量，即OD。交通小区之间的交通流。把预测的总的交通量分配给各种交通方式。将各区之间不同交通方式的交通量分配到具体的路网上去。TONGJI UNIVERSITY交通生成预测方法 生成率法 由现状调查得到单位用地面积（单位人口或单位经济指标等）产生、吸引量，假定其是稳定的，则根据规划期限各交通区的用地面积（人口量或经济指标等）进行生成预测TONGJI UNIVERSITY交通生成预测方法回归分析法

89、根据调查资料，建立交通产生或吸引与其主要影响因素之间的回归方程，通过对主要影响因素的预测，利用所建立的回归方程预测交通产生量或吸引量类型分析法TONGJI UNIVERSITY出行分布预测 根据前面预测的各交通区发生量及吸引量，确定各交通区之间的出行量分布，即计算未来各特征年居民出行量在OD表中的各元素值。 预测模型（方法）： 增长率法应用现状OD推算将来的OD，均衡增长率法、平均增长率法、 Fratar 重力模型法；TONGJI UNIVERSITY出行分布预测 （1）增长系数法假设预测的OD矩阵具有和先验OD矩阵具有相同的分布形式。 均衡增长率法 平均增长率法 Fratar模型 Furne

90、ss模型TONGJI UNIVERSITYTij = tij ( i + j ) = tij gAj a j 增长系数法 平均增长率法+1 Gi2 i12 通常计算出的Tijj不会满足约束条件，需反复迭代计算。约束条件为：Tij = Aj , Tij = Gii j 迭代时，更新=AjAGiG i =, j =AjTijijGiTijji 代入上式重新计算，直至两参数收敛到1为止。TONGJI UNIVERSITY(Tij ( i ) + Tij ( j ) )Tij =Tij ( i ) = tij i j t 增长系数法 Fratar法此法认为，两交通区之间未来的交通量不仅与两个交通区的交

91、通生成增长系数有关，而且还与整个规划区域的各交通区的交通生成增长系数有关。12j tijj tij jTij ( j ) = tij i jTONGJI UNIVERSITYii tijiij重力模型法 是一种预测分布的广义的广为使用的模型，借用牛顿的重力模型，基本思路是:两小区之间的出行数Tijj与出发区i的出行产生量pi、到达区j 的出行吸引量aj各成正比，与两区之间的出行时间tij（消耗）成反比。 考虑了两交通区之间的吸引强度与吸引阻力，认为两交通区之间的出行吸引与两交通区的出行发生、吸引量成正比，与交通区之间的交通阻抗成反比。TONGJI UNIVERSITY重力模型法行程时间模型：以

92、现状行程时间作为约束，试算确定重力模型中的指数；ijt ijCt ijCja pT ij =anj = 1式中：C为指数Tij , : i 区到 j 区的未来交通分布量；pi , : i 区未来的产生量；aj : j 区未来吸引量；tij: i 区到 j 区间的行程时间TONGJI UNIVERSITY重力模型法行程时间模型:计算步骤确定基本计算精度，假定指数C；计算现状加权时间；计算分布；按计算分布求计算加权时间；验算误差，若满足则终止试算，确定C值，否则继续试算。TONGJI UNIVERSITY重力模型法的优缺点 优点：1、考虑因素全面2、对交通阻抗参数的变化能敏感地反应3、没有完整的现

93、状OD资料也可采用 缺点：1、计算复杂2、当交通阻抗趋于零时，误差较大。TONGJI UNIVERSITY交通方式划分预测分析基本概念1）交通方式：可理解交通工具，轨道、汽车、公共汽车、自行车；2）交通方式划分：出行方式的选择； 出行产生量预测阶段即按交通方式统计出行量； 在出行分布之前划分交通方式； 出行分布与交通方式划分同步进行； 交通分布确定后进行方式划分TONGJI UNIVERSITY5.5 交通方式划分预测分析基本概念 现状交通方式划分：OD调查中可以得到； 未来交通方式划分：由预测模型推算TONGJI UNIVERSITY交通方式划分预测分析建立预测模型应考虑的因素1）出行特征：

94、出行效用等2）交通出行者及其家庭特征：职业、性别。3）城市和地区特征：城市规模、密度等4）时段特征：时变性；5）交通方式特征转移曲线：公交与个体交通间的转移TONGJI UNIVERSITY交通方式划分预测分析转移曲线：公交与个体交通间的转移TONGJI UNIVERSITYO交通量分配的预测基本概念1）交通量分配：指各交通区之间的交通量在其间的各条道路及各路段上的分配1#2#.#DTONGJI UNIVERSITY交通量分配的预测基本概念2）仅按需求分配交通量：没有考虑通行能力及路网容量的交通分配；3）按实际分配交通量：考虑通行能力的分配交通量4）最佳分配交通量：对于特定的目标而言；5）全有

95、全无分配模型：最短路径分配模型TONGJI UNIVERSITY交通量分配的预测全有全无分配模型 确定最短行程时间路线； 按最短路径分配交通量问题：分配不均，交通阻塞、资源浪费TONGJI UNIVERSITY交通分配平衡理论Wardrop,1952提出的理论： 所有实际使用路线的行程时间皆相等（第一原则，用户最优）； 以平均行程时间最小建立最佳的路网系统（第二原则，系统最优原则）TONGJI UNIVERSITY作业题 1. 交通需求预测的“四步骤”模型是何含义？每个步骤的主要作用是什么？ 2 已知从A区到B区的车流需求量为3000标准单位（PCU）,行驶路线有两条可供选择，其行程时间与车流

96、量的关系为：T1=10+0.005 V1T2=15+0.02 V2T1，T2及V1，V2分别为路线1，2的行程时间和流量。试用WARDROP第一原则和第二原则，即用户最优和系统最优的分配原则对流量进行分配，并比较这两种情况下的系统总耗时。TONGJI UNIVERSITY主要内容基本概念道路断面设计交叉口交通设计路段交通设计TONGJI UNIVERSITYTONGJI UNIVERSITY关于交通系统规划建设与管理之流程（和建筑的类比）城市规划与建筑规划交通规划建筑师建筑设计结构工程师结构设计装修工程师建筑装修物业公司物业管理10.4.29功能外观几何、结构等技术设计空间、功能优化和美观运营

97、管理Tongji University交通工程师交通设计道桥工程师道桥设计交通工程师交通管理设施规划与设计交通管理部门交通管理与交通监控Page 7基本概念城市道路的组成部分平面：路网、路段、交叉口（平交、立交）公交停靠站、进出口横向：横断面城市道路使用对象：混合交通流机动车、非机动车、行人、公交动态、静态（机动车、非机、公交、出租）设计目标通畅通行能力匹配设计安全交通安全设计便利交通语言设计效率公交优先设计TONGJI UNIVERSITY交TONGJI UNIVERSITY叉口信号控制设计交通流混合交通流道路路网路段平面交叉口优化设计方法路网衔接设计与组织道路横断面设计平面交叉口交通设计立

98、体交叉口交通设计立体交叉口沿线进出口慢行交通流公共交通流慢行交通设计连续流与间断流衔接设计道路沿线交通设计交叉口群协调设计交通语言设计公共汽车交通设计10.4.29Tongji UniversityPage 9静态交通流TONGJI UNIVERSITY城市道路交通设计体系道路交通功能总体定位中观公共交通系统定位区域交通组织构想指反公共汽车交通相关设计道路及周边区域交通组织导馈道路横断面优化设计交通与景观协调设计微观慢行交通设计进出交通系统设计节点匹配性设计交通控制设施设计10.4.29Tongji UniversityPage 10交通语言系统设计TONGJI UNIVERSITY道路横断面

99、优化设计城市道路横断面组成单元横断面形式机动车道慢行交通车道非机动车道人行道分隔带10.4.29Tongji UniversityPage 11城市主要道路推荐横断面形式 UNIVERSITYTONGJI10.4.29Tongji University Page 12城市道路横断面形式一块板两块板三块板四块板两块板 慢行交通一体化TONGJI UNIVERSITY横断面形式设计技术与方法横断面形式选择是否需要中央分隔带？10.4.29Tongji UniversityPage 13公交专用道TONGJI UNIVERSITY横断面设计是否需要中央分隔带？行人过街安全性考虑无中央驻足区行人在路段

100、上随意过街设置中央绿化分隔带行人只能从人行横道过街公交专用道10.4.29Tongji UniversityPage 14行人一次过街存在安全隐患二次过街安全性高TONGJI两块板道路及中间分隔带上的行人 横道布置10.4.29 Tongji University Page 15TONGJI UNIVERSITY横断面设计是否需要中央分隔带？交通安全及效率的考虑沿线进出交通冲突点对比有中央分隔带无中央分隔带左转车辆待行引起后续车辆阻滞，可能引起下游交叉口堵塞10.4.29Tongji UniversityPage 16横断面设计是否需要中央分隔带？交通管理秩序考虑确保主干道交通功能及交通安全（

101、屏蔽穿越交通及避免对向车辆眩光）保证冲突点道路功能保证车速提一块板/三块板断面两块板断面高通冲突点交通行能力安全性Tongji UniversityTONGJI UNIVERSITY防眩光的功能TONGJI UNIVERSITYTONGJI UNIVERSITY横断面设计是否需要中央分隔带？交通管理秩序考虑车辆调头问题一块板/三块板断面两块板断面10.4.29Tongji UniversityPage 19北京站东街东二环路口安全性TONGJI UNIVERSITY横断面设计是否需要中央分隔带？对比内容 一块板/三块板 两块板1行人过街 难以设置中央驻足区，行 中央分隔带可以作为行人人一次过街

102、穿越双向车流， 和自行车过街安全岛，二存在严重安全隐患 次过街安全性高23车辆行驶 受对向车辆眩光影响安全性1）沿线开口车辆可以左中央分隔带的设置可以避免对向车辆眩光1）沿线开口车辆“右进右交通秩序转进出，影响交通运行秩序，难以管理2）车辆在路段可以随意调头3）行人在路段上可以随处过街出”，左转通过路口调头及周边路网绕行实现2）路口集中设置调头3）中央分隔带屏蔽穿越交通，规范行人从人行横道过街10.4.29Tongji UniversityPage 20对比内容一块板/三块板两块板4交通效率靠道路中心线的车辆行驶速度受左边对向车道来车干扰较大道路中央分隔带的设置能减少对向车辆的干扰，减轻司机的

103、心理负担，提高车辆行驶速度和道路通行能力5景观效果景观效果一般道路中分带对丰富城市绿化景观特色以及减轻司机驾驶疲劳等都有很好的作用6附属设施布设附属设施只能设置在道路两侧不仅道路两侧能设，同时可利用中央分隔带空间设置各种附属设施TONGJI UNIVERSITY横断面设计是否需要中央分隔带？10.4.29Tongji UniversityPage 21TONGJI UNIVERSITY横断面形式设计技术与方法横断面形式选择慢行交通（行人、非机动车）一体化10.4.29Tongji UniversityPage 22横断面设计慢行交通一体化非机动车道人行道设置路灯、交通标志种植绿篱行人非机动车一

104、体化设计设置街具种植行道树11. 实现机非分离两块板道路的慢行交通空间2. 利于组织过街33. 适应城市机动化发展趋势10.4.29 Tongji University Page 25TONGJI UNIVERSITY机动车道宽度设计 影响因素 道路等级 道路行驶车型 设计车速 道路横断面形式10.4.29Tongji UniversityPage 26进一步优化的依据一些国家/地区/城市相关规范和工程中车道宽度取值国家/地区/组织车道宽度（一般情况下）80km/h60km/h特殊值备注3.503.50中国美国亚洲公路网政府间协定日本台湾省3.753.663.503.003.503.503.3

105、5, 3.052.75不小于 3.00m公路工程技术标准 2003条件限制时取特殊值城市道路（包含线宽）市区道路工程规划及设计规范3.753.50（大车道）上海市3.25（小车道）3.25中环快速路（设计速度 80km/h）内环快速路改善后北京市3.753.753.25（交通改善后） 三环路交通改善参照亚洲公路网政府间协定规定的车道宽度取值，考虑到行车的安全，城市道路车道宽度应该不大于相应设计速度下公路的车道宽度值，因此车道宽度还可以取到更小的值。TONGJI UNIVERSITY上海隧道设计院统计数据进一步优化的依据（续）小型车辆车体宽度（m） 近70%的小型车的车体宽度小于1.8m。 实际

106、调研中，小型车一般宽度为1.7m左右，最大宽度也只有1.98m，比国家规范规定的2.5m的车体宽度小很多。 大客车的宽度绝大部分不超过2.5mTONGJI UNIVERSITY0 0.511.522.5SY6480A系列J系列越野车系列切诺基BJ2020系列新云雀系列YQZ系列Buick GL8红旗7460系列金夏利捷达AT系列奔驰 E280奥迪 A6奥迪 200大众GOLPOLO桑塔纳普通型,最初断面2525.5米25边侧车道3.25+0.5 or 3.5+0.2524.0024m0.503.253.503.503.503.503.250.50TONGJI UNIVERSITY0.500.5

107、0.50.50.50TONGJI UNIVERSITY分隔带设计中央分隔带 行人过街中央驻足区 掉头车道 种植绿化、交叉口车道展宽预留辅道车辆行驶轨迹10.4.29Tongji UniversityPage 30非机动非机动车车道车道 树树穴穴人行道人行道 自自行车行车停停放区域放区域TONGJI UNIVERSITY分隔带设计机非分隔带人非分隔带非机动车道人行道设置街具设置路灯、交通标志种植绿篱种植行道树两块板道路的慢行交通空间10.4.29Tongji UniversityPage 31断面设计案例 道路现状道路断面不连续，交叉口间距波动较大PP德雅路北段德雅路以北：约1km：双向4车道，

108、非机动车道较宽，机动车可通行亦可停车，人行道较窄南段德雅路以南：约1约1.1km，非机动车道较窄，人行道较宽，且路边乔木高大TONGJI UNIVERSITYTONGJI UNIVERSITY10.4.29Tongji UniversityPage 38TONGJI UNIVERSITY断面设计案例道路断面不连续路段路口车道数相同北段德雅路以北：德雅路约1km：双向6车道，非机动车道较宽，机动车可通行亦可停车，人行道较窄南段德雅路以南：约1.1km，双向4车道，非机动车道较窄，人行道较宽，且路边乔木高大TONGJI UNIVERSITY主要内容基本概念道路断面设计交叉口交通设计路段相关交通设计

109、TONGJI UNIVERSITYTONGJI UNIVERSITY交叉口交通优化设计交叉口组成单元交叉口内部空间进出口道展宽段渐变段交叉口交通流构成机动车交通流公共汽车交通流慢行交通流交叉口交通设计内容 应用类型设计 红线拓宽设计 总体布局设计 进出口道渠化设计 掉头交通设计 交叉口内部渠化设计TONGJI UNIVERSITY交叉口混行现象1交叉口混行现象2TONGJI UNIVERSITY我国常见的交叉口渠化2TONGJI UNIVERSITY行人过街的距离？增加了还是减少了行人流车流TONGJI UNIVERSITYTONGJI UNIVERSITY引发的交通问题C4转弯半径过大，高速

110、右转的车辆与过街行人冲突B3高速右转的车辆与直行车高速汇流，严重影响交通安全渠化岛太小无法提供安全待行空间10.5.8Tongji UniversityPage 12慢行交通一体化设计要点将非机动车与行人作为一个系统慢行交通系统非机动车与行人速度相近两者危害力均较小非机动车与行人一样，利用过街横道通过交叉口左转非机动车与行人一样，两次过街实现左转. 减少了非机动车与机动车的相互干扰 提高机动车通过交叉口的运行速度以及通行能力. 减少了左转非机动车与直行机动车流的冲突点 有利于交通安全TONGJI UNIVERSITYTONGJI UNIVERSITYTONGJI UNIVERSITY当流量发生

111、变化时，改造的工程大TONGJI UNIVERSITY交叉口设计技术与方法交叉口总体布局物理岛 or 标线岛?传统物理渠化岛标线渠化岛缺点：建设投资大；物理岛将交通流限制在一个较小的范围内，不易对交通流进行调整；物理岛限制了进出口道的拓宽；10.5.8左转交通流的容易发生撞岛事故；Page 23 Tongji University交叉口设计技术与方法进出口道渠化设计（重点结合课程设计讲解） 车道数设计 停车线设计 进口道展宽设计 进口道鱼肚标线设计 出口道展宽设计 进出口道中心偏移设计TONGJI UNIVERSITY设计案例实施前实施后（慢行一体化）近而不进TONGJI UNIVERSITY

112、车道数/交叉口红线规划红线宽度增加值（m）进口道规划红线长度（m）展宽段长度（m） 展宽渐变段长度(m)主干路次干路支路主干路次干路支路主干路次干路支路主主1015801203050主次51051070100 507020402040主支35355070304015301530次次51050701530次支35354060304015301530支支3520401530TONGJI UNIVERSITY交叉口设计技术与方法进出口道渠化设计 进口道展宽设计ld =v w3v进口道计算行车速度(km/h)；w横向偏移量(m)。ls=10NN高峰每一信号周期的平均(最大)排队辆数TONGJI UNI

113、VERSITY交叉口设计技术与方法进出口道渠化设计 进口道鱼肚标线设计TONGJI UNIVERSITY交叉口设计技术与方法交叉口调头设计有左转车道利用左转相位转弯半径小调头与左转车道外置无左转车道，调头与直行合用车道上游提前调头TONGJI UNIVERSITY右转弯计算车速（km/h）30252015无非机动车道路缘石推荐转弯半径（m）35-4025-3015-2010-15有非机动车道路缘石推荐转弯半径（m）30-3530 3520-2520 2510-1510 155-105 10交叉口设计技术与方法交叉口转角设计TONGJI UNIVERSITY交叉口设计技术与方法慢行交通空间设计

114、过街横道设计 非机动车交通设计TONGJI UNIVERSITY交叉口设计技术与方法慢行交通空间设计 过街横道设计 非机动车交通设计TONGJI UNIVERSITY机动车双停车线交叉口设计技术与方法内部渠化设计5TONGJI UNIVERSITY交叉口设计技术与方法内部渠化设计 导流线 渠化岛 左转待行区TONGJI UNIVERSITY主要内容基本概念道路断面设计交叉口交通设计路段相关交通设计TONGJI UNIVERSITY交叉口设计技术与方法进出口道渠化设计 进口道鱼肚标线设计TONGJI UNIVERSITY交叉口设计技术与方法交叉口调头设计有左转车道利用左转相位转弯半径小调头与左转

115、车道外置无左转车道，调头与直行合用车道上游提前调头TONGJI UNIVERSITY右转弯计算车速（km/h）30252015无非机动车道路缘石推荐转弯半径（m）35-4025-3015-2010-15有非机动车道路缘石推荐转弯半径（m）30-3530 3520-2520 2510-1510 155-105 10交叉口设计技术与方法交叉口转角设计TONGJI UNIVERSITY交叉口设计技术与方法慢行交通空间设计 过街横道设计 非机动车交通设计TONGJI UNIVERSITY交叉口设计技术与方法内部渠化设计5TONGJI UNIVERSITY交叉口设计技术与方法内部渠化设计 导流线 渠化岛

116、 左转待行区TONGJI UNIVERSITY 慢行交通过街设计 公共交通设计TONGJI UNIVERSITYTONGJI UNIVERSITY慢行交通过街设计慢行交通设计内容 交叉口慢行交通设计过街模式渠化设计混合交通控制优化 路段慢行交通设计 交通规则与交通设计慢行交通设施分布位置路段、交叉口慢行交通设施的形式立体：天桥、地道平面：过街横道优化设计目标安全、便捷、符合慢行交通行为特征10.5.19Tongji UniversityPage 17公共交通设计的主要内容断面优化设计红线优化设计运行环境设计站点布局设计沿线交通组织站台功能设计换乘衔接设计专用进口道设计常规公交站点调整专用道布局

117、优化公交系统交通设计信号优先控制与管理匝道接地点衔接设计景观与附属设施布局节点与沿线交通设计TONGJI UNIVERSITY城市交通系统：系统组成与相互关系稳定交通交通需求管理交通居民出行特征交通系统管理参与者行道路交通流管理与控制为交通行为特征交通秩序管理城市形态功能布局交通模式道路系统交通需求交通供给城市规划与建设平衡交通规划与建设TONGJI UNIVERSITY目录第一部分：交通控制系统概述第二部分：单点信号控制第三部分：其他控制方法TONGJI UNIVERSITY3交通控制系统概述 交通控制的发展历程 设置信号控制的基本依据 交通控制的基本概念TONGJI UNIVERSITY4

118、交通信号控制的分类 控制方式 定时 感应 自适应 控制范围 单点 干线协调 网络控制设施类型城市道路城市快速路高速公路控制对象机动车行人、自行车优先控制特勤TONGJI UNIVERSITY13定时控制TONGJI UNIVERSITY14感应控制TONGJI UNIVERSITY15协调控制TONGJI UNIVERSITY16UTONGJI UNIVERSITY自适应控制RT-TRACSDetectorsATC SignalControllerDIGIBOARDComm Server &Device DriverMISTOI & SeverPastFutureEstimated Stand

119、ingQueueMIST DatabaseServerEthernetCentral SystemWorkstationRemote OI &Maintenance AccessRemote0110001Lastvehicle(s)queued.0 1 1 1 1 1 1 1 0 0.Estimated travel time to end of queue0 1 1 0 1 1Estimated standingqueueNewly Queued Vehicles1Arbitrarytime Tdphst11011010111111001.000111Lastvehicle(s)Estima

120、ted travel time to end of queueTime T +StepNewly queued vehicles11710110101Lastvehicle(s)queuedTime. Time T +. StepsEstimated travel time to end of queuequeuedEstimated standing queueNewly queued vehicles1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1定时控制自适应控制TONGJI UNIVERSITY18二、交通信号灯的设置依据交通信号灯对所有路口都适合吗？设置交通信号灯的条件

121、是什么？TONGJI UNIVERSITY设置依据 流量： 行人 机动车 事故 数量 严重程度TONGJI UNIVERSITY三、信号控制基本概念信号灯交通信号灯种类(1)按灯色及形状分：红色、黄色、绿色基本信号灯；箭头信号灯和闪烁灯(2)按信号灯类别分：机动车灯、自行车灯和行人灯TONGJI UNIVERSITY交通信号及交通信号灯交通信号灯含义非闪灯红灯：禁止通行黄灯：切换信号绿灯：允许通行TONGJI UNIVERSITY交通信号及交通信号灯交通信号灯含义红闪：禁止通行闪灯黄闪：小心通行TONGJI UNIVERSITY交通信号及交通信号灯交通信号灯含义只允许沿箭头指示方向通行箭头灯只

122、对箭头指示方向的交通起作用TONGJI UNIVERSITY交通信号及交通信号灯信号灯的颜色所表达的含义如下：1)绿灯亮时，准许车辆、行人通行，但转弯的车辆不准阻碍直行的车辆和被放行的行人通行；2)黄灯亮时，不准车辆、行人通行，但已越过停止线的车辆和已进入人行横道的行人可以通行；3)红灯亮时，不准车辆、行人通行，更不准闯红灯；4)绿色箭头灯亮时，准许车辆按箭头所指方向通行；5)黄灯闪烁时，车辆和行人均须在确保安全的前提下通行。TONGJI UNIVERSITY交通信号及交通信号灯交通信号灯安放顺序竖向：普通信号灯顺序：红、黄、绿灯带箭头信号灯顺序：红、黄、绿直箭头、绿左箭头、绿右箭头TONGJ

123、I UNIVERSITY交通信号及交通信号灯交通信号灯安放顺序横向：普通信号灯顺序：红、黄、绿灯(靠路中心)带箭头信号灯顺序：红、黄、左箭头、直箭头、右箭头TONGJI UNIVERSITY信号控制参数 周期时长：信号灯绿、黄、红显示一周所需时间 信号相位：信号轮流给某些方向的车辆或行人以通行权的一种次序 绿信比：绿灯时长与周期时间的比值。TONGJI UNIVERSITY信号控制参数 有效绿灯时间：一个周期中，除去红灯、黄灯和绿灯开始与结束时段车辆的延误时间之后的绿灯时间。TONGJI UNIVERSITY饱和流量在一次连续的绿灯信号时间内，进口道上一列连续车队能通过进口道停止线的最大流量，

124、单位是pcu/绿灯小时。饱和流量实际上与交叉口绿灯信号无关，仅取决于道路条件和车辆状况。饱和流量一般采用实测平均基本饱和流量乘以各影响因素校正系数的方法来获得。TONGJI UNIVERSITY时段划分单点配时计算流程确定各进口道各流向的设计交通量确定进口道渠化方案确定信号相位方案估算各车道饱和流量确定绿灯间隔时间各车道的设计交通量确定信号总损失时间计算各车道设计流量比(饱和度)计算各相位最大流量比总和(Y)是Y=0.9计算最佳周期C确定各相绿信比否计算延误D满足服务水平？绘制信号配时图满足最短绿时？是是TONGJI UNIVERSITY1 控制时段划分：长时间变化160城市间货运周转量(吨英

125、里)城市间客运周转量(人英里)GNP指数140120100806040200194019501960197019801988美国GNP与交通运输发展的关系TONGJI UNIVERSITY控制时段划分：微观的随机性 交叉口微观到达的随机性 交通事件的随机性TONGJI UNIVERSITY2.设计流量的确定信号配时设计的设计交通量，须按各配时时段内交叉口各进口道不同流向分别确定。 交叉口各进口道不同流向的设计交通量取各配时时段中的高峰小时中的最高15分钟流率换算的小时交通量。 无最高15分钟流率的实测数据时，可用配时时段中，进口道m、流向n的高峰小时交通量与高峰小时系数的比值进行估算。TONG

126、JI UNIVERSITY3.渠化方案的确定 交叉口进口道的宽度可略小于路段上的车道宽度，标准宽度3.03.25m，视交叉口的几何条件而定，可在2.753.5m之间取用。 交叉口改善设计，渠化方案应根据设计流量分配各流向的车道数。为了提高交叉口的通行能力，应尽量增加进口道的车道数。在进口道车道数较少时，应避免出现右转（或左转）流量较小而设置右转（或左转）专用车道的情况，可采用直右（或直左）车道，以提高进口道的利用率。 在设计出口道时，应注意与信号相位的设计同时考虑，在同一相位中，进口道的数目与出口道的数目要匹配。TONGJI UNIVERSITY3.渠化方案的确定（续） 新建交叉口由于无流量、

127、流向资料，无法按信号配时设计程序进行配时，应先采用试用方案。 然后跟踪调查交通流量，待其稳定后，根据实际各流向的交通流量，调整车道划分及信号相化方案。新建十字形交叉口建议试用方案TONGJI UNIVERSITY4.交通信号相位相序设定 相位 最少相位数？ 左转相位？ 相位组合？（机动车、行人） 相位与渠化方案？ 相序 车道控制TONGJI UNIVERSITY 按车道控制示例一TONGJI UNIVERSITY5.信号周期时长 增大周期时长，可提高通行能力。但周期时长达到120秒后，通行能力提高缓慢，而延误却增长很快。所以，周期时长一般不宜超过120秒。 周期时长也不宜过短，最短周期时长应考

128、虑两个因素所需的最短绿灯时间确定：车辆能安全通过交叉口所需的最短时间和行人过街所需的最短时间，一般定为40秒。TONGJI UNIVERSITY6.信号配时及绿信比 总有效绿灯时间：每周期的总有效绿灯时间按下式计算：Ge = C0 L 各相位有效绿灯时间：各相位的有效绿灯时间按下式计算：jY 各相位的绿信比：各相位的绿信比按下式计算：gCejj= 各相位显示绿灯时间：各相位的实际显示绿灯时间按下式计算：gTONGJI UNIVERSITYj= g ej A j + l j7.服务水平评估 以平均停车延误作信号交叉口设计与交通信号配时的服务水平的评价指标。 设计服务水平，新建、改建交叉口宜取B级

129、，治理交叉口宜取C级。 服务水平不合格时，须改变各进口道设计或/和信号相位方案，重新设计。 饱和度均衡是另一重要的评价指标TONGJI UNIVERSITY8.信号配时图 以上信号配时设计结果，可用信号配时图集中表达。TONGJI UNIVERSITYTONGJI UNIVERSITY18通行能力、车辆延误与信号周期的关系图TONGJI UNIVERSITY相位车辆延误与绿信比的关系图19单点交叉口信号控制定时控制Fixed Time 使用历史统计数据感应控制Traffic Actuated基本概念感应控制原理感应控制参数案例自适应控制Adaptive Control20定时控制策略 回顾We

130、bster最佳信号周期值公式:车辆延误时间最少的最佳信号周期C0( s )1 . 5 L + 51 YC 0 =交通需求随机性其中：基于统计数据单一L各相位总的延误时间；Y各向总的流量比:+ L+Y = y1 + y2 + L + yn =vnSnv2S2v1S121感应控制要解决的问题 有灯无车 有车无灯当前信号灯色显示：直行绿灯10s左转红灯 绿灯时间浪费 诱发违章 影响效率和安全新控制策略解决的主要问题问题1：如何知道实时的交通到达情况？问题2：如何根据实时到达情况最佳调整控制方案？22TONGJI UNIVERSITY交通感应信号控制 概念 通过检测器测定到达进口道的交通需求； 使信号

131、显示时间适应测得的交通需求的一种控制方式。通过感应逻辑23TONGJI UNIVERSITY感应控制原理逻辑判断Gmin：什么时候开始判断G0 ：每次延长多少时间Gmax ：最多延长多少时间有车无车切断绿灯延长绿灯需求检测Gmin最小绿灯时间G0单位绿灯延长时间绿灯极限延长时间Gmax24感应信号控制方案设计22.感应信号控制参数的确定感应信号的控制参数包括： 初期绿灯时间Gmin 单位绿灯延长时间G0 绿灯极限延长时间Gmax。TONGJI UNIVERSITY感应信号控制方案设计2.感应信号控制参数的确定（续）初期绿灯时间Gmin给每个相位初期预先设置一段最短绿灯时间，不管本相位或其他相位

132、是否有车，对本相位必须保证这段绿灯时间。 保证停在停车线和检测器之间的车辆，全部驶出停车线所需最短时间，初期绿灯应等于这段最短绿灯时间减去一段单位延长绿灯时间； 保证行人安全过街所需时间； 保证红灯时停车线前的非机动车安全过街所需的时间TONGJI UNIVERSITY感应信号控制方案设计2.感应信号控制参数的确定（续）单位绿灯延长时间G0单位绿灯延长时间是初期绿灯结束后，在一定的时间间隔内，为检测有无后续车辆到达所延长的绿灯时间。如果在这段时间内，没有测得来车，即被判为交通中断，结束该相绿灯。确定单位绿灯延长时间时，应考虑以下几个因素： 必须能使车辆从检测器开出停车线； 应尽可能不产生绿灯时

133、间损失，使单位绿灯延长时间尽可能只满足实际交通所需的长度，而不应等待不紧跟的车辆通过绿灯TONGJI UNIVERSITY感应信号控制方案设计2.感应信号控制参数的确定（续）绿灯极限延长时间Gmax 绿灯极限延长时间是为了保持最佳绿信比而对各相位规定的绿灯时间的延长限度。信号到达绿灯极限延长时间时，强制绿灯结束并改换相位。 绿灯极限延长时间，实际上就是按定时信号最佳周期时长及绿信比分配到各个相位的绿灯时间。 当交叉口超饱和而各相位经常出现绿灯极限时间时，感应控制机实际上是在按定时信号机操作。这时，应根据交通需求，按定时信号确定最佳周期时长，而不应按感应信号的控制方式用任意变动的周期时长。TON

134、GJI UNIVERSITY感应信号控制方案设计33. 几种感应控制方案交通感应信号控制方案主要包括： 半感应控制只在部分进口道上设置检测器的感应控制。半感应控制适用于主次道路相交且交通量变化较大的交叉口上。 全感应控制所有进口道上都设置检测器的感应控制称全感应控制。适用于相交道路等级相当、交通量相仿且变化较大的交叉口上。TONGJI UNIVERSITY感应信号控制方案设计3.几种感应控制方案半感应控制（续）检测器设在主要道路上 平时，主路绿灯总是亮的，当检测器在一段时间内测不到主路有车辆时，才换相位，让次路通车；主路上测得车辆到达时，通车相位返回主路。 这种控制方式可避免主路车流被次路车辆

135、打断，且有利于次路上自行车的通行。TONGJI UNIVERSITY感应信号控制方案设计3.几种感应控制方案（续）全感应控制基本全感应控制TONGJI UNIVERSITY 当交叉口没有机动车到达时，信号机以定周期方式按最小周期运行。当某一方向来车时，则对来车方向放绿灯；以后就按感应信号的基本机理运行。感应信号控制方案设计3.几种感应控制方案全感应控制（续）特殊全感应控制 特殊感应控制，可在一般感应控制上，按特殊需要，增加特殊的感应装置，执行特殊需要的感应控制功能。平时仍可按通常的交通需求，执行一般感应控制，一旦街受到特殊的感应信息时，立刻执行特殊的控制功能。如公共交通优先感应控制，消防、警卫

136、等特种车辆优先感应控制等。TONGJI UNIVERSITY干 线交叉口交通信号联动控制为使车辆尽可能一路绿灯，车辆在相邻两个路口之间的行程时间必须与该两路口之间的相对相位差一致TONGJI UNIVERSITY协调控制的适应性 三个主要依据 周期 距离 流量TONGJI UNIVERSITY干 线交叉口交通信号联动控制二、定时式线控制系统的协调方式.单向交通相位差（）TONGJI UNIVERSITY干 线交叉口交通信号联动控制单向交通干线协调控制条件双向交通流量相差悬殊，只照顾一个方向TONGJI UNIVERSITY干 线交叉口交通信号联动控制.双向交通TONGJI UNIVERSITY干 线交叉口交通信号联动控制双向交通干线协调控制条件双向交通流量相差不大，路口间距大致相等。双向交通控制又分为：同步式、交互式和续进式三种TONGJI UNIVERSITY协调控制示例 17个路口TONGJI UNIVERSITY协调控制方案TONGJI UNIVERSITY