交通量调查与分析.ppt

第三章交通量调查与分析 交通流特性概述交通量的基本概念交通量的变化特性交通量调查 一交通流特性概述 交通流 道路上的行人或运动的车辆构成行人流或车流 统称为交通流交通流三参数 流量 速度 密度交通流特性 交通流的定性和定量特征具有双重性 局限性 时空性 二交通量的基本概念 1 交通量的定义交通量是指在单位时间内通过道路某一断面的实际交通参与者 包括车辆 行人 自行车等 的数量 简称流量 通常所说的交通量 如果不加以特别说明的话 常指机动车双向整个断面的交通量 2 交通量的特点交通量是一个随机数 随时间和空间发生变化交通量的流率表现形式 当观测交通量的时间不足一个小时的时候 将观测到的交通量转换为流率表示 二交通量的基本概念 3 交通量的分类 1 按交通类型分机动车交通量非机动车交通量混合交通量行人交通量 二交通量的基本概念 2 按时间单位分秒交通量 又称秒率 辆 S 1min 5min 15min交通量 辆 min 辆 5min 辆 15min 信号周期交通量 辆 周期 白天12h交通量 7点至19点 辆 白天12h 白天16h交通量 6点至22点 辆 白天16h 周 月 年交通量 辆 周 辆 月 辆 年 等 二交通量的基本概念 2 按交通量特性分平均交通量平均日交通量 ADT 任意期间的交通量累计之和除以该期间的总天数所得的交通量 年平均日交通量 AADT 一年内连续累计交通量之和除以该年的天数 365或366 所得的交通量周平均日交通量 WADT 周内交通量之和除以周日天数 7 所得的交通量月平均日交通量 MADT 一月内交通量之和除以该月天数 28 29 30或31 所得得的交通量年平均月交通量 AAMT 一年内连续累计交通量之和除以一年的月份数 12 所得的交通量 二交通量的基本概念 最高小时交通量高峰小时交通量 PHT或VPH 一天24h内交通量最高的某一小时的交通量 一般还分为上午高峰 早高峰 和下午高峰 晚高峰 小时交通量 其时间的区划一般从n点到n十1点整数区划 为研究分析目的亦可寻找连续60min最高交通量 非整点到非整点 年最高小时交通量 MAHV 一年内8760h 闰年为8784h 中交通量最高的某一小时交通量 二交通量的基本概念 第30位小时交通量 将一年中所有8760h的小时交通量按顺序由大至小排列时其第30位的小时交通量 常常把第30位小时交通量作为设计小时交通量 三交通量的变化特性 1 交通量的时间分布特性 1 年变化交通量的逐年变化 简称作年变 交通量的年变化可以用年变图来反应 年变图 横坐标为年份 纵坐标为各年的AADT值 注意 由于交通量的发展变化与区域经济的发展变化息息相关 如果我们作一个区域交通量的逐年调查 可以发现在几年间的交通量发展迅猛 这是由于该时期国家经济的增长很快导致的 三交通量的变化特性 2 交通量在一年中的逐月变化 月变化 一年中各月交通量的变化叫月变化 可以用月变图来衡量交通量的月变化 横坐标为各个月份 1月 12月 纵坐标为MADT AADT的比值 月变系数 月不均匀系数 月换算系数 M AADT MADT注意 在交通量的计算过程中 由于交通量应为整数 所以在不足一辆时应舍去 而不应该作四舍五入处理 例题3 1 三交通量的变化特性 三交通量的变化特性 3 交通量在一周内的逐日变化 周变化或日变化 指一年中各周日交通量的变化 可以使用日变图来衡量 横坐标为各周日 即周一到周七 纵坐标为各周日的平均日交通量与年平均日交通量的比值 ADT AADT 某周日的平均日交通量ADT 全年所有该周日的交通量之和 全年所有该周日的天数 多为52天 周变系数 日变系数 D AADT ADT例题3 2 三交通量的变化特性 三交通量的变化特性 根据某地区交通量的月变系数和日变系数 以在观测到某月某日的实际交通量后 大致可以预测当年的年平均日交通量 预测公式AADT QijMIDj其中 Qij 第i月某天 星期j 的实际交通量MI 第i月的月变系数Dj 星期j的日变系数例题3 3 三交通量的变化特性 4 交通量在一日内的小时变化全天24个小时的交通量均在不停地变化 变化以一日一夜为周期 交通量的小时变化可以用时变图或是用时变柱状图来表示 时变图 以24h作为横坐标 以某小时的交通量占全日交通量的百分数作纵坐标 课本图3 4 时变柱状图 也以24h作横坐标 以各个小时的交通量绝对数作纵坐标 三交通量的变化特性 高峰小时交通量PHT 全天24个小时中最大的那个交通量叫高峰小时交通量 高峰小时交通量对应的那个小时叫做高峰小时 交通量的全天变化多呈马鞍型 一般上下午各出现一个高峰 三交通量的变化特性 高峰小时流量比 高峰小时流量占该天全日交通量的百分数称为高峰小时流量比 高峰小时流量比的大小反应了高峰小时交通量的集中程度 我国的观测数据表明 高峰小时流量比多为8 10 高峰小时系数PHF 指高峰小时交通量与高峰小时内交通量最大的某一时段的交通量扩大为高峰小时后的交通量之比 一般t 5min或t 6min或t 10min 最常用t 15min 三交通量的变化特性 PHF 1 PHF越接近于1 说明变化越平缓 越小 说明峰值越明显 例题3 4练习 某高峰小时的时段交通量 5min一个时段 观测如下 118 114 112 111 114 120 115 106 104 118 110 107试计算PHF5和PHF15为多少 三交通量的变化特性 2 交通量的空间分布特性城乡分布 城市内交通量大 郊区和农村交通量小路段上的分布 与路段的功能 等级和区段有关 方向分布 方向分布系数 KD 用百分数表示的主要行车方向交通量占双向行车总交通量的比值 KD 0 5 对于方向分布系数 若无给定的数据 那么可取KD 0 6来计算 车道分布 三交通量的变化特性 三交通量的变化特性 三交通量的变化特性 3 设计小时交通量 DDHV 含义及作用 交通量具有随时间变化和出现高峰小时的特点 因此 在进行道路设施规划设计时 必须考虑这个特点 工程上为了保证道路在规划期内满足绝大多数小时车流能顺利通过 不造成严重阻塞 同时避免建成后车流量很低 投资效益不高 规定必须选择适当的小时交通量作为设计小时交通量 DDHV 三交通量的变化特性 选择第30位最高小时交通量作设计小时交通量的理由第30位最高小时交通量较稳定 且30HV AADT稳定在0 11 0 15之间 第30位最高小时交通量处的点很密集 交通量超过第30位最高小时交通量的数量为29个 即一年中仅有29个小时满足不了交通的需求 仅占到29 8760 0 33 比例很少 若选择向左移动 那么交通量急剧增大 即道路建设的规模加大 但交通拥挤的时间却减少不多 若选择向左移动 那么交通量减少不多 即道路建设的规模减少不多 但交通拥挤的时间却大大增加了 设计小时交通量系数 K 设计小时交通量 年平均日交通量 DDHV AADT 国内 K稳定在0 11 0 15之间 在国外 K值稳定在0 12 0 18之间 三交通量的变化特性 设计小时交通量的应用 对于多车道公路 不考虑方向不均匀系数DDHV AADT KN DDHV C单W W1 NAADT 年平均日交通量DDHV 设计小时交通量N 车道数W1 单车道的宽度 公路3 75m 城市道路3 5m W 车道的宽度C单 单车道的通行能力 三交通量的变化特性 设计小时交通量的应用 对于多车道公路 考虑方向不均匀系数DDHV AADT K KDN1 DDHV C单N 2 N1W W1 N这里DDHV 单向设计小时交通量 注意 年平均日交通量AADT是指双向的交通量 对于车道的设计应该是对称的布置 即车道总数应是偶数个 而不能是奇数个 四交通量调查 1 交通量调查的目的和意义确定道路设施的规模确定交通控制的方法确定交通与运营管理的依据预测交通量发展趋势用于运输经济分析评价道路安全程度 四交通量调查 2 交通量调查的分类不分流向调查 对道路的整个断面作交通量的调查 用于研究日交通量及其变化规律 分流向调查 路段上 分为上行 下行方向交通量调查 交叉口 左转 右转和直行的调查 分车种调查 为了获得交通流中各车种的比例 我们应分车种调查 如分为小客车 中客车 大客车 小货车 中货车 大货车进行调查 四交通量调查 特定地点的交通量调查 是以研究交通管理 信号控制为主要目的 调查特定地点 交叉口 路段或出入口 的交通量 区域 路网 交通量调查 是在某特定区域内同时在许多交叉口和路段设置交通量调查点 以掌握该区域交通流量的分布变化特点为目的的交通量调查 小区 境界 出入交通量调查 是为校核商业中心区等特定地区 城市或城市郊区等区域的出入交通量 以及起迄点调查数据中的内外出行距离而获取所需的数据 分隔查接线交通量调查 主要是为了校核起迄点调查的数据而进行的调查 四交通量调查 3 交通量调查的计数方法 1 人工计数法方法 有一个或几个调查人员 在指定的路段或交叉口引道一侧进行调查工具 计时器 手表或秒表 手动 机械或电子 计数器和其他记录用的记录板 夹 纸和笔 优点 可以分流向 路段上分上下行方向 交叉口分左转 直行 右转方向 分车种 大车或小车 调查 也可以分车道调查 如内侧车道或外侧车道 并且调查的精度高 调查的方法机动灵活 方便简单而又便宜 缺点 需要较多的人力 劳动的强度大 不宜作长期连续性的观测 不能得到交通量的多种变化系数 四交通量调查 例 有一下图所示的十字路口 假若要分流向作全天24小时的交通量观测 试问最少所需的人员个数 解 假定每个进口断面处都有左转 直行和右转三种流向的车 每一流向的车辆至少要有一个来负责 这样Nmin 3 4 12又由于要作全天24h的交通量观测 应分3班制 即每组最大仅能连续工作8个小时 考虑到这一点 Nmin 3 12 36人 还应考虑到其它因素 那么实际所需要的人员数量N 36人 四交通量调查 四交通量调查 2 机械 自动 计数法由车辆检测器 传感器 和计数器两部分组成根据传感器的不同 一般分为气动式地磁式电磁式超声波式红外线式 四交通量调查 优点 精度比较高 并且减少人力 可以作长期连续性的观测 同时可以获得交通量的多种变化系数 缺点 在大多数情况下不能分流向 分车种调查 并且这种调查方法对行人和自行车交通是无能为力 且一次性投资很大 四交通量调查 3 浮动车法 乘观测车调查法 由英国道路研究实验所的Wardrop和Charlesworth于1954年提出 可以同时获得某一路段的交通量 行驶时间和行程车速 调查方法 需要观测车一辆 驾驶员1人 观测记录人员3人 其中一个人记录与试验车对向开来的车辆数 一个人记录与试验车同向行驶的车辆中 被试验车超越的车辆数和超越试验车的车辆数 另外一个人报告和记录时间 调查的距离可以事先确定或由里程碑上读取 在调查的过程中 试验车一般应沿调查路线往返行驶12 16次 即6 8个来回 四交通量调查 调查数据的计算测定方向上的交通量 路段待测定方向上的交通量 单向 辆 min 测试车逆测定方向行驶肘 朝测试车对向行驶 顺测定方向 的来车数 辆 测试车在待测定方向上行驶时 超越测试车的车辆数减去被测试车超越的车辆数 即相对测试车顺测定方向上的交通量 辆 测试车与待测定车流方向反向行驶时的行驶时间 min 测试车顺待测定车流方向行驶时的行驶时间 min 四交通量调查 待测路段上的车流平均行程时间平均车速 四交通量调查 浮动车法调查记录表例题P41注意事项行程时间 在记录时以分 秒计 但在公式计算中 秒应以分的百分数计 以便于直接计算 浮动车法调查延续的时间校长 为了真实反映交通情况 应注意路段和行程时间不要太长 尽可能分段以较短时间完成调查 浮动车法观测到 经过计算获得 的交通量是一个平均值 当以平均值计算时 是表明在整个观测时段内的平均值 而由每一次观测所得数据计算的交通量才是该时段的交通量 四交通量调查 4 调查时间24h交通量调查 作全天性的交通量观测 得到DT 一般从星期一到星期五中任选一天进行观测 16h交通量调查 通常从早上6点到晚上10点进行观测 用于推算夜间系数 12h交通量调查 通常从早上6点到晚上6点进行交通量观测 高峰小时调查 早上7 9点 下午4 6点 注意 16h和12h交通量的观测值可以换算成全天24h的交通量 还可以用来推算年平均日交通量AADT 24h交通量的观测可计算高峰小时流量比 四交通量调查 5 调查地点路段交通量调查 选择在两交叉口之间的平直路段上 交通流现象有代表性的路段上 交叉口交通量调查 一般在各交叉口入口引道的停车线处 但对于环形交叉口应作注意 应在交织区也设立一个断面 以便明确车流的流向情况 交通设施 枢纽的出入口处 如收费站 大型停车场的出入口处 四交通量调查 例 有一通过城区的国道 其沿道路的断面交通量变化情况如下图 A处的断面交通量为3万辆 天 B处的断面交通量为1万辆 天 四交通量调查 四交通量调查 6 交通量调查方法交通量调查实施的程序接受交通量调查任务 明确调查目的 确定应提交的成果内容 拟定交通量调查方案设计 确定具体的调查内容 日期 时间 方法及所需仪具等与实施交通量调查有关的细节组织人力 开展交通量调查 汇总 整理资料 对所获得数据进行归纳 分析 四交通量调查 1 调查方案设计说明书的内容调查目的和用途拟调查地区或路线的情况观测站在平面图上的位置所观测车辆的车种和分类所拟定调查时间和周期的说明观测仪器人员配备及分工其他调查用具配备规格和数量记录表格的形式和要求调查资料整理方法及格式 图表要求及内容 交通量计数单位和精度等 四交通量调查 2 公路交通量调查方法间隙式观测1 观测点的设置 为了确切地掌握交通量的变化 时间 空间分布 规律 在保证取得准确数据并能代表所表示的路段的基础上 确定观测点的数量和距离 2 观测次数及时间 原统一规定每月的5日 15日和25日各观测一次 现规定每月观测l一3次 昼夜连续观测的按小时间隔计数 3 观测内容 对11种车型进行观测 记录各类车辆的绝对数 不分方向 最后折算成解放牌中型载货汽车的标淮车辆数 4 填报内容 根据文件要求填报有关内容 并绘制交通量分布示意图 内容应有混合交通量 汽车交通量 绝对数 和路线技术等级允许交通量的变化图 以水平线形表示 四交通量调查 连续式观测1 观测站的设置 其设站的目的除了为全年提供完整的交通量数据外 更主要的是为了探求交通流量的变化规律 籍以逐步简化观测工作量 观测站的地点 应使所得交通量资料能充分代表一个区域的交通量的变化规律 2 观测方法 各省 市 自治区 设置不少于2个固定观测站 观测时间区间一年为一期 每天连续24h观测 以小时交通量登记 不分方向合并记数 以简化手续3 观测内容 基本与间隙式观测相同 4 填报内容 除间隙式观测所填报的内容外 还包括年平均昼夜顺序小时交通量图 汽车绝对值小时交道量统计表 每日逐时的数值 日交通量月报表 交通量年报表等 同时计算年平均日交通量和月 周日不均匀系数等 绘制的交通量分布示意图与间隙式观测相同 四交通量调查 3 道路网交通量调查方法交通量资料由控制性观测站和临时性观测站的调查提供 控制性观测站 每三个月连续观测一周或每个月选周一至周五的一天 且每隔一个月增加一个星期天做24小时观测 多采用人工计数法 临时性观测站 应遍布整个拟调查的区域 其间距一般规定为 郊区干线公路3 5km 市区公路1 5km左右一个 在交通量变化较大的地点还需增密 采用人工计数法或浮动车法 调查时间选择与年平均日交通量相接近的季节和月份 各类观测站可根据其重要性大小 分别设置于主干道 次干道或主要交叉口和次要交叉口的有关位置各类观测站的功能同公路交通量调查 调查区间划分的原则 见课本 四交通量调查 4 城市道路交通量调查方法城市道路交通量调查 一般应包括对路段 交叉口和城市出入口道路的调查 有时根据规划 设计工作的需要 也可对特定地点 如车站 广场 交通枢纽 大型体育场馆等 进行调查 从调查的时间和规模来看 一般又可分为长期连续调查 大范围宏观调查 临时突击 短期调查和局部 单点小规模调查等 调查方法同公路交通量调查 四交通量调查 对于每一条主要道路都应建立一个主控制站 至少每两年要做一次24h的观测 调查应分方向和车种 其目的是为了获得主要道路系统中有代表性的交通量及其小时变化和方向分布 在每一类的次要道路上都要建立副控制站 每个副控制站每两年做一次24h的观测 可以不分方向 目的是获得对次要道路系统有代表性的交通量为了得到各种不同等级的道路上交通量的日变化和季节性变化系数 并将观测值换算为平均日交通量 要在控制性观测站中选择一些观测站作为关键站 其数量至少应保证每类主要道路和每类次要道路各有一个 为了获得整个道路系统的平均日交通量 除了控制性和关键性观测站外 还需要建立一批辅助性观测站 四交通量调查 5 平面交叉口交通量调查方法调查目的 是为了获得有关交通量的实况 通行能力 流向分布 交通量变化及高峰小时交通量和交通组成等方面的资料 以便对交叉口的通行效能做出准确的评价 提出交通管理 控制措施或改建 扩建方案 时间选择 在高峰期间进行 持续时间至少为1h 以完整地测到整个高峰小时的交通量资料 同时 可以根据需要分别对机动车和非机动车的高峰进行观测 调查时段划分大多数采用15min 亦可采用10min或5min的时间间隔 四交通量调查 一般均采用人工计数 并以入口引道的停车线作为观测断面 当交通量较小时 如入口处渠化较好 能严格控制车辆分道行驶 则可由1人负责整个入口 当交通较繁忙时 每 人口需要3人 分别统计左转 直行和右转的机动车流量 若同时调查自行车交通量 则每一入口需要增加一倍的人员 以分别统计各向自行车流量 要得到饱和流量往往可采用 阻车法 人为地促成饱和状态 即利用原有道路上的车辆 使其在短时间内暂停通行 待各人口引道上积累了一定数量的车辆后再一起放行 这时进行观测即可获得源源不断的饱和交通量 但是这种方法影响面很广 容易发生交通事故 造成交通阻塞 给过住车辆 乘客造成人为的延误 四交通量调查 7 交通量资料分析与计算示例 1 连续式观测资料分析计算月平均日交通量 MADT 计算年平均日交通量 AADT 计算月交通量变化系数M计算各周日的平均日交通量 ADT 计算周日交通量变化系数 D 推算年平均日交通量 AADT 四交通量调查 例1 某公路交通量连续式交通量观测站 某一年交通量调查资料经初步整理如表2 12 表2 13的第1行 试根据所列资料计算 AADT值 各月的MADT值和M值 各周日的ADT值和D值 若已知该年9月某日 星期二 的实测日交通量为3392辆 日 试推算其AADT的值 并计算其相对误差 表2 12AADT MADT M值计算表 表2 13ADT D值计算表 四交通量调查 2 白天16小时交通量系数K16计算 白天16小时 6时至22时 的交通量与全天24小时交通量之比 称为白天16小时交通量系数 3 方向分布系数Kd计算 四交通量调查 4 高峰小时系数PHF值的计算 5 第30小时系数计算 四交通量调查 6 24小时交通量计算和分析利用交通量数据 可绘制交通量的时变图 以便于分析交通量的变化趋挚 了解上下午高峰小时出现的时间 数值大小和夜间交通的情况 四交通量调查 例2某公路观测站8月份的16h交通量观测值总和为104830辆 该月的K16 0 965 求该月的月平均日交通量 解 8月份的16h平均交通量为104830 31 3382辆 16h 该月的月平均日交通量为MADT 3382 0 965 3505 辆 日 四交通量调查 例3已知某一道路连续式观测结果如下表2 14所示 试分别求早高峰 晚高峰及全年日平均交通量的Kd值 四交通量调查 例4已知城市街道昼夜24h交通量观测数据 见表2 18 试绘制时变柱状图并进行分析 同时计算高峰小时流量比和该日的16h交通量系数 表2 18 交通量分析 白天交通量占了全天交通量的绝大多数 出现了上下午两个高峰 早高峰大于晚高峰 早高峰出现的比较快 下降也比较快 晚高峰出现的比较缓慢 下降也比较慢 中午出现一明显的低谷 其值仅为峰值的一半 总的变化趋势呈现马鞍形 四交通量调查 7 环形交叉口调查资料计算各进口引道的进入环道的交通量Q等于其直行 右转和左转交通量之和 即Q进1 Q直1 Q右1 Q左1Q进2 Q直2 Q右2 Q左2Q进3 Q直3 Q右3 Q左3Q进4 Q直4 Q右4 Q左4 四交通量调查 四交通量调查 环道各交织段上的交通量Q 等于其上游各入口引道进入的有关交通量之和Q交织1 Q直1 Q右1 Q左1 Q直4 Q左4 Q左3Q交织2 Q直2 Q右2 Q左2 Q直1 Q左1 Q左4Q交织3 Q直3 Q右3 Q左3 Q直2 Q左2 Q左1Q交织4 Q直4 Q右4 Q左4 Q直3 Q左3 Q左2 四交通量调查 若将式 2 18 中有关交通景的关系代入式 2 19 中 则可得到Q交织1 Q进1 Q进4 Q右4 Q左3Q交织2 Q进2 Q进1 Q右1 Q左4Q交织3 Q进3 Q进2 Q右2 Q左1Q交织4 Q进4 Q进3 Q右3 Q左2进一步简化得 Q左1 Q交织3 Q进3 Q进2 Q右2Q左2 Q交织4 Q进4 Q进3 Q右3Q左3 Q交织1 Q进1 Q进4 Q右4Q左4 Q交织2 Q进2 Q进1 Q右1 四交通量调查 各出口处的交通量Q由车流关系可建立下列关系式Q出1 Q右4 Q直3 Q左2Q出2 Q右1 Q直4 Q左3Q出3 Q右2 Q直1 Q左4Q出4 Q右3 Q直2 Q左1 四交通量调查 例2 7已知某环形交叉口交通量调查实测数据如下表2 20 试分别推算其未知的其它各向交通量 并复核其调查结果 四交通量调查 8 交通量资料表示方法 1 汇总表交通量观测站分小时登记表 表2 22 国 省 县 乡 道公路断面昼夜平均日交通量报表 表2 23 交叉口转弯车辆汇总表 表2 26 四交通量调查 2 柱状图 3 曲线图 4 交叉口流量流向图 作业 1 环形交叉口调查资料的计算方法2 交通量调查设计方案说明书的内容