第三章--交通流特性.pptxVIP

第三章交通流特性(tèxìng);交通流可分为(fēnwéi)

两种情况;本章首先介绍交通流的三个基本要素，分析其相互关系。

然后，介绍利用时间-空间图分析和估算交通运输工程设施通过能力的基本方法。

再次，介绍应用排队论分析和估算排队长度和延误时间的基本方法。

最后(zuìhòu)，讨论如何考虑交通运输设施应具有的合理服务水平。;第一节交通流要素(yàosù);瞬时速度：车辆在行驶过程中某一瞬间（通常为几秒钟）的速度。

行驶速度：车辆不受耽搁地连续行驶，驶经某一段路程所用去的时间称为行驶时间，路程与行驶时间之比。

巡航速度：飞机以匀速飞行（或称定常飞行）的速度。

技术速度：当行驶时间包括起动和制动时的加速和减速时间，行程与该行驶时间之比。

平均(píngjūn)运行速度：路程与总行程时间之比，总行程时间包括行驶时间、起终点或途中的加速和减速时间、行驶途中的耽搁时间。;平均速度

标准差

式中：υi——第i级车辆(chēliàng)速度；

ni——第i级速度中的车辆数；

m——速度级的数目。;二、交通量;平均车头时距ha

进而(jìnér)得到

即，交通量为平均车头时距的倒数。;三、交通(jiāotōng)密度;四、交通量-速度(sùdù)-交通密度

（q-va-k）的关系;将车辆按速度分组，对于(duìyú)每组速度的车辆

则总的交通量为

式中：m——速度分组数；

vas——平均车速，即各组车速vi乘以该组车辆的密度占总密度的比例（权数）。

由此

上式即为表征交通流特性的基本关系式。;①平均速度-交通密度（Va-k）关系图

对于大多数运输方式来说，平均速度Va随交通密度k增加而下降。也即，平均速度可表示为交通密度的递降函数。

其边界条件为：

式中：vf——交通密度为零时的速度，称作自由流速度；

kj——交通堵塞时的交通密度。

各种交通运输方式的关系式，可通过(tōngguò)观测确定。对于道路交通，可用线性函数表示为：;②交通量-交通密度（q-k）关系图

上述函数式代入基本关系式后，可得到

k＝0和k＝kj时，q＝0；当k在0和kj之间时，q为正值。因此，q必有一最大值：当k＝km时，q＝qm，此最大交通量称为通行能力(nénglì)（或者称作通过能力或容量）。

曲线上任一点（k，q）与原点的连线，即为该点的平均速度va。所以，此图可把q、k和va三者相关联，可称作交通流特性基本关系图。;③平均速度-交通量（Va–q）关系(guānxì)图

除了最大交通量qm以外，相应于每一个交通量，可以有两种速度。

;一、定义(dìngyì);分析和估算设施的通行能力的主要用途为：

(1)评价现有设施满足交通运输需求的程度，以判别是否需要进行改善，并评价各项改善措施的改善效果；

(2)设计有关交通运输设施时，确定满足预期交通需求和服务水平要求(yāoqiú)所需的设施规模或尺寸。;二、分析方法;平均行驶速度(km/h);按上述条件绘制(huìzhì)时间-空间图（图3-3）。图中，d为列车停靠站台时间，va为平均行驶速度，b为列车最小净间距，l为列车长度。;图3-3时间(shíjiān)-空间图;由图可知，最小车头(chētóu)时距为

由于地铁为定时运行，各列车辆的行驶速度基本保持相同，因而最小车头时距也可认为不变。由此，按式（3-5）确定其通行能力为：

车辆在环线上行驶的平均运行速度为：

按式（3-11），交通密度为：

为维持地铁线运营，达到容量时所需的车辆数便为：;对于交通流中各车辆行驶速度不相同的情况，最小平均车头(chētóu)间距的确定就较为复杂。;飞机降落时可能有两种情况：前导飞机的速度(sùdù)vi慢于后随飞机的速度vj，前导飞机的速度快于后随飞机的速度。按此两种情况，可绘制成图3-4所示的时间-空间图。;图3-4时间(shíjiān)-空间图;由图可知，vivj时，最小车头时距hij=ti–tj=δij/vj；

vivj时，最小车头时距hij=(δij/vj)+γ(1/vj–1/vi)。

平均最小车头时距同两种情况出现的几率有关，也即

式中：pij——前导飞机i跟以后随飞机j的概率。

按不同速度飞机的组成比例，各种(ɡèzhǒnɡ)跟随情况出现的概率pij可列成矩阵形式：;由此，

跑道的通行能力为，

所以，跑道的通行能力取决于不同(bùtónɡ)速度飞机的组成和规定的飞机间隔距离。;第三节排队和延误(yánwù)分析;图3-5排队(páiduì)系统;研究排队特性，主要是分析排队量和长度及等待或延误时间，以便考虑提供排队等待所需的设施或空间，衡量服务水平和经济的损失。可以应用排队论进行排队长度和延误