交通工程学 课件 第四章 4-1 交通流理论-统计分布 东南大学出版社 王炜 等编著.ppt
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1、第四章 交通流理论,一、交通流三参数基本关系,连续流 没有外部固定因素(如交通信号)影响的不间断的交通流。 连续交通流基本特性:,Q=KV曲线图,Q-K、Q-V、V-K关系曲线图,一、交通流三参数基本关系,几个特征量 自由流速度 (Free-flow Speed)vf 阻塞密度 (Jam Density) Kj 临界密度 (Critical Density)Km 临界速度 (Critical Speed)vm 最大流量Qm Q流量,二、速度密度关系,1、格林希尔茨(Green Shields)模型线性模型 在通常的交通流密度条件下,速度-密度关系图,二、速度密度关系,2、格林柏(Greenbe
2、rg)模型对数模型 交通流密度很大时,速度-密度关系图,二、速度密度关系,3、安德伍德(Underwood)模型指数模型 交通流密度很小时,二、速度密度关系,格林希尔茨(Green Shields)模型线性模型 在通常的交通流密度条件下 格林柏(Greenberg)模型对数模型 交通流密度很大时 安德伍德(Underwood)模型指数模型 交通流密度很小时,第一节 概述,什么是交通流?认识交通流! 交通工程中把在道路上通行的人流和车流统称为交通流(Traffic Flow),一般指车流。,什么交通流理论?,作为交通工程学理论基础的交通流理论是运用物理学和数学的方法来描述交通特性的一门边缘科学,
3、它用分析的方法阐述交通现象及其机理,使我们能更好地理解交通现象及其本质,并使城市道路与公路的规划设计和营运管理发挥最大的功效。,交通流理论的发展历程,20世纪30年代才开始发展,最早采用的是概率论方法。1933年,金蔡(Kinzer.J.P)论述了泊松分布应用于交通分析的可能性;1936年,亚当斯(Adams.W.F)发表了数值例题;格林希尔茨(Greenshields)发表了用概率论和数理统计的方法建立的数学模型,用以描述交通流量和速度的关系。 40年代,由于二战的影响,交通流理论的发展不多。 50年代,随着汽车工业和交通运输业的迅速发展,交通量、交通事故和交通阻塞的骤增, 交通流中车辆的独
4、立性越来越小,采用的概率论方法越来越难以适应,迫使理论研究者寻求新的模型,于是相继出现了跟驰(Car Following)理论、交通波(Traffic Wave Theory)理论(流体动力学模拟)和车辆排队理论(Queuing Theory)。这一时期的代表人物有Wardrop、Reuschel、Pipes、Lighthill、Whitham、Newel、Webster、Edie、Foote、Herman、Chandler等。,交通流理论的发展历程,1959年12月,交通工程学应用数学方面学者100多人在底特律举行首届交通流理论国际研讨会,并确定每三年召开一次。从此,交通流理论的研究进入了一
5、个迅速发展的时期。 1975年丹尼尔(Daniel I.G)和马休(marthow,J.H)汇集了各方面的研究成果,出版了交通流理论一书,较全面、系统地阐述了交通流理论的内容及其发展。 1990年美国Adolf DMay出版了Traffic Flow Fundamentals 1996年,美国联邦公路局(The Federal Highway Administration,FHWA)出版了Monograph on Traffic Flow Theory。主编Nathan HGartner,Carroll Messer,Ajay KRathi等。涉及的内容包括:交通流特性、人的因素、车辆跟驰模型
6、、连续流模型、宏观交通流模型、交通影响模型、无信号交叉口理论、信号交叉口交通流理论、交通模拟和交通分配。,本章交通流理论的内容,(1) 交通流的统计分布特性; (2) 排队论的应用; (3) 跟驰理论; (4) 交通流的流体力学模拟理论;,第二节 交通流的统计分布特性,一、交通流统计分布的含义与作用,在建设或改善交通设施,确定新的交通管理方案时,均需要预测交通流的某些具体特性,并且常希望能用现有的或假设的有限数据作出预报。如在信号灯配时设计时,需要预测一个信号周期到达的车辆数;在设计行人交通管制系统时,要求预测大于行人穿越时间的车头时距频率。交通流特性的统计分布知识为解决这些问题提供了有效的手
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