交通工程道路通行能力第二章双车道公路通行能力

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1、道路交通流理论1交通工程学交通流理论数学物理学力学规划设计营运管理各种交通现象交通规律形成机理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，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。概述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

2、（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（CarFollowing）理论、交通波（TrafficWaveTheory）理论（流体动力学模拟）和车辆排队理论（QueuingTheory）。这一时期的代表人物有W

3、ardrop、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个迅速发展的时期。1975年丹尼尔(DanielI.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

4、展。1990年美国AdolfD．May出版了《TrafficFlowFundamentals》1996年，美国联邦公路局（TheFederalHighwayAdministration，FHWA）出版了《MonographonTrafficFlowTheory》。主编NathanH．Gartner，CarrollMesser，AjayK．Rathi等。涉及的内容包括：交通流特性、人的因素、车辆跟驰模型、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。

5、交通流理论的发展历程从交通工程（汽车）诞生——第二次世界大战结束汽车工业发展交通量迅速增长城市道路建设交通事故上升创始阶段研究背景交通工程学刚刚诞生，需要建立交通工程学的基本理论体系，探索道路交通的基本规律代表性人物格林希尔茨（BruceD.Greenshields）研究手段大量现场调查与观测利用概率论与数理统计，建立模型代表性成果交通流与速度的关系模型快速发展阶段第二次世界大战结束——20世纪50年代末汽车数量猛增交通规划道路建设加快交通控制战后经济恢复期(50年代)，为了解决就业问题，通过道路建设带

6、动汽车.建材.钢铁.石油.玻璃等行业的发展研究背景汽车拥有量大幅度增加，交通规划、交通控制开始发展，需要交通流理论进行支撑代表性人物沃尔卓普（Wardrop）韦伯斯特（Webster）等一批学者研究手段大量现场调查与观测运筹学、物理学模型代表性成果车辆跟弛理论交通波动理论随机排队理论等稳定发展阶段20世纪50年代末——交通拥挤交通问题交通事故交通污染代表性成果交通产生理论——交通需求分析交通流特征交通供给理论交通平衡理论——路网交通流调度（分配）交通模拟理论——计算机模拟再现、辅助决策研究背景汽车普及，

7、交通问题日趋严重，希望缓解城市交通拥挤问题代表性人物梅（May）、赫尔曼（Herman）纽威尔（Newell)等研究手段调查与观测网络理论、人工智能理论（神经网络、元胞自动机）、计算机仿真（管理学、物理学、数学）——道路通行能力背景定义交通流理论：研究在一定环境下交通流随时间和空间变化规律的模型和方法体系。Trafficflowtheory:Thedescriptionoftrafficbehaviorbyapplicationofthelawsofphysicsandmathematics.空间时间点

8、（段）路段路网短时间微观中观宏观较长时间中观中观宏观长时间宏观宏观宏观研究内容交通流模型（TrafficFlowModel）：（驾驶）人员的因素模型（HumanFactors）车辆跟驰模型（CarFollowing）连续流模型（ContinuousFlow）无信号控制交叉口模型（UnsignalizedIntersection）信号控制交叉口模型（SignalizedIntersection）宏观交通流模型（MacroscopicFlow）