第7講交通流特性（2）Chapter5TrafficStreamCharacteristics第7講交通流特性（2）Chapter5Traffic15.1概述5.2交通流參數5.2.1交通量和流率5.2.2速度與行程時間5.2.3密度與占有率5.2.4車頭時距與車頭間距5.3交通流三參數的關系

Chapter5

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5.1概述Chapter5

TrafficStrea25.2.2速度與行程時間速度：描述交通流狀態的第二個宏觀參數單位時間內通過的距離用S表示,單位是mi/h或ft/s（km/h或m/s）行程時間：通過某一路段所使用的時間包括停車時間用t表示，單位是h或s5.2.2速度與行程時間速度：3S與t的關系——成反比：S與t的關系——成反比：4幾種特征速度：地點速度車輛通過某一地點時的瞬時車速,用做道路設計、交通管制、交通規劃資料行駛速度區間距離/行駛時間(不包括停車時間)行程速度區間距離/行程時間臨界速度道路達到通行能力時的車速自由流速度一輛車在無其他車輛干擾的條件下通過某一區段的最高車速幾種特征速度：5速度的平均度量：1.時間平均車速（TMS）通過道路某一點所有車輛的地點速度的平均值也是所有車輛地點速度的算術平均值速度的平均度量：62.區間平均車速（SMS）行駛于道路某一長度內的全部車輛的車速分布的平均值。可以用區間距離/平均行程時間求得。所有車輛行程速度的調和平均值2.區間平均車速（SMS）7TMS與SMS之間的區別：TMS是點測量值，SMS是區間測量值實例說明見P143/127（Figure5.1showsanexampleillustratingthedifferencesbetweenthetwoaveragespeedmeasures…….）SMS通常比TMS小，因為低速車在區間內占據空間的時間長。TMS與SMS之間的區別：8SMS的幾種定義:在某一特定瞬間，行駛于道路某一特定長度內的全部車輛車速分布的平均值。某時段內，行駛于某段路段或車道內的全部車輛的車速平均值。某路段的長度與通過該路段所有車輛的平均行程時間之比。SMS的幾種定義:9計算TMS與SMS的實例1：計算TMS與SMS的實例1：10計算TMS與SMS的實例2：有三輛汽車，分別以20km/h,40km/h和60km/h的速度，通過長度為10km的路段，求時間平均速度與區間平均速度。計算TMS與SMS的實例2：115.1概述5.2交通流參數5.2.1交通量和流率5.2.2速度與行程時間5.2.3密度與占有率5.2.4車頭時距與車頭間距5.3交通流三參數的關系

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5.1概述Chapter5

TrafficStrea125.2.3密度與占有率密度：定義：單位長度道路或車道上，某一瞬間所存在的車輛數用D表示，單位是veh/mi或veh/mi/ln(veh/km或veh/km/ln)密度是在一段道路上測得的瞬時值不容易直接測量，經常用速度和交通量來間接計算但密度是三個參數中最重要的一個，因為它可以最直接地反映交通需求5.2.3密度與占有率密度：13常用特征密度臨界密度交通量達到理論通行能力時的密度。阻塞密度速度趨于零，交通量也趨于零時的密度。常用特征密度14占有率與地感線圈檢測技術相關的指標地感線圈的原理：電磁感應地感線圈雖不能直接測量密度，但可以測量占有率，通過占有率推算密度。占有率15交通工程基礎第7講交通流特性課件16用占有率推算密度的方法：用占有率推算密度的方法：17計算過程詳解：占有率分為時間占有率（Ot）與空間占有率（Os）Ot＝車輛檢測器的占用時間/總觀測時間檢測器的占用時間是車輛的前保險杠激活檢測器的上游邊界開始，直到車輛的后保險杠離開檢測器的下游的邊界為止在檢測器接通期間，車輛駛過的距離為：Lv+Ld，這一距離被認為是車輛的有效長度。Os=N（Lv+Ld）/L=D(Lv+Ld)/5280，其中N為檢測時間內通過車輛數，D為交通流密度，單位vel/mi。如果認為時間占有率等于空間占有率，即可推出式（5－7）計算過程詳解：18用O計算D的實例（P145/129）：Consideracaseinwhichadetectorrecordsanoccupancyof0.200fora15-minuteanalysisperiod.Iftheaveragelengthofavehicleis28ft,andthedetectoris3ftlong,whatisthedensity?用O計算D的實例（P145/129）：195.1概述5.2交通流參數5.2.1交通量和流率5.2.2速度與行程時間5.2.3密度與占有率5.2.4車頭時距與車頭間距5.3交通流三參數的關系

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TrafficStrea205.2.4車頭時距與車頭間距車頭間距一條車道中前后兩輛車的車頭間距離一般考察平均車頭間距，用da表示,單位是ft(m)車頭時距一條車道中前后兩輛車駛過某一點的時間間隔一般考察平均車頭時距，用ha表示，單位是s5.2.4車頭時距與車頭間距車頭間距21da、ha與宏觀參數的關系：da、ha與宏觀參數的關系：22微觀參數的用途：短時間內測量大量的參數值（Atrafficstreamwithavolumeof1,000vehsovera15-minutetimeperiodresultsinasinglevalueofrateofflow,spacemeanspeed,anddensitywhenobserved.Therewouldbe,however,1,000headwayandspacingmeasurements,assumingthatallvehiclepairswereobserved.）用來單獨分析不同類型的車輛微觀參數的用途：23宏觀參數與微觀參數的換算實例1：Trafficinacongestedmultilanehighwaylaneisobservedtohaveanaveragespacingof200ft,andanaverageheadwaLyof3.8s.Estimatetherateofflow,densityandspeedoftrafficinthislane.（P146/130）宏觀參數與微觀參數的換算實例1：24宏觀參數與微觀參數的換算實例2：在市郊一段500m長的公路上，于起點斷面5min內測得通過車輛為30輛，車速為36km/h，車流為連續平均流，求平均車頭時距、平均車頭間距、交通流密度、一輛車通過該路段所需的時間。宏觀參數與微觀參數的換算實例2：255.1概述5.2交通流參數5.2.1交通量和流率5.2.2速度與行程時間5.2.3密度與占有率5.2.4車頭時距與車頭間距5.3交通流三參數的關系

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TrafficStrea265.3交通流三參數的關系三個宏觀參數之間的基本關系：v：流率S：區間平均速度D：密度5.3交通流三參數的關系三個宏觀參數之間的基本關系：27速度與密度是區間量，而流率是點測量值速度與密度產生流率速度與密度是區間量，而流率是點測量值28用速度與流率計算密度的實例（P146/130）：Considerafreewaylanewithameasuredspacemeanspeedof60mi/handaflowrateof1,000veh/h/ln.ThedensitycouldbeestimatedfromEquation5-11as……用速度與流率計算密度的實例（P146/130）：29三參數之間的關系曲線1三參數之間的關系曲線130三參數之間的關系曲線（P147/131）幾個特征點臨界密度阻塞密度臨界速度通行能力自由流速度三參數之間的關系曲線（P147/131）31三個關系中，速度－密度關系是基本關系最簡單的模型：Greenshields模型（速度與密度是線性關系）三個關系中，速度－密度關系是基本關系32用Greenshields模型分析交通流的實例1（P148/132）：Assumethataspeed-densitystudyhasresultedinthefollowingcalibratedrelationship……用Greenshields模型分析交通流的實例1（P14833用Greenshields模型分析交通流的實例2：已知某公路上自由流速度為80km/h，阻塞密度為110veh/km。試用Greenshields模型求：（1）在該路段上期望得到的最大流量；（2）達到最大流量時所對應的車速。用Greenshields模型分析交通流的實例2：34作業復習：5.2.2,5.2.3,5.2.4,5.3,中文教材第三章三、四、五、六節習題:5-2,5-3,5-4,5-6,5-9,5-10作業35第7講交通流特性（2）Chapter5TrafficStreamCharacteristics第7講交通流特性（2）Chapter5Traffic365.1概述5.2交通流參數5.2.1交通量和流率5.2.2速度與行程時間5.2.3密度與占有率5.2.4車頭時距與車頭間距5.3交通流三參數的關系

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5.1概述Chapter5

TrafficStrea375.2.2速度與行程時間速度：描述交通流狀態的第二個宏觀參數單位時間內通過的距離用S表示,單位是mi/h或ft/s（km/h或m/s）行程時間：通過某一路段所使用的時間包括停車時間用t表示，單位是h或s5.2.2速度與行程時間速度：38S與t的關系——成反比：S與t的關系——成反比：39幾種特征速度：地點速度車輛通過某一地點時的瞬時車速,用做道路設計、交通管制、交通規劃資料行駛速度區間距離/行駛時間(不包括停車時間)行程速度區間距離/行程時間臨界速度道路達到通行能力時的車速自由流速度一輛車在無其他車輛干擾的條件下通過某一區段的最高車速幾種特征速度：40速度的平均度量：1.時間平均車速（TMS）通過道路某一點所有車輛的地點速度的平均值也是所有車輛地點速度的算術平均值速度的平均度量：412.區間平均車速（SMS）行駛于道路某一長度內的全部車輛的車速分布的平均值。可以用區間距離/平均行程時間求得。所有車輛行程速度的調和平均值2.區間平均車速（SMS）42TMS與SMS之間的區別：TMS是點測量值，SMS是區間測量值實例說明見P143/127（Figure5.1showsanexampleillustratingthedifferencesbetweenthetwoaveragespeedmeasures…….）SMS通常比TMS小，因為低速車在區間內占據空間的時間長。TMS與SMS之間的區別：43SMS的幾種定義:在某一特定瞬間，行駛于道路某一特定長度內的全部車輛車速分布的平均值。某時段內，行駛于某段路段或車道內的全部車輛的車速平均值。某路段的長度與通過該路段所有車輛的平均行程時間之比。SMS的幾種定義:44計算TMS與SMS的實例1：計算TMS與SMS的實例1：45計算TMS與SMS的實例2：有三輛汽車，分別以20km/h,40km/h和60km/h的速度，通過長度為10km的路段，求時間平均速度與區間平均速度。計算TMS與SMS的實例2：465.1概述5.2交通流參數5.2.1交通量和流率5.2.2速度與行程時間5.2.3密度與占有率5.2.4車頭時距與車頭間距5.3交通流三參數的關系

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5.1概述Chapter5

TrafficStrea475.2.3密度與占有率密度：定義：單位長度道路或車道上，某一瞬間所存在的車輛數用D表示，單位是veh/mi或veh/mi/ln(veh/km或veh/km/ln)密度是在一段道路上測得的瞬時值不容易直接測量，經常用速度和交通量來間接計算但密度是三個參數中最重要的一個，因為它可以最直接地反映交通需求5.2.3密度與占有率密度：48常用特征密度臨界密度交通量達到理論通行能力時的密度。阻塞密度速度趨于零，交通量也趨于零時的密度。常用特征密度49占有率與地感線圈檢測技術相關的指標地感線圈的原理：電磁感應地感線圈雖不能直接測量密度，但可以測量占有率，通過占有率推算密度。占有率50交通工程基礎第7講交通流特性課件51用占有率推算密度的方法：用占有率推算密度的方法：52計算過程詳解：占有率分為時間占有率（Ot）與空間占有率（Os）Ot＝車輛檢測器的占用時間/總觀測時間檢測器的占用時間是車輛的前保險杠激活檢測器的上游邊界開始，直到車輛的后保險杠離開檢測器的下游的邊界為止在檢測器接通期間，車輛駛過的距離為：Lv+Ld，這一距離被認為是車輛的有效長度。Os=N（Lv+Ld）/L=D(Lv+Ld)/5280，其中N為檢測時間內通過車輛數，D為交通流密度，單位vel/mi。如果認為時間占有率等于空間占有率，即可推出式（5－7）計算過程詳解：53用O計算D的實例（P145/129）：Consideracaseinwhichadetectorrecordsanoccupancyof0.200fora15-minuteanalysisperiod.Iftheaveragelengthofavehicleis28ft,andthedetectoris3ftlong,whatisthedensity?用O計算D的實例（P145/129）：545.1概述5.2交通流參數5.2.1交通量和流率5.2.2速度與行程時間5.2.3密度與占有率5.2.4車頭時距與車頭間距5.3交通流三參數的關系

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5.1概述Chapter5

TrafficStrea555.2.4車頭時距與車頭間距車頭間距一條車道中前后兩輛車的車頭間距離一般考察平均車頭間距，用da表示,單位是ft(m)車頭時距一條車道中前后兩輛車駛過某一點的時間間隔一般考察平均車頭時距，用ha表示，單位是s5.2.4車頭時距與車頭間距車頭間距56da、ha與宏觀參數的關系：da、ha與宏觀參數的關系：57微觀參數的用途：短時間內測量大量的參數值（Atrafficstreamwithavolumeof1,000vehsovera15-minutetimeperiodresultsinasinglevalueofrateofflow,spacemeanspeed,anddensitywhenobserved.Therewouldbe,however,1,000headwayandspacingmeasurements,assumingthatallvehiclepairswereobserved.）用來單獨分析不同類型的車輛微觀參數的用途：58宏觀參數與微觀參數的換算實例1：Trafficinacongestedmultilanehighwaylaneisobservedtohaveanaveragespacingof200ft,andanaverageheadwaLyof3.8s.Estimatetherateofflow,densityandspeedoftrafficinthislane.（P146/130）宏觀參數與微觀參數的換算實例1：59宏觀參數與微觀參數的換算實例2：在市郊一段500m長的公路上，于起點斷面5min內測得通過車輛為30輛，車速為36km/h，車流為連續平均流，求平均車頭時距、平均車頭間距、交通流密度、一輛車通過該路段所需的時間。宏觀參數與微觀參數的換算實例2：605.1概述5.2交通流參數5.2.1交通量和流率5.2.2速度與行程時間5.2.3密度與占有率5.2.4車頭時距與車頭間距5.3交通流三參數的關系

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5.1概述Chapter5

TrafficStrea615.3交通流三參數的關系三個宏觀參數之間的基本關系：v：流率S：區間平均速度