交通流微观参数
引言
在城市交通规划和交通管理中，了解交通流的微观参数非常重要。交通流微观参数可以提供关于交通状况和效率的信息，有助于改进交通系统，并提高交通流的顺畅度和安全性。本文将详细探讨交通流微观参数的定义、计算方法以及对交通流的影响。
交通流微观参数的定义
交通流是指在一定时间内通过一条道路或交叉口的车辆的集合。交通流微观参数是对交通流的个体车辆进行分析和描述的指标。常见的交通流微观参数包括速度、车头时距、密度和流量。
速度
速度是指车辆在单位时间内通过某一点或段落的距离。速度是交通流微观参数中最基本的一个指标。可以通过车辆行驶的时间和行驶距离计算得到。速度的计算可以分为平均速度和瞬时速度两种。
车头时距
车头时距是指前车通过某一点后，后车到达该点所需的时间间隔。车头时距的计算可以通过观察车辆经过某一点的时间间隔得到。车头时距直接影响着交通流的稳定性和安全性。
密度
密度是指单位长度或单位面积内的车辆数目。密度是交通流的一个重要指标，可以表示交通拥堵程度。密度一般用车辆数目或车辆占用的道路长度来表示。
流量是指单位时间内通过某一点或段落的车辆数目。流量是交通流的出入口特征之一，对交通拥堵和交通情况的评估具有重要意义。流量可以是双向的，也可以是单向的。
交通流微观参数的计算方法
交通流微观参数的计算方法可以根据现场观测数据和模型计算两种方式进行。
现场观测数据
现场观测数据是通过实地调查和观测得到的交通流数据。可以通过视频监测、雷达测速仪等设备进行收集。对于速度和车头时距的计算，可以通过记录车辆通过某一点的时间和位置，然后进行计算得到。
模型计算
模型计算是通过交通流微观参数的数学模型进行计算得到。常用的模型包括微观模拟模型和宏观模型。微观模拟模型是对个体车辆行驶过程进行模拟和仿真的方法，可以根据车辆的行驶特性和道路的几何特征进行计算。宏观模型是通过对交通流整体进行建模和分析得到的结果，可以对交通流的整体状况进行评估和预测。
交通流微观参数对交通流的影响
交通流微观参数对交通流的顺畅度和安全性有着重要的影响。
速度
速度的快慢直接影响着交通流的行驶效率和道路的通行能力。高速度可以提高交通流的通过能力，减少交通拥堵；而低速度则会导致交通流的减速和拥堵。
车头时距
车头时距的大小直接反映了交通流的稳定性和安全性。车头时距过小会导致交通流发生紧急制动和追尾事故的风险增加；而车头时距过大则会导致道路资源的浪费和通行能力的降低。
密度的增加会导致交通流的拥堵程度增加，道路通行能力降低。过高的密度会导致车辆之间的相互影响和交错，增加交通事故的风险。
流量
流量的大小可以反映道路通行能力和交通流的状况。过高的流量会导致交通拥堵和车辆排队等待，影响交通流的顺畅性和效率。
总结
交通流微观参数是对交通流的个体车辆进行分析和描述的指标。速度、车头时距、密度和流量是常见的交通流微观参数，对交通流的状况和效率有着重要的影响。交通流微观参数可以通过现场观测数据和模型计算两种方式进行获取。深入了解交通流微观参数对于改善交通系统，提高交通流的顺畅度和安全性具有重要意义。
交通流理论及其应用 第一章交通流理论概述 交通流理论研究的是交通系统中的车辆运动、交通管制、道路 设施、交通信息和旅行者的行为等方面的问题。交通流理论在道 路规划、公路建设和交通管理等领域有着非常广泛的应用。 交通流理论的一个重要假设是，车辆在道路上的移动速度不仅 受到道路设计的限制，还受到其他车辆的影响。因此，在交通流 理论中，车辆被看作是一个组成整体的流体，而不是独立的个体。 第二章交通流模型 交通流模型是交通流理论的核心部分。交通流模型通过建立数 学方程，来描述交通系统中的车辆运动和相关因素。常用的交通 流模型有三种：宏观模型、微观模型和混合模型。 宏观模型是指从整体上研究交通流的模型，宏观模型的主要参 数是车流量、速度和密度。宏观模型常用的方法包括现场观测、 测量和统计分析。 微观模型是指从个体车辆的行为入手研究交通流的模型，微观 模型的主要参数是车辆的位置、速度和加速度。微观模型常用的 方法是仿真模拟和建立基于车辆运动方程的数学模型。
混合模型是宏观模型和微观模型的结合，既考虑了交通流的整体特征，又考虑了车辆个体行为的影响。混合模型综合了宏观模型和微观模型的优点，是目前研究交通流的主要方法之一。 第三章交通流参数 交通流参数是交通流模型中的重要参数，主要包括车流量、速度和密度。 车流量是单位时间内通过某一道路断面的车辆数量，常用的单位是辆/小时。车流量是衡量交通流量大小的主要指标，它直接影响道路的通行能力和交通拥堵的程度。 速度是车辆在单位时间内通过某一道路断面的平均速度，常用的单位是公里/小时。速度是衡量交通流运行状况的主要指标，它受到道路状况、车辆性能和交通运行管理等因素的影响。 密度是单位时间内通过某一道路断面的车辆数量和车辆行驶长度之比，常用的单位是辆/公里。密度是衡量交通流集聚程度的主要指标，它与车速和车流量有着密切的关系。 第四章交通流控制 交通流控制是交通流理论的一项重要应用，包括交通信号灯、路口红绿灯、限速标志和车道指示标志等。交通流控制可以提高道路通行能力、减少交通拥堵和事故发生率。
第一章绪论 1.1 研究背景 1.1.1问题的提出 改革开放以来，随着我国现代化、城市化进程的加速，交通拥挤问题也逐渐产生并日益严重。近20年，内地民用汽车年平均增长率为13.3%，私人汽车年平均增长率高达23.7% 。其中，北京作为人口超过2000万人、机动车500万辆的特大城市，交通拥堵已成为制约城市发展的主要问题，2010年10月的美国《外交政策》一书更是将北京列为世界五大拥堵城市之首。 城市交通拥挤已严重阻碍中国城市经济及空间布局结构的良性发展，在社会各个方面造成负面效应，具体表征为时间延误、能源浪费、大气污染及情绪影响等。这些负面效应使得社会外部成本增高，危害了人类的经济利益和健康安全，更不符合建设和谐交通的目的。 因此，从科学的角度对城市道路拥挤的根本原因进行深入分析显得格外重要。这不是单纯地统一增加道路基础设施建设、扩大路网规模来满足不断增长的交通需求量，而是通过拥挤识别确定城市不同道路的拥挤度来实施不同的解决措施。建立完善的、符合我国国情的交通拥挤识别体系并合理运用成为当务之急。 1.1.2 研究意义 我国是一个人口众多的发展中国家。自1991年以来，我国的经济发展速度持续超过10%，而持续的经济增长使得人民对交通的需求扩大。汽车产量增大，人民的购买力上升，人民的配车率提高，私人小汽车的数量快速增长,城市的交通需求与交通供给出现了不平衡状况,导致了城市尤其是大城市严峻的交通拥挤问题。因此，此次研究的目的就是通过分析交通指挥中心的固定检测器采集和实地考察的交通数据，在交通拥挤识别体系下，计算出有效的道路实时动态交通信息，根据获取的数据信息实时、准确地为管理者制定合理有效的交通拥挤疏导策略。
道路交通名词解释 1、交通参数：描述交通流特性的参数 2、W ADT：周平均日交通量 3、地点车速：或称瞬时车速及点车速。指车辆通过道路某一点或某一横断面时的瞬间速度 4、OD调查：OD调查即交通起止点调查又称OD交通量调查，OD交通量就是指起止点间交通出行量。“O〞〞来源于英文ORIGIN，指出行的出发地点，“D〞来源于英文Destination，指出行的目的地。 5、道路网密度：道路面积密度=城市道路用地总面积/ 城市用地总面积 6、居民拥有道路面积密度： 居民拥有道路面积密度λ= 城市道路用地总面积/城市居民总人口〔公式见书〕 7、城市道路横断面：城市道路横断面是指道路中心线法线方向的道路断面 8、路拱：路面的横向断面做成中央高于两侧，具有一定坡度的拱起形状，叫路拱。 9、分车带：分车带是指在多幅道路上，用于分隔车辆，沿道路纵向设置的带状非行车局部。 10、完全互通式立交：一种完全互通式立交桥，由地面层和高架桥两局部组成，地面层包括两条跨越机动车道，双向匝道围绕在跨越点的四周，并与相邻机动车道相连通，在双向匝道及双向匝道外围机动车道的外侧依次设有地面非机动车道和人行道；高架桥由高架非机动车道和其外侧的高架人行道组成，高架非机动车道通过高架引桥与地面非机动车到连接，高架桥四周架设的行人天桥用于连接地面人行道与高架人行道。 11、交通体系：道路、在道路上通行的车辆和行人以及道路交通所处的环境的统称。 12、交通流：某一时段内连续通过道路某一断面的车辆或行人所组成的车流人流的统称。 13、ADT：任意期间的交通量累积和除以该期间的总天数。 14、顶峰小时交通量：指的是一定时间内〔通常指一日或上午、下午〕出现的最大小时交通量。 15、行驶车速：车辆通过某路段的行程与有效运行时间之间所得的速度。 16、交通密度：一条道路上车辆密集程度。 17、车运周转量：乘客在流动过程中的数量与距离的乘积。 18、道路面积密度：道路面积密度=城市道路用地总面积/城市用地总面积 19、交织点：分流点、合流点、冲突点的统称。 20、城市交通：人与物的流动，采用一定的方式，在一定的设施条件下完成一定的运输任务。 21、交通量：交通量是指单位时间内通过道路某一断面的车辆数或行人数。 22、Kd：交通量日变系数Kd= AADT/ADT 23、AADT : 一年内交通量之和除以全年天数 24、非直线系数：道路起、终点间的实际长度与其空间直线距离的比值，通常在 1.1—1.4之间。 25、城市道路网：是所有城市道路组成的统称。 26、路侧带：是指车行道最外侧缘石至道路建筑红线间的范围，一般道路两侧各有一侧带。 27、缘石：缘石又称路石、道牙。为路面边缘与其他构造分界处的标石。 停车视距：汽车在道路上行驶时，司机从发现前方障碍物，紧急制动到与障碍物保持一定平安距，整个过程所需要的最短行车距离。 29、交通迹线：车辆行驶的轨迹线，也称交通动线。 30、城市道路：是指由城市专业部门建立管理，为全社会提供交通效劳的各类、各级道路的统称，它是负担城市道路交通的主要设施。
实际交通流参数关系特性分析 摘要：交通流的相关特性是通过交通流参数的变化特征反映出来的，交通流的基本参数有三个：流量、速度和密度，也称为交通流三要素，它们三者的关系是研究交通流理论的基础。本文先总结课本中交通流三参数的理想模型，然后根据实际调查结果拟合它们的相关关系，得出实际交通流情况比理想交通流模型的情况更加复杂，实际参数模型与理想模型出入较大。 关键词：交通流；交通流参数；交通状态；曲线拟合 1 交通流基本参数 交通流的基本参数有三个：流量、速度和密度，也称为交通流三要素。 流量：流量是指在单位时间段内通过道路某一指定地点、某一断面或道路上某一条车道的交通实体数。一般用表示，在交通调查中，流量常用计算公式见公式（1-1）。根据研究的需要，本文中流量数据均为单方向。 3 实测交通流三参数关系 （1）速度—密度关系。在交通流的运行过程中，随着交通流量的增加，密度增大，行驶车辆之间相互制约影响增大，以致在跟驰行为中驾驶员需要不断降低车速，以保证与前车之间的安全行车间距，直至达到阻塞密度时，车辆近乎处于停止状态。因此，车流速度很大程度上受交通流密度的制约。 在相对畅通的交通状况下，除去某些异常点，数据相对密集地聚集在一个区域内，且速度总体上呈现出随密度增大而下降的趋势，接近于线形关系。 由曲线拟合的结果可以看出，各区段模型拟合的判决系数均在 0.8 左右，在二项式模型和线形模型下流量—密度数据点拟合程度很高，两个模型的拟合曲线几乎重叠，说明两种模型均能很好的表达流量—密度之间的关系。 路段B在经历由畅通到拥挤的过程中，流量—密度数据点同样存在间断现象，聚集成畅通和拥挤两个部分。 由曲线拟合的结果可以看出，上游段两个模型的拟合结果并不理想，数据散点走势并不服从同一的变化规律，表明了在经历由畅行到拥挤的过程中，畅行下的交通流与拥挤受限下的交通流，两个交通状态完全不同，并不能用一条光滑的曲线来描述这两种状态。因此现将分别对畅通和拥挤部分进行拟合，以分析各自的关系特性，拟合关系曲线图见图3.5和3.6。 由拟合结果可以看出，路段B畅通状态中二项式模型和线性模型拟合程度均较高，且流量和密度关系更接近于二项式关系，而在拥挤状态，数据分布比较离散，模型的拟合程度较低，拟合效果不好。 （3）流量—速度关系。由图3.7可以看出在相对畅通的交通状况下，流量—密度数据点同样相对密集地聚集在一个区域内，且速度呈现出随流量增大而下降的趋势。 由曲线拟合的结果可以看出，各区段模型的拟合结果并不理想。 从图3.8可以看出，路段B在经历由畅通到拥挤的过程中，流量—速度数据点也同样存在间断现象，聚集成畅通和拥挤两个部分，且在畅通状态下数据点分布较为离散，在拥挤状态下数据点分布较为集中。图3.8 路段B流量—速度关系曲线图 路段B在经历由畅通到拥挤的过程中，形成了两个完全不同的交通状态，并不能用一个光滑的曲线来描述。因此现将分别对畅通和拥挤部分进行拟合，以分析各自的关系特性，拟合关系曲线图见图3.9和图3.10。 拟合结果可以看出，路段B在畅通状态和拥挤状态各模型拟合效果均不理想，在畅通状态数据分布比较离散，流量和速度不存在密切的影响关系。而在拥挤状态下，流量和速度接
道路通行能力手册HCM2021—第7章交通流参数 目录 7.1 引言 (2) 7.2 延续流 (2) 7.2.1 交通量和流率 (2) 7.2.2 速度 (4) 7.2.3 密度 (7) 7.2.4 车头时距和车头间距 (8) 7.2.5 基本参数之间的关系 (9) 7.3 连续流 (11) 7.3.1 信号控制 (12) 7.3.2 停车或让路控制交叉口 (14) 7.3.3 速度 (15) 7.3.4 延误 (16) 7.3.5 饱和流率和损失时间 (16) 7.3.6 排队 (18) 7.4 参考文献 (22) 图表目录 图表7-1 时间平均速度和区间平均速度之间的典型关系图 (6) 图表7-2 延续流设备上速度、密度和流率之间的普通关系 (10) 图表7-3 信号交叉口引道车道中交通连续状况 (13) 图表7-4 饱和流率和损失时间概念图 (14) 图表7-5 信号交叉口排队图 (20)
7.1 引言 交通量或流率、速度和密度这三个基本变量可描画各种路途上的交通流。本手册中，交通量或交通流量是延续流和连续流两类交通设备共用的参数，而速度和密度主要用于延续流。一些与流率相关的参数，如车头间距和车头时距，也都适用于两种类型的交通设备；其他参数，如饱和流量或间隙，只用于连续流。 7.2 延续流 7.2.1 交通量和流率 交通量和流率是量化给定时间距离内，经过一条车道或路途上某一点车辆数的两个目的，其定义如下： 交通量——在给定时间距离内，经过一条车道或路途某一点或某一断面的车辆总数。交通量可以按年、日、小时或缺乏1小时的时间距离来计量。 流率——在给定的缺乏1小时的时间距离内，通常为15min，车辆经过一条车道或路途某一点或某一断面的当量小时流率。交通量和流率是量化交通需求的变量，也就是在指定的时间段内，希望运用交通设备的车主或司机的数量，通常以车辆数表示。由于交通阻塞可以影响交通需求，有时观测到的交通量反映的是通行才干的限制，而不是实践的交通需求。 交通量和流率之间的区别很重要。交通量是在某一时间距离内，观测或估量经过某一点的车辆数。交通流率那么表示在缺乏1小时的时间距离内经过某一点的车辆数，但以当量小时流率表示。流率是在缺乏1小时内观测到的车辆数，除
交通流微观参数 引言 在城市交通规划和交通管理中，了解交通流的微观参数非常重要。交通流微观参数可以提供关于交通状况和效率的信息，有助于改进交通系统，并提高交通流的顺畅度和安全性。本文将详细探讨交通流微观参数的定义、计算方法以及对交通流的影响。 交通流微观参数的定义 交通流是指在一定时间内通过一条道路或交叉口的车辆的集合。交通流微观参数是对交通流的个体车辆进行分析和描述的指标。常见的交通流微观参数包括速度、车头时距、密度和流量。 速度 速度是指车辆在单位时间内通过某一点或段落的距离。速度是交通流微观参数中最基本的一个指标。可以通过车辆行驶的时间和行驶距离计算得到。速度的计算可以分为平均速度和瞬时速度两种。 车头时距 车头时距是指前车通过某一点后，后车到达该点所需的时间间隔。车头时距的计算可以通过观察车辆经过某一点的时间间隔得到。车头时距直接影响着交通流的稳定性和安全性。 密度 密度是指单位长度或单位面积内的车辆数目。密度是交通流的一个重要指标，可以表示交通拥堵程度。密度一般用车辆数目或车辆占用的道路长度来表示。
流量是指单位时间内通过某一点或段落的车辆数目。流量是交通流的出入口特征之一，对交通拥堵和交通情况的评估具有重要意义。流量可以是双向的，也可以是单向的。 交通流微观参数的计算方法 交通流微观参数的计算方法可以根据现场观测数据和模型计算两种方式进行。 现场观测数据 现场观测数据是通过实地调查和观测得到的交通流数据。可以通过视频监测、雷达测速仪等设备进行收集。对于速度和车头时距的计算，可以通过记录车辆通过某一点的时间和位置，然后进行计算得到。 模型计算 模型计算是通过交通流微观参数的数学模型进行计算得到。常用的模型包括微观模拟模型和宏观模型。微观模拟模型是对个体车辆行驶过程进行模拟和仿真的方法，可以根据车辆的行驶特性和道路的几何特征进行计算。宏观模型是通过对交通流整体进行建模和分析得到的结果，可以对交通流的整体状况进行评估和预测。 交通流微观参数对交通流的影响 交通流微观参数对交通流的顺畅度和安全性有着重要的影响。 速度 速度的快慢直接影响着交通流的行驶效率和道路的通行能力。高速度可以提高交通流的通过能力，减少交通拥堵；而低速度则会导致交通流的减速和拥堵。 车头时距 车头时距的大小直接反映了交通流的稳定性和安全性。车头时距过小会导致交通流发生紧急制动和追尾事故的风险增加；而车头时距过大则会导致道路资源的浪费和通行能力的降低。
交通流三参数关系的研究 交通流三参数关系指的是交通流量、速度和密度之间的关系。这三个参数是交通运输领域中非常重要的指标，对于交通安全和交通效率的提高有着巨大的影响。然而，这三个参数之间的关系并不是简单的线性关系，而是复杂的非线性关系。因此，深入研究交通流三参数关系的规律具有重要的理论价值和实际应用价值。 交通流量是指单位时间内通过某一道路或路段的车辆数量。它是交通流的基本参数，是交通流研究的起点和基础。交通流量的变化会直接影响到道路交通的运行状况和交通拥堵程度。当交通流量超过道路的承载能力时，容易发生交通拥堵和交通事故。 交通速度是指车辆在道路上行驶的速度。它是反映交通效率和交通条件的重要指标，也是影响交通流量和交通密度的主要因素。交通速度的变化会直接影响到车辆通过道路的时间和路程，因此是评价交通服务质量的重要标准之一。 交通密度是指单位时间内经过某一点的车辆密度，即每个时间段内车辆所占道路长度的比值。它是反映交通状况和交通拥堵程度的重要参数。当交通密度太大时，会导致车流滞后、速度下降和交通事故增多。 交通流三参数关系的研究是将交通流量、速度和密度等交通参数进行相关分析，揭示它们之间的内在联系和相互影响规律。在实际应用中，通过建立交通流三参数关系模型，可以为路口、路段、城市交通系统等进行交通控制和交通管理提供科学依据。 目前，国内外学者已经提出了许多基于交通流三参数关系的模型，如Green-Shields 模型、DAG模型、信号交叉口通行模型等。这些模型都是基于交通流三参数之间的非线性关系建立的，同时融合了交通流量、速度和密度的信息，能够比较准确地描述交通流的实际状况和交通拥堵程度。 在未来的研究中，需要进一步探索交通流三参数关系的规律，提高交通流三参数模型的精度和实用性，同时应用新技术和新方法，发掘交通流三参数关系的潜在规律和应用价值，为城市交通的可持续发展和智能化发展提供有力支撑。
道路交通网络中的交通流模型 随着城市化进程的加快，道路交通拥堵问题日益突出。为了更好地解决道路交 通问题，需要深入研究道路交通网络中的交通流模型。 一、交通流理论 交通流理论是描述道路交通运算过程的一门学科，主要研究交通流的特征、交 通拥堵的原因以及拥堵时的交通流规律等。交通流的特征主要包括流量、密度、速度、加速度等，交通拥堵的原因主要是路网系统的瓶颈，以及车辆之间的相互影响。拥堵时的交通流规律包括瓶颈效应、排队理论等。 二、交通模型 交通模型是指用数学方法描述道路交通运输系统的一种技术手段。通过建立交 通模型，可以更加准确地预测交通状况，为交通规划和交通管理提供有效的决策依据。目前，常见的交通模型主要包括微观模型和宏观模型两种。 1.微观模型 微观模型是指运用微观经济学理论和方法来描述道路交通运输系统的模型。微 观模型主要研究各种交通网络和交通运输行为中的细节问题，如车辆的起点和终点、车辆的行驶路线、车辆的速度等。 2.宏观模型 宏观模型是指运用宏观经济学理论和方法来描述道路交通运输系统的模型。宏 观模型主要研究交通流的总体特征，如交通流量、速度、密度等。 三、交通流模型 交通流模型是指描述道路交通流动情况的一种数学模型。交通流模型可以帮助 我们更加深入地了解交通流的规律，以及不同交通状况下的交通流变化情况。
目前，常见的交通流模型包括线性模型、广义线性模型、非参数模型、卡尔曼滤波模型等。 1.线性模型 线性模型是指将交通流的属性表示为线性的关系式，通常采用回归分析来进行建模。线性模型适用于交通流量较小、交通状况相对稳定的情况。 2.广义线性模型 广义线性模型是指将交通流的属性表示为非线性的关系式，通常采用广义回归分析来进行建模。广义线性模型适用于交通流量较大、交通状况较为复杂的情况。 3.非参数模型 非参数模型是指对于交通流的特征没有先验假设，采用一种无需先验假设的方法进行建模。非参数模型适用于交通流特征非常复杂、交通状况无规律的情况。 4.卡尔曼滤波模型 卡尔曼滤波模型是指采用卡尔曼滤波算法对交通流进行建模，以估算未知变量的值。卡尔曼滤波模型适用于交通流状况可变性较大、数据噪声较大的情况。四、交通流预测 交通流预测是指根据历史数据和交通流模型，对未来交通情况进行预测的一种技术。通过交通流预测，可以更加准确地做出交通规划、交通调度和交通管理的决策。 当前，交通流预测主要采用时间序列模型、回归分析模型、神经网络模型、支持向量机模型等。 1. 时间序列模型
交通流理论 1. 引言 交通流理论是研究交通流动特性和交通流量的理论体系， 是交通工程学科中的重要分支之一。交通流理论的研究旨在提供对交通流动过程的深入了解，以便进一步优化交通系统设计和交通管理，提高道路通行效率和交通安全性。本文将介绍交通流理论的基本概念、流量参数和交通流模型。 2. 交通流的基本概念 2.1 交通流定义 交通流是指在一定时间内通过交通线路或交通节点的车辆 数量。由于道路容量和车辆需求之间的差异，交通流不断变化。为了研究交通流的特性，人们引入了一些概念和参数。 2.2 交通密度和车头时距 交通密度指单位长度上通过的车辆数，常以辆/km表示。 车头时距是指相邻车辆之间的时间间隔，常以秒表示。交通密度和车头时距是交通流理论中重要的参数。
3. 流量参数 3.1 交通流量和实际容量 交通流量是指通过某一断面的单位时间内的车辆数量。实 际容量是指在现实条件下通过断面所能容纳的交通流量。实际容量受到道路几何条件、交通信号控制和车辆行为等因素的影响。 3.2 具备流量 具备流量是指交叉口或道路中单位面积内通过的车辆数目。具备流量与交通流量之间存在一定的关系，是进行交通流计算和交通规划的重要参数。 4. 交通流模型 4.1 简单线性模型 简单线性模型是最基本的交通流模型之一，假设速度和车 头时距成正比。该模型可以用来预测车辆平均速度、车头时距和交通流量之间的关系。
4.2 瓶颈模型 瓶颈模型是一种描述交通拥塞现象的模型，可以用来研究 交通流在瓶颈区域的行为。通过分析瓶颈模型，可以找到减少交通拥堵的措施，提高交通流动效率。 4.3 非线性模型 非线性模型是对交通流动过程更为细致的描述，考虑了交 通流量对车速和车头时距的影响。非线性模型可以更准确地预测交通流的行为，并为交通系统优化提供更实用的建议。 5. 结论 交通流理论是研究交通流动特性和优化交通系统的重要理 论体系。通过研究交通流的基本概念、流量参数和交通流模型，可以更好地理解和优化交通系统设计，提高道路通行效率和交通安全性。 以上是对交通流理论的简要介绍，希望能为读者提供一些 基本的知识和理解。需要深入研究和应用交通流理论的读者可以进一步阅读相关专业文献和学术论文，以获取更全面的知识和最新的研究成果。
微观交通仿真综述 微观交通仿真是一种利用计算机模拟真实交通系统运行情况的方法，它通过对交通流动态规律的描述和预测，帮助交通规划者和决策者分析交通运输系统，并进行相关政策和规划的制定。随着计算机技术的不断发展和交通需求的增长，微观交通仿真在交通规划领域的应用日益广泛，成为评估交通系统改进效果和预测未来交通需求的重要工具。 本综述将对微观交通仿真的发展历程、基本原理和方法、典型软件工具、应用领域及发展趋势进行综述，以便更全面地了解微观交通仿真的研究现状和未来发展方向。 一、微观交通仿真的发展历程 微观交通仿真的历史可以追溯到20世纪60年代，在当时的交通建模中，主要是基于统计方法和概率分布进行建模，这种建模方法往往无法反映交通系统的动态特性和非线性规律。1970年代，随着计算机技术的普及，交通工程学者开始尝试利用计算机模拟交通系统的运行情况，并提出了微观交通仿真的概念。 随着计算机性能和软件技术的不断提升，微观交通仿真模型逐渐得到完善，从最初的基于单车辆运行规则的模拟演化为多车辆的交通流动态模拟。1980年代，美国、加拿大和欧洲等国家开始大规模使用微观交通仿真软件进行交通规划和管理，如TRANSYT、SIMTRAFFIC、Aimsun等，为交通仿真技术的普及和应用奠定了基础。 二、微观交通仿真的基本原理和方法 1. 交通流模型 微观交通仿真的基本原理是建立交通流模型，即对交通系统中车辆、道路、信号灯、交叉口等要素进行建模和仿真，以揭示交通系统的运行规律和性能。交通流模型可以分为车辆模型、道路模型和控制模型三个部分，其中包括车辆运行状态、车辆行为、道路结构和交通信号等方面的建模。 2. 仿真算法 微观交通仿真的方法主要包括离散事件仿真（DES）、代理模拟（ABM）、连续仿真等。离散事件仿真是指基于事件的模拟，如车辆通过交叉口事件、信号灯变化事件等，通过记录和处理事件来模拟交通流的运行。代理模拟是指将交通参与者看作代理人，通过模拟其行为和决策来揭示整个交通系统的运行规律。而连续仿真则是将交通系统看作连续变量的动态系统，对其进行微分方程模型的建立和仿真。 3. 模拟参数
交通流复杂特性的微观建模与模拟 随着城市化进程的加快和经济发展的不断推进，交通流的复杂特性越来越明显。如何有效地解决交通拥堵、交通事故等问题，成为人们关注的焦点。在此背景下，微观建模与模拟成为研究交通流复杂特性的有效方法。 一、微观建模与模拟的基本概念 微观建模是指将交通参与者和道路环境作为交通流的基本元素，针对每个交通参与者的行为进行刻画和描述，以了解交通流的内部机理和特性。微观模拟则是在微观建模的基础上，通过计算机模拟的方法，模拟交通流的运行过程，得出流量、速度、密度等交通流指标，并分析交通流的性质和规律。 二、微观建模与模拟的应用领域 微观建模与模拟在交通领域的应用极广。例如，它可以用于研究单车道、多车道、高速公路、复杂路口等交通场景下的交通流特性，开展交通流控制、交通安全评价、交通网络优化等方面的研究；还可以用于评估新交通运输系统的效果，如轨道交通、智能交通系统等。 三、微观建模与模拟的技术特点 微观建模与模拟的技术特点主要有以下几个方面。首先，它能够重现真实交通环境下的交通流运行过程，真实可靠性强；其次，它能够刻画交通参与者的行为和决策过程，有助于深入分
析交通流的特性和规律；再次，它能够进行交通流的可视化展示，使研究对象更加直观；最后，它的计算规模相对较小，能够灵活地进行参数调节和模型优化。 四、微观建模与模拟存在的问题 虽然微观建模与模拟在交通领域的应用越来越广泛，但仍存在一些问题。首先，微观建模与模拟对数据质量和数据获取的要求较高，这会增加研究成本和难度；其次，微观模拟本质上是数据驱动的，如果数据不够全面和准确，建模和模拟的结果可能不可靠；再次，微观建模与模拟建立在众多假设和约束条件之上，这些假设和约束条件可能与实际情况存在差异，影响建模与模拟结果的可靠性。 五、微观建模与模拟未来的发展方向 未来微观建模与模拟技术还将继续发展，主要集中在以下几个方向上。首先，将进一步发展3D交通流建模与模拟技术，更好地反映真实道路地貌；其次，将进一步完善交通参与者行为模型的建立，提高模型的可靠性和泛化性；再次，将加强微观建模与模拟技术和其他交通领域技术的协同，提高模型的精度和实用性；最后，将加强模型的可解释性，使模型结果更加普及和易于理解。 综上所述，微观建模与模拟是解决交通流复杂特性问题的有效手段，虽然在应用过程中存在不少问题，但随着技术的不断发展和完善，它必将大幅提高交通领域解决问题的效率和精度。
交通网络中的交通流建模与优化算法交通是现代社会的重要组成部分，交通流建模与优化算法对于交通 网络的高效运行和交通拥堵状况的改善起着至关重要的作用。本文将 探讨交通网络中的交通流建模与优化算法，并介绍相关的研究方法和 应用案例。 一、交通流建模 为了理解和分析交通流的行为，交通流建模是必不可少的一步。交 通流建模的目标是描述交通流的特性和运行规律，通常使用流量、速 度和密度等参数来描述交通流的状态。交通流模型可以分为宏观模型 和微观模型两种。 宏观模型关注整个交通网络的总体运行情况，通过对流量、速度和 密度的统计分析来推断交通流的总体行为。常用的宏观模型包括Lighthill-Whitham-Richards（LWR）模型和Cell Transmission Model （CTM）等。LWR模型假设交通流在道路上的速度和密度之间存在一 种函数关系，通过求解偏微分方程可以得到交通流的演化规律。CTM 是一种基于交通流分配原理的模型，通过将交通流分割成多个小片段，并通过计算每个片段的进出车辆数来估计总体交通流。 微观模型更加关注个体车辆的行为和交互情况，通常使用车辆间的 相互作用来描述交通流的行为。微观模型可以分为基于经验和基于物 理原理的模型。基于经验的模型使用历史数据来推断交通流的行为， 常见的模型有Gipps模型和Intelligent Driver Model（IDM）等。基于 物理原理的模型试图通过车辆间相互作用、车辆加速度和碰撞避免等
原理来推断交通流行为，常见的模型有Social Force Model（SFM）和Car Following Model（CFM）等。 二、交通流优化算法 交通流优化算法旨在通过调整交通流的分配和调度，以达到减少交通拥堵、提高交通效率的目的。常见的交通流优化算法包括交通信号优化、交通流分配和路径选择等。 交通信号优化是一种针对交通信号灯进行的优化设计算法，其目标是使交通流在路口能够及时通行，减少等待时间和排队长度。常见的信号优化算法有多目标优化算法和遗传算法等。多目标优化算法试图通过同时优化绿灯时长、相位差和配时方案等多个目标来实现交通信号的优化。遗传算法则通过模拟生物进化的过程，通过对信号配时参数的优胜劣汰来实现优化。 交通流分配是一种将交通流分配到不同道路和路径的算法，其目标是使交通流分配尽可能均衡，避免交通拥堵和瓶颈出现。常见的交通流分配算法有线性规划算法和最优控制算法等。线性规划算法通过建立交通流分配模型，并通过求解约束条件来实现交通流的均衡分配。最优控制算法则试图通过最小化总体交通成本来实现交通流的优化分配。 路径选择是一种优化出行路径的算法，其目标是为每个出行者找到一条最快、最短的路径，以减少出行时间。常见的路径选择算法有最短路径算法和最小费用流算法等。最短路径算法通过计算图中两个节
交通流理论_长安大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年 1.已知交通流量与密度之间的函数关系是q=100*k*（1-k/120）,其道路通行 容量是多少 参考答案: 3000veh/h 2.交通流基本关系包括 参考答案: 速度与密度关系_流量与密度关系_流量与速度关系 3.交通流量与密度关系可以反映那些交通特征量 参考答案: 拥挤密度_道路通行能力 4.交通流基本关系函数与时间没有关系 参考答案: 正确 5.交通信息检测器主要包括那些类型： 参考答案: 移动式交通检测_定点式交通检测器_空间式交通检测器 6.道路上的车流量为720辆/h，车速为60 km/h，今有一辆超限汽车以 30km/h的速度进入交通流并行驶5km后离去，由于无法超车，就在该超
限车后形成一低速车队，密度为40辆/km，该超限车离去后，受到拥挤低速车队以车速50km/h，密度为25辆/km的车流疏散，最大排队长度是多少？ 参考答案: 2.14km 7.可以检测交通流量信息的检测器有那些： 参考答案: 环形线圈检测器_雷视一体交通信息检测器 8.设车流的密度与速度关系为 u=88-k，一列车头间距为20m的车队向某一交 叉口驶去，已知该交叉口的红灯时间为50s，该交叉口的最大排队车辆数。 参考答案: 61辆 9.交通流参数的离散型分布包括 参考答案: 泊松分布_负二项分布 10.两种交通流量状态形成的交通震荡波的计算公式 参考答案: uw=(q2-q1)/(k2-k1) 11.自由流速度是100km/h，拥挤密度是200veh/km，流量与密度关系 Q(k)=100(1-k/200)k。一个路段长度是120公里，其中在初始时刻0-20km 之内的密度是30veh/km,20-120km之间的密度是20veh/km. 在t=0.5h，
交通运输工程学 第一章；绪论 交通运输与交通工程学； 交通运输系统的5种运输方式：铁路、公路、水路、航空、管道。各种交通运输方式应当统筹规划、合理分工、扬长避短、协调发展，以提高综合 、环境 。 交通特性、交通调查、交通流理论、道路的通行能力和服务水平、交通规划、交通事故与安全、交通管理与控制、停车场及服务设施、公共交通、交通系统的可持续发展规划、交通工程的新理论、新方法、新技术。交通工程学的作用：
1，能够促进道路交通综合方案的形成和实施，促使交通事故全 面下降。 2，能够有效的减少和避免交通拥挤、混乱的状况，提高交通运 输效率和运输企业的运输效益。 3，能够通过改善道路交通环境达到提高道路通行能力的又减轻 2) 3）驾驶员在动态交通中的应变能力。 2，驾驶员的反应特性：反应特性的含义是从表露与外的事物引起反应到开始动作所需的时间。它包括四个心理活动：感知、识别、判断、反应。车辆的交通特性
机动车的分类： 机动车是指各种汽车、电车、电瓶车、摩托车、拖拉机、轮式专用汽车等。 非机动车是指自行车、三轮车、残疾人专用车。 机动车的分类：1载货汽车、2越野汽车、3自卸汽车、4牵引汽车、5 公路的类别与等级 1公路的技术等级 1，公路的技术等级：
把公路按其交通量、任务及性质分为：高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路五个等级。 高速公路是专为汽车分向、分车道行驶并全部控制出入的干线公路。 公路的行政等级：国道、省道、县道、乡道和专用公路五个行政等级。专用公路是指专供厂矿、林区、油田、农场、旅游区等要地等与外部联络 1 带； 主干路的技术要求； 主干路一般设置6条车道或4条机动车道加有分隔带的非机动车道。 主干路一般不采用立体交叉而是采用扩宽交叉口引道的办法来提高通行能力。
第四章微观交通仿真软件VISSIM使用介绍 第一节 VISSIM微观仿真软件介绍 1．VISSIM仿真系统基本原理 VISSIM是由德国PTV公司开发的微观交通流仿真系统。该系统是一个离散的、随机的、以十分之一秒为时间步长的微观仿真软件。车辆的纵向运动采用了德国Karlsruhe大学Wiedemann教授的“心理—生理跟车模型”；横向运动(车道变换)采用了基于规则(Rule-based)的算法。不同驾驶员行为的模拟分为保守型和冒险型。 VISSIM软件系统内部由交通仿真器和信号状态发生器两大程序组成，它们之间通过接口来交换检测器的呼叫和信号状态。"交通仿真器"是一个微观的交通流仿真模型，它包括跟车模型和车道变换模型。"信号状态发生器"是一个信号控制软件，它以仿真步长为基础不断地从交通仿真器中获取检测信息，决定下一仿真时刻的信号状态并将这信息传送给交通仿真器。 图4.1 VISSIM中交通仿真器和信号状态发生器 2．VISSIM仿真系统基本功能 VISSIM可以作为许多交通问题分析的有力工具，它能够分析在诸如车道特性、交通组成、交通信号灯等约束条件下交通运行情况，不仅能对交通基础设施实时运行情况进行交通模拟，而且还可以以文件的形式输出各种交通评价参数，如行程时间、排队长度等。因此，它是分析和评价交通基础设施建设中各种方案的交通适应性情况的重要工具。 以下是VISSIM的主要交通分析功能： 1、固定式信号灯配时方法的开发、评价及优化。 2、能对各种类型的信号控制进行模拟，例如：定时控制方法、车辆感应信号控制方法、SCA TS和SCOOT控制系统中的信号控制等。在VISSIM中，交通信号配时策略还可以
第四章 道路交通流理论 4.1交通流特性 4.1.2连续流特征 1. 总体特征 交通量Q 、行车速度S V 、车流密度K 是表征交通流特性的三个基本参数。 此三参数之间的基本关系为： S Q V K =∙ (4—1) 式中：Q ——平均流量(辆/h)； S V ——空间平均车速(km/h); K ——平均密度(辆/km)。 能反映交通流特性的一些特征变量： (1)极大流量m Q ，就是Q V -曲线上的峰值。 (2)临界速度m V ，即流量达到极大时的速度。 (3)最佳密度m K ，即流量达到极大时的密量。 (4)阻塞密度j K ，车流密集到车辆无法移动(=0V )时的密度。 (5)畅行速度f V ，车流密度趋于零，车辆可以畅行无阻时的平均速度。 2. 数学描述 (1)速度与密度关系 格林希尔茨(Greenshields)提出了速度一密度线性关系模型： (1)f j K V V K =- (4—2) 当交通密度很大时，可以采用格林柏(Grenberg)提出的对数模型： ln j m K V V K = (4—3) 式中：m V ——对应最大交通量时速度。
当密度很小时，可采用安德五德(Underwood)提出的指数模型： m K K f V V e -= (4—4) 式中：m K —为最大交通量时的速度。 (2)流量与密度的关系 (1)f j K Q KV K =- (4—5) (3)流量与速度的关系 2 ()J f V Q K V V =- (4—6) 综上所述，按格林希尔茨的速度—密度模型、流量—密度模型、速度—流量模型可以看出， m Q 、m V 和m K 是划分交通是否拥挤的重要特征值。当m Q Q ≤、m K K >、m V V <时，则交通属于拥挤；当m Q Q ≤、m K K ≤、m V V ≥时，则交通属于不拥挤。 4.1.2间断流特征 在一列稳定移动的车队中观察获得的不变的车头间距被称为饱和车头间距h ，假设车辆进入交叉耗时为h ，那么一个车道上进入交叉的车辆数可以按式(4—7)计算： 3600 S h = (4—7) 式中：S ——饱和交通量比率(单车道每小时车辆数)； h ——饱和车头时距(s)。 然而，信号交叉口的交通流总会受到周期性的阻隔。当交通流开始移动时，前几辆车耗时均大于h 。将前几辆的超时加在一起，称为启动损失时间： 1i i l t =∑ (4—8) 式中：1l ——启动损失时间(s)； i t ——第i 辆车的超时。 4.2 概率统计模型 4.2.1离散型分布 1．泊松分布 (1) 基本公式
第二章交通流特性 第一节交通调查 交通调查：在道路系统的选定点或选定路段，为了收集有关车辆（或行人）运行情况的数据而进行的调查分析工作。 意义：交通调查对搞好交通规划、道路设施建设和交通管理等都是十分重要的。 调查方法： （1）定点调查； （2）小距离调查（距离小于10m）； （3）沿路段长度调查（路段长度至少为500m）； （4）浮动观测车调查； （5）ITS区域调查。 图2—1中，纵坐标表示车辆在行驶方向上距离始发点（任意选定）的长度，横坐标表示时间。图中的斜线代表车辆的运行轨迹，斜率为车速，直线相交表示超车。 穿过车辆运行轨迹的水平直线代表定点调查； 两条非常接近的水平平行直线表示小距离调查； 一条竖直直线表示沿路段长度调查（瞬时状态，例如空拍图片）； 车辆的轨迹之一就可代表浮动车调查；
ITS 区域调查类似于在不同时间、不同地点进行大量的浮动车调查。 定点调查包括人工调查机械调查方法常用的有自动计数器调查、雷达调查、摄像机调查等。 自动计数器调查法使用的仪器有电感式、环形线圈式、超声波式等检测仪器，它几乎适用于各种交通条件，特别是需要长期连续性调查的路段。 雷达调查法适用于车速高、交通量密度不大的情况。 摄像机调查法一般将摄像机安装在观测点附近的高空处，将镜头对准观测点，每隔一定的时间，如15s 、30s 、45s 或60s ，自动拍照一次，根据自动拍摄的照片上车辆位置的变化，清点出不同流向的交通量。这种方法可以获得较完全的交通资料，如流量、流向、自行车流及行人流和行驶速度、车头时距及延误等。 除这些方法以外，还有航空摄影调查法、光电管调查法等。 定点调查能直接得到流量、速度和车头时距的有关数据，但是无法测得密度。 二、小距离调查 这种调查使用成对的检测器（相隔5m 或6m ）来获得流量、速度和车头时距等数时间（s ） 距离（m ） 高速公路点