交通流理论二ppt课件

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1、交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)第四章 跟驰驾驶及跟驰理论内容提要线性跟驰模型稳定性分析非线性跟驰模型第4章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)跟驰反应过程驾驶员通过视觉搜索相关信息，包括前车的速度及加速度、车间距离、相对速度等；驾驶员对所获信息进行分析，决定驾驶策略；驾驶员根据自己的决策和头车及道路的状况,对车辆进行操纵控制。感知阶段 决策阶段 控制阶段 第4章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow th

2、eory)跟驰原理框图第4章一般跟驰一般跟驰交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)跟驰原理框图第4章线性跟驰线性跟驰交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)线性跟驰模型建立原理示意图交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)假设两车的制动距离相等,即 则有 两边对t求导,得到即或 1123()()()nns tx txtddLd1111()()()nnndut TutT TxtT T23dd11()()(

3、)nns tx txtdL11()()()nnnx txtxtT TL11()()()nnnx txtxtT TT11()()(),1,2,3.nnnxtTx txtn11()()(),1,2,3.nnnxtx t Txt Tn1T交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)线性跟驰模型稳定性分析 局部稳定性(Local Stability)：关注跟驰车辆对它前面车辆运行波动的反应，即关注车辆间配合的局部行为。渐进稳定性(Asymptotic Stability)：关注车队中每一辆车的波动性在车队中的表现，即车队的整体波动性。在车辆间

4、进行跟踪行驶时，如果其中某辆车产生了不规则运动，其扰乱波将依次向后方传播。在跟驰理论中，研究在产生扰乱波时的交通流的稳定性称为稳定性分析。稳定性分析两类稳定性交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)局部稳定非严格）:在跟驰行驶过程中，跟驰车辆与前导车辆间的车头间距不发生增幅波动变化时，称为局部稳定。局部稳定性Local Stability）局部稳定性问题研究在前车的速度发生变化后，跟驰车辆与前车之间车头间距的变化过程。通常又称之为过渡响应稳定性。局部稳定严格）：在跟驰行驶过程中，跟驰车辆与前导车辆间的车头间距不发生波动变化时，称为

5、局部稳定。交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)稳定性曲线第4章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)时间C=1.57C=1.60C=0.80C=0.50车头间距的变化C=1.60C=0.50C=0.80C=1.57C=0.50、0.80，衰减；C=1.57，等幅；C=1.60，增幅。实验结果第4章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)第4章（T=1.5，C=0.368）交通流理论交通流理论(tra

6、ffic flow theory)(traffic flow theory)例题1 假设驾驶员的反应时间为1.68秒，头车的长度为4.2m，跟驰车辆的初始速度为12m/s，试求：1当跟驰车辆和头车的车头间距不发生波动时的最大反应强度系数？2在此反应强度下，跟驰车辆为了保证在头车停止时不与其发生碰撞的最小车头间距为多少？第4章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)例题解答 1跟驰车辆与头车之间不发生波动时要满足 所以最大反应强度系数为 2头车停止，跟驰车辆可以无限接近头车而停止，为了保证不碰撞，车间距离最小值为 所以最小车头时距为

7、：第4章1CTe10.2191.68CeT1u1min124.158.9()0.219uslm 交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)渐进稳定性（Asymptotic Stability）渐进稳定性研究在一个车队中，前车的速度发生变化后，前后车辆间的车头间距的变化情况。通常称之为速度变化传播的稳定性。渐进稳定：在跟驰行驶的车队中，后续车辆与前车的车头间距的变化是衰减的，称为渐进稳定。交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)第4章渐近稳定的区域渐近稳定的区域判定标准：

8、判定标准：C=0.50.52交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)不同C值时车队的稳定性第4章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)不稳定车队的移动坐标示意图第4章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)反应强度系数拟合第4章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)线性跟驰模型缺陷示意图第4章交通流理论交通流理论(traffic flow

9、 theory)(traffic flow theory)车头间距倒数第4章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)标准流量和标准密度关系第4章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)1.1111.11.1./()()()1/()()()()()()()1,2()()()()()ln()0,;/0,1/mnnmnnnnlnnnnnkffmk kfs tx txtk txtTxtTx txtx txtmlxtTxtT k txtTuuuk tuk tCkuuuu edq

10、 dkkuu e 交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)任意非线性跟驰模型流量-密度关系示意图第4章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)本章小结重点掌握：1概念：反应强度系数、局部稳定性、渐进稳定性2线性跟驰模型及其推导3三种典型非线性跟驰模型4跟驰模型通式

11、5局部稳定和渐进稳定性的判定熟悉：1跟驰模型的原理2非线性跟驰模型得到的速度和密度关系以及推导理解:任意形式的跟驰模型、跟驰理论的缺陷第4章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)课后作业 1.假设驾驶员的反应时间的置信水平为90%，头车的长度为5m，跟驰车辆的初始速度为10m/s，试求：1当跟驰车辆和头车的车头间距不发生波动时的最大反应强度系数？2在此反应强度下，跟驰车辆为了保证在头车停止时不与其发生碰撞的最小车头间距为多少？第4章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theo

12、ry)课后作业 2.下面是某时段内交通流一组对应速度和密度观测数据：（50,22）（45,25）（35,35）(30,50)(28,55)(25,60)(20,75)(16,80)(10,100),（单位分别为km/h和veh/km用最小二乘法拟和求解：在线性跟驰模型条件下的反应强度系数和车头间距倒数非线性跟驰模型条件下最大和最小反应强度各是多少？在保证稳态条件下的最大反应时间为多少？并分别求解两种条件下的阻塞密度。第4章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)第五章 连续交通流模型内容提要流量守恒方程守恒方程数值求解交通波理论第

13、5章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)基本原理交通流三要素：交通流量、密度和速度。流体要素：流量、密度、流速。用流体模型描述交通流交通流由离散的粒子组成交通流作为连续介质交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)流体连续运动方程 x流体的运动功效示意图xxxkAc2)(2xxkkAc常数面积xkkcdtdvn2交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)根据牛顿的运动法则在x范围内，)(2xoxxkAcd

14、tdvxkAc:常数；A:截面面积。xkkcdtdv2Drew的运动方程式假设x0,则可得如下运动方程式(H.Greenberg)xkkcdtdvn2交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)0tkxq交通流量守恒方程流量密度交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)交通流的连续方程示意图xxNNk)(1212)(12NNNNxktqxk守恒方程的建立0tkxq交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory),(tx

15、gtkxq第5章守恒方程的一般形式x站2站1交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)守恒方程的解析0)()()()(tkxkdkdfkkftkxkdkdfkxkkftkkkfxtkkux可为任意形式)(kf交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)守恒方程的解析)/1(jfkkuu0)(tkxkdkdfkkf02tkxkkkuujff1)在一定的条件下可解析连续方程2)总体思路是消元降次3)若有密度和速度关系，可分别研究速度或者密度的时空特性。4)在3前提下，如果掌握密

16、度在道路上分布，就可以研究其时变特性，反之可研究其空间分布特性；速度同理。jfkudkdf交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)例1 解析守恒方程-分析交通流特性 某一路段的交通流的自由流速度为180km/h,阻塞密度为200veh/km.该路段上任意处的密度在某一时段内随时间线性增长，增长率为2辆/km/分钟,试分析该路段上的密度在位置上的分布特性？设初始位置初始时刻的密度为60veh/km,求20米外在初始时刻和10分钟后的密度？01202001802180 xkk01201000/20)60(8.1180kk02tkxkk

17、kuujff12010*2100100,40102020kkk交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)道路空间离散示意图第5章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)守恒方程的数值解法 式中：，在j路段，t=t0+n t时刻的密度、流量;t0 初始时刻；t、x时间和空间的增量，要求x/t大于自由流速度；路段j在t=t0+nt的净流率产生率减去离去率）。)(2)(2)(211111111njnjnjnjnjnjnjggtqqxtkkknjknjgnjq交通流理论交通流理

18、论(traffic flow theory)(traffic flow theory)11111nnnnjjjjnjkkqqgtx11111111()()()222nnnnnnnjjjjjjjttkkkqqggx11111()(2)nnnjjjkkxx k 11111nnnnjjjjnjkkqqgtx1111111111()()()nnjjnnnnnnjjjjjjt qqkkkkt ggx交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)2数值解法公式实际是递推公式，要首先获取初始时刻连续几个段的密度、流量和岔路产生量包括离去量的数据。注意

19、数据充分及其获取方法。数值方法的应用步骤111()nnjejuu k11(1)njnjfjamkuuk1把道路进行空间离散，并将交通流在观测时段T内进行合适的时间离散。3密度确定后，可据平衡态的密度-速度关系求速度4流量的求解格林希尔治1111nnnjjjquk交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)例题2 数值求解密度和速度第5章 某路段长度为5km，没有出入轧道。在某一初始时刻，每隔1000米有一组观测人员观测交通流的流量，观测流量分别为120veh/h,150,160,170,175,180。假设初始时刻该段交通流及其上下游

20、的密度均为80veh/km,交通流的阻塞密度为150veh/km,自由流速度为200km/h.平衡状态的速度和密度关系满足格林希尔治方程。求5分钟后的交通流的速度？交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)2初始时刻所有路段的密度均为80，且空间离散间隔为1km，时间间隔为1分钟，初始时刻路段的流量为120,150,160,170,175,假设上游流量始终和初始段流量一样，且上下游密度始终和邻近路段密度一致，利用公式计算各个路段在1分钟后的密度：111()nnjejuu k11(1)njnjfjamkuuk1111nnnjjjquk

21、1以1km为单元将5km路段离散为5段；并按照一定的时间间隔对交通流进行参数更新，例如1分钟。3）4同理求2分钟后的密度、速度、流量，3分钟后，4分后100002313111/60()()22 1kkkqq100003424211/60()()22 1kkkqq100001202011/60()()22 1kkkqq100004535311/60()()22 1kkkqq100005646411/60()()22 1kkkqq交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)2初始状态：0密度80，流量为120,150,160,170,17

22、5例题解答1路段分5段；时间间隔1分钟。4根据平衡态的密度-速度关系求速度。5同理求2分钟，3分钟后的密度、速度、流量。第5章100002313111/60()()22 1kkkqq100001202011/60()()22 1kkkqq3计算1分钟后的密度：交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)多车道空间离散示意图第5章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)交通波示意图第5章1212kkqquw波速方程交通流理论交通流理论(traffic flow theory

23、)(traffic flow theory)交通波物理意义示意图第5章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)各种交通波示意图第5章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)例题3 知：三个相邻交叉口信号绿信比相同，红灯时长均为tr,周期均为c，绿灯起步时差为t0.交叉口n与n-1距离x1，n与n+1距离为x2.交通流初始时刻t=0时是稳态的，平均速度为u0，密度f(x)=k0是常数，交叉口n的停车线在x0，t=0时绿灯变红灯，车辆排队后启动速度为u。利用交通波理论分析

24、：1单个交叉口的车流排队和消散过程 2交叉口之间的相互影响第5章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)图5-10 交通波理论应用实例-交叉口示意图交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)1)单个交叉口运行分析t=0,红灯亮，停车波，波速为:（2车队消散过程dfdfrdfTuTuutTu)()(1距离上交叉口足够远，有连续车流加入排队时111rdtT完全消散条件：uuuTtuuTtTfdrfdra)()(01rdtcT无二次排队条件：ratcT有二次排队时：通过车辆数

25、：)(1rtcuk（1排队过程经过一个红灯信号后排队长度：ttr,绿灯行，启动波，波速为：uuuff2rftu101uuuff交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)2)交叉口之间的影响（1 1下游对上游的影响下游对上游的影响 x1 x1 ，甚至更小，甚至更小，小小 于于 ，将使上游交叉口阻塞，将使上游交叉口阻塞)(1drfTtu（2 2对下游的影响对下游的影响直接通过下游交叉口，不在下游排队时002tux 排队长度：排队长度：jktux/)(002rftu1时002tux 在下游形成排队交通流理论交通流理论(traffic fl

26、ow theory)(traffic flow theory)例题4（1该方向车流在一个周期内的排队能在一个绿灯信号内完全消散时,该方向车流的临界密度为多少？第5章 在信号交叉口，某方向绿灯时间为30秒，信号周期为120秒,忽略绿灯间隔时间。已知自由流速度为60公里/小时，排队车流的启动速度为15km/h,堵塞密度为120辆/公里。（3当车流的密度为20辆/公里时，分析该相位信号配时的合理性？（2若该方向车流密度为60辆/公里，且信号周期不变，保证车队无二次排队的最小绿灯时长应为多少？交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)1()

27、frdarutTTctu)/(3012012030)(1kmcktckjr辆111(1)gutcmin1/21*120961/2 15/60*1/21 1/4gtc111(90 18)1/6/51830,723015/6frrdrauttTtTu1该方向车队完全消散的条件是：最大密度为：2无二次排队的条件是：3合理性分析：11(1)rdrtTct120/1201/6最小绿灯时长：交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)本章小结重点掌握：重点掌握：1守恒方程及其推导守恒方程及其推导2交通波波速方程及其推导交通波波速方程及其推导3交通

28、波理论的应用交通波理论的应用熟悉：熟悉：守恒方程的数值解法守恒方程的数值解法理解理解:1)加速度动态方程加速度动态方程 2)守恒方程解析解守恒方程解析解法法 3多车道动态分析多车道动态分析 4速度动态方程速度动态方程第5章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)课后作业1.请推导单车道、有产生车流产生率为g(x,t)时的流量守恒方程，并与无产生或离去车流的方程进行比较，说明其差异。2.课后到实际交叉口去观察一下，观察车流在交叉口的排队形成和消散过程，感受停车波和启动波的传递过程。3.推导交通波波速方程。第5章交通流理论交通流理论(

29、traffic flow theory)(traffic flow theory)第六章 网络交通流模型内容提要CBD中心的交通特性一般网络模型阿尔法模型二流理论第6章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)第6章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)第6章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)第二节 一般网络模型第6章一、网络通行能力：AfCN中心区交通能力单位时间内进入中心区的车辆数常数城区面积道

30、路占地比例单位时间单位道路宽度通过的车辆数交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)第6章fANC/AN/放射弧线有环路放射线型没有环路交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)沃德洛尔模型322.02440uq第6章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)hpculllqQiii/132233040/.)5.4200(/总第6章iiittuu总/ABDC 4.5km,200pcu/h,3.5min3,180

31、,2.52.5,100,22,150,42.5,120,4.53.5,150,3.52,150,43,150,4.5交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)第6章低峰顶峰交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)第6章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)二流模型及其参数关系第6章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)观测的Tt-Ts曲线第

32、6章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)不同驾驶员测试的曲线第6章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)本章小结 本章主要介绍了宏观交通流理论，从宏观的角度介绍了一些流量、速度和密度的测量和推算方法，从而提供网络交通效果评价的基本原理和基本方法。第6章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)第七章 交通影响模型 交通安全 燃料消耗 交通废气污染 交通噪声第7章交通流理论交通流理论(traffic f

33、low theory)(traffic flow theory)事故预测曲线第7章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)2lg()2(7 1)(7 2)(7 3)lg()lg()lg()lg()(7 4).qmqmqqmqmqqqm 交 通 量参 数预测模型流量法）第7章7-1），不适合交通量大的情况；（7-2和7-3引入了更多的参数，可以得到更好的拟合曲线；（7-2多项式，不太适合交通量小的情况，（7-3是指数形式。交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)例题和作

34、业 用模型1和2两种预测模型进行比较。年份99000102030405060708m2011322342Q900110013201750200018602200250020502800交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)燃料消耗率与速度关系第7章燃料消耗模型 思路：通过实验和实际数据的分析，掌握影响因素的影响大小，考虑一些主要影响因素，忽略一些次要因素，通过大量燃料消耗的数据，建立燃料消耗的影响关系模型，即燃料消耗的预测模型。速度是影响燃料消耗率单位行驶距离的燃料消耗量的一个决定性因素，因为一定距离下，速度决定了消耗燃料的时间

35、低速和空气阻力的大小高速），城市道路交通低速交通和公路交通高速交通燃料消耗规律不同，要分别研究。燃料消耗率随速度增大燃料消耗率随速度减小临界速度交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)例题和作业 甲乙两辆汽车在相同的一段城市道路上行驶，路段长度为2.5公里，甲乙车辆行驶时间分别为6分钟和5分钟，耗油分别为800ml和750ml，两车是同一种车辆，载重相等。1求两车的单位时间燃料消耗率和单位距离的燃料消耗率？2假设两车的燃料消耗都满足基本模型，标定基本模型的参数。3假设两车以原速度的1.5倍速度在某个路段上稳定行驶3公里，求这段3公

36、里路程里两车的燃料消耗量？交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)第7章排放影响因素车辆燃油使用和维护环境条件新车排放控制在用车排放控制交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)第7章综合排放因子模型MOBILE模型开发者美国环保局EPA）特点：1基于试验数据2开放性积累数据；3功能不断扩展，6.0版本EPA数据FTP数据三方数据48种车型Mobile5)5单车排放因子和总排放因子。交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow

37、 theory)排放量分布)(pjjjpEfMPEQ预测年份机动车保有量预测年份机动车保有量J型车年平均行驶里程型车年平均行驶里程J型车型车P物实际排放因子物实际排放因子P的年排放总量的年排放总量交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)例题3对某交叉口的1小时的噪声检测样本数据如下：（以声压级表示，单位dB）20,52,25,90,35,87,56,27,15,9870,65,32,28,80,69,50,36,91,20求统计声级L10,L50,L90,该路口的噪声的高峰值、平均值和低峰值各为多少第7章交通流理论交通流理论(tr

38、affic flow theory)(traffic flow theory)本章小结重点掌握：1概念：交通事故、排放因子2事故预测步骤和预测模型 3燃料消耗率与速度的关系 4城市交通燃料消耗基本模型 5噪声的声压级、统计声级、噪声的影响因素熟悉：1）Mobile基本排放因子模型及总排放因子确定。2噪声的计量指标和评价指标。理解:1)公路燃料消耗模型 2)Mobile模型的修正、污染物扩散模型。3噪声的预测模型第7章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)课后作业1.写一篇关于交通事故、噪声、废弃排放或者燃料消耗方面的总数论文。2

39、.如何减小噪声的危害？请举例说明具体措施。第7章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)第八章 无信号交叉口交通流分析理论内容提要可插车间隙理论二分车头时距分布通行能力和延误分析多股车流的分析多级别车流的分析第8章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)可插车间隙参数的回归估计曲线第8章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)拟合阶梯曲线第8章0510152025交通流理论交通流理论(traffic fl

40、ow theory)(traffic flow theory)4.二分车头时距分布模型()()1,()0,mt tmP htettP ht 其他第8章(),()0mt tmttep t其他表 A的参考值自由车辆比例的变化曲线交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)参数估计主车流t101619252028640833453547次车流n1223231514546次车流t7,9,10,88,10,7,126,8,8,9,10无信号交叉口两股冲突车流的观测数据表（n,tn)(1,8),(2,18.3),(3,26.5),(4,33),5

41、(42.5),(6,47)5.3n6.52/0fcttt6.19.7*5.3217.290ttntf第8章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)跟随时间的独立估计ttttnff1/0ftntt02/minfcttt3.33.9*5.3217.290t3.93/)(111ffffttttmin0tt 调整第8章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)车头时距分布主车流）54.251NtMNii3.19112/.)54.2510(1)(2122NMtSNii22MS t

42、MethP11)(83.13/)71.11()(111)(tSMtSeethP)(/)(1/1)(aSMtMSMMethP最小时距）(,2mtSMMS最小时距）(,2matSMMS第8章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)第二节 二路停车控制交叉口第8章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)例题1第8章 主次两股车流相交，两股车流的车辆到达数均服从泊松分布，流量分别为180辆/小时和90辆/小时。已知次路车辆穿越主路的临界间隙为10秒，车辆跟随时间为5秒，求：1

43、1小时内主车流有多少个可穿越空档？2假设次要车流穿越是阶跃分布，次路 车流通过交叉口的通行能力？3次路车流无车等待的概率？解答解答交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)习题解答第8章()ctcQ P htQ e =109(个)1p cp fq tmpq teqqe0.137 (veh/s)011nmqpxq 1 90/493 =0.82 =493(veh/h)交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)例题2第8章 主次两股车流相交，两股车流的车辆到达数均服从泊松分布(

44、随机的），流量分别为180辆/小时和90辆/小时。已知次路车辆穿越主路的临界间隙为10秒，车辆跟随时间为5秒，求：11小时内主车流有多少个可穿越空档？2假设次要车流穿越是阶跃分布，次路车流通过交叉口的通行能力？3次路车流无车等待的概率？4车辆到达停车线后等待的时间分布为负指数分布,求次路车辆平均延误时间？交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)解答第8章 110.18(1)(1)10.1370.828.9()mxDCqxs交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)储备通

45、行能力第8章neqqRmax交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)第8章1级：2，3，62级：4，93级：71级：2,3,5,62级：1,4,9,123级：8,114级：7,10交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)例题3123456指出下图车流的级别，并简要说明各个级别车流之间的让行关系。忽略右转车流的影响，求：1如果车流4的通行能力为300veh/h，车流4的实际流率为150ve/h,车流6在假设车流4无阻碍通过时一级车流的通行能力为120veh/h，求车流6

46、的有效通行能力？2假设车流1和车流4分别为例1中的主要车流和次要车流，并且假设车流6和车流4通过交叉口的可插车间隙参数相同，求车流6的有效通行能力？第8章解答解答交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)例3解答,4,60,4,6,4(1)*120(1 0.5)*12060(/)nemmqqpqqveh h,60,4,6,60.82*emmqp qq0.137*10,4,6,40.137*5,40.137110.0173/qtpcmpqtpfeeqqeeveh s第8章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(

47、traffic flow theory)两阶段可插车间隙和车流优先第8章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)本章小结重点掌握：1概念：临界间隙、跟随时间2临界参数的回归估计 3两股车流时的通行能力计算和延误的估计熟悉：1多路优先车流的通行能力估计 2多级别车流通行能力分析理解:1)共用车道通行能力估计 2)通行能力估计模型的推导第8章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)课后作业1.主次两路相交，车辆到达均服从泊松分布，流率分别为0.05veh/s和0.025v

48、eh/s。已知次路车辆穿越主路的临界间隙为8秒，车辆跟随时间为6秒，假设次要车流离散性通过主要车流，求：1次路通过交叉口的通行能力？2次路排队为空的概率？第8章间隙(s)车辆数151234531002.右下图是对某无信号交叉口可插车参数的回归曲线，曲线的时间轴截距为3s，斜率为0.2，据此确定临界间隙和跟随时间的大小。交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)第四章 跟驰驾驶及跟驰理论内容提要信号交叉口理论基础车流通过特性和延误特性稳态延误模型定数延误模型过度延误模型第4章交通流理论交通流理论(traffic flow theory

49、)(traffic flow theory)第9章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)第9章d-总延误ds停车延误dh-减速加速延误“停车延误与“减速-加速延误示意图交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)完全停车和不完全停车示意图第9章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)ccult/ABLl idDBAttttciittd1观测路段平均速度抽样测地点速度）2观测确定减速地点A3测量延误距离4计算

50、无延误时间5观测实际通过时间6计算每辆车的延误时间7计算总延误时间ABucltBtA交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)第9章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)延误时间图解第9章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)例题1第9章 固定配时的某交叉口的信号周期为90s，某进口道相位有效绿信比为1/3，该方向车流通过交叉口的饱和流量为1800辆/小时，车辆平均到达率为0.1veh/s，假设到达率和

51、通行能力都是常数，用稳态延误模型计算：1每个周期的车辆总均衡相位延误时间？2每个周期内每个车辆的平均均衡相位延误时间？交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)过饱和交叉口车辆到达与离去示意图第9章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)定数延误模型的解析第9章总延误：平均延误：交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)过度函数延误模型及曲线第9章TRANSIT系统的排队长度交通流理论交通流理论(traffi

52、c flow theory)(traffic flow theory)延误与饱和度的关系第9章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)本章小结重点掌握：1概念：相位、绿灯间隔时间2稳态延误模型及应用 3信号交叉口通行能力计算熟悉：1车辆排队过程和延误的观测与计算 2定数延误模型理解:1)过渡延误模型 2)随机延误的计算第9章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)课后作业1.推导稳态均衡相位延误模型2.为什么在使用稳态延误模型时要考察饱和度的大小？第9章交通流理论交通

53、流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)第十章 交通流模拟内容提要交通流模拟的内容模拟方法模拟软件第10章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)通过在计算机上建立交通流的模拟模型，显示和表示道路设施、交通流整体及交通流中的各种成分的状态和变化，并通过计算机快速做出分析评价和判断决策。是交通仿真模拟的重要组成部分。1.交通流模拟的含义2.解决的关键问题1复杂分析的工具2计算机建模交通仿真模拟第10章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic fl

54、ow theory)交通仿真模仿的概念第10章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)1道路、平米交叉口的表示和建模3.交通流模拟的内容 2场、站的表示和建模 3收费等其他设施 4交通流车辆 5非机动车、行人等交通行为者8交通流分析模型6匝道、立体交叉7交通管理与控制模拟9计算机建模第10章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)1路网的规划、完善的依据2交通安全分析和设施安全设计依据3道路的改造、新道路的建设4交叉口的效果评价和改进5交通需求管理6交通管理4.交通流

55、模拟的主要应用范围第10章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)第二节 常见交通流模拟系统NETSIM美国）PARAMICS英国）TRAFFICSS日本）TRANSIMS美国）VISSIM德国）AIMSUN西班牙）Transmodeler美国、中国）第10章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)基于某一特定时段和具体事件的模拟；以秒为单位的周期性适时模拟;包含了车辆跟随模型和换道模型；交通状态适时再现 交通信号显示、车道、交通规则、道路构造 的变化带来的交通行动的

56、变化。FHWA_NETSIM(Federal HighWay Administration)(1)NETSIM第10章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)并行运算：对不同地区的模拟用不同的计算机。不同计算机处理的边界总是

57、在道中。包扩速度模块、车道变换模块、有信号灯交叉路口模块、无信号灯交叉路口模块、停车场位置模。(2)TRANSIMS美国LOS ALAMOS国家实验室开发研制的第10章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)可在各种操作系统平台上行处理；可对单个车辆进行模拟 大量的统计分析方法；模拟规模较大：32万辆。(3)PARAMICS 爱丁堡并行计算中心(EPCC)同SIAS公司，Quadstone。第10章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)交通流理论交通流理论(traf

58、fic flow theory)(traffic flow theory)交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)由交通模拟器和信号状态发生器两部分组成。(4)VISSIM德国PTV AG公司开发的第10章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)(5)TRAFFICSS1.城市规划方案制定、评价;2.道路规划方案制定、评价;3.停车场设置规划方案制定、评价;4.景观

59、效果模拟。开发：日本日立(Hitachi)制作所第10章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)TransModeler是美国Caliper公司继交通规划软件TransCAD之后推出的多功能交通仿真软件包。TransMode

60、ler以Caliper公司专门为交通应用而开发的地理信息系统GIS为基础，采用最新的交通行为仿真模型，提供当今城市交通规划和仿真所需求的诸多功能。(5)TransModeler第10章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)主要功能主要功能交通基础路网模型的建立交通基础路网模型的建立 车辆出行状态仿真车辆出行状态仿真 出行需求模型分析出行需求模型分析 交通控制方案的仿真交通控制方案的仿真 交通管理设施的仿真交通管理设施的仿真 第10章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theo

61、ry)收费站仿真收费站仿真事故和施工区仿真事故和施工区仿真行人仿真行人仿真车辆行驶路线的追踪综合仿真停车仿真车辆行驶路线的追踪综合仿真停车仿真主要功能续）主要功能续）提供一套GIS应用开发工具库GISDK），用于系统的二次开发。第10章交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)交通流理论交通流理论(traffic flow theory)(traffic flow theory)