第4章 交通流理论技巧.pptVIP

交通工程学 （第4章 交通流理论）;4.1 概述（了解） 4.2 交通流的统计分布特性 （理解） 4.3 排队论模型 （理解） 4.4 跟驰模型 （理解） 4.5 流体模型 （熟练掌握）; 交通流理论是交通工程学的基本理论，是借助于物理、数学的定律与方法来阐明交通流基本特性的一种理论。;4.2.1 交通流统计分布的含义 4.2.2 离散型分布 4.2.3 连续性分布; 车辆的到达在某种程度上具有随机性，描述这种随机性的统计规律的方法称为交通流的统计分布。 离散型分布：考察在一段固定长度的时间内到达某场所的交通数量或一定距离内分布的交通数量的波动性。 信号周期内到达的车辆数。 连续型分布：描述事件之间时间间隔的连续型分布为工具，研究事件发生的间隔时间或距离的统计分布特性。 车头时距分布、速度分布和可穿越空档分布。 ;4.2.2 离散型分布;4.2.2.1 泊松分布;4.2.2.1 泊松分布（续）;4.2.2.1 泊松分布（续）;4.2.2.1 泊松分布（续）;4.2.2.2 二项分布;4.1.2.2 二项分布（续）;4.2.3 连续型分布;4.2.3.1 负指数分布;4.2.3.1 负指数分布（续）;4.2.3.1 负指数分布（续）;4.2.3.2 移位负指数分布;4.2.3.2 移位负指数分布（续）;4.3.1 基本概念 4.3.2 基本原理 4.3.3 排队系统的表示;（1）排队论：是研究“服务”系统因“需求”拥挤而产生等待行列(即排队)的现象，以及合理协调“需求”与“服务”关系的一种数学理论。 （2）排队：单指等待服务的车辆，不包括正在被服务的车辆。 （3）排队系统：既包括了等待服务的，又包括了正在被服务的车辆。 （4）排队论的应用：电话自动交换机；车辆延误、通行能力、信号灯配时以及停车场、加油站等交通设施的设计与管理；收费亭的延误估计。;（1）排队系统的3个组成部分 输入过程：各种类型的“顾客(车辆或行人)”按怎样的规律到达。如定长输入；泊松输入；爱尔郎输入。（到达时距符合什么样的分布） 排队规则：指到达的顾客按怎样的次序接受服务。如损失制；等待制；混合制。 服务方式：指同一时刻多少服务台可接纳顾客，每一顾客服务了多少时间。如定长分布；负指数分布；爱尔朗分布。;（2）排队系统的主要数量指标 队长和排队长：若排队系统中的顾客数为n，排队顾客数为q，正在被服务的顾客数位s，则n=q+s。队长是排队系统提供的服务水平的一种衡量。 逗留时间和等待时间 ：逗留时间是指一个顾客逗留在排队系统中的总时间。等待时间是指从顾客到达时起到他开始接受服务时止这段时间。 忙期和闲期：忙期是指服务台连续繁忙的时期，相对应的是闲期，这关系到服务台的工作强度。 ;4.3.3 排队系统的表示;4.4.1 车辆跟驰特性分析 4.4.2 线形跟驰模型;（1）跟驰理论的定义：运用动力学的方法，研究在无法超车的单一车道上车辆列队行驶时，后车跟随前车的行驶状态的一种理论。 （2）车辆跟驰特性分析（非自由行驶状态的车队） 制约性：后车紧随前车前进。 传递性：前车的运行状态制约着后车的运行状态。 延迟性（滞后性）：后车运行状态的改变在前车之后。 ;4.4.2 线形跟驰模型;4.4.2 线形跟驰模型（续）;4.5.1 理论概述 4.5.2 车流连续性方程 4.5.3 波动理论 4.5.4 交通波理论的应用举例;1955年，英国学者莱脱希尔和惠特汉提出。 车流波动理论的定义：通过分析车流波的传播速度，以寻求车流流量和密度、速度之间的关系，并描述车流的拥挤——消散过程。 适用条件：流体力学模拟理论假定在车流中各个单个车辆的行驶状态与它前面的车辆完全一样，这与实际不符，因此该模型运用于车辆拥挤路段较为合适。;假设车辆顺次通过断面Ⅰ和Ⅱ的时间间隔为dt，两断面的间距为dx。同时，车流在断面Ⅰ的流入量为q，密度为K。车流在断面Ⅱ的流出量为（q+△q），密度为（K-△K）。;车流的波动：车流中两种不同密度的分界面经过一辆辆车向后部传播的现象。 波速：车流波动沿道路移动的速度。 前进波：沿道路前进的波，波速为正。 后退波；沿道路后退的波，波速为负。 集结波：波阵面过后，车流密度变大。 疏散波：波阵面过后，车流密度变小。 集散波：包括集结波和疏散波。; 车队从速度Vl、密度K1(对应于车间距离l1)转变到速度V2，密度K2(对应于车间距离l2)。O为第一辆车的变速点，A为第二辆车的变速点、虚线OA的