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1、第二章第二章 城市道路交通分析城市道路交通分析1.交通流特征参量交通流特征参量2.交通调查交通调查3.交通量预测交通量预测2021/9/241第二章第二章 城市道路交通分析城市道路交通分析 2-1 交通流概念交通流概念按交通主体不同，分为车流、人流、混合流；按交通流输送的对象，分为客流和货流；按交通设施对交通流的影响，分为连续流和间断流按交通流的交汇流向，分为交叉、合流、分流、交织流；按交通流内部的运行条件及其对驾驶员和乘客产生的感受，分为自由流、稳定流、不稳定流和强制流。2021/9/242 2-2 交通流参数交通流参数交通流参数描述和反映交通流特性的一些物理量。如交通量、车速、交通密度、通
2、行能力、行程时间、车头时距等。其中，交通量、车速和交通密度可以反映交通流的基本性质，因此称它们为基本参数。基本参数。一、交通量1、交通量定义交通量是指单位时间内通过道路某一断面的车辆数或行人数。又称交通流量。2、分类1）按交通组成分：机动车交通量、非机动车交通量2）按时间分：小时交通量（辆/小时）、平均日交通量（辆/日）、周月年日平均交通量；短时交通量(5分钟15分钟交通量、信号周期交通量)第第30小时系数小时系数2021/9/2432021/9/2443、交通量的变化规律1）交通量随时间的变化规律（1）一天内小时交通量的变化（时变、时变图）高峰小时交通量比 高峰小时系数（5分钟、15分钟高峰
3、小时系数）扩大高峰小时交通量 昼日流量比（12、16小时）2021/9/245（2）周内日交通量的变化（日变、日变图）交通量日变系（周日不均匀系数）2021/9/2462021/9/247（3）一年内月交通量的变化 月交通量变化系数（月不均匀系数）2021/9/248（4）逐年交通量变化（逐年增长趋势）2）交通量的空间变化规律（1）路段分配（路段分配系数）同一时间交通量在不同路段、不同车道、不同方向上的变化。（2）车道分配（通行能力的影响系数：自道路中心线起第一条车道为1.00，第二条车道为0.80-0.89，第三条车道为0.65-0.79，第四条车道为0.50-0.65。）2021/9/24
4、9（3）方向分配（交通量方向不均匀系数）2021/9/2410二、车速（一）车速的分类与定义1。地点车速2。行驶车速3。区间车速4。运行车速5。临界车速6。设计车速2021/9/2411（二）车速变化的影响因素1。驾驶员条件2。车辆条件3。道路条件4。环境条件2021/9/2412（三）车速资料的应用1。交通规划2。道路几何设计3。经济效益分析4。交通管理5。道路现状评价与改善2021/9/2413三、交通密度（一）交通密度定义 是指一条道路上车辆的密集程度，即某一瞬时，单位长度内一个车道或一个方向或全部车道上的车辆数。2021/9/2414（二）车头间距与车头时距（二）车头间距与车头时距1。
5、车头间距同向连续行驶的两车车头之间间隔的距离即为车头间距，记为hd，单位为米/辆。路段中所有车头间距的平均值称为平均车头间距；可保证车辆安全行驶的最短车头间距叫做极限车头间距。2021/9/24152。车头时距当车头间距的间隔用时间（秒）表示时则为车头时距，记为ht，单位为秒/辆，是交通流理论中十分重要的指标。车头时距与交通量之间的关系为：2021/9/2416（三）车道占有率（三）车道占有率交通密度还可以用车道占有率来描述，车道占有率越高，交通密度越大。1。空间占有率即某一瞬时，单位长度路段上行驶的车辆总长占该路段长度的百分比，用Rs表示。2021/9/24172021/9/24182。时间
6、占有率即单位观测时间内，车辆通过某一断面的累计时间所占单位观测时间的百分比，用Rt表示。2021/9/2419（四）交通密度资料的应用判定交通拥挤情况，从而决定采取何种交通管理措施，划分某些道路交通设施水平的标准利用车辆间距组织侧向车辆或行人穿越等。2021/9/2420四、交通量、车速和密度间的相互关系四、交通量、车速和密度间的相互关系（一）基本关系式（一）基本关系式2021/9/2421（二）车速与密度的关系（二）车速与密度的关系车速与密度之间的关系，根据实测和分析之后认为是呈线性关系，如图。当密度逐渐增大则车速逐渐减小，当达到阻塞密度Kj时，车速为零，交通停顿。2021/9/2422（三
7、）交通量与密度的关系（三）交通量与密度的关系nQ-K关系曲线图如图，其中取得极值的K0称为最佳密度。n在K0之前，交通量随密度的增加而增加；而在K0之后，交通量将随密度的增加而减小。2021/9/2423（四）交通量与车速的关系（四）交通量与车速的关系nQ-V关系曲线图如图，其中V0为交通量最大时的车速，称为临界车速。2021/9/2424n将Q-K、Q-V、V-K关系图作于同一平面上，全面分析可知：（1）当密度很小时，交通量亦小，而车速很高（接近自由车速）。（2）随着密度逐渐增加，交通量亦逐渐增加，而车速逐渐降低。当车速降至V0时，交通量达到最大，此时的车速V0称为临界车速，密度K0称为最佳
8、密度。2021/9/2425（3）当密度继续增大（超过K0），交通开始拥挤，交通量和车速都降低。当密度达到最大（即阻塞密度Kj)时，交通量与车速都降至为零，此时的交通状况为车辆首尾相接，堵塞于道路上。（4）最大流量Qmax、临界车速V0和最佳密度K0是划分交通是否拥挤的特征值。当QQmax,KK0,VV0时，交通属于拥挤；当QQmax，KK0，VV0时，交通属于畅通。由此可知，速度和容量（密度）由此可知，速度和容量（密度）不可兼得。不可兼得。不同等级道路应采用不同的道路不同等级道路应采用不同的道路设计、交通控制与管理等。设计、交通控制与管理等。2021/9/24262021/9/24272-3
9、道路通行能力与服务水平道路通行能力与服务水平一、道路通行能力一、道路通行能力（一）通行能力概述（一）通行能力概述通行能力是道路在一定条件下单位时间内所能通过的车辆的极限数，是道路所具有的一种“能力”。而交通量是指道路在某一定时段内实际通过的车辆（或行人）数。当道路上的交通量接近或等于通行能力时，就会出现交通拥挤或阻塞停滞现象。2021/9/2428（二）通行能力定义（二）通行能力定义美国公路通行能力手册1950年：1。基本通行能力：在理想的道路和交通条件下，在单位时间内能通过一条车道或道路上某一点的最大小客车数。2。可能通行能力：在通常的道路和交通条件下，在单位时间内能通过一条车道或道路上某一
10、点的最大车辆数。3。实用通行能力：在通常的道路和交通条件下，行车密度不很高，不致引起过度的延误和阻碍驾驶的通行能力。2021/9/2429（三）路段通行能力（三）路段通行能力n路段通行能力为较长路段畅通无阻的连续行驶车流的通行能力。如市郊道路或城市无横向干扰的快速路的通行能力。（四）交叉口通行能力（四）交叉口通行能力n可分为有信号灯管制的交叉口通行能力和无信号灯管制的交叉口通行能力。为各进口道通行能力之和。n设计通行能力设计通行能力是指一设计中的道路的组成部分在预测的道路、交通、控制和气候环境条件下，该组成部分一条车道在所选用的设计服务水平下，单位时间能通过车辆或行人的最大数量。2021/9/
11、2430二、服务水平与服务交通量二、服务水平与服务交通量（一）基本概念（一）基本概念服务水平是描述交通流的运行条件及其对汽车驾驶者和乘客感觉的一种质量测定标准，是道路使用者从道路状况、交通条件、道路环境等方面可能得到的服务程度或服务质量。服务交通量是在通常的道路条件、交通条件和管制条件下，在已知周期（通常为15分钟）中，当能保持规定的服务水平时，车辆（或行人）能合理地期望通过一条车道或道路的一点或均匀路段的最大小时流率。2021/9/2431（二）服务水平分级（二）服务水平分级n评定服务水平的高低应包括下列因素：（1）行车速度和行驶时间、（2）车辆行驶时的自由程度、（3）行车受阻或受限制的情况
12、，可用每公里停车次数和车辆延误时间来衡量、（4）行车的安全性，已事故率和所造成的经济损失来衡量、（5）行车的舒适性和乘客满意的程度（6）经济性，以行驶费用来衡量。2021/9/24322021/9/24332-4 交通量、车速调查交通量、车速调查一、交通量调查一、交通量调查（一）交通量调查的种类（一）交通量调查的种类1。特定地点的交通量调查：这种调查是以研究交叉口设计、交通管理、信号灯控制为主要目的。如交叉口、路段及建筑物出入口等。2。区域交通量调查：在指定区域内的众多交叉口和路段设置交通量调查点，了解该区域内交通量组成及其变化。区域内同时进行，有短期和长期的。2021/9/2434（二）调查
13、地点与时间选择（二）调查地点与时间选择1。调查地点（1）典型路段：分级选择，如快速路、主干路、次干路、支路等。（2）交叉口：（3）大型建筑设施出入口：观测断面应选在车流稳定、观测视线清晰、不受干扰处。交叉口观测则在每个入口或出口处设置观测点，观测断面可选在停车线附近。2021/9/24352。调查时间作为了解交通量常年变化趋势的一般性调查，必须选在正常交通流的时候进行。一年当中多在春秋季节，一周中多从周二到周四。调查时间区段，除一年、一个月、一周等连续进行调查外，还有以下几种：1）24小时的昼夜观测：正常工作日的早7点-次日早7点2）昼间12（16）小时观测:上午7（6）点-下午7（10）点3
14、）高峰小时观测：上午7-10点，下午4-7点一般每隔15分钟作出分段记录，或5分钟、交叉口信号周期间隔2021/9/24362021/9/24372021/9/2438（三）交通量调查方法（三）交通量调查方法1。路旁测记法按不同的调查目的进行连续式或间歇式的观测记录。根据测记方法的不同可分为：1）人工记数：观测精度高，但体力消耗大，适于短期2）自动记数：节省人工、使用方便，识于长期。缺点难以区分车种、车型、流向 a.光电式计数器 b.感应式计数器 c.超声波计数器 d.气压式计数器此外，还有红外线式、电接触式、雷达式等2021/9/24392。流动车测定法可同时获得交通量、行驶时间和车速，是一
15、种较好的交通综合调查方法。（四）交通量调查资料整理（四）交通量调查资料整理1。汇总表2。柱状图2021/9/24403。流量流向图2021/9/24412021/9/2442二、车速调查二、车速调查时间平均速度时间平均速度：是区间平均速度，它是以给定的路段运行距离除以该距离的平均行驶时间而得到的。平均瞬时速度平均瞬时速度：地点车速。它是在道路上给定地点处，在交通通畅条件量测到的一组连续车辆速度的平均值（一）地点车速调查（一）地点车速调查1。调查地点2。调查时间2021/9/24433。调查方法（1）人工量测法：简单方便2021/9/2444（2）测速雷达仪（3）检测器法此外还有电影摄象机法、间
16、隔照相法、电视摄象机法等4。对调查样本的要求（1）抽样方法（2）所需调查样本数（二）区间车速调查（二）区间车速调查1。汽车牌照法2。流动车测定法2021/9/2445（三）观测资料的分析（三）观测资料的分析用直方图与车速频率分布曲线表示2021/9/2446车速直方图 车速频率累积曲线研究对象的特征点：1。中位地点车速（50%位车速）2。85%位车速：多作为限制车速3。15%位车速：多作为高速公路上限制最低车速的依据2021/9/24472-52-5起讫点（）调查起讫点（）调查一、OD调查的目的：调查的目的：掌握人、车出行的起点和终点以及出行目的、运输内容等情况。利用调查结果计算转换交通量，结
17、合土地利用、人口分布等技术经济指标预测未来交通需求，作为道路网规划的依据。二、调查的内容：二、调查的内容：（一）基本概念起点：起点：一次出行的出发地点。讫点：讫点：一次出行的目的地点。出行：出行：人、车、货从出发点到目的地移动的全过程。2021/9/2448出行具有如下特点：出行具有如下特点：（）移动必须是有目的的；（）一个单程为一次出行；（）不受换乘影响，即一次出行可能包括几种 几种交通形式（）一次出行必须有且仅有一个出发点和一个 到达点。出行端点：出行端点：出行的起点和讫点。每次出行有两个端 点。境内出行：境内出行：起讫点均在调查区范围之内的出行。过境出行：过境出行：起讫点均在调查区范围之
18、外的出行。区内出行：区内出行：调查区分成若干个小区后，起讫点均在同 一个小区。区区间出行：间出行：调查区分成若干个小区后，起讫点分别位 于不同小区内的出行。2021/9/2449小区形心：小区形心：代表同一小区内所有出行端点的某一集中点，是该小区的交通中心，而非该小区的几何图形的形心。期望线：期望线：为连接各小区形心间的直线，是反映人们期望的各形心之间的最短距离，与实际出行路线无关，它的宽度表示区间出行次数。主流倾向线：主流倾向线：是将若干条流向相近的期望线合并汇总而成，目的是简化期望线图，突出交通的主要流向。表：表：一种表示起讫点调查成果的表格。调查区境界线：调查区境界线：包围整个调查区域的
19、一条假想线。2021/9/2450区分出行方向区分出行方向2021/9/2451不区分出行方向不区分出行方向2021/9/2452（二）调查内容（二）调查内容包括对客流和货流的调查。客流调查的主要内容有：（）起讫地点；（）出行目的；（）出行方式（）出行时间（）出行次数（）出行距离货流调查的主要内容有：（）货源点与吸引点的分布；（）货流分类数量与比重；（）货运方式分配。2021/9/24532021/9/24542021/9/2455三、调查的步骤和方法三、调查的步骤和方法（一）调查前的准备工作（一）调查前的准备工作、划分交通区并编号：将调查区域划分成若干个交通小区。分区小，计算量大，分区小，计
20、算量大，成果精细；成果精细；分区大，计算量减少，分区大，计算量减少，但成果可能粗略，可但成果可能粗略，可能掩盖区域内的交通能掩盖区域内的交通特点。特点。2021/9/2456、出行的内外类别：（）内内出行起讫点均在同一小区内的出行。（）内外出行起点在某一小区内，而讫点在该小区外的出行。（）外内出行起点在某一小区外，而讫点在该小区内的出行。（）外外出行起讫点均在某一小区之外但起讫线穿越该区的出行。2021/9/2457、确定调查抽样率当城市人口少于万人时，可按抽样；万人，可按抽样；万人，可按抽样；万人，可按抽样；大于万人，可按抽样；车辆调查也可确定一个合适的抽样率，也可全部调查。、制备调查表格、
21、调查人员的训练、典型区域试点2021/9/2458（二）实地外业调查（二）实地外业调查、家庭访问法：、发（收）表法、单位访问法、电话询问法、路旁询问法车辆牌照法、公交路线乘客调查、客货运输集散点调查等。2021/9/2459四、调查结果汇总四、调查结果汇总2021/9/24602021/9/24612-6 远景交通量预估与分配远景交通量预估与分配远景交通量的预测与分配是一件很复杂的工作，一般可按下列程序进行：（）出行产生：预测远期年限各小区的出行量。（）出行分布：计算各小区之间的出行交换量。（）交通方式的选择：预测各小区之间将采用的交通方式及其所占比重。（）交通量分配：将区间交通量分配到相关道
22、路上去，作为交通、道路网规划的依据。2021/9/2462一、出行产生一、出行产生出行产生是某区域人或车的出行总量（即出行端点数），常以人次日或车次日为统计单位。出行的端（起讫点）又分为生成端和吸引端。其端点数即为出行发生交通量和出行吸引交通量。推算将来的各区发生和吸引交通量的方法大致有三类：增长率法、强度指标法、相关分析法增长率法、强度指标法、相关分析法2021/9/2463、增长率法2021/9/2464、强度指标法2021/9/2465、相关分析法2021/9/2466二、出行分布二、出行分布（一）出行分布的含义一般指各交通小区相互间的人或车的出行数。预测出行分布，就是根据现状出行分布和
23、预测的将来出行产生量，推算将来的出行分布。2021/9/2467（二）预测方法增长系数法：增长系数法：（现在形式法）由现状出行分布和增长系数计算出将来的出行分布。综合模式法：综合模式法：考虑区间距离、时间或费用等因素和交通量的关系利用模型求算将来分布交通量。、增长系数法（）均衡增长系数法：2021/9/2468（）平均增长系数法：2021/9/2469（）底特律法（）佛雷特法、综合模式法假定某发生区的出行量，其分布受其他区对它的吸引程度的影响。被其他区吸引的程度是和这些区的土地利用程度成正比，和出行阻力成反比。（）基本重力模式（）美国公路局重力模式2021/9/2470三、交通方式选择三、交通
24、方式选择即估计不同交通方式在总的出行量中所承担的比重。居民：不同交通方式（公共交通、私人小汽车、摩托车、自行车等）货运：不同类型货运车辆（大、中、小货车、拖挂车、集装箱运输车等）需考虑的因素：出行特征、个人的特点、家庭特点、地区特征、时间特征等。2021/9/2471四、交通量分配四、交通量分配（一）最短路径分配法（一）最短路径分配法、全有全无法（静态）2021/9/2472、容量限制法（动态）（二）多路径分配法、静态多路径分配法、动态多路径分配法一般说来，静态的分配方法适用于非拥挤型网络的交通分配，动态的分配方法适用于拥挤型网络的交通分配动态的分配方法适用于任何网络的交通分配。2021/9/2473下课，再见。下课，再见。2021/9/2474