交通工程学

第一章

交通工程学称为“5E”科学，包括执法（enforcement）、教育（education）、工程（engineering）、环境（environment）和能源（energy）。

1930年美国交通工程师学会的成立是交通工程学诞生的标志。 1979年张秋回国讲学，创办了交通工程专业。

第二章

驾驶员的行车过程就是感知、判断决策和操纵三个阶段不断循环往复的过程。 道路中的人包括：乘客、行人、驾驶员。

驾驶员的视野与行车速度有密切关系，随着汽车行驶速度的提高，注视点前移，视野变窄，周界感减少。

行人交通常用的基本参数为步频、步幅和步速。

汽车的动力性能通常用三个指标来评定，即汽车的最高车速Vmax，汽车的加速度或加速时间t，汽车能爬上的最大坡度Imax。

第三章

交通量指在选定的时间段内，通过道路某一地点、某一断面或某一条车道交通体的数量。 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)。

第30小时交通量是指一年当中8760个小时交通量按大小次序排列，从大到小序号第30的那个小时交通量。美国和日本取第30小时交通量作为设计小时交通量。 交通量的空间分布：

㈠地域分布：各省市，地区间交通量分布差异明显。 ㈡城乡分布：城区→近郊→远郊→乡村 ㈢方向分布

方向分布系数Kd=重行车方向交通量÷双向总交通量*100%，0.5

年平均日交通量与月平均日交通量之比，称为交通量的月变化系数K月，表达式如下： K月=AADT÷MADT=年平均日交通量÷月平均日交通量 一日内以小时计的交通量的最高值称为高峰小时交通量。

高峰小时流量比是高峰小时交通量与全天交通量的比值，反映高峰小时流量的集中程度。 高峰小时交通量与高峰小时内某一时段推算的高峰小时流率的比值称为高峰小时系数

PHF。

PHF=高峰小时交通量÷高峰小时流率，PHFt=高峰小时交通量÷（t时段内统计所得最高交通量*60/t） <1

统计交通量的方法有人工计数法、流动车法、摄像法和自动计数法。 车道条数=Qd*2÷一条车道的通行能力，Qd=AADT*K时*Kd

第四章

区间车速：车辆驶过某段路程的长度与所用的总时间之比。区间车速=<时间平均车速 车速的特征参数：中位车速、85%车速和15%车速。

地点车速调查样本要求：观测的车辆是在任何情况下不得少于30辆。 测量行驶时间和行程时间的方法：牌照法、流动车法和跟车法。

第五章

交通密度是指在单位长度车道上，某一瞬间所存在的车辆数。 交通密度调查方法：出入量法、摄影法和道路占有率的检测和调查

第六章

固定延误是指由交通控制、交通标志、交通管理等引起的延误。 行程延误是指车辆通过某一路段的实际时间与计算时间之差。

P86图6-3，其中虚线表示累计到达的车辆数；实线为离开的累计车辆数，两曲线之间的水平间隔就是某辆车通过瓶颈路段所需的时间，垂直间隔则为某段时间受阻车辆数。两曲线围成的面积是所有受阻车辆通过瓶颈路段所需的总时间，记为Da。

第七章

交通量、速度和密度之间的关系：Q=N÷t=N*Vs÷L=K*Vs。

五个特征变量：临界速度Vm、临界密度Km、阻塞密度Kj、自由流速度、最大交通量Qm。

第八章

泊松分布，当交通量不大且没有交通信号干扰时，基本可以用泊松分布拟合观测数据。 当车辆到达服从泊松分布时，车头时距则服从负指数分布；反之结论也成立。 非自由行驶状态的逐一跟驰车辆有以下的行驶特性：制约性、延迟性和传递性。 排队论是研究系统由于随机因素的干扰而出现排队现象规律性的一门学科。

对于整个系统而言，系统中的顾客既包括排队等候服务的顾客也包括正接受服务的顾客。 排队系统一般有三个组成部分，即输入过程、排队规则和服务窗。引入以下记号：M代表负指数分布或泊松输入，D代表确定型输入或服务，Ek为厄兰分布。

第九章

道路通行能力的分类：理想通行能力、实际通行能力和设计通行能力。 对通行能力研究则通常采用“15min”作为分析时段。

交通流可分为连续性交通流（连续流）和间断性交通流（间断流）。

服务水平A，车流为自由流；服务水平B，车流处于稳定流的较好部分；服务水平C，车流处于稳定流范围的中间部分。服务水平D，车流处于稳定交通流的较差部分；服务水平E，车流常处于不稳定流状态；服务水平F，车流处于强制流状态。

最大服务交通量反映的是在某一特定服务水平下道路所能提供的疏导交通的最大能力。 高速公路一般由高速公路基本路段、交织区和匝道三部分组成，包括匝道—主连接处及 匝道—相连公路连接处。

次要道路上的车辆每小时能穿越主要道路车流的数量为：Q次=Q主*e^(-qt0)÷(1-e(-qt0)) 环形交叉口类型：常规环形交叉口（中心岛直径大于25m）、小型环形交叉口（中心岛直径小于25m）和微型环形交叉口(中心岛直径一般小于4m)。

第十章

起讫点调查，又称OD调查，包括客流调查、车流调查和货流调查。 交通小区的划分原则：（区域划分越小，工作量越大） ⑴分区内土地使用，经济，社会等特性尽量使其一致。 ⑵尽量以铁路，河川等天然屏障作为分区界限。

⑶尽量不打破行政区的划分，以便能利用行政区现成的统计资料。 ⑷考虑路网的构成，区内质心可取为路网中的节点。

⑸分区数量适当，分区中人口以1-2万人为宜，靠市中心分区面积小些，靠市郊的面积大些。 公路网：方格形、放射形、带形和放射环形。 道路交通标志：分为主标志和辅助标志两大类。

警告标志：顶角朝上的等边三角形，颜色为黄底、黑边、黑色图案。 禁令标志：圆形或顶角朝下的等边三角形，其颜色多为白底、红圈、黑图案。 指示标志：圆形、长方形和正方形，其颜色为蓝底、白色图案。 计算题

8-11车流在一跳双向6车道的公路上畅通行驶，其速度v为80km／h。路上有座4车道的桥，每车道的通行能力为1940辆／h。高峰时车流量为4200辆／h（单向）。在过渡段的车辆降

至22km／h。这样持续了1.69h。然后车流量减到1956辆／h（单向）。⑴试估计1.69h内桥前的车辆平均排队长度；⑵估计整个过程的阻塞时间。 解⑴计算排队长度

桥前高峰时车流量为4200辆／h（单向），其（V／C）比约为0.72（4200÷﹙1940×3﹚﹚，交通流能保持畅通行驶，车道内没有堵塞现象，因此桥前来车的交通流密度k1为：k1＝q1／v1＝4200÷80＝53辆／km

在过渡段，由于该处只能通过1940×2＝3880辆／h，而现在却有4200辆／h的交通需求强度，故在过渡段出现拥挤，过渡段的交通流密度k2为：k2＝q2／v2＝3880÷22＝177辆／km

得：vm＝﹙q2－q1﹚／﹙k2－k1﹚＝﹣﹙3880－4200﹚／﹙177－53﹚＝﹣2.58km／h 表明此处出现排队反向波，其波速为2.58km／h。因距离为速度与时间的乘积，且开始时刻排队长度为0，1.69h末的排队长度为2.58×1.69km，此过程中排队长度均匀发生变化，故此处的平均排队长度为：L＝﹙0×1.69＋2.58×1.69﹚÷2＝2.18km ⑵计算阻塞时间

高峰过去后，排队即开始消散，但阻塞仍要维持一段时间，因此阻塞时间应为排队形成时间（即高峰时间）与排队消散时间之和。

排队消散时间t′：已知高峰后的车流量q3＝1956辆／h＜3880辆／h，表明通行能力已有富裕，排队开始消散。排队车辆数为：﹙q2－q1﹚×1.69＝﹙4200－3880﹚×1.69＝541辆 消散能力为：q3﹣q2＝1956－3880＝﹣1924辆／h

则排队消散时间：t′＝﹙q2－q1﹚×1.69／|q3－q2|＝541÷1924＝0.28h 阻塞时间t：t＝t′＋1.69＝1.97h

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