第2章城市道路交通調查與分析本章主要內容：交通流特性交通流統計分布交通流參數調查與分析道路通行能力與服務水平一、交通流特性道路交通流的基本特征：

兩重性——對道路上運行車輛的控制不僅取決于駕駛員，還取決于道路條件和交通條件。

局限性——機動車的運動受時空條件和其動力性能的制約。

時空性——不同的時空條件有不同的運動狀態。

某一時段內，連續通過道路某一端面的車輛和行人所組成的車流和人流的統稱。1、什么是交通流？一、交通流特性交通量Q：某一特定時段內，通過道路某一地點、某一斷面或某一條車道的交通體的數量。交通流速度V（車速）交通密度K:某一瞬間，單位長度內某一車道、某一方向或全部車道上的車輛數。2、三個交通流參數一、交通流特性（1）交通量Q：某一特定時段內，通過道路某一地點、某一斷面或某一條車道的交通體的數量。2、三個交通流參數根據交通類型，可分為機動車交通量和非機動車交通量。根據選定的時間段可分為日交通量(ADT、WADT、MADT、AADT)、小時交通量(PHV、HAHV、30HV)和短時（5min、10min、15min）交通量。交通量可以統計為絕對交通量，還可以按一定的折算系數換算成某種標準車型的交通量，即當量交通量。當量小汽車算系數

車

種換算系數車

種換算系數自行車0.2旅行車1.2二輪摩托0.4大客車或小于9t的貨車2.0三輪摩托或微型汽車0.69~15t貨車3.0小客車或小于3t貨車1.0鉸接客車或大平板拖掛貨車4.0一、交通流特性2、三個交通流參數

年平均日交通量在城市道路與交通工程中是一項極其重要的控制性指標，可作為道路交通設施規劃、設計、管理等的依據。（1）交通量Q（1）交通量Q

小時交通量主要用于確定高峰期的持續時間和高峰期交通量的大小，估算通行能力，為交通管理提供依據。（1）交通量Q短時流量主要用于分析最大流率、高峰小時內的流量變化、通行能力對交通流的限制、高峰交通量的特性等內容。（1）交通量Q

交通量特性受到道路的等級和功能、地區和時間等因素的影響，具有較大的差異性。（1）交通量Q

交通量特性受到道路的等級和功能、地區和時間等因素的影響，具有較大的差異性。車道分布——交通量由內向外依次減少方向分布——方向不均勻系數路段分布——路段分配系數一、交通流特性（2）交通流速度V（車速）2、三個交通流參數車速既是道路規劃設計中的一項重要控制指標，又是車輛運營效率的一項主要評價指標，對于運輸經濟、安全、迅捷、舒適具有重要意義。

瞬時（地點）車速、行駛車速、區間車速、臨界車速①15％位車速

——最低限制速度②中位地點車速(50％位車速)

③85％位車速——最高限制速度（2）交通流速度V（車速）（2）交通流速度V（車速）設計車速（計算行車速度）設計車速是指具有平均駕駛水平的駕駛員在道路交通與氣候條件良好的情況下僅受道路條件限制所能保持的最大安全車速，是道路線形幾何設計的標準。計算行車速度的最大值：120km/h計算行車速度的最低值：20km/h。?根據汽車性能，并參考國內外的實際經驗，從節約能源以及人在感官上的感覺出發，計算行車速度的最大值采用120km/h是適宜的。不同等級的公路都有相應的國家規定，可以在相應的設計規范中查到。一、交通流特性（3）交通密度K:反映道路的擁擠程度。

某一瞬間，單位長度內某一車道、某一方向或全部車道上的車輛數。2、三個交通流參數K=N/L輛/千米（veh/km）一、交通流特性4、三個交通流參數之間的關系一、交通流特性4、三個交通流參數之間的關系V0=Vf/2K0=Kj/2Qm=VfKj/4Qm–最大交通量V0–臨界車速（最大流量時的速度）Vf-自由車速K0-臨界密度（最大流量時的密度）Kj-阻塞密度一、交通流特性4、三個交通流參數之間的關系（1）當K→0，車輛不受其他車輛干擾行駛，即v→vf，流量Q→0。（2）當0＜k＜k0,平均車速較高（vf＞v＞u0），而交通量較小。（3）隨著密度的增加，車輛之間的干擾相應的增加，當平均車速降到v0

時，交通量達到最大值。（4）當k＞k0,交通開始擁塞,平均車速低于v0，交通量也低于Qm。（5）當k→kj

時，則速度趨近于零，而流量再趨近于零。二、交通流統計分布

交通流的統計分布特性是交通流特性預報的有效手段，可使交通技術人員用少量的資料得出確切的預測結果。交通的到達具有隨機性，描述這種隨機性的統計規律有兩種方法，即概率論中的離散型分布和連續性分布。離散型分布又稱計數分布，考查在一段固定長度的時間內到達某場所的交通數量的波動性；連續型分布研究上述事件發生的間隔時間的統計特性，如車頭時距、車速和可穿越空擋等的概率分布。二、交通流統計分布1、離散型分布——泊松分布適用條件：車流密度不大，其他外界干擾因素基本上不存在，即車流是隨機的。P(x)—在計數間隔t內到達x

輛車的概率;

λ

—平均到車率(輛/s)；

t—每個計數間隔持續的時間(s)。

m=λ*t時間段t內通過車輛數的平均值通過道路某一點的車輛數常服從泊松分布。

已知某信號燈周期為60s，某一個入口的車流量為240輛/h，車輛到達符合泊松分布，求：（1）在1s、2s、3s內無車的概率；（2）求有95%的置信度的每個周期來車數。例題1解：（1）1s、2s、3s內無車的概率

λ=240/3600（輛/s），當t=1s時，m=λt=0.067當t=2s時，m=λt=0.133，當t=3s時，m=λt=0.2，

（2）有95%置信度的每個周期來車數的含義為：來車數小于或等于k輛的概率≥95%時的k值，即求：時的k

即λ=240/3600（輛/s），當t=60s時，m=λt=4

來車的分布為：遞推公式

設計上具有95%置信度的來車數不多于8輛。kP(k)累計P(≤k)kP(k)累計P(≤k)00.01830.018350.15630.785210.07330.091660.10420.889420.14650.238170.05950.948930.19540.433580.02980.978740.19540.6289例題2

設60輛車隨機分布在4km長的某主干道上，服從泊松分布，求任意400m路段上有6輛及6輛車以上的概率。

t=400m，λ=60/4000(輛/m)m=λt=6(輛)

P0=e-6=0.0025P1=6P0=

6e-6=0.0149P2=3P1=0.0446

P3=2P2=0.0892P4=1.5P3=0.1338

P5=1.2P4=0.1606不足6輛車的概率為P(x<6)=P0+P1+P2+P3+P4+

P5=0.4456有6輛及6輛車以上的概率為P(x≥6)=1-P(x<6)=0.5544二、交通流統計分布1、離散型分布——二項分布可用以預測違反交通規則的車輛數，在交叉口可能的轉彎車輛數以及在路段上行駛速度超限的車輛數等。n——試驗次數；

x——成功次數；p——在任何給定的試驗中成功的概率；

例題3在某紅綠燈交叉口上，據統計有25%的騎自行車者不遵守交通規則，當隨機抽取5位騎自行車者時可能2位不遵守交通規則的概率是多少？

n=5，x=2,p=0.25

即5人中有2人不遵守交通規則的概率是26.4%。二、交通流統計分布2、連續型分布

連續型分布用來描述車頭時距分布、速度分布、可穿越空擋分布等交通流的分布特性，常用的有負指數分布和移位負指數分布。二、交通流統計分布2、連續型分布——負指數分布負指數分布的適用條件:用于描述有充分超車機會的單列車流和密度不大的多列車流的車頭時距分布。負指數分布常與泊松分布相對應，當來車符合泊松分布時，車頭時距則符合負指數分布。

時間間隔t內不發生事件的概率與在時間t內k=0的概率是相同的。即：例題4

對于單向平均流量為360輛/h的車流，求車頭時距大于或等于10s的概率。車頭時距大于或等于10s的概率也就是10s以內無車的概率。由λ=360/3600=0.1

同樣，車頭時距小于10s的概率為：二、交通流統計分布2、連續型分布——負指數分布車頭時距服從負指數分布的車流特性見圖，曲線是單調下降的，說明車頭時距愈短，出現的概率愈大。二、交通流統計分布2、連續型分布當負指數分布用于單車道交通流的車頭時距分布時，理論上會得出大量的0-1s的車頭時距，但在實際中這種情況不可能出現。因為車輛的車頭至車頭的間距至少為一個車長加上前車尾部至后車頭部的一定間隔。移位的負指數分布：考慮前后兩車頭間的極限車頭時距。

例題5在一條有隔離帶的雙向四車道道路上，單向流量為360輛/h，該方向路寬7.5m，設行人步行速度為1m/s，求1h中提供給行人安全橫過單向車道的次數，如果單向流量增加到900輛/h，1h中提供給行人安全橫過單向車道的次數是增加還是減少。7.5mQ=360輛/h解：行人橫過單向行車道所需要的時間：

t=7.5/1=7.5s

因此，只有當h≥7.5s時，行人才能安全穿越，由于雙車道道路可以充分超車，車頭時距符合負指數分布，對于任意前后兩輛車而言，車頭時距大于7.5s的概率為：

對于Q=360輛/h的車流，1h車頭時距次數為360，其中h≥7.5s的車頭時距為可以安全橫穿的次數：

當Q=900輛/h時，車頭時距大于7.5s的概率為：

1h內車頭時距次數為900，其中h≥7.5s的車頭時距為可以安全橫穿的次數：

當Q=900輛/h時，車頭時距大于7.5s的概率為：

1h內車頭時距次數為900，其中h≥7.5s的車頭時距為可以安全橫穿的次數：二、交通流統計分布3、分布擬合優度檢驗檢驗假設是否與實際相符。X2檢驗法衡量實際的觀測頻數與理論的期望頻數之間差異的程度。三、交通流參數調查與分析交通流參數調查是指對交通量、行車速度、交通流密度等的大小與變化規律，以及車頭間距、占有率等的調查。交通流參數調查是交通工作者及時準確地掌握交通現狀和發展趨勢的有效途徑，可以為交通規劃、設計、管理和交通流理論研究提供原始資料。三、交通流參數調查與分析1、交通量調查調查地點①特定地點②區域

調查時間春秋季節，周二到周四24小時（晝間12或16小時）高峰小時（早高峰、晚高峰）通過交通量調查，可以得到觀測斷面的道路交通量、交通組成、交通運行及其變化規律(時變、方向分配、車道分配等)這樣諸多有用的信息。1、交通量調查1、交通量調查調查方法試驗車移動調查法人工觀測法試驗車移動調查示意圖1、交通量調查調查方法攝影法機械計數法法1、交通量調查資料整理——繪總成表，繪制成圖三、交通流參數調查與分析2、車速調查車速的大小與道路的通行能力、服務水平、管理與控制、規劃設計和運行效益有密切的關系。車速調查：①地點車速人工量測法測速雷達儀

②區間車速（行駛車速）汽車牌照法、流動車測定法2、車速調查——觀測資料分析2、車速調查——觀測資料分析三、交通流參數調查與分析3、行車時間與延誤調查行車時間是指汽車沿一定路線在實際交通條件下，從一處到達另一處行車所需的總時間，包括停車和延誤。延誤是指車輛在行駛中受到干擾或阻礙及駕駛員無法控制的意外而損失的時間。

通過行車時間及延誤的調查，可以評價道路的服務水平和擁擠程度，確定緩解擁擠的對策。四、道路通行能力與服務水平

道路通行能力和服務水平從不同角度反映了道路的性質與功能。通行能力主要反映道路服務數量的多少或能力的大小，服務水平則反映了道路服務質量或服務的滿意程度。四、道路通行能力與服務水平1、道路通行能力道路通行能力是指道路上某一點某一車道或某一斷面處，單位時間內可能通過的最大交通