1、第三章,交通调查与分析,3-1 交通量调查与分析,3.1.1基本概念 交通量：单位时间内，通过道路某一地点或某一断面的实际交通参与者,平均交通量,平均日交通量（ADT）=年平均日交通量（AADT）=月平均日交通量（MADT）=周平均日交通量（WADT）=,高峰小时交通量,一天内的交通高峰期间连续1h的最大小时交通量,第30位小时交通量,一年中8760个小时的小时交通量，按大小次序排列，从大到小排列序号为30位的那个小时的交通量。 小时交通量系数：将一年8760小时Q从大到小排序，计算出每一小时交通量与年平均日交通量之比值：,小时交通量系数10 20 30 40 50 60 70 小时Q排序 由
2、图知：从1到第30位左右的小时交通量减小比较显著，30位以后则缓慢，据此规律：国外经验数值：取第30位小时Q作为设计小时Q，我国混合交通严重，一般第20位小时Q系数，但考虑经济效益仍取第30小时，参考第20-40小时Q。,3.1.2 交通量的变化特性,3.1.2.1 Q随时间变化 月变化月变系数M（月不均匀系数，月换算系数） 周变化或日变化周变系数（日变化系数、日不均匀系数） 时变化时变化系数,高峰小时Q某一天24h，Q中最大的小时Q。 高峰小时流量比=它反映高峰小时Q的集中程度。 扩大高峰小时Q将一个高峰小时划分成时间更短的几个高峰区间，通常为5min或15min，选其区间Q最大的区段，即高
3、峰小时内的高峰时段，把高峰时段内的累计Q扩大为一个小时的Q，即为扩大高峰小时Q。,高峰小时系PHF,注：在采用PHF时，需说明即PHF5还是PHF15，以5min划，t=5，以15min划，t=15。,3.1.2.2.Q的空间变化,1、城乡分布：（经济发展，生产活动） 城市道路Q郊区道路Q乡间道路Q。 2、路段分布：（等级、功能、区位） 国道Q省道Q县、乡道Q,3、方向分布：（同一道路两个方向） 在较长时间上大体相同，但在某段时间内（某个季节、某几天、某几个小时），Q在两个方向差别很大。 方向分布系数Kd（方向不均匀系数）=,4、车道分布：（适用于双向4车道以上）,公路：一般时右侧Q左侧Q 我
4、国城市道路计算通行能力时，假定靠近中线的第一条车道为1， 则向缘石方向的第二条车道通行能力拆减系数为0.80.89第三条车道通行能力拆减系数为0.650.78第四条车道通行能力拆减系数为0.50.65第五条车道通行能力拆减系数为0.400.52,3.1.3. Q调查方法,1、人工观测法：规定时间、地点,2、自动计测法：采用自动计测仪（检测目+数字处理机+记录显示装置） 气动式：充气密闭的橡胶管横放在道路上，车通过时，管内压力变化，推动气动开关，产生信号。原理简单，价格低，但可靠性差。 地磁式：用带磁棒的感应线圈作探头，埋在路面下10-20cm处，车通过时，改变了磁力线分布，探头的感应电信号经放
5、大整形后驱动计数器工作。结构简单，性能可靠，适用于V5km/h的固定地点检测。,电磁式：探头采用高导磁率的磁性材料做磁心，外绕线圈，既作激励回路，又作信号输出回路，车通过时，由于外磁场的作用，激励电流出现正、负半周的振幅差，送入电路处理后，得到信号。 优点：探头体积小巧，灵敏度高，不受车速限制。 缺点：电路较为复杂。,超声波式： 由探头向路面发射超声波，在一定时间内通过鉴别其反射波的有无来感知车辆。 优点：探头设在车道上方，不破坏路面，灵敏度高，稳定性好。 缺点：成本较高，行人干扰，不宜在城市道路上用。 红外线式： 主动式检测：发射红外线，遇车体反射，得到信号。 被动式检测：检测车本身发出的红
6、外线。,3、乘观测车（试验车）调查法：,由英国华德鲁勃和查尔斯沃斯在1954年提出： 工具、人员： 观测车一辆、驾驶员1人，观测记录员3人（1人记录与观测车反向行驶的会车数；1人记录与观测车同向行驶的会车数（超车、被超车）；1人记录与观测车顺向和反向行驶时间。） 行程：固定路段，已知距离。 次数：往返12-16次，取平均值。 总的行驶时间：主要道路为19min/km，次要道路为6min/km。 车速：尽量接近车流的平均速度。,计算,式中： Q E（W）与测试车同向的单向Q（辆/h）；X W（E）测试车行进方向行驶时的会车数；Y超越测试车的车辆数；Z被测试车超越的车数；t观测车通过区间的时间（m
7、in）t 与测定方向相同的车流平均行车时间； L测试路段长度（km）； V平均车速（km/h）。,例：在L=0.35km长的一段东西向街道上，用测试车往返12次观测同向和逆向车数的记录结果如下，求该路段的车流量和车速；,由西东：由东西：该路段车流量：,3.1.4. 交通量调查资料整理：,1、绘制小时交通量排序曲线图，用于确定道路设计交通量。 2、交通量变化特征参数及其分析图 计算AADT，画出Q的历年变化图。 计算MADT及K月，绘制一年中各月Q变化图。 计算WADT及K周日，绘制Q周变图。 一天中各小时的交通量，绘制Q时变图，计算Q高峰小时，高峰小时流量比及昼间流量比，高峰小时系数。 昼间1
8、6h（早6：00-晚10：00） 夜间8h（晚10：00-次晨6：00） 计算路段方向不均匀系数。,3、Q构成分析（交通组成及比例）。 4、对城市道路网Q，除以上各项成果外，还有： 不同性质道路的变化规律及其特征参数值； 不同性质交叉口的流量变化及流量分布图； 高峰小时流量分布图，机动车与自行车高峰间隔。,3.1.6. 交通量调查资料的应用,1.确定道路分级； 2.为道路几何设计和确定交管设施提供依据； 3.评定已有道路的使用情况 4.评价已有道路交通安全情况； 5.预测交通发展； 6.安排交通运营计划、确定交通管制措施,3.2 车速调查与分析,一、车速调查常用述语和定义 1、地点车速：瞬时车
9、速 2、行程车速（区间速度） 行驶车速：车辆行驶在道路某一区间的距离/行程时间（包括行驶和受阻时间） 行程车速：车辆行驶在道路某一区间的距离/行程时间（不包括受阻时间） 3、行驶车速（运行车速） 4、运营车速：车辆行驶距离/运营时间（行驶、停车、调头、发生间隔）,5、临界车速（最佳速度）Vm：通行能力最大时的速度。 理论上：6、设计车速： 在道路几何设计要素具有控制性的特定路段上，具有平均驾驶技术水平的驾驶员在天气良好，低交通密度时所维持的最高安全速度。,7、时间平均车速：某一断面上地点车速分布的平均值：8、空间平均车速：给定路段上，同一瞬间车速分布的调和平均值：,二、车速调查目的与意义：（地
10、点车速与区间车速）,1、地点车速调查目的 掌握某地点车速分布规律及速度变化趋势。 作为交叉口交通设计的重要参数。 用于交通事故分析。 判断交通改善措施的成效。 确定道路限制车速。 设置交通标志的依据。 局部地点（弯道、坡度、瓶颈）的交通改善设计。 交通流理论中的重要参数。,2、区间车速调查的目的： 掌握道路交通现状，评价服务水平； 路线改善设计依据； 衡量车辆运营经济性（时间和车辆耗油）参数； 交通规划中路网交通流量分配依据； 交通管制及信号分配； 判断道路工程改善效果的指标； 交通流理论研究中的重要参数。,三、地点车速调查：,1、调查地点与时间的确定： 了解车速分布特征及变化规律时，选择道路
11、平坦顺直，离交叉口有一定距离，不受行人过街影响，不受公交停靠站的影响。 为了交通安全需限制车速时，观测点设在需限制道路或地点。,为检验交通改善设计或交通克制效果时，选择交通改善地点。 判断交叉口信号灯设计是否妥善，决定黄灯时间或配置交通标志时，需调查进入交叉口的车速。 交通事故分析时，应调查事故地点的车速。,调查时间：不选择休息日及交通异常的日子和时间，最常选时间为：机动车上午高峰和下午高峰时间，Q大，矛盾最突出。 若研究非机动车对机动车的影响时，选非机动车和机动车流量均大的时间，如下午4：00-6：00。若研究改善效果时，前后时间必须一致。,2、调查方法：,人工测速法：（秒表测速） 量测一小
12、段距离L，两端做好标记，秒表记录车通过两端的时间，得出地点车速。 L取值：通过L路段的时间为2s-3s，常取20-25m。 现大大多使用：PC-1500电子计算器，通过前后端时，分别按车型键，自动算出时间，并可自动打印出车速。,雷达测速仪，雷达枪： 瞄准被测车辆，即能读出车速。 基本原理是应用多普勒效应：当瞄准车辆时，发射出无线电波，遇车后反射回来，发射波与反射波的频率差与车速成正比，从得到车辆的瞬时车速。,若雷达发射波频率为f，反射波为f，电波传播速度为C，车速为V，电波方向与车行方向夹角为，则：“+”号表示车辆逐渐接近雷达方向。 “”号表示车辆逐渐远离雷达方向。 多普勒频数为：，当 =0时
13、，f=2Vf/C，此时测速误差最小。 雷达无线电波方向应尽可能接近车速方向。若 0，V测V实。,自动计数器（电感式、环状线圈式、超声波式）,取一小段距离（5m），两端埋设检测器，车辆通过时，发出信号，传给记录仪，记录车通过的前后两时间，从而求得车速。 若精度要求不变时，也可用一个检测器，测量车前后轮通过的时间，并用轴距除以该时间得车速。,录像法,在拟测车速地点，量取若干段距离，并做好标记，在高处设录像机（防遮挡），镜头瞄准该地段，以一定的送片速度进行录像，据汽车通过区间的录像画面数和间隔时，可求出车速,3、车速抽样,样本选择 a、必须避免某种偏向。高速、低速、正常车速均有同等概率，被抽作样本。
14、 b、样本的各个单元，相互必须完全独立。 c、选取数据的地区间无根本差别，外界条件基本相同。,样本容量（大小）：取决于精度要求。,为了解决该问题，引进了允许偏差精度E。 即：其中为总体平均数，E取决于平均车速要求的精度，一般可取E=2km/h。,据统计推断中的参数区间估计：,t（决定于置信水平和自由度的分布统计量）,4、数据的整理与分析,数据整理，列出地点车速频率分布表,组距确定：先试分组8-20组，求组距，i一般取整数，最后确定实际分组数。 地点车速频率分布直方图： 累计频率曲线图：,地点车速的频率分布特征值 借助于车速频率分布图，表明最基本的特征数，可以分为两大类，即位置特征数和离散特征数
15、。 、位置特征数：表示地点车速分布集中趋势的量度。 （1）地点车速的平均数 车速未分组时：车速分组时：,式中Vi各车速分组的组中值。 fi各分组车速的频数。,（2）中位车速：V测按大小次序排列时中间位置的车速。 n为奇数时，取中间值。 n为偶数时，取中间两值的平均值。 （3）众数：出现频率最多的车速或组中值，称为样本的车速众数。,、离散特征数：表示样本中数字分散程度的一种数据，最常用的是极差，标准离差和车速分布中有代表性的几个速度值。 （1）极差：R=Vmax-Vmin,（2）样本标准离差： 车速未分组时：车速分组时：,（3）车速分布中有代表性的几个速度值： 第85%位车速：该路段的最大限制车
16、速。 第15%位车速：最低限制车速。 第50%位车速：即中位车速，当车速分布属正态分布时，该车速即是平均车速。,地点车速正态分布的拟合优度检验： 自由行驶状态的车速具有随机性，通常假设它的统计规律为正态分布，简记为N（，2），,如何检验地点车速是否服从正态分布？ 拟合优度检验，2检验，步骤如下：,（）建立原假设H0 H0：地点车速V服从正态分布。 （）选择统计量： 如果H0成立，则车速每一分组的实测频数fi与正态分布时的理论频数Fi相差不大。 若正态分布在I区间的概率为Fi ，则理论频数 Fi =in 由此建立的统计量2为： n为样本量，K为样本分组数。,（）确定统计量的临界值概率论：已知在n
17、、k时，统计量趋向于自由度为K-1的X2分布，由X2分布表，据自由度Y和置仪水平，可查得r=K-1=K-3（二个参数、，=2） 若、安全给定，=0，r=k-1 ：在交通工程中常取0.10、0.05或0.01。,（）统计检验结果： 比较X2的计算值与临界值 ，若 X2 ，则V服从正态分布。 否则不接受原假设。 注意事项： 各组的理论频数npi不得少于5，若小于5时，可合并直到npi 5 各组的概率Pi应取小。 样本量n应较大，分组数宜在8-20之间，最小不得少于5组。,5、地点车速的影响因素分析,车型对车速的影响 坡度对车速的影响 平曲线对车速的影响,四、区间车速和行驶车速调查,3.3.4 交通
18、密度,一、交通密度（K）,在单位长度车道上，某一瞬间所存在的车辆数。（辆/Km车道） 也可以是某个行车方向或某路段单位长度上的车辆数。 K表示的事道路空间上的车辆密集程度。用来评定道路的利用率，来决定是否应该扩建或重新修路，另外也能体现某个地区的发达程度 。 实际应用时，可以用空间占用率和时间占用率来表示。,二 交通密度调查,一、出入量法 1、原理E（t）=E（t0）+【QA（t）- QB（t）】 t时刻A、B路段内的交通密度为：,AB,A,B,QA,QB,2、求初始车辆数E（t0）的方法 试验车法、车牌照法、照相法等E（t0）=q+a-b 式中：q从t0到t1时段内通过B端处的车辆数a试验车
19、超越其他车的辆数b其他车辆超越试验车的辆数,二、摄影法 地面高处摄影观测法对观测路段连续照相，在照片上直接点数车辆数。,K在T时间内路段上的平均交通密度，辆/Km Ki第i个画面上测定区间内由清点到得车辆数，辆 N在总的观测时间T内，供作读取车辆数用的画面数 L观测路段长度，Km,航空摄影观测法,在10001500m高空中能停留30min 计算方法同以上两种 该方法不仅仅用于观测K，常用以观测各种交通现象 缺点：不适用于长时间观测费用较大观测不到隧道、跨线桥下的车辆,三、道路占有率的检测和调查,有各车型的车长资料，可以计算空间占有率 若无，则先用现场检测器测车辆的占用时间长度，计算时间占有率,
20、三 交通密度资料的应用,研究交通流理论和制订交通控制措施的基础数据 划分服务水平的依据 反应路上交通堵塞状况 研究道路通行能力,3.4 行车时间与延误,一、延误实际旅行的时间与驾驶员期望的旅行时间之差，以秒或分钟计。,固定延误由交通控制、交通标志、交通管理等引起的延误，常在交叉口发生 运行延误由于各种交通组成相互干扰而产生。 停车延误车辆由于各种原因而处于静止状态所产生的延误 行车时间延误车辆本身的加减速或停车引起的与外部干扰无关。 排队延误车辆排队时间与不拥挤条件下车辆以平均 车速通过排队路段的时间差 引道延误在交叉口引道上实际消耗时间与车辆畅行行驶越过引道延误段的时间差 控制延误由控制措施引起的延误,二、延误的影响因素,驾驶员和行人 车辆 道路条件 交通条件 交通负荷 交通管理与控制,
