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1、交通工程学第五章交通密度第1页，共23页，编辑于2022年，星期四主要内容主要内容o交通密度的定义交通密度的定义o车头间距与车头时距车头间距与车头时距o车道占有率车道占有率o交通密度调查交通密度调查o交通资料密度的应用交通资料密度的应用第2页，共23页，编辑于2022年，星期四5.1 交通密度交通密度定义定义 p 交通密度（Density）交通密度是指一条车道上车辆的密集程度，即在某一瞬时内单位长度一条车道上的车辆数，又称车流密度，常用K表示。单位为辆/km（若为多车道，则应除以车道数换算成单车道的车辆数然后再计算）交通密度是瞬时值，随时间的变化而变动，也随测定区域的长度而变化。第3页，共23
2、页，编辑于2022年，星期四5.1 交通密度定义交通密度定义 p 计算公式（1）式中：车流密度（辆/km）；单车道路段内的车辆数（辆）；路段长度（km）第4页，共23页，编辑于2022年，星期四5.1 交通密度交通密度定义定义 p 计算公式（2）式中：车流密度（辆/km）；单车道上交通量（辆/h）；区间平均车速（km/h）第5页，共23页，编辑于2022年，星期四5.1 交通密度交通密度定义定义 p 临界密度 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。临界密度反映交通流量达到最大时的密度，故又称为最佳车流密度。第6页，共23页，编辑于2022年，星期四5.1
3、 交通密度交通密度定义定义 p 临界密度p 阻塞密度 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；第7页，共23页，编辑于2022年，星期四5.2 车头间距和车头时距车头间距和车头时距p 车头间距 在同向行驶的一列车队中，相邻两辆车的车头之间的距离成为车头间距（或间隔）。路段中所有车头间距的平均值称为平均车头间距（）车头间距（m/辆）车流密度（辆/km）第8页，共23页，编辑于2022年，星期四5.2 车头间距和车头时距车头间距和车头时距p 车头时距 如果用时间表示车头之间的间隔，则称为车头时距或时间车头间隔，以 表示。平均车头时距（s/辆）
4、道路的交通量（辆/h）第9页，共23页，编辑于2022年，星期四5.2 车头间距和车头时距车头间距和车头时距p 车头间距、车头时距及速度三者关系车头间距（m/辆）车头时距（s/辆）汽车行驶车速（km/h）第10页，共23页，编辑于2022年，星期四5.2 车头间距和车头时距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：解：车头时距：车头时距：车头间距：车头间距：车流密度：车流密度：第一辆车通过时间：第一辆车通过时间：第11页，共23页，编辑于2022
5、年，星期四5.2 车头间距和车头时距车头间距和车头时距p 练习 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30km/h，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？第12页，共23页，编辑于2022年，星期四5.3 车道占有率车道占有率p 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。p 车道占有率包括空间占有率和时间占有率两种。第13页，共23页，编辑于2022年，星期四5
6、.3 车道占有率车道占有率1 空间占有率o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）；n 观测路段内的车辆数（辆）。第14页，共23页，编辑于2022年，星期四5.3 车道占有率车道占有率o空间占有率示意图LL1L2L3L4第15页，共23页，编辑于2022年，星期四5.3 车道占有率车道占有率2 时间间占有率o在道路的任意路段上，车辆通过时间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）；
7、n 观测时间内通过的车辆数（辆）。第16页，共23页，编辑于2022年，星期四5.4 交通密度调查交通密度调查p 调查方法调查方法 出入量法出入量法 摄影法摄影法u 地面上（高处）摄影法地面上（高处）摄影法u 航空摄影观测法航空摄影观测法第17页，共23页，编辑于2022年，星期四5.4 交通密度调查交通密度调查p 出入量法出入量法 一种为了测定道路上两断面间无出入交通的路段内现有一种为了测定道路上两断面间无出入交通的路段内现有车辆数，以便计算该路段交通密度的方法。车辆数，以便计算该路段交通密度的方法。LABABQ AQ B车第18页，共23页，编辑于2022年，星期四5.4 交通密度调查交通
8、密度调查1 1 计算方法计算方法 E(t)t时刻时刻AB路段内存在的现有车辆数；路段内存在的现有车辆数；QA(t)从观测开始从观测开始t0到到t时刻从时刻从A处驶入的累加车辆数；处驶入的累加车辆数；E(t0)在观测开始在观测开始t0时刻时刻AB路段内的初始车辆数；路段内的初始车辆数；QB(t)从观测开始从观测开始t0到到t时刻从时刻从B处驶出的累加车辆数；处驶出的累加车辆数；LAB AB路段长度（路段长度（km）。）。第19页，共23页，编辑于2022年，星期四5.4 交通密度调查交通密度调查2 2 初始车辆数求法初始车辆数求法-试验车法试验车法 E(t0)=qB+a-b 式中：式中：qB 从
9、从t0到到t1时间内通过时间内通过B处的车辆数；处的车辆数；a 被试验车超越的车辆数；被试验车超越的车辆数；b 超越试验车的车辆数。超越试验车的车辆数。第20页，共23页，编辑于2022年，星期四5.4 交通密度调查交通密度调查3 3 出入量法的优缺点出入量法的优缺点 p 优点优点 方法简便，无须很多设备方法简便，无须很多设备 适用于各种交通状况适用于各种交通状况 精度有保证，实用有效精度有保证，实用有效p 缺点缺点 通过通过A A、B B两端车辆数的测量误差随时间而累加两端车辆数的测量误差随时间而累加第21页，共23页，编辑于2022年，星期四5.4 交通密度调查交通密度调查p 摄影法摄影法 利用空中定时摄影方利用空中定时摄影方法求得实测路段的车法求得实测路段的车辆数，然后除以路段辆数，然后除以路段长度即可得到摄影时长度即可得到摄影时刻的路段交通密度。刻的路段交通密度。若进行连续摄影，即若进行连续摄影，即可连续测得各时刻交可连续测得各时刻交通密度。通密度。第22页，共23页，编辑于2022年，星期四5.5 交通密度资料运用交通密度资料运用p 研究交通流理论和制定交通管理措施研究交通流理论和制定交通管理措施p 划分服务水平的依据划分服务水平的依据p 反映路上的交通阻塞状况反映路上的交通阻塞状况p 研究通行能力研究通行能力第23页，共23页，编辑于2022年，星期四