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1、交通工程学交通工程学（第（第3章章 交通调查与分析）交通调查与分析）第第3章章 交通调查与分析交通调查与分析3.1 概述（了解）概述（了解）3.2 交通量的调查与分析（熟练掌握）交通量的调查与分析（熟练掌握）3.3 车速的调查与分析（熟练掌握）车速的调查与分析（熟练掌握）3.4 密度的调查（理解）密度的调查（理解）3.1 概述概述p交通调查的定义：一种用客观的手段、测定道路交通状态发展趋势及有关现象的数据，并进行统计分析，其目的是向交通城建、规划、环保以及公安交通管理等部门提供改善、优化道路的实际参考资料和数据依据。p交通调查的对象和内容：交通系统组成的各个方面，如：交通量；车速；密度；延误；
2、通行能力；出行；事故；环境；公交；停车；交通设施；土地利用与经济调查等。p交通调查的基本要求：客观性（以事实基础）；科学性（计划系统、步骤完善、方法科学）；针对性（有目的的活动）；数据抽样（经济可行、实效可信）。3.2 交通量的调查与分析交通量的调查与分析3.2.1 交通量调查的用途交通量调查的用途 3.2.2 交通量的分类与表示交通量的分类与表示3.2.3 交通量的调查方法交通量的调查方法 3.2.4 资料的整理与分析资料的整理与分析3.2.5 交通量调查的步骤交通量调查的步骤3.2.6 调查案例调查案例 交通量是交通需求在交通系统中的表象，交通量是交通需求在交通系统中的表象，具有时空特性，
3、随交通方式的不同有不同类型具有时空特性，随交通方式的不同有不同类型交通量。交通量。根据交通量的调查数据分析结果，可以确根据交通量的调查数据分析结果，可以确定设施的规模和交通的拥挤程度，判断交通流定设施的规模和交通的拥挤程度，判断交通流的平衡状态，从而为交通设计与改造，交通控的平衡状态，从而为交通设计与改造，交通控制与管理提供依据。制与管理提供依据。3.2.1 交通量调查的用途交通量调查的用途3.2.2.1 交通量的分类3.2.2.2 交通量的表示3.2.2 交通量的分类与表示交通量的分类与表示q按交通组成：机动车、非机动车、行人交通量。按交通组成：机动车、非机动车、行人交通量。p按统计时间：年
4、、月、日、小时、分钟交通量。按统计时间：年、月、日、小时、分钟交通量。p按调查类型：公路、城市道路、交叉口、城市出按调查类型：公路、城市道路、交叉口、城市出入口、分隔查核线交通量。入口、分隔查核线交通量。3.2.2.1 交通量的分类交通量的分类机动车非机动车货车客车摩托车自行车行人大货（5t）中货（1t）小货（1t）小汽车中客（20人）大客（20人）典型的城市交通量分类（按交通组成）3.2.2.2 交通量的表示交通量的表示换算系数的确定：各种车辆所占道路面积和行车速度的比值；通过端面的平均车头时距的比值。q交通量的表示：单位时间通过的车或人的数量。p交通量的表示需分类：一般来说，公共汽车应单独
5、量测。p交通量的换算：将调查所得的不同类型的车辆换算成某单一种车型的数量。p换算最终车型：小汽车（高速公路、一级公路、城市道路）；中型载重货车（二级以下公路）。3.2.3.1 方法综述方法综述3.2.3.2 人工观测法人工观测法3.2.3.3 浮动车法浮动车法3.2.3.4 电磁感应线圈检测法电磁感应线圈检测法3.2.3.5 自动识别法（摄像法）自动识别法（摄像法）3.2.3 交通量的调查方法交通量的调查方法p确定观测地点：根据调查类型。公路交通量调查观测站：控制性观测站（连续性）、辅助性（间隙性）观测站；补充性（临时性）观测站（选取观测断面）。p调查时间：根据研究需要确定调查时间（早高峰、晚
6、高峰、平峰），路网系统调查时时间应统一（点及网络调查的协调，具有可比性）p观测方法：人工计测法；浮动车观测法；计数仪观测法（各类检测装置）；摄像与人工计数结合法；自动识别系统观测法。3.2.3.1 方法综述方法综述p使用工具：调查人员、计时器（秒表）、计数器、记录板，纸、笔。p适用调查种类：分车种交通量、车道交通量、转向交通量、非机动车和行人交通量、车辆性质调查（如所属单位、地区、部门或系统）。p优点：机动灵活，易于掌握。p缺点：劳动强度大，费力。p注意事项：适用于短期调查，做好调查人员的业务培训和纪律性教育工作；注意安全和后勤保障。3.2.3.2 人工观测法人工观测法3.2.3.3 浮动车观
7、测法浮动车观测法p英国道路研究试验所：1954，华德鲁勃、查尔斯沃思提出，可同时测量某一路段的交通量、平均行程时间和平均行程车速。p人员：3人，1人记录与测试车对向开来的车辆数；1人记录与测试车同向行车的车辆中，被测试车超越的车辆数和超越测试车的车辆数；1人记录停驶时间。p测试车：应采用普通的标准车。p调查采样数据：一般需测1216组数据，即往返68次。距离距离l12m+1。m+1m+nm+nAC3.2.3.3 浮动车观测法（续）浮动车观测法（续）YctcXcYataXa3.2.3.3 浮动车观测法（续）浮动车观测法（续）调查数据计算调查数据计算1、测定方向上的交通量 qc路段待测定方向上的交
8、通量，辆/min；Xa测试车逆测定方向行驶时，朝测试车对向行驶的来车数，辆；Yc测试车在待测定方向行驶时，超越测试车的车辆数减去被测试车超越的车辆数，辆；ta测试车与待测定车流方向反向行驶时的行驶时间，min；tc测试车顺待测定车流方向行驶时的行驶时间，min。2、平均行程时间 tc测定路段的平均行程时间，min。3、平均车速 vc测定路段的平均车速，km/h；l测定路段的长度，km。浮动车观测法的评价浮动车观测法的评价3.2.3.3 浮动车观测法（续）浮动车观测法（续）l 优点：优点：可同时测行程速度、行程时间和交通量，内业工作量小。l缺点：缺点：道路沿途有交叉口、或交叉口间距短、交通流不稳
9、定等情况下不宜采用，另外观测精度也较低。3.2.3.4 电磁感应线圈检测法电磁感应线圈检测法 电磁感应线圈检测器主要有通过型和存在型两大类，都是由环型线圈和检测器两部分组成。基本原理就是由具有一定电感的环型线圈及电容器组成谐振电路，当有车辆通过/驻留环型线圈电磁场范围时，环型线圈磁通量发生变化，进而产生振荡电压频移，通过对振荡电压信号频移量的分析，确定车辆通过/存在状态。3.2.3.4 电磁感应线圈检测法（续）电磁感应线圈检测法（续）电磁感应线圈可检测数据类型：流量、流速、排队长度、道路占有率、饱和度、车型等。3.2.3.5 自动识别检测法（摄像法）自动识别检测法（摄像法）p数据整理方法：人工
10、整理；计算机处理。p整理与分析原则：简单直观；易发现规律。p整理与分析内容：按不同单位时间及不同地点统计不同类型的交通量或组合交通量，并分析特征交通量，交通量的时间序列分布、空间（地点或路段）分布和车辆组成情况。p结果表示方法：公式计算值；汇总表；图形（柱状图、饼图、曲线图、示意图）；文字报告。3.2.4 资料的整理与分析资料的整理与分析交通量时变曲线图交通量时变曲线图路网交通量表示图路网交通量表示图p确定调查目的、范围和内容；确定调查目的、范围和内容；p拟定调查方案（调查地点或区域、调查对象、拟定调查方案（调查地点或区域、调查对象、日期及时间、调查方法、所需的仪器工具、日期及时间、调查方法、
11、所需的仪器工具、人员配备及分工）；人员配备及分工）；p调查工作的准备：人员组织及培训、工具和调查工作的准备：人员组织及培训、工具和调查表格的准备；调查表格的准备；p汇总，资料整理；汇总，资料整理；p对所获的数据进行归纳、分析，写出调查报对所获的数据进行归纳、分析，写出调查报告及建议。告及建议。3.2.5 交通量的调查步骤交通量的调查步骤3.2.6 交通量调查案例交通量调查案例3.3 速度的调查与分析速度的调查与分析3.2.1 速度调查的用途速度调查的用途 3.2.2 地点速度调查地点速度调查 3.2.3 行程速度与行驶速度调查行程速度与行驶速度调查 3.3.1 速度调查的用途速度调查的用途 速
12、度是交通参与者、车辆及道路条件互相作用表现出的重要状态量，是确定交通设施的设计要素、管理手段与水平、交通质量评价、安全度评价的极其重要的指标。通过速度的调查，掌握车速的分布规律和变化趋势，及其影响因素，有助于为交通分析与评价、交通设计和改善、交通控制和管理提供依据。3.3.2 地点速度调查地点速度调查3.3.2.1 地点车速调查综述地点车速调查综述 3.3.2.2 人工观测法人工观测法3.3.2.3 资料的整理与分析资料的整理与分析 地点车速调查的目的：(1)掌握某地点车速分布规律及速度变化趋势；(2)作为交叉口交通设计的重要参数；(3)用于交通事故分析；(4)判断交通改善措施的成效；(5)确
13、定道路限制车速(6)设置交通标志的依据；(7)局部地点如道路弯道、坡度、瓶硕等处的交通改善设计的依据；(8)交通流理论研究中的重要参数。3.3.2.1 地点速度调查综述地点速度调查综述p调查地点的确定：观测地点的选择应服从于观测的目的，以取得实际正常车速为目标。p调查时间的确定：代表性（无异常波动）；针对性（目的性较强）。p车速调查抽样：样本的选择要求具有相对随机性、独立性；数据观测条件具有相近的观测条件；样本的大小取决于精度的要求。调查方法：l人工观测法：l雷达测速法；l自动计数器（如线圈、视频）;l录像法。1人工测速法 方法：最常见的是秒表测速法，即在欲调查的地点，量测一小段距离L，在两端
14、做好标记观测员用秒表测定各种类型车辆经过前后两标记的时间，记录员在标准记录表上记录距离、车型及通过两标记的时间，经整理计算，得到各类车辆的地点车速 2 2雷达测速法雷达测速法 l雷达测速的基本原理是应用多普勒效应。当雷达测速仪瞄准测速车辆时，发射出无线电波，遇车辆后再从车辆反射回来，发射波与反射波的频率差与车辆行驶的速度成正比，从而得到车辆的瞬时车速。雷达所发射的电波频率为f，发射电波碰到车辆后反射回来的频率为f，车辆运行的速度为v，电波传播速度为c，雷达发射的电波方向与车辆运行方向之间的交角为 式中“十”号表示车辆向接近雷达方向运行，“一”表示车辆远离雷达方向运行 3自动计数器测速 l通常使
15、用电感式、环状线圈式和超声波式检测器测量地点车速，均设置在固定测站上，同时测得流量和流速。l 测量方法：在测速地点取一小段距离(如取5m)，两端均埋设检测器，车辆通过前后两检测器时，即发出信号，并传送给记录仪，记录下车辆通过前后两个检测器的时间，从而算得车速。n数据整理步骤：速度分组；求组中值；求观测频数和频率；求累计观测频数和累计频率；绘制频率分布直方图和累计频率曲线图；n速度统计特征值计算：平均车速、标准离差；n代表性车速：中位车速；第85%车速（累计频率为85%时对应的车速，行驶的车辆中有85%的车辆的速度不超过该车速），作为最高限速的依据；第15%位车速，作为最低速度限速的依据。3.3
16、.2.3 资料的整理与分析资料的整理与分析3.3.2.3 资料的整理与分析（续）资料的整理与分析（续）LowerLimit(mi/h)UpperLimit(mi/h)32343300.0%0.0%0034363551.8%1.8%1756,12536383751.8%3.5%1856,84538403972.5%6.0%27310,647404241134.6%10.6%53321,853424443217.4%18.0%90338,8294446453311.7%29.7%1,48566,8254648474616.3%45.9%2,162101,6144850496221.9%67.8%3
17、,038148,8625052513713.1%80.9%1,88796,237525453248.5%89.4%1,27267,416545655144.9%94.3%77042,35056585793.2%97.5%51329,24158605951.8%99.3%29517,40560626120.7%100.0%1227,44262646300.0%100.0%00283100.0%13,613661,691Frequency Distribution Table for Illustrative Spot Speed StudyCum.%Freq-(%)*nS*nS2*All per
18、cents computed to two decimal places and rounded to one;this may cause apparenterror in cumulative percents due to rounding.*Computations rounded to the nearest whole number.Speed GroupMiddleSpeedS(mi/h)ObservedFreq-in Groupn%Freq-in Group(%)*Frequency Distribution Graph for Illustrative Spot Speed
19、StudyFrequency Distribution Graph for Illustrative Spot Speed Study3.3.2.3 资料的整理与分析（续）资料的整理与分析（续）Cum Frequency Distribution Graph for Illustrative Spot Speed StudyCum Frequency Distribution Graph for Illustrative Spot Speed Study3.3.2.3 资料的整理与分析（续）资料的整理与分析（续）五、地点车速数据统计分析实例五、地点车速数据统计分析实例 例31 上海市北路某断面
20、实测地点车速样本如表36试整理出该车速的频率分布表、频率分布直方图、累计频率曲线，计算速度分布特征值(平均车速、标准离差、85地点车速、15地点车速)，并检验该样本是否拟合正态分布。解：l实测车速分组频数如表37。l地点车速频率分布表。l绘制地点车速频率分布直方图(图39)。l绘制地点车速累计频率曲线(图310)。l组数及组距确定（一般分为10组）lR=Vmax-Vmin确定上界值：取3确定组中值=速度分组3-44-55-66-77-88-99-10 10-1111-1212-13观测频数36816272014842速度分组组中值频数累计频数频率(%)累计频率(%)3-43.5332.82.8
21、4-54.5695.58.35-65.58177.415.76-76.5163314.830.57-87.5276025.055.58-98.5208018.5749-109.5149413.08710-1110.581027.494.411-1211.541063.798.112-1312.521081.9100总计1081003.3.3 行程速度与行驶速度调查调查行程速度与行驶速度调查调查3.3.3.1 行程车速和行驶车速调查综述行程车速和行驶车速调查综述 3.3.2.2 牌照调查法牌照调查法3.3.2.3 跟车观测法跟车观测法3.3.2.4 资料的整理与分析资料的整理与分析 区间车速调查
22、的目的：(1)掌握道路交通现状，作为评价道路服务水平的主要指标；(2)路线改善设计的依据；(3)作均衡量道路上车辆运营经济性(时间和车辆耗油)的重要参数：(4)作为交通规划中路网交通流量分配的重要依据；(5)确定交通管理措施及联动交通信号配时的依据；(6)判断道路工程改善措施前后效果对比的重要指标；(7)交通流理论研究中的重要参数。n调查路线的选定：随资料的使用目的而定。n调查时间的确定：随资料的使用目的而定。n调查方法：牌照法（人工观测或图象识别观测）；跟车观测法；仪器观测法（五轮仪观测法、光感测速仪法）；浮动车观测法。3.3.3.1 行程速度与行驶速度调查综行程速度与行驶速度调查综述述3.
23、3.3.2 牌照法牌照法q方法：起终点各配两名观测员，观测员记录观测点的车辆类型、牌照号码、各辆车的到达时间。q优点：取样速度快、目的性强（能测出不同车辆类型和不同时段的行程车速）。q缺点：不能测途中延误、起终点的牌照号码可能不完全一致，要求样本数较大。车辆类型牌照号码起点时间终点时间行程时间区间车速行程车速调查观测表行程车速调查观测表日期 天气 起点位置 终点位置 观测人 起止时间 距离3.3.3.3 跟车观测法跟车观测法q方法：预先确定观测路线并进行路段编号；两名观测人员，一人测量观测时间和延误原因，一人记录；跟车队行驶；测速次数一般为68次。q优点：方法简单、观测全面、工作量小。q缺点：
24、难以在同一时间段进行多次测量；要求车辆较多，并形成车流；易受驾驶员行车习惯和测试车性能的影响。3.3.3.3 跟车观跟车观测法（续）测法（续）区间车速调查观测表日期 天气 起点位置 终点位置 观测人 起止时间 8:00:00 突然突然延误延误起点起点时间止点止点时间停车时间（s）距离(m)停车原因行驶车速(km/h)行程车速(km/h)00:0001:3020500红灯2016.401:5003:10101200左转车31.528-1行人n制作汇总表：路段长度、行程时间、行驶时间、延误、行程速度（计算）、行驶速度（计算）；n时间分布特征分析：高峰、平峰、低峰时的速度；n空间分布特征：不同道路、不同区域车速分布特征。3.3.3.4 资料的整理与分析资料的整理与分析 3.4 密度的调查密度的调查l原理：在路段AB上，t0时刻存在的车辆数为E(t0)，若从t0到t1的这一段时间内进入该路段的车辆数为QA；驶出该路段的车辆数为QB，则t时刻时，AB段上的车辆数为：ABQAQBLABab实验车调查方法：出入量法调查方法：出入量法l 的计算：试验车法 试验车跟随车流通过A处的时刻为t0，通过B处的时刻为t1，t0到t1这段时间内通过A处的车辆数为qA，通过B处的车辆数为qB，试验车超车数为a，试验车被超出数为b，则：