第四章

交通流理论：  运用数学和物理学的方法来描述交通特性的一个边缘科学，它用分析的方法阐述交通现象及其机理，使我们更好的理解交通现象及其本质，并使城市道路与公路的规划设和运营管理发挥最大的功效。

离散型分布 1泊松分布适用条件车流密度不大其它外界干扰因素基本上不存在交通流是随        机 方差D /期望值M=1    

2二项分布适用条件车流比较拥挤自由行驶机会不多的车流。方差D /期望值M＜1

连续型分布  1负指数分布适用条件有充分超车机会的单列车流和密度不大的多列车流的车头时距分布，与计数分布的泊松分布对应。  方差D /期望值M＞1

2移位负指数分布适用条件：不能超车的单列车流和车流量低车流的车头时距分布。

排队和排队系统1排队：单指等待服务的不包括正在被服务的2排队系统：即包括等待服务的也包括正在被服务的。

排队系统的3个组成部分    1输入过程2排队规则3服务方式

排队论基本原理  1输入过程 ：定长输入；泊松输入；爱尔朗输入；2排队规则：损失制；等待制；混合制  3服务方式：定长分布；负指数分布；爱尔朗分布。

排队系统最重要的数量指标：（1）等待时间（2）忙期（3）队长

M/M/1系统：由于排队等待接受服务的通道只有单独一条，也叫“单通道服务”系统

泊松输入  负指数分布服务  多个服务台的排队系统

M/M/N系统：  泊松输入  负指数分布服务  多个服务台的排队系统

排队系统的表示方法  M——代表泊松输入或负指数分布  D——定长输入或定长服务

EK——爱尔朗分布的输入或服务

排队系统的主要数量指标：1等待时间顾客到达时起到他开始接受服务时止这段时间；2忙期服务台连续繁忙的时期关系到服务台的工作强度；3队长分为排队顾客数和排队系统顾客数用于描述系统的状态；4服务率单位时间内被服务的顾客数；5交通强度单位时间内被服务的顾客数和请求服务的顾客数之比；

跟驰理论：是运用动力学的方法，探究在无法超车的单一车道上车辆队列行驶时，后车跟随前车的行驶状态，并且借数学模式表达并加以分析阐明的一种理论。

非自由行驶状态  在道路上行驶的一对高密度汽车车间距不大车队中任意一辆车的车速都受到前车的制约，驾驶人只能按前车所提供的信息采用相应的车速。

特性1制约性：车速条件和间距条件  2延迟性：感觉认识判断执行四个阶段

3传递性：依次制约信息向后延迟传递；

流体力学模拟理论：流体力学的基本原理，模拟流体的连续性方程，建立车流的连续方程，把车流密度的稀疏变化比拟成水波而抽象成车流波，通过分析车流波的传播速度，以寻求车

流流量 速度和密度之间的关系。因此该理论也被称为车流波动理论。流体力学模拟理论具有良好的气候条件和路面条件下的通行能力，如条件有任何变化都会引起通行能力。

第五章

道路通行能力： 也称为道路容量指道路上某一点的某一车道或某一断面单位时间内可能通过的最大交通实体数城市道路的通行能力主要受交叉口通行能力的制约。

道路通行能力的概念及其影响因素

概念：道路通行能力是道路能够疏导或处理交通流的能力。

影响因素：道路条件：指街道或公路的几何条件，包括交通设施的种类、性质及其形成的环境，每个方向车道数，车道和路肩宽度，侧向净空以及平面纵面线形、视距等；

交通条件：是指使用道路的交通流特性条件，如设计速度，交通组成和分布，车道中交通流量和流向等；管制条件：指道路交通管制设施装备的类型，管理体制的层次，交通信号的位置、种类、配时等影响通行能力的关键性管制条件以及停车让路标志，车道使用限制，转弯禁限等措施。；环境条件：指道路交通运行的外部环境条件，包括气候、温度、地形、风力、道路街道化、横向干扰等；

道路通行能力的分类： （1）路段通行能力：较长路段行驶车流的通行能力，即连续流通行能力。（2）平面交叉口通行能力：包括无信号交叉口、环形交叉口、信号交叉口通行能力。在有横向干扰条件下，时通时断、不连续车流的通行能力（3）匝道、分合流、交织区通行能力：这些交通流处于连续性与间断性之间，是受到一定限制的连续流。

理想通行能力：理想通行能力是指在一定的时段，理想的道路、交通、管制和环境条件下，道路的一条车道或一均匀段上或一交叉点，合情合理地期望能通过人或车辆的最大小时流率

实际通行能力：实际通行能力是指在一定时段，在实际的道路、交通、管制机环境条件下，一条车道或一均匀或一交叉点，合情合理地期望能通过人或车辆的最大小时流率。

设计通行能力：设计通行能力是指在一定时段，在预计的道路、交通、管制机环境条件下；一条车道或一均匀段或一均匀点，对应服务水平的通行能力。

服务水平的概念：服务水平是指道路使用者从道路状况、交通与管制条件、道路环境等方面可能得到的服务程度或服务质量。

道路服务水平分级：我国高速公路和一级公路主要以密度作为主要指标，其相应的服务水平和运行状态为：一级为自由流，二级为稳定流上线，三级为稳定流下限，四级为饱和流

按交通流运行特征性的变化，可将快速路和高速公路分为基本路段、交织区和匝道及通道连接单个部分。基本路段系指道路不受匝道立交及其附近合流、分流、交织、交叉影响的路段，它是道路的主干和重要组成部分。

目前服务水平大体按下列指标划分1行车速度和运行时间2车辆行驶时的自由程度3交受阻或受干扰的程度以及行车延误和每公里停车次数等4行车的安全度5行车的舒适度和乘客满意的程度6最大密度每车道每公里范围内车辆的最大密度(7)经济性

路段评定服务等级的主要因素行车速度及服务交通量与通行能力之比

基本路段的定义：指道路不受匝道立交及其附近合流、分流、交织、交叉影响的路段，它是道路的主干和重要组成部分。

道路服务水平分级1一级自由流或较为自由2二级处于稳定流中间范围自由受到限制3三级处于稳定流的下限接近饱和流4四级处于不稳定的强制流状态在服务水平选用原则上高速公路与一级公路采用二级服务水平设计其他公路一般采用三级服务水平设计”时服务器的响应时间过长。

按照交通流特性的变化可将快速路和高速公路分为基本路段交织区匝道和连接处四个部分理论通行能力：又称理想通行能力或基本通行能力，是指道路和交通处于理想情况下，每一条车道（或每一条道路）在单位时间内能够通过的最大交通量。

实际通行能力：是指已知道路设施在实际的道路交通与控制条件下，该路的某车道或断面上的特定时间段内所能通过的最大车辆数，通常以pcuh表示，在混合交通的路上通行能力以实际车辆(辆/h)计.  道路条件修正系数      交通条件修正系数

影响通行能力的修正系数:一：道路条件的修正系数1车道宽度修正系数fw；2侧向净空受限的修正系数fcw；3纵坡度修正系数fhv；4视距不足修正系数是s1；5沿途条件修正系数s2；二：交通条件修正系数

设计通行能力：又称规划通行能力，是指在道路根据使用要求的不同，按不同服务水平条件下所具有的通行能力，即要求道路所承担的服务交通量，通常作为道路规划和设计的依据。实际计算公式为实际通行能力乘以给定服务水平的服务交通量与通行能力之比

交织：是指行驶方向大致相同而不完全一致的两股或多股车流，沿着一定长度的路段，不借助于交通管制与指挥设备，自主进行合流而后又实现分流的运行方式。

交织区长度：从入口段三角端部0.6m处至出口三角端宽度3.6m处之间的一段距离。一般不小于50m并且不大于600m。

交织区类型：1类交织区：出口不增加车道（常见）11类交织区：出口处增加车道（不常见）交织运行参数： 交织流量比：交织交通量与总交通量之比；交织比：交织交通中较小的交织交通量与较大的交织交通量之比。

交织区通行能力： 按照行车密度和服务流率划分为四个服务水平

1一级服务水平2二级服务水平3三级服务水平4)四级服务水

交织运行效率的两个主要参数 ：交织长度与交织断面车道数

交织区服务水平的影响因素：密度、流速和服务流率，行车密度V/C比。

匝道： 连接不同高程上两交叉线路，供两线路车辆实现方向转换的连接道路，是互通式立体交叉的主要组成部分。

匝道分类：  左转匝道和右转匝道 、 直接式、 半直接式和间接式匝道

连接处通行能力主要计算指标:  1汇合交通量2分离交通量3主线交通量

平面交叉口的通行能力:两条不同方向的车流通过平交路口时产生车流的转向、交汇与交叉,平交路口可能通过此相交车流的最大交通量就是

通行能力影响因素: 不仅与交叉口所占面积、形状、入口引道数、宽度、几何线形或物理条件有关而且与车流的运行方式和交通管理措施有关。

实际通行能力的定义及修正系数

定义：指已知道路设施在实际的道路交通与控制条件下，该路的某车道或断面上的特定时间段内（常为15min）所能通过的最大车辆数。C实=C*宽度修正*重车修正*纵坡修正

修正系数包括 ：a、道路条件的修正系数 ：（1）车道宽度修正系数 （2）侧向净空受限的修正系数（3）纵坡度修正系数 （4）视距不足修正系数 （5）沿途条件修整系数。b、交通条件修正系数

规划设计通行能力的定义 ：指道路根据使用要求的不同，按不同服务水平条件下所具有的通行能力，也就是要求道路所承担的服务交通量。C设计=C*服务交通量/通行能力

道路通行能力与交通量的差别和内在关系：（1）同：都是单位时间内道路上某一断面的交通实体数，表示方法相同（2）异交通量是指道路上实际运行着的交通体的观测值，其参数具有动态性和随机性；通行能力则是根据道路的几何特点、交通状况及规定运行特性所确定的最大流量，其数值具有相对稳定性及规律性（3）内在联系：道路通行能力C反映了交通的容量，交通量Q反映了道路的负荷量，V/C表征了道路符合程度和利用率，在正常运行状态下，当Q<C时，车流为自由流状态，车速V高，行驶自由度大，随着Q增加，车流的运行状态恶化，当Q接近C时，车流为强制流状态，将出现车流拥挤、阻塞现象。

平面交叉口的通行能力分类; 1无信号管制的交叉口:主要道路上的车辆优先，车流量不大，车辆间间隙分布符合负指数分布：当间隙大于临界间隙t0时,次要道路车辆可以穿越主干路车；  2环形交叉口:各类车辆交织或穿插所需的临界间隔时间之比；  3信号灯交叉口：停车启动时连续车流中各类车辆通过断面线的时间间隔之比；

环形交叉口:  在交叉口中央设置中心岛,用环道组织渠化交通,使进入环道的所有车辆一律按逆时针方向绕岛单向行驶,直至所要去的路口离岛驶出的平面交叉,俗称转盘。1优点  1驶入交叉口的各种车辆可连续不断地单向运行,没有停滞,减少了车辆在交叉口的延误时间,2环道上行车只有分流与合流,消灭了冲突点,提高了行车的安全性; 3交通组织简便,不需信号管制;对多路交叉和畸形交叉,用环道组织渠化交通更为有效.  2缺点 占地面积大,城区改建困难,增加了车辆绕行距离特,别是左转弯车辆;一般造价高于其他平面交叉. 3分类 1常规环形交叉;2小型环形交叉;3微型环形交叉  4适用条件:  沃尔卓普公式1引道上没有因故暂停的车辆; 2环交位于平坦地区,纵坡不大于4%；3各计算参数在相应范围之内。 英国环境部公式适用条件：1左侧优先的通行规则：2载货汽车占全部车辆数小于15%。

交叉口的服务水平按照交通负荷系数效率系数交叉口受阻车辆延误时间和排队长度划分为五个服务水平： 1一级服务水平  2二级服务水平 3三级服务水平  4四级服务水平  5五级服务水平