《交通线网运输组织》PPT课件

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1、第七章交通线网运输组织第一节交通运输流概述第二节交通运输流微观分析技术第三节交通运输流组织原理第四节弱可控的交通运输流组织第五节强可控的交通运输流组织第一节交通运输流概述一、交通运输流概念在公路、铁路、航空及水运各种交通方式中连续运行的交通工具，往往表现出某些类似流体的特征，称为交通运输流。交通运输流理论在早期的框架中，借鉴了流体理论的某些思路，主要是试图描述不同交通工具、运营控制环境（如交通运输系统、控制设备、标志、信号等）及管理者的量化联系。第一节交通运输流概述由于不同交通方式自身的差异，道路

2、中大量行驶的车辆相对于铁路列车、航空飞机以及水运船舶而言，通常并不以独立交通工具作为系统的研究对象，更多表现出一种统计的特性，在行为表现中，具有较强连续性特征。第一节交通运输流概述相对而言，强调个体的铁路列车、航空飞机以及水运船舶的离散性特征比较明显，但是应该注意交通运输流的连续与离散性特征实质仅仅是一个相对的概念，为简单区别起见，本章提到的交通流主要指连续化特征比较明显的道路车辆交通流，用运输流特指具有离散化特征的铁路、飞机和轮船流。交通运输流的要素交通运输流的要素一般包括流量、流向、流程、流时

3、、流距等，当然对于不同的交通方式，交通运输流要素也具有其独特的内涵，如道路交通流的特性参数包括：流率、速度和集中度，且均为统计分布值，这些特征参数一般也可以借鉴到其它交通方式，下面以道路系统为例对此做一说明：交通运输流的要素1、流率（单位时间通过的车辆数）流率可以由点测量直接获得，其计算公式为：流率q=N/T（7-1-1）其中：N为测定时间T内通过的车辆数。T可以表示为车辆追踪间隔时间之和，有将T带入上述公式，可以获得流率与平均追踪间隔的关系：交通运输流的要素流率一般可表示为每小时通过的车辆数，1

4、985年美国高速能力手册（HCM1985）建议使用15分钟测定时间，有时5分钟或者1分钟的数据也被采用。交通运输流的要素2、速度（单位时间走行距离）：每一车辆的瞬时速度可表示为：（7-1-2）雷达或微波测速装置可以提供车辆瞬时速度的测量结果，但是象诸如感应线圈提供的是车辆通过短的检测距离如6m的时间，由此获得的速度仅仅是瞬时速度的一种近似。交通运输流的要素除了瞬时速度，还有不少办法可以确定车辆的平均速度，比如算术平均值法。（7-1-3）（7-1-4）其中，是车辆通过距离D的时间。交通运输流的要素3

5、、集中度（Concentration）集中度过去一般被视为密度的同义词，密度是指单位距离的车辆数，但现在它包含的意义除了密度外，还有占用的意思，占用是现代交通流理论新出现的理念，一般指道路上某个地点有车辆占用时间占全部时间的百分比例。密度是空间集中度的量度，而占用是相同车辆流在时间集中度的测量。交通运输流的要素密度计算公式（7-1-5）值得指出的是，交通流测量方法对改进上述交通要素模型精度有很大的影响，交通流测量方法包括点测量、短距离测量（一般不超过10米）、全路段测量（至少0.5公里）、在交通流

6、中移动观察测量、利用ITS技术同时获取大量车辆数样本测量等。二、交通运输流要素间的关系要理解交通流各种参数间的相互关系，首先需要注意用于获取数据的测量方法和获得测量数据的位置对交通流各要素的可能影响，对交通流各要素间的关系讨论是基于此前提的结果。下面以道路交通流为例，对交通运输流要素间的关系做一说明。交通运输流要素间的关系1速度——流量图速度——流量关系是双变量的关系，这一领域开创性的工作属于Greenshields1935年的一篇论文，文中他在线性速度—密度关系和方程：流量=速度×密度的基础上，

7、推导出下面的抛物线方程：（7-1-6）交通运输流要素间的关系式中是自由流速，是拥挤密度。图7－1－1绘制了该方程所基于的曲线和数据。图中接近数据点的数字代表1934年劳动节那天，在双向双车道道路上一个方向，所观测的100辆车为一车组的车组的数目。在计算道路上的车辆数时，每隔10辆车开始新的一组（每组100辆），因此相邻两组之间有90%的重叠。车组都不是独立进行观察的。交通运输流要素间的关系同样重要的是，在200车/小时的流量范围内数据被分组，各组的平均值都是事先制定好的。代表所观测的100个车组中

8、的51组（有重叠）的那个拥挤的点，是在具有不同的横截面和铺筑材料的完全不同的道路上，在不同的一天收集的。交通运输流要素间的关系Greenshields的工作对于交通流理论发展曾起到积极的作用，在过去几十年中他所推导的抛物线图形被接受作为速度——流量曲线的正确形状。例如，1965年高速公路容量手册里原样出现了图7－1—1所示的图形，尽管同年的高速公路容量手册中其他地方显示的数据表明同一时期经验结果并没有与图形相符合。1985年的高速公路容量手册保留了同样的抛物线图形，虽然进行了相当大