交通流

交通流

連續行駛形成的車流
交通流是指汽車在道路上連續行駛形成的車流。廣義上還包括其他車輛的車流和人流。在某段時間内,在不受橫向交叉影響的路段上,交通流呈連續流狀态;在遇到路口信号燈管制時,呈斷續流狀态。交通流理論是分析研究道路上行人和機動車輛(主要是汽車)在個别或成列行動中的規律,探讨車流流量、流速和密度之間的關系,以求減少交通時間的延誤、事故的發生和提高道路交通設施使用效率的理論。始于50年代。是交通工程理論的基礎和其新發展的領域之一。交通流特性又稱交通流特征。交通體系中人流、車流在不同條件下變化規律及其相互關系的定量或定性描述的總和。在道路上的交通流通常用流量、密度、速度這三個最重要的參數加以描述。[1]
    中文名:交通流 外文名:traffic flow 适用領域:交通領域 所屬學科:交通運輸 車流:道路上連續行駛 含義:解析交通現象及其本質

分類

(1)交通流按交通設施對交通流的影響可以分為:非間斷交通流或稱連續交通流(uninterruptedflow)和間斷交通流(interrupted flow);

(2)按交通流中的成分可以分為:機動車流、非機動車流、混合交通流;

(3)按交通流的交彙形式可以分為:交叉、合流、分流、交織流;

(4)按交通流内部的運行條件及其對駕駛員和乘客産生的感受可以分為:自由流、穩定流、不穩定流、強制流。

參數

宏觀參數:交通量、流率、速度和交通流密度等

微觀參數:車頭時距和車頭間距等

交通量和流率(volume和rate of flow)

(1)交通量又稱流量,是指單位時間内,通過道路(或道路上某一條車道)指定地點或斷面的車輛數。

(2)流率是指把在不足1小時的時間段内(通常是15分鐘),通過道路(或道路上某一條車道)指定地點或斷面的車輛數經過等效轉換得到的單位小時的車輛數。

交通流理論

簡介

交通流理論是運用物理和數學的定律來描述交通特性的一門邊緣學科.它的應用能更好地解析交通現象及其本質,使道路發揮最大功效。

作為交通工程學的基礎理論,多年來交通流理論廣泛應用于交通運輸工程的許多研究領域:如交通規劃、交通控制道路與交通工程設施設計等方面。

定量描述交通流的3個參數如下

①交通流量,又稱交通量,表示交通流在單位時間内通過道路指定斷面的車輛數量,單位是輛/小時或輛/日;

②交通流速度,簡稱流速,表示交通流流動的快慢,單位是米/秒或公裡/小時;

③交通流密度,表示交通流的疏密程度,即道路單位長度上含有車輛的數量,單位是輛/公裡。

3個參數之間的關系是:交通流量為交通流速度和交通流密度的乘積。道路上車輛很少時,駕駛員可選擇較高速度,這時交通流速度較大,但因交通流密度小,所以交通流量也比較小。随着路上的車輛增多,交通流密度增大,車輛的行駛速度雖受到前後車輛的約束而有所下降,流速降低,但交通流量還是增加,直到某一種條件下,流速和密度的乘積達到最大值,即交通流量為最大時為止。這時的流速稱為最佳速度,密度稱為最佳密度。如果路上車輛再增加,密度繼續增大,流速繼續下降,盡管密度較大,但因流速較小,所以流量反而下降,直到密度為最大值(這時稱之為擁堵密度),造成道路阻塞,車輛無法行駛,流速等于零,交通流量也等于零為止,如《交通流量、交通流速度、交通流密度關系圖》所示。

速度和密度的關系有人用直線表示,也有人用曲線表示。因此流量和密度的關系也有不同的表示方式。從30年代初開始,就有一些學者試圖從理論上闡明交通流的運行規律(見交通流理論)。

理論應用

1.概率論的應用

主要應用概率論方法研究車流的分布規律。車流的統計分布是用概率論方法研究交通現象的基礎,同時也直接應用在轉彎車道長度的設計、行人過街控制信号的設計、通行能力及車速标準的确定等方面。常用概率論方法研究的車流分布有車流計數分布、間隔分布和車速分布三種

2.排隊論的應用

排隊論是研究分析服務對象發生排隊擁擠現象的一種數學理論。是運籌學的一個重要内容。排隊論主要研究等待時間,排隊長度的概率分布,以便合理協調“服務對象”與“服務系統”之間的關系,使之既能滿足“服務對象”的要求,又能最大限度地節省服務系統的經費。

3.車流波動理論

将交通流比拟為流體,把車流密度的疏密變化比拟成水波的起伏而抽象為車流波。車流波動理論就是假設車流因道路或交通狀況的改變而引起車流密度的改變時,在車流中産生車流波的傳播,分析車流波的傳播速度可尋求車流流量和密度同車速之間的關系的一種理論。

4.跟車理論

運用動力學方法研究車輛列隊在無法超車的單一車道上行駛時,後車跟随前車的行駛狀态,并用數學模式表達而且加以闡明的一種理論。因考察的對象是單輛車輛在行駛過程中的相互關系,所以是一種微觀的分析方法。在連續行車情況下,後車要與前車保持一定的安全距離而經常随着前車改變車速,這種改變可簡略地表達為:後車車速變化-駕駛員反應靈敏度*前車車速變化。

智慧交通

交通流數據的分析處理技術是智慧交通信息處理的核心内容之一,支撐着交通各系統間的協同運作,其技術水平的發展決定了智慧交通系統服務水平。以交通管理與規劃為例,智慧交通在該領域主要包括三個方面:先進的交通管理系統、交通基礎設施智能監控系統、交通運輸規劃決策支持系統。其中多手段、全方位的交通信息采集與路網狀态監控系統,自動化的卡口監測系統以及各類先進的電子警察監測系統等子系統回傳了海量動态交通流數據。以電子牌數據為例,截至2016年6月,重慶市主城區共有500餘個采集點,每天約産生千萬條數據記錄,信息量每年将産生30多億條。又如在服務内容豐富的出行者服務領域,實時交通數據流處理技術是智能交通流誘導系統與車載導航系統發布與接收實時路況、交通管制、動态路徑誘導的基礎。在傳統智能交通中,注重采用自動功能取代人工方式,如車輛的自動收費、車牌識别、圖像對比等功能。在新技術不斷湧現的背景下,顯然這些已經不能滿足交通管理部門的需求,而現代的智慧交通則提供基于實時交通數據的交通信息服務,融入了物聯網、雲計算等高新信息技術來彙集交通信息、大量使用數據模型、數據挖掘等數據處理技術。

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