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交通工程-交通流三参数之间的关系06

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第七章交通流三参数之间的关系

第七章交通流三参数之间的关系

参考文献
1、任福田,刘小明,荣建等.交通工程学. 北京：人民交通 出版社,2003.7
2、刘建军.交通工程学基础. 北京：人民交通出版社, 1995.7
第七章 交通流量、速度和密度之间来自关系授课内容：1、三参数之间的关系
2、速度—密度之间的关系
3、交通流量—密度之间的关系
4、交通流量—速度之间的关系
授课要求：
掌握交通流中交通流量、速度和密度各参数之间
的关系，会分析和应用三参数之间的关系。
第一节 三参数之间的关系
一、交通流的三个参数关系
描述交通流的三个参数是交通量、速度和交通密 度，它们之间的关系可以用下式表示：
Q VK
式中：Q——交通量（辆/h）；
V——速度（km／h）；
K——交通密度（辆／km）。
二、交通量、速度和交通密度的关系曲线 由交通量、速度和交通密度三者关系图（图 7-1 ） 可见：
图7—1交通量、速度和交通密度的关系
（1）Qm是速度-流量图上的峰值，表示最大流量。
（2）Vm是流量取最大值（Q＝Qm）时的速度，称为 临界速度。
例7-1已知某公路上畅行速度Vf=80 km/h，阻塞密度Kj =105veh／km，速度一密度符合直线关系式。 求：（1）在该路段上期望得到的最大流量？ （2）此时所对应的车速是多少？ 解：（1）该路段上期望得到的最大流量为： Qm=1/4 KjVf=1/4*80*105= 2100（veh／h）
阻塞密度值：kj=1000／hd＝1000／8.05=124辆 ／km，如假定ht＝1.5s，由于 ht＝3600／Q
因此，最大通行能力Qm＝3600／1.5＝2400辆／h。 此时的速度Vm＝Qm／Km＝2400／62＝38.7km／ h。

交通流三个参数K Q V之间关系概要

交通流三个参数K Q V之间关系概要

V=60-3/4*70=7.5（km／h）
Q= KV=7.5*70=525（veh／h）
Qm=1/4 KjVf=1/4*60*80=1200（veh／h）
例7-3假定车辆平均长度为6.lm，在阻塞密度时，单车 道车辆间的平均距离为1.95m，因此车头间距h＝ 8.05m，试说明流量与密度的关系。 解：因为hd＝1000／k
第二节 速度和密度之间的关系
1934年，格林希尔兹（Greenshields）提出了 速度一密度线性模型。
K v v（ ） f 1Kj
式中：Vf－一畅行速度； Kj——阻塞密度。
这一模型较为直观、实用（图7－2），且与实 测数据拟合良好。
当 K ＝ 0 时， V 值可达理论最高速度，即畅行速度 Vf 。实际上， AE 线不与纵坐标轴相交，而是趋于该 轴因为在道路上至少有一辆车V以速度Vf行驶。这时， Vf只受道路条件限制。该图也可以表示流量，根据直 线关系，直线上任意点的纵横坐标与原点O所围成的 面积表示交通量，如运行点 C ，速度为 Vm ，密度为 Km，其交通量为 Qm＝VmKm，即图上的矩形面积。
过C点作一条平行于流量坐标轴的线，将曲线分 成两部分，这条线以上的部分，为不拥挤部分，速度 随流量的增加而降低，直至达到通行能力的流量Qm 为止，速度为Vm；这条线以下部分为拥挤部分，流 量和速度都下降。
综合以上三个参数的关系可知：当道路上交通密 度小时，车辆可自由行驶，平均车速高，交通流量不 大；随着交通密度增大，交通流量也增加，但车速下 降；当交通密度增加到最佳密度时，交通流量达到最 大值，即交通流量达到了道路的通行能力，车辆的行 驶形成了车队跟随现象，车速低且均衡；当交通密度 继续增大，即超过了最佳密度，交通流量下降，车速 明显下降，直到车速接近于零，道路出现阻塞，交通 密度达到最大值，即阻塞密度，交通流量等于零。

交通工程考试题库及答案

交通工程考试题库及答案

交通工程考试题库及答案一、选择题1. 交通工程的主要任务是什么？A. 确保交通安全B. 提高交通效率C. 减少交通污染D. 以上都是答案：D2. 交通流理论中，以下哪个参数不是描述交通流的基本参数？A. 流量B. 密度C. 速度D. 车辆类型答案：D3. 交通信号控制的基本目标是什么？A. 减少车辆延误B. 增加车辆通行量C. 减少交通事故D. 以上都是答案：D二、判断题1. 交通工程中的“绿波带”是指在一定路段内，通过信号控制使车辆能够连续通过多个交叉口。

（对）2. 交通工程中不考虑行人和非机动车的通行需求。

（错）3. 交通规划的目的是为了解决交通问题，提高城市的交通服务水平。

（对）三、简答题1. 简述交通流三参数之间的关系。

答案：交通流三参数包括流量（Q）、密度（K）和速度（V）。

它们之间的关系可以通过流量-密度关系（Q=KV）来描述。

在一定的道路条件下，流量与密度成正比，与速度成反比。

当密度增加时，流量会减少，速度也会降低。

2. 描述交通信号控制的基本原则。

答案：交通信号控制的基本原则包括：- 确保交通安全：通过信号控制减少交通事故的发生。

- 提高交通效率：合理分配信号灯的时间，减少车辆延误。

- 平衡交通需求：根据各个方向的交通流量合理分配绿灯时间。

- 适应交通变化：根据交通流量的变化调整信号控制策略。

四、计算题1. 某路段在高峰时段的交通流量为1200辆/小时，平均速度为40km/h，求该路段的平均交通密度。

答案：首先，将速度转换为小时单位，即40km/h = 40/3.6 m/s ≈ 11.11 m/s。

然后，根据流量-密度关系 Q = KV，可得密度 K = Q / V = 1200 / (11.11 * 3600) ≈ 0.033 辆/m。

2. 某交通信号灯周期为120秒，其中绿灯时间为60秒，求该信号灯的周期使用率。

答案：周期使用率是指信号灯在一个周期内绿灯时间所占的比例。

计算公式为：周期使用率 = 绿灯时间 / 信号灯周期。

交通流三个参数KQV之间关系解读

交通流三个参数KQV之间关系解读

图7－3所示。
图7－3交通量和密度的关系
当交通密度为零时，流量为零，故曲线通过坐标 原点。当交通密度增加，流量增大，直至达到道路的 通行能力，即曲线C点的交通量达到最大值，对应的 交通密度为最佳密度Km；从C点起，交通密度增加， 速度下降，交通量 减少，直到阻塞密度Kj，速度等 于零，流量等于零；由坐标原点向曲线上任一点画矢 径。这些矢径的斜率，表示矢端的平均速度。通过A 点的矢径与曲线相切，其斜率为畅行速度Vf；对于密 度比Km小的点，表示不拥挤情况，而密度比Km大 的点，表示拥挤情况。
例7-2 在长400m的道路上行驶28辆车，速度-密度为直 线关系，V=60-3/4 K，
求：该道路的Vf ，Kj ，Q ，Qm 。 解：V=60-3/4 K=60（1- K/80）
Vf=60 km／h K=N/L=28/0.4=70（veh／km） V=60-3/4*70=7.5（km／h） Q= KV=7.5*70=525（veh／h） Qm=1/4 KjVf=1/4*60*80=1200（veh／h）
线同样是一条抛物线（图7-4）
图7—4 速度与流量的关系
当交通密度为零时，畅行交通流的车速就可能达 到最高车速，如图中曲线的最高点A，就是畅行速度 Vf，而流量等于零。当交通密度等于阻塞密度时，速 度等于零，流量也等于零，因此，曲线通过坐标原点。
过C点作一条平行于流量坐标轴的线，将曲线分 成两部分，这条线以上的部分，为不拥挤部分，速度 随流量的增加而降低，直至达到通行能力的流量Qm 为止，速度为Vm；这条线以下部分为拥挤部分，流 量和速度都下降。
对于式（7-6）若另dQ/dK=0，则可求出对应于 Qm的Km值：
km
1 2
k
j
从而

交通流特征参数之间的关系

交通流特征参数之间的关系

解：
1 Qm Kmvm 4 K jv f 2000
（辆/h）
1 vm 2 vf 40 （Km/h）
聊城大学汽车与交通工程学院
交通工程学
例2：对某道路上的交通流进行观测，发现速度——
密度关系为对数关系：
vs

40 ln(180) K
试求：该路段的阻塞密度Kj和最大交通流量Qm
Kj vs vm ln( K )
3600 ht

3600 1.5

240（0 pcu/车道?小时）
Q

v
f
(K

K K
2 j
)
vf

4Qm kj

4 2400 76.8(km / h) 125
Qபைடு நூலகம்

v
f
(K

K K
2 j
)

76.8(K

K2 )
125
聊城大学汽车与交通工程学院
交通工程学
第七节 间断流特性
间断流是指有外部固定因素影响的周期性中断 交通流 。在所有产生间断流的设施中，最重要的 是信号交叉口。
聊城大学汽车与交通工程学院
交通工程学
信号交叉口的交通流一般采用饱和车头时距、 饱和流率和损失时间来描述。 稳定行驶的连续流的车头时距称为饱和车头时距， 用ht表示，则饱和流率S为：
S 3600 ht
注：3600表示每个小时的时间之内，有效通行时 间为3600秒（注意具体情况具体分析）。
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Q

K vs

Kv f
(1
K Kj
)

交通特性分析—交通流的基本特性及其相互关系

交通特性分析—交通流的基本特性及其相互关系
结果一致。
三流量与密度的关系
流量——密度曲线上的其他点的数值以同样的方式求出。点是表示
不拥挤情况的一个典型点。从这图来看,点的流量为1800辆/ℎ,密度为30
辆/及速度(矢径的斜率)为58/ ℎ。
点是表示拥挤情况的一个典型点。从图中看出,点的流量为1224 辆
/ℎ,密度105.6辆/及速度(矢径的斜率)为11.6/ℎ。根据定义,点的流
— — 路段长度（）
交通流三参数基本关系
车流密度大小反映一条道路上的交通密集程度。对于同一条道路,可以
不考虑车道数;对于具有不同车道数的道路,为使车流密度具有可比性，
车流密度应按单车道来定义，单位为:辆/( ·车道)。
• 交通流三参数之间的基本关系式为：
=∙
式中：
— — 平均流量（辆/ℎ）；
点。从原点 到曲线上点的向量斜率表示那一点的密度的倒
数1/ 。由 点作平行于 轴的一条直线,该直线为(上半部分)
交通流不拥挤的稳定交通流和(下半部分)拥挤路段的不稳定
交通流的分界线。
流量与速度的关系
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, 、 、 是划分交通是否拥挤的重要特
密度由大变小时，车速会增大。关于两者之间的关系,已经由各国学者
提出了几种不同的模型。
1934年,格林希尔茨提出了速度一密度线性关系模型:

= (1 − )

式中符号意义同前。
这一模型简单直观如图所示 ,研究表明,刚才的公式表示的模型与实
测数据相关性很好。
速度与密度关系
这一模型简单直观如图所示 ,研究表明,刚才的公式表示的模型与实测数据相
速度与密度关系

交通流三个参数K Q V之间关系

交通流三个参数K Q V之间关系

过C点作一条平行于流量坐标轴的线，将曲线分 成两部分，这条线以上的部分，为不拥挤部分，速度 随流量的增加而降低，直至达到通行能力的流量Qm 为止，速度为Vm；这条线以下部分为拥挤部分，流 量和速度都下降。
综合以上三个参数的关系可知：当道路上交通密 度小时，车辆可自由行驶，平均车速高，交通流量不 大；随着交通密度增大，交通流量也增加，但车速下 降；当交通密度增加到最佳密度时，交通流量达到最 大值，即交通流量达到了道路的通行能力，车辆的行 驶形成了车队跟随现象，车速低且均衡；当交通密度 继续增大，即超过了最佳密度，交通流量下降，车速 明显下降，直到车速接近于零，道路出现阻塞，交通 密度达到最大值，即阻塞密度，交通流量等于零。
（2）此时所对应的车速是：
Vm＝Vf/2=1/2*80=40 km／h
例7-2 在长400m的道路上行驶28辆车，速度-密度为直 线关系，V=60-3/4 K， 求：该道路的Vf ，Kj ，Q ，Qm 。 解：V=60-3/4 K=60（1- K/80） Vf=60 km／h K=N/L=28/0.4=70（veh／km）
上式是二次函数关系，可用一条抛物线表示，如 图7－3所示。
图7－3交通量和密度的关系
当交通密度为零时，流量为零，故曲线通过坐标 原点。当交通密度增加，流量增大，直至达到道路的 通行能力，即曲线C点的交通量达到最大值，对应的 交通密度为最佳密度Km；从C点起，交通密度增加， 速度下降，交通量 减少，直到阻塞密度Kj，速度等 于零，流量等于零；由坐标原点向曲线上任一点画矢 径。这些矢径的斜率，表示矢端的平均速度。通过A 点的矢径与曲线相切，其斜率为畅行速度Vf；对于密 度比Km小的点，表示不拥挤情况，而密度比Km大 的点，表示拥挤情况。
参考文献

交通流三参数交通工程

交通流三参数交通工程
V Vf e Km
安德伍德模型 的适用范围
2021/3/27
35
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三、流量与密度的关系
• 交通流的流量-密度关系是交通流的基本关系，根据格林希尔茨公式及三参数的基本关系式可得：
Q
KV f
(1
K Kj
)
Vf
(K
K2 Kj
)
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三、流量与密度的关系
高峰小时交通量
PHFt
（
高
峰
小
时
内t时
段
的交
通量
） 60
t
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二、交通量的时间分布
如： t=15（min）
高峰小时交通量 t=10（min） PFH15 4 （ 高 峰 小 时 中 高 峰15 min 交 通 量 ）
城市中短时间的高峰交通量造成交通阻塞。 高峰小时交通量 PFH10 6 （ 高 峰 小 时 中 高 峰10 min 交 通 量 ）
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四、设计小时交通量
• 设计小时交通量的计算（不考虑方向不均衡性）
DHV AADT k n DHV C单
式中：DHV—设计小时交通量（辆/h）； K —设计小时交通量系数（%）； N — 车道数; C单— 每一车道设计通行能力（辆/h）； AADT — 规划年的年平均日交通辆量 （辆/d）； W —路幅宽度（m）； W1 —一条车道宽度（m）。
• 中位车速：也称50%位车速，是指在该路段上在该速度以下行驶的车辆数与在该速度以上行驶的车辆数相 等。
• 85%位车速：在该路段行驶所有车辆中，有85%的车辆行驶速度在此速度以下，只有15%的车辆行驶速度 高于此值。

交通流三参数交通工程改

交通流三参数交通工程改

2024/10/13
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四、设计小时交通量
设计小时交通量的计算（不考虑方向不均衡性）
DHV AADT k
n DHV C单
W W1 n
式中：DHV—设计小时交通量（辆/h）；
K —设计小时交通量系数（%）；
N — 车道数;
C单— 每一车道设计通行能力（辆/h）； AADT — 规划年的年平均日交通辆量
年平均日交通量 K周日 某周日平均交通量
➢ 某周日的平均日交通量等于全年所有该周日的交 通量除以全年该周日的总天数。
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二、交通量的时间分布
时变化：一天24小时中，每个小时的交通量亦在 不断变化。
➢ 一天24小时中，流量最大的那个小时的交通量称 为高峰小时交通量。
➢ 高峰小时系数：就是高峰小时交通量与高峰小时
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三、流量与密度的关系
交通流的流量-密度关系是交通流的基本关系，根 据格林希尔茨公式及三参数的基本关系式可得：
Q
KV f
(1
K Kj
)
Vf
(K
K2 Kj
)
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三、流量与密度的关系
上式对Q 求导，并令：
dQ dK
Vf
2V f Kj
K
0
可求出当：
K K j 时 ，Q最 大 。 2
1 7
7
Qi
i1
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二、交通量的时间分布
月变化 ：一年内各月交通量的变化称为月变
化。年平均日交通量与月平均日交通量之比,称
为交通量的月变化系数(或称月不均衡系数，月
换算系数)，以K月表示 。

交通流三参数之间的关系

交通流三参数之间的关系
三个参数之间的关系式为 Q ? Vs K
适合于所有稳定的交通流
最大流量 Qm 临界速度 （critical density ）vm 临界密度 （critical density ）Km 阻塞密度 （jam density ）Kj 自由流速度 （free-flow speed）Vf
22、、交停通车流三场参布数局之间原的则关系
交通流三参数之间的关系
2 、交通停流车三场参数布之局间原的则关系
(1) 连续流和间断流 (2) 流量-速度-密度之间的关系 (Q-V-K 关系) (3) 速度-密度之间的关系 (V-K 关系) (4) 流量-密度之间的关系 (Q-K 关系) (5) 流量-速度之间的关系 (Q-V 关系)
22、、交停通车流三场参布数局之间原的则关系
?试用格林希尔茨线性模型求该路段在密度为 30辆 ／Km 时的路段平均交通量。该道路的最大交通量 为多少？对应的速度和密度值是多少？
200
400
600
800
q (pcu /h /lane )
速度—密度线性关系模型与实测结果对比
2、停车场布局原则
(3) 速(1度) -密度之间的关系 (b) Grenberg （对数）模型
V
?
Vm
ln
Kj K
适用于交通流密度很大时
2、停车场布局原则
(3) 速(1度) -密度之间的关系 (c) Underwood （指数）模型
) /h
50
m
v(k 40
30
20 0
南京市：龙蟠南路路段
)
ne
/la
2min Underwood 2min Greenberg
(pcu/h
5min Underwood

简述交通流三个基本参数的概念及相互关系

简述交通流三个基本参数的概念及相互关系

简述交通流三个基本参数的概念及相互关系交通流三个基本参数是交通流量、交通流速度和交通流密度。

1．交通流量：表示交通流在单位时间内通过道路指定断面的车辆数量，单位是辆/小时或辆/日。

2．交通流速度：表示交通流流动的快慢，单位是米/秒或公里/小时。

3．交通流密度：表示交通流的疏密程度，即道路单位长度上含有车辆的数量，单位是辆/公里。

这三个参数之间的关系是：交通流量为交通流速度和交通流密度的乘积。

道路上车辆很少时，驾驶员可选择较高速度，这时交通流速度较大，但因交通流密度小，所以交通流量也比较小。

随着路上的车辆增多，交通流密度增大，车辆的行驶速度虽受到前后车辆的约束而有所下降，流速降低，但交通流量还是增加，直到某一种条件下，流速和密度的乘积达到最大值，即交通流量为最大时为止。

这时的流速称为最佳速度，密度称为最佳密度。

交通流三参数-交通工程改

交通流三参数-交通工程改

二、速度与密度的关系
1959年，格林柏（Greenberg）提出了用于密度很大时对数模型：
格林柏模型 的适用范围
二、速度与密度的关系
1961年安德伍德（Underwood）提出了用于密度很小时的指数模型： 安德伍德模型 的适用范围
三、流量与密度的关系
交通流的流量-密度关系是交通流的基本关系，根据格林希尔茨公式及三参数的基本关系式可得：
三、车头间距 hs 、车头时距 ht
平均车头间距与平均车头时距与宏观交通流参数Q、K存在以下关系：
01
式中： —平均车头间距（m）;
02
—平均车头时距（s）。
03
第四节 交通流的基本特性 及其相互关系
一、交通流三参数基本关系
交通流三参数之间的基本关系式为：
式中：Q —流量（辆/h）； V —速度（区间平均速度）（km/h）； K —密度（辆/km）。
二、交通量的时间分布
时变化：一天24小时中，每个小时的交通量亦在不断变化。
一天24小时中，流量最大的那个小时的交通量称为高峰小时交通量。
高峰小时系数：就是高峰小时交通量与高峰小时内某一时段的交通量扩大为高峰小时的交通量之比。 一般 t=5min或t=6min或 t=10min，最常用t=15min
式中： Rt —时间占有率；
T —观测总时间；
ti —第i 辆车的通过时间；
n —观测时间内通过该路段的车辆数。
三、车头间距 hs 、车头时距 ht
前述Q、K、V（这里V是指什么？）均属于宏观交通流参数，而车头间距和车头时距属于微观交通流参数。其定义为： 车头间距：是指一条车道上前后相邻两车（用前保险杠等具有代表性的点测量）之间的距离。 车头时距：是指连续行驶的前后两辆车（具有代表性的点）通过行车道上某一点（或某一断面）的时间差。 对观测路段上所有的车头间距和车头时距取平均值称为平均车头间距与平均车头时距。

交通流三参数关系的研究

交通流三参数关系的研究

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。

第七章交通流三参数之间的关系

第七章交通流三参数之间的关系

式 表明速度与流量的关系曲 线同样是一条抛物线（图7-4）
v2 Q K j (v ) vf
图7—4 速度与流量的关系
当交通密度为零时，畅行交通流的车速就可能达 到最高车速，如图中曲线的最高点A，就是畅行速度 Vf，而流量等于零。当交通密度等于阻塞密度时，速 度等于零，流量也等于零，因此，曲线通过坐标原点。
对于式（7-6）若另dQ/dK=0，则可求出对应于 Qm的Km值：
km
1 kj 2
从而
Qm K m vm
K mv f 4
第四节 速度和流量的关系
由式
K v v f (1 ) Kj
可得：
v K K j (1 ) vf
代人式Q＝KV，得
v2 Q K j (v ) vf
例7-1已知某公路上畅行速度Vf=80 km/h，阻塞密度Kj =105veh／km，速度一密度符合直线关系式。 求：（1）在该路段上期望得到的最大流量？ （2）此时所对应的车速是多少？ 解：（1）该路段上期望得到的最大流量为： Qm=1/4 KjVf=1/4*80*105= 2100（veh／h）
（2）此时所对应的车速是：
Vm＝Vf/2=1/2*80=40 km／h
例7-2 在长400m的道路上行驶28辆车，速度-密度为直 线关系，V=60-3/4 K， 求：该道路的Vf ，Kj ，Q ，Qm 。 解：V=60-3/4 K=60（1- K/80） Vf=60 km／h K=N/L=28/0.4=70（veh／km）
（3）在速度、密度图上，车辆减少，密度随着变小， 速度增大。当密度趋于零时，速度可达最大值，这时 车辆可畅行无阻，所以Vf是畅行速度。若车辆增多时； 则密度增大，车速随之减小。当密度达到最大值Kj时， 车流受阻即Q = 0。此时的密度Kj称阻塞密度。

交通工程-交通流三参数之间的关系06

交通工程-交通流三参数之间的关系06
❖ 1994年又将收费的时段扩展至全天。经过20多年的运行， 区域通行证方案被证明是控制高峰期拥挤的有效手段：早 高峰期进入控制区的机动车辆从74 000 辆/日下降到41 500辆/日；提高行驶速度20％；出行中乘坐公共交通的 比例从33%增加到69%；并增加了财政收人。
❖ 1995年，新加坡在其东海岸公园大道实施道路收 费系统(RPS)。 由于电子信息技术的长足进步，新加坡从1998年 5月开始实施动态电子收费系统(ERP)。与区域通 行证方案相比，ERP更公平、方便、可靠。
交2通、流停三参车数场之布间的局关原系则
(4) 流(1量) -密度之间的关系
Q K V
V
Vf
(1
K Kj
)
Q

Vf
(K

K K
2 j
)
22、、交停通车流场三参布数局之原间的则关系
(4) 流(1量) -密度之间的关系
v(km /h ) q (pcu /h /lane )
70 60 50 40 30 20
5min Underwood 5min Greenberg
15min Underwood
10
20
30
k (pcu /km /lane )
流量—密度关系模型与实测结果对比
22、、交停通车流场三参布数局之原间的则关系
(5) 流(1量) -速度之间的关系
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流量—速度关系模型与实测结果对比
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❖
V=60-3/4*70=7.5（km／h）
❖
Q= KV=7.5*70=525（veh／h）
❖ Qm=1/4 KjVf=1/4*60*80=1200（veh ／h）
❖ 4、假定车辆平均长度为6.lm，在阻塞密度时，
单车道车辆间的平均距离5m，试说明流量与密度的关系。
❖试计算该道路的最大流量。 ❖解：对照车速-密度的对数模型，可得： ❖Vm=40km/h；则Vf=80km/h； ❖Kj=82辆/km； ❖则Qm=1/4Vf*Kj=1640辆/h。
3、交通量三参数之间关系的应用
拥挤收费——交通需求管理策略
流量-密度关系曲线
交通量三参数之间关系的应用
拥挤收费
通过对驶入城市中心区的车辆征收额外的 通行费达到调节中心区交通流的目的，从 而使城市中心区的交通流运行在最佳状态。
❖ 1998年8月，新加坡政府将ERP扩充到整个中心 商业区、高速公路和交通拥挤的区域。新加坡拥 挤收费的目的非常单一，就是为了控制交通拥挤 现象，同时辅以高达130%的小汽车牌照税进一 步限制小汽车的保有，削弱了拥挤收费政策的负 面影响，增强了拥挤收费实施的效果。
❖ 技术手段
❖ 早期的ALS和RPS均采取出入收费区域出示纸质凭证 的方式运行。
实施效果： 收费区域交 通量减少了 22%；
交通事故降 低5~10%；
公交利用率 大幅提高， 增减了16条 公交线路和 200多辆公交 车。
3、交通量三参数之间关系的应用
拥挤收费需解 决的关键问题
拥挤区域、拥挤收费时段、拥挤收费 费率、收费方式等。
新加 坡电 子拥 挤收 费区 域入 口图
❖ 新加坡交通拥挤收费典型成功案例
❖ 收费水平和收益分析 ❖ 新加坡的电子收费系统(ERP)是一种单次分级
动态收费系统。每次车辆通过收费道口都会实施 一次收费行为，并且这种收费会根据不同车型和 不同的收费时段采取不同的收费额度，收费范围 介于0.25~1.2欧元之间。新加坡现在并不特别 鼓励公共交通的发展，对于公交车实施3倍费率的 收费以体现其对于道路资源的较大占用。 ❖ 目前新加坡电子收费系统的年收入超过4000 万欧元，系统运行成本消耗为800万欧元左右。 尚未见到有关新加坡电子收费系统较为全面的经 济评价报告，无法对其总体经济收益和所筹资金 的使用情况做出阐述，但从减少交通拥挤的层面 上说新加坡案例无疑是成功的典范、技术的楷模。
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流量—密度关系模型与实测结果对比
22、、交停通车流场三参布数局之原间的则关系
(5) 流(1量) -速度之间的关系
V
Vf
(1
K Kj
)
V K K j (1 Vf )
(a)格林希尔治(Green Shields)模型(线性模型)(1933年)
❖一、直线关系
V=a-bK
a，b为待定常数；
#K=0，V=Vf，
a=Vf
V=0，K=Kj，
b=Vf/Kj
2、交通停流车三场参布数之局间原的则关系
(3) 速(1度) -密度之间的关系 (a)格林希尔治(Green Shields)模型(线性模型)(1933年)
❖ 实施效果和今后展望
❖ 从ERP 的以来，收费区域的交通量下降了 10%~15%，车速提高了将近30%。收费费率 已经根据各条道路监控到的实际数据和目标数据 的比对做出了
降低收费的调整，这种调整今后还将继续下去。 尽管下调了费率，并没有引起交通量的明显回升。 未来新加坡有意继续扩大收费区域至全岛范围， 引入更加先进的全球定位系统(GPS)并结合地理 信息系统(GIS)，以更好地将拥挤收费水平和实 时的路网交通状况联系起来，实施更为灵活、实 时和公正有效的动态收费。
❖（1）统计各辆车的时间： ❖ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
❖ 20.4 20.6 19.7 19.6 20.1 19.7 20.6 20.4 20.6 20.4 16.2
❖区间平均车速v=L*n/t1+t2+。。。+t11 =10.10m/s =36.36km/h。
❖ K=N/L=11/200=55辆/km； ❖ Q=KV=55*36.36=2000辆/h。
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流量—速度关系模型与实测结果对比
3、交通量三参数之间关系的应用
流量-密度关系曲线
❖例题：
❖1．用电子秒表在高峰小时内于路段 （L=AB=200m）两端断面A和B同步连续观 测跟踪车队每辆车的到达时间tA和tB记录如下 表：试确定车队的参数Q、K、V？
60 50 40 30 20 10 0
0
60
50
40
y = -0.054x + 51.030 30
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10
0
30
60
90
120
150
0
f s (辆次/h )
南京市：龙蟠南路路段
y = -0.013x + 52.349
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速度—密度线性关系模型与实测结果对比
2、停车场布局原则
(3) 速(1度) -密度之间的关系 (b) Greenberg（对数）模型
V
Vm
ln
Kj K
适用于交通流密度很大时
2、停车场布局原则
(3) 速(1度) -密度之间的关系 (c) Underwood（指数）模型
v

vf
1

e

Kj Km





适用于交通流密度很小时
交通流三参数之间的关系
2、交通停流车三场参布数之局间原的则关系
(1) 连续流和间断流 (2) 流量-速度-密度之间的关系(Q-V-K关系) (3) 速度-密度之间的关系(V-K关系) (4) 流量-密度之间的关系(Q-K关系) (5) 流量-速度之间的关系(Q-V关系)
22、、交停通车流场三参布数局之原间的则关系
❖ 1994年又将收费的时段扩展至全天。经过20多年的运行， 区域通行证方案被证明是控制高峰期拥挤的有效手段：早 高峰期进入控制区的机动车辆从74 000 辆/日下降到41 500辆/日；提高行驶速度20％；出行中乘坐公共交通的 比例从33%增加到69%；并增加了财政收人。
❖ 1995年，新加坡在其东海岸公园大道实施道路收 费系统(RPS)。 由于电子信息技术的长足进步，新加坡从1998年 5月开始实施动态电子收费系统(ERP)。与区域通 行证方案相比，ERP更公平、方便、可靠。
交2通、流停三参车数场之布间的局关原系则
(4) 流(1量) -密度之间的关系
Q K V
V
Vf
(1
K Kj
)
Q

Vf
(K

K K
2 j
)
22、、交停通车流场三参布数局之原间的则关系
(4) 流(1量) -密度之间的关系
v(km /h ) q (pcu /h /lane )
70 60 50 40 30 20
Q=V*K
Q：平均流量(pcu/h)
V：平均车速(km/h)；K：平均车流密度(pcu/km)
Q、V、K关系
三个参数之间的关系式为 Q Vs K
适合于所有稳定的交通流
最大流量 Qm 临界速度（critical density）vm 临界密度（critical density）Km 阻塞密度（jam density）Kj 自由流速度（free-flow speed）Vf
❖2、已知某公路上畅行速度Vf=80 km/h，阻 塞密度Kj =105veh／km，速度-密度符合直 线关系式。
❖求：（1）在该路段上期望得到的最大流量？
❖ （2）此时所对应的车速是多少？
❖解：（1）该路段上期望得到的最大流量为：
❖
Qm=1/4 KjVf=1/4*80*105=
2100（veh／h）
❖
（2）此时所对应的车速是：
❖
Vm＝Vf/2=1/2*80=40 km／h
❖3、 在长400m的道路上行驶28辆车，速度-密 度为直线关系，V=60-3/4 K，
❖求：该道路的Vf ，Kj ，Q ，Qm 。
❖解：V=60-3/4 K=60（1- K/80）
❖
Vf=60 km／h
❖
K=N/L=28/0.4=70（veh／km）
❖ 发展历史
❖ 新加坡为最早实施道路拥挤收费的国家，其发展历程 经历了从最初的区域通行证方案到如今的实时动态电子收 费系统2个阶段。
❖ 1975年，新加坡开始在725公顷的城市中心商业区尝试 实行区域通行证系统(ALS)，主要在早晚高峰期针对成员 不足4人的车辆实施收费，出入该区域的上述车辆需要出 示纸质凭证。该系统于1989年将收费对象扩大到包含小 汽车、出租车、货运卡车、公共汽车和摩托车；
22、、交停通车流场三参布数局之原间的则关系
(1()1) 极大流 量Qm
Q－V曲线上的峰值。
流量达到极大时的速度。
(2) 临界速 度Vm
反映交通 流特性的 特征变量
流量达到极大时的密度。
(3)最佳密 度Km
(5)畅行速 度Vf
车流密度趋于零，车辆可以 畅行无阻时的平均速度。
(4)阻塞密 度Kj
车流密集到车辆无法移 动时的密度。
Q K V
Q