交通工程学

知识点

第一章 1 交通工程定义：

交通工程是研究交通规律及应用的一门技术科学，主要内容有交通规划，交通设施交通运营管理。研究对象有驾驶员行人道路交通环境。

交通工程学的内容为五E学科。执法 教育 工程 环境 能源

研究对象包括：人（驾驶员，行人，乘客）车（机动车与非机动车）路（公路城市道路）。

第二章

1 驾驶员交通特性

行车过程是感知，判断决策和操纵的往复循环过程 二 视觉

1视力：视力有动视力静视力夜间视力 2视力适应

由明处到暗处眼睛习惯视力恢复的过程叫暗适应，由暗处到明处，眼睛习惯视觉恢复，叫明适应。 暗适应的时间要长。

视野：行驶速度越高驾驶员越注视远方视野越窄 驾驶员年龄越大周围视力越会减退 六 驾驶疲劳

1驾驶员生活情况。2 车内外的环境。3驾驶员的自身特性 七 饮酒与驾驶

酒后开车所产生的事故特点。

1向静止物体撞击2向停驻车辆撞击3夜间与对向车辆迎面撞击。4因看错道路而引起的各种翻车。5重大事故和恶性事故多，致死率高 饮酒鉴别

1观察驾驶员状态 2心理生理试验 3直接检查酒精含量 20—80mg/100ml为饮酒驾车 >=80mg/100ml 为醉酒驾车

行人的交通特性

基本参数

步频：行人在单位时间内行走时跨步的次数。一般80—150次每分钟之间常用120次。 步幅行人每跨出一步的长度。一般在63.7 步速行人单位时间内走过的距离。1—1.2M/s 车辆的交通特性。

尺寸参数：外廓尺寸，轴距，轮距，前悬，后悬等。 质量参数：整车自重，载质量，总质量，空载轴荷分配。 性能参数：动力性，燃油经济性，发动机的性能和舒适性

动力性指标：最高车速，汽车的加速度和加速时间，汽车能爬上的最大坡度。

交通量

交通流率：不足一小时通过的交通量等效转换为一小时的。

交通量是指在选定的时间段内通过道路某一点某一断面或某一条车道交通体的数量。 1平均日交通量 ADT

将观测时间内统计的交通总合除以观测的总天数：ADT= 1/n∑Q 年平均日交通量AADT

一年内观测的交通量总和除以一年的总天数365，所得的平均值极为年平均日交通量。 AADT =1/365sumQ

Qi为观测期内第i天的交通量 月平均日交通量MADT

一月内观测的交通量总和除以一月的总天数，所得的平均值即为月平均日交通量。 MADT=1/k sum Q Qi观测期内第i天的交通量 K=28,29,30,31 周平均交通WADT

一周内观测的交通量总和除以一周的总天数，所得的平均值即为周平均日交通量。 WADT=1/7 Sum Qi 高峰小时交通量

一天内的高峰期间连续60min的最大交通量。 第三十小时交通量

指一年当中8760个小时交通量按大小次序排列，从大到小序号第30那个小时的交通量。 方向分布系数：

KD=重行车方向交通量 / 双向总交通量

高峰小时流量比：高峰小时交通量与全天交通量的比值。我国在8%—10%

高峰小时系数：高峰小时交通量与高峰小时内某一时段推算的高峰小时交通系数的比值。 PHF5=高峰小时交通量/12*高峰5分钟流量。 PHF15=高峰小时交通量/4*高峰15分钟流量

车速调查

1地点车速：车辆驶过道路某断面的瞬时速度 V=L/t 2行使车速：车辆驶过某路段长度与行使时间之比。 3区间车速：车辆驶过某段路程长度与所用总时间之比。

4中位车速：在该车速以下行使车辆数=在该车速以上行使车辆数的车速。

85%位车速：有85%的车辆的车速小于等于该值得车速。用于确定观测路段最大限制车速 15%位车速：有15%的车辆的车速小于等于该值得车速。用于确定观测路段最小限制车速 影响车速变化因素

1驾驶员影响 2车型的影响 3道路的影响 4交通条件的影响 5环境的影响 交通密度

交通密度：在单位长度车道上，某一瞬时所存在的车辆数。

空间占有率：在单位长度的车道上，汽车投影长度综合占车道长度的百分率。Rs=sum l/L *100 时间占有率：在道路观测断面上，车辆通过时间的累计值与测定时间的比值。Rt=sum t/T 车头间距：同一条车道上行驶的连续车辆中，前后两车头与车头之间的距离 所有车头间距的平均值就是平均车头间距 K=1000/hs Q=3600/ht

延误

实际旅行时间与驾驶员期望的旅行时间的差

固定延误：由交通控制，交通标志，交通管理引起的延误 行程延误：车辆通过某一路段的实际时间与计算时间之差。 停车延误：车辆由于某种原因处于静止状态所产生的延误

控制延误：控制设施引起的延误（包括车辆在交叉口范围内停车延误和加速减速损失时间） 行车延误的影响因素

1驾驶员和行人的影响 2车辆的影响3道路条件的影响4交通条件的影响5交通负荷的影响 6交通管理与控制的影响

三者之间的关系

交通量-速度曲线的顶点所对应的流量，即为道路通行能力。 速度与密度的关系：

直线关系：车流密度适中时比较适用。 对数关系：交通流拥挤时适用。

指数模型：小交通量情况下的现场数据适合。 交通量与密度的关系

1， 当车流密度为0时，交通量为0，密度增加，交通量增加。密度到达临界密度，交通量取最大值。密度再增

大，到阻塞密度Kj，交通量为0 K=Km=0.5Kj V=Vm=0.5vf

Qm=0.25vf*Kj

交通流理论 见本子

车辆跟驰特性

1， 制约性 2，延迟性 3，传递性 排队论：

排队系统由三部分组成：输入过程，排队规则，服务窗 输入过程指各类型顾客按怎么样规律到达： 确定型输入：顾客有规则等距到达 泊松输入：顾客到达符合泊松分布 厄兰输入：顾客到达符合厄兰分布

排队规则：1损失制 2等待制 3混合制

服务窗：同一时刻有多少个服务设施可接纳顾客。为顾客提供多少时间服务 服务时间分布

1确定型分布：服务时间都相同为一个常数。

负指数分布：服务时间相互独立，且服从负指数分布。 厄兰分布：相互独立且服从厄兰分布 排队系统运行指标

服务率：单位时间里服务的顾客平均数

交通强度：单位时间里被服务顾客数和请求服务顾客数之比。 系统排队长度分为系统内顾客数和排队等待顾客数 等待时间 忙期。

流体力学模拟理论

车流连续性方程：该方程表明车流量随距离而降低时，车流密度随时间而增大。 车流波基本方程： V?q2?q1当q1>q2 k1>k2vm<0 表明波的方向与原方向相反。

wk2?k1停车产生的波： 说明由于停车产生波以vn速度 VW?Vf[1?(1?2)]

向后方传播若信号在x=x0处变为红灯，则经过t秒后一列长度为的汽车就要停在x0后。 发车产生波： Vw?Vf[1?(1??)]??Vf?2??(Vf?V2)以候车队开始运行就产生发车波

道路通行能力

理想道路通行能力（最大）：在一定时段理想的道路交通控制和环境条件下，道路的一条车道或一均匀端上或一交叉点合情合理期望能通过人或车最大小时流率 实际通行能力（次大）：在一定时段实际的道路交通控制和环境条件下，道路的一条车道或一均匀段上或一交叉点合情合理期望能通过人或车最大小时流率 设计通行能力（小）：在一定时段实际的道路交通控制和环境条件下，道路的一条车道或一均匀段上或一交叉点对应某一等级服务水平的通行能力。 服务水平的定义

服务水平是衡量交通流运行条件以及驾驶员和乘客所感受到的服务质量的一项指标。根据交通量速度行驶时间延误驾驶自由度交通间断舒适性和方便性的指标确定服务水平

KVQ通常根据交通流，行驶时间速度，延误 ，驾驶自由度，交通间断舒适性，方便性等指标确定。 分级：美国

A：Q很小自由流 B：Q较小车流较好，C：Q开始增大希望运动D：Q进一步增大底线 E Q不稳定，F车流处于强制流

我国分为一级：对应A 二级：对应B 三级对应C，D 四级对应E,F 高速公路的组成：基本路段，交织去，匝道。

基于车头时距的通行能力C=3600/ht C为理想通行能力

??基于车头间距的通行能力 C=1000v/hs v为交通流速度。 高速公路基本路段服务水平：是根据交通密度来划分 分四级：与平均行程速度，v/c比，最大服务交通量有关 v/c比：在理想条件下最大服务交通量与理想通行能力之比。

城市道路通行能力：影响包括：车道数车道宽度，自行车道影响，交叉口影响。 无信号交叉空通行能力 计算

信号交叉口通行能力 交叉口服务水平 分为A-F等六级

A每辆车控制延误<=10 B 每辆车控制延误>10-20 C每辆车控制延误>20-35

D每辆车控制延误>35-55 E每辆车控制延误>55-80 F每辆车控制延误>80 我国分为五等

公共交通车辆通行能力

公交车站点通行能力

对公交车通行能力最大的影响因素是车辆在站点停留时间和公交车辆行驶的道路的绿灯时间和周期长度比。 公交联合车站的通行能力 公交线路的车辆通行能力 车辆之间间隔，公交车容量，一个乘客上下车所用时间，上下车乘客占标准容量比例。越大则线路通行能力越差，车门数越多则车辆通行能力越大 提高公交线路通行能力的途径

维持好车辆秩序，缩短乘客上下车时间

1 增加车门个数，加大车门宽度，降低车厢底板高度，减少踏步阶数，缩短上下客时间。 2改善车辆加速性能提高驾驶员熟练程度所短车辆进出站时间 3分组设站

交通规划

交通规划是指：在交通调查分析的基础上，研究未来交通需求，交通方式与土地开发的关系，确定交通系统的建设目标以及实现该目标应采取的方针政策。 OD调查：起讫点调查

包括：居民出行OD调查，车辆OD调查，货流OD调查。

期望线：连接各个小区形心的直线，与实际出行距离无关，宽度根据出行量大小确定。 调查区境界线：包围全部调查区的一条假想的线，分内线和外线

分隔查核线：为校核OD调查成果精度而在调查区内按天然或人工障碍设置的调查线。

*交通需求分析与发展*

四阶段法的预测步骤

出行产生—出行分布—方式分布—出行分配

出行产生：建立分区发生的交通量与分区土地利用、社会经济特征等变量的定量关系。

出行分布：根据现状OD分布量及各区因经济增长、土地开发而形成的交通量的增长，来推算各区之间将来的交通分布。

方式分布：把总的交通量分配给各种交通方式

出行分配：将预测的各区之间不同的交通方式的交通量分配到具体的道路网上去。 交通的发生与吸引：推算规划年各交通小区的居民出行发生量，吸引量。 影响因素：

1， 城市人口2就业岗位数与商业开发3在校学生数与就学岗位数4车辆拥有数 1， 城市规模和布局6，其他 交通量发生与吸引的预测方法 增长率法

原单位法：将单位交通源产生的平均交通量作为原单位。将原单位与总单位相乘而得到研究区域的总生成交通量。 出行分布预测

1增长率法：平均增长率，底特律法

2重力模型考虑吸引强度和吸引阻抗因素 T=kGA/R

R为i和j小区之间的广义出行费用。也叫分布阻抗r为阻抗系数 广义出行费用考虑因素包括两小区之间的行程时间，两小区之间的距离，两小区之间出行所需要的费用。

交通方式划分与预测 交通分配

Wardrop第一原理认为当网络上每组OD的各条被利用路径具有相等而且最小的费用时，网络达平衡，此时所有使用者不可能通过改变路径来减少费用。

Wardrop第二原理达到平衡状态时，网络上所有车辆总出行时间最小，此时道路使用者不能调整路径来降低出行总时间。

满足Wardrop第一原理的称为“用户优化均衡模型” 满足Wardrop第二原理的称为“系统优化均衡模型”

为非均衡模型时：

1，全有全无分配法2，容量限制增量加载分配法3，多路径分配方法

城市货运交通需求发展预测

1， 城市货物出行总量预测2，交通小区货运发生，吸引量预测3，城市货运分布预测

4， 城市货运交通量分配。 道路系统规划

城市道路网规划内容

1， 分析交通需求发展，确定道路网络发展目标和水平。 2， 确定城市道路网络布局城市对外出入口。

3， 提出实施城市道路交通网络过程中的重要技术经济对策 4， 提出有关交通发展山的政策和交通需求管理政策的建议。 道路网络近，中，远期规划包括

1， 确定各级城市道路的走向位置，红线宽度，横断面形式，主要交叉口形式和用地范围。 2， 确定广场，公共停车场，公共交通站，大型换乘枢纽和桥梁，渡口的分布位置及用地范围。 3， 对网络规划方案做技术评估

4， 提出分期建设与建设项目排序的建议。 交通规划评价 技术性能评价

1， 路网结构性能评价。 2， 交通质量评价

交通管理与交通控制

1， 交通系统管理是针对道路交通系统，交通参与者的综合管理 2， 交通需求管理是针对道路交通需求的源头管理

3，智能交通管理是借助先进技术设施对路面交通进行的实时调剂调度和控制。

道路交通标志种类 主标志

1， 警告标志 2，禁令标志 3指示标志4，指路标志 5，旅游区标志 6道路施工安全标志 辅助标志：附设在主标志下起辅助作用的标志

按用途不同分为表示时间，车辆种类，区域与距离，警告与禁令组合辅助等 可变信息标志

道路交通标志的分类

指示标线 禁止标线 警告标线

交通系统管理TSM：增加效益、挖掘潜能。单行、禁行等。 交通需求管理TDM:单双号行驶、错峰上下班、合乘等。

TSM：理和服务政策来协调这些组成部把私人汽车、公共交通、出租车、自行车和行人等看成城市交通系统中的组成元素。

城市交通系统管理的目标是通过运营、管分，使系统在整体上的系统效率最大。 把私人汽车、公共交通、出租车、自行车和行人等看成城市交通系统中的组成元素。

城市交通系统管理的目标是通过运营、管理和服务政策来协调这些组成部分，使系统在整体上的系统效率最大。 交通需求灌流措施：

抑制、限制措施：经济措施（汽车牌照税、定额供应等方法控制车辆拥有）、出行限制（单双号行驶、区域准入、停车控制等）2引导需求措施：错峰出行、合乘等 3合理的城市规划：就近上班

信号相位方案与相位数。

信号相位方案：即信号灯轮流给某些方向的车辆或行人分配通行权的一种顺序安排。把每一种控制（即对各进口道不同方向所显示不同灯色的组合）成为一个信号相位。

初始绿灯时间Gis：给每个相位初期预先设置的一段最短绿灯时间。取决于检测器埋设位置。

最小绿灯时间Gmini：每个信号相位必须保证的绿灯时间无论本相位或其他相位是否有车，本相位都必须亮完的绿灯时间。

单位绿灯延长时间：是保证一辆车从检测器处能驶入交叉口既初始绿灯时间结束后在一定时间间隔内，测得由后续车辆到达时间所延长的单位绿灯时间

最大绿灯时间：为了保持最佳绿信比分配而确定的最大相位绿灯时间。是相位绿灯时间延长到极限，当时间达到最大相位绿灯时间。强制结束当前相位绿灯并转换相位。 相位差：两个相同周期变化事物相同参照点之间的时间差。 双向交通干线定时式信号控制系统一般有三种协调方式

1， 同步式协调控制 2，交互式协调控制3，连续通告式协调控制 区域控制系统按控制策略可分为

1，定时脱机是控制系统2，感应式练级控制系统。

城市公共交通系统

包括公共汽车，公交路线和线网，公交车站和场站设施以及运营管理系统 规划时常用的参数

1， 公共交通线网密度2线路长度3站距4站位5线路的非直线性系数： 公交线路实际长度与空间直线之比。 6居民出行时间

改善公共汽车交通服务的措施和政策

1， 车辆技术改进措施2公交优先管理技术：1路段优先 2交叉口优先

轨道交通系统

优点：运量大，速度快，单位耗能低，营运成本低耐久性好

缺点：初期建设投资大，工期长，灵活性差，一旦建成改造困难，成本昂贵。 轨道交通技术经济优势

1， 节约时间2速度快运量大3减少交通事故4占地少5节约能源6减少环境污染

BRT系统

定位：1，BRT作为城市公共交通的主体 2，BRT应用于地铁或轻轨的延伸。 2， BRT成为轨道交通建成前的过渡 3， BRT与城市轨道交通系统融为一体。

组成：1，专用车道2专用车辆3专用车站4信息管理系统

优势：造价低，设周期短。速度快，灵活性好。运量大，污染小，能耗少 安全性高，对用户友好。扩大城市地铁服务范围，有利于TOD土地开发模式。充分利用现有公交运营管理经验。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/5cj2.html