交通工程导论_第8章.pdf

极大流量 A B Q 畅行速度 临界速度 •虚线部分：非稳定流或强迫流 最佳密度 堵塞密度 •实线部分：稳定流 1 第八章第八章 交通流理论交通流理论 第八章第八章 交通流理论交通流理论 2 1 概述概述 概述概述 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。 交通流理论沿革 创始阶段创始阶段 随着交通车辆逐渐增多，道路交通拥挤、阻塞现 创始阶段创始阶段 象出现，开始交通流理论研究。交通流理论在20世纪30年代 开始发展起来，首先将交通车流看作是随机独立变量，应用 概率论数理统计理论分析交通流分布规律。 快速发展快速发展 50年代汽车工业大发展，道路上行驶车辆数量急 快速发展快速发展 剧增加，出现车队现象，有些学者应用流体力学理论、波动 理论和动力学跟踪理论分析交通流变化规律。 3 四种交通流理论 1. 概率统计分布的应用； 2. 跟驰理论(动力学模拟理论)的应用 3. 随机服务系统理论(排队论)的应用； 4. 流体力学模拟理论(波动理论)的应用； 4 2 概率论 当交通流量不是很大时，认为道路上交通体是相互独立的随机 变量，道路上车辆行驶过程是一种随机变化过程，因此可 以用概率论数理统计理论来分析交通流，微观地对各个车 辆行驶规律进行研究，找出交通流变化规律。 跟驰理论 道路上一辆跟踪另一辆车的追随现象是很多的，前一辆车行驶 速度的变化，影响后一辆车行驶，后一辆车为了与前车保 持最小安全间隔距离，需要调整车速，这种前后车辆运动 过程可以应用动力学跟踪理论，建立道路上行驶车辆线性 微分方程式来分析车辆行驶情况和变化规律。 5 排队论(随机服务系统理论) 道路上交通流排队现象随时可见，因此，有必要研究交通流中 的排队理论及其应用。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，是运筹学中以概 率论为基础的一门重要分支。 流体力学模拟理论 当道路上交道流量增大时，车辆出现拥挤现象，车辆像某种流 体一样流动，车辆行驶失去相互独立性．可以将道路上整 个交通流看作一种具有特种性质的流体，应用流体力学理 论宏观地研究整个交通流体的演变过程，特别应用洪水回 波理论研究交通拥挤阻塞回传车流波现象，求出交通流拥 挤状态变化规律。 6 3