第一讲 守恒律-交通流问题

第一讲守恒律方程及其应用

1、守恒律

2、双曲守恒律方程及基础知识

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第一章 守恒律

对于一维空间变量的偏微分方程

0)(=+x t u f u （*）

称为守恒型方程，其中)u ,,(n 21 u u u =是关于t 和x 的n 维矢量函数，称为守恒量，或状态量，如流体力学中的质量、速度和能量等．更精确点就是i u 是第i 个状态变量的密度函数．dx t x u x x i ),(2

1?表示该状态量在区间[]21,x x 中t 时刻的总量．我们称这个状态变量是守恒的是指

dx t x u x x i ?21),(关于t 是不变

的．))(),(),(()(21n u f u f u f u f =称为流函数． 该守恒方程是由物理定律在任意两点1x 和2x 之间如下形式的积分得到的

)),(()),((),(2121

t x u f t x u f dx t x u dt d x x -=? 表示在区间][21,x x 中的总流量．即

2211(,)((,))x x x x x d u x t dx f u x t dx dt

=?? 2

1[(,)((,))]0x t x x u x t f u x t dx -=?

（如质量、动量、能量等）的变化仅仅与两端点处的流量有关，这就是守恒的基础，其中))((,1t x u f 和))((,2t x u f 分别表示在1x 和2x 点的流入流出量．

典型守恒律方程，例如：

???

????==+??+=?+???+=??+（状态方程）（能量守恒）

（动量守恒）（质量守恒）),,(,0)()(,0)()( ,0)(S f p up uE E p u u u u t t t ρρρρρρρ 其中S e p u ,,,，ρ分别为理想流体的密度、速度、压强、内能和比熵，

e u E +=2||2

1，),,(z y x ???=?，?是张量积．

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第二章 双曲守恒律方程及基础知识

2.1 间断现象

方程

0)(=+x t u f u （*）

的特征方程为

?????==0)

(dt

du u dt dx λ （2.1） 其中)()(u f u '=λ.

明显地可以看出，方程的解是),,(u t x 空间内的直线，其平行于),(t x 平面，且其值由特征线所决定．为简单起见，特征线在),(t x 平面上的投影仍称为特征．

设0)(≠'u λ，称其为凸性条件，则方程（*）被称为凸方程．这个问题中映射)(u u λ→是一一对应的，并且方程在),,(u t x 空间中的解曲面与),(t x 平面的特征域具有相同的一一对应关系．

可以证明当且仅当方程在),(t x 平面上的特征域是单值连续变化时，方程的解),(t x u 是单值连续的．

为简单起见，设

0)(>'u λ. （2.2） 对于标量u 考察初值问题

))(()0,(0+∞<<-∞=x x u x u （2.3）

并且求解0>t 时方程（*）/(2.3)的解．很明显，从特征域出发并且由初始条件（2.3）所决定的特征线，在0>t 的半内是单值连续变化的，当且仅当)(0x u 是非减函数.并且解的这种非减的性质不随t 变化，即当连续函数)()0,(0x u x u =是非减的，则函数),(t x u 对任意0>t 也是非减的．这样的解),(t x u 称为稀疏波，用R 表示．

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图2-1 )(0x u 是非减的

当)(0x u 是减函数时，例如，存在1x 、2x 点，有))(()(20)(01x u f u f x '>' 那么始于)0,(1x 和)0,(2x 的特征线在p 点相交（0>t ），在p 点解是超定的．因为不同的特征线相交，每一个特征线代表不同的u 值，很容易得到解是不连续的．这种解的不连续问题对应于力学中的激波现象．

图2-2 )(0x u 是非增的

上述结论与f 和)(0x u 是否光滑无关，无论初始条件多么光滑，都会出现不连续解．这是拟线性双曲方程最重要的特征，也是与线性双曲方程最根本的不同．

定理2.1.1 假设)(u f 是定义在R I ?上的一条光滑的函数，并且满足凸性条件．那么对于0>t ，当且仅当)(0x u 是非减函数则初值问题（*）/（2.3）的解是一个连续单值解．

引理2.1.2 在定理（2.1.1）的假设条件下，对于0>t ，当)(0x u 是减函数时，间断解)(x u 总会出现．

2.2 黎曼问题

- 5 -

- 6 - 这叫做

中心疏散波，用R

表示(见图)．

图2-3 图2-4

交通流理论第二章

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。 图2—1 几种调查方法的时间—距离图示 时间（s ） 距离（m ） 高速公路车道

一、定点调查 定点调查包括人工调查和机械调查两种。 人工调查方法即选定一观测点，用秒表记录经过该点的车辆数。 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据。 目前常用的点式检测器，如感应线圈和微波束。调查地点车速时，将前后相隔一定距离（如5m）的检测器埋设地下，车辆经过两个检测器时发出信号并传送给记录仪，记录仪记录车辆通过两个检测器所使用的时间，那么用相隔的距离除以时间就得到地点车速。 这种调查方法还能得到占有率，占有率是指检测区域内车辆通过检测器的时间占观测总时间的百分比。由于占有率与检测区域的大小、检测器的性质和结构有关，因此同样的交通状态下，不同位置测得的占有率可能不同。 小距离调查同样无法测得密度，但可获得流量、速度、车头时距和占有率等数据。 三、沿路段长度调查 沿路段长度调查主要是指摄像调查法，适用于500m以上的较长路段。 摄像调查法首先对观测路段进行连续照像，然后在所拍摄的照片上直接点数车辆数，因此这种方法是调查密度的最准确途径。但是，由于拍摄

华中科技大学交通心理与安全道路交通安全学答案

交通心理与安全 第1章 1-1.交通事故的定义是什么？ 答：交通事故指驾驶人员、行人、乘车人以及其他在道路上行进与交通活动有关的人员，因违反《中华人民共和国道路交通管理条例》和其他道路交通管理法规规章的行为，过失造成人员伤亡或者财产损失的事故。 1-2.交通事故的现象有哪些？ 答：交通事故的现象，可分为碰撞、碾压、刮擦、翻车、坠车、爆炸和失火等七种。 （1）碰撞——指交通强者的正面部分与他方接触； （2）碾压——指作为交通强者的机动车对交通弱者如自行车和行人的推碾或压过； （3）刮擦——相对交通强者的车辆侧面与他方接触； （4）翻车——两个以上的侧面车轮离开地面； （5）坠车——通常理解为车辆掉下去； （6）爆炸——由于把爆炸物品带入车内，在行驶过程中因为振动等原因引起爆炸造成事故； （7）失火——车辆在行驶过程中由于人为的、车辆的原因引起火灾。 1-3.我国交通现状及发展趋势怎样？ 答：现阶段，我国交通问题主要就是日益增长的交通需求与落后的道路基础设施之间的矛盾。并且这种矛盾将更加突出。我国目前由于道路安全设施要中缺乏，交通供需尖锐化的矛盾一时难以缓解。 一般认为，我国还处在交通事故与车辆同时增长的阶段，随着各种车辆和交通流量的不断增长，我国交通安全正处在事故高峰的“爬坡”时期。 1-4.交通安全研究的主要内容有哪些？ 答：主要内容有： 1、交通安全技术行政管理研究， （1）交通安全管理机制研究；（2）交通安全管理政策研究；（3）交通安全管理勤务研究；（4）交通安全技术行政管理信息系统研究。 2、交通安全技术研究， （1）人的研究（2）车的研究（3）路的研究（4）环境研究（5）事故分析与事故对策的研究（6）交通安全实验研究。 3、道路交通安全设施研究， （1）道路安全设施研究（2）车辆安全设施研究（3）驾驶员与行人、残疾人交通安全设施研究（4）交通安全设施环境研究（5）交通安全训练研究（6）交通安全救援与救护研究。

第四章交通流理论.ppt.Convertor

Traffic Flow Theory 第四章交通流理论1 Generalization 第一节概述 2 交通流理论：运用数学和物理学的方法来描述交通特性的一个边缘科学，它用分析的方法阐述交通现象及其机理，使我们更好的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运营管理发挥最大的功效。 3 1 初期：概率论方法（20 世纪30 年代） 1933年，金蔡（Kinzer.J.p提出了泊松分布； 2 中期：跟驰理论、交通波理论和排队理论（20 世纪50 年代） 1959 年12 月，首届交通流理论学术讨论会召开； 3 后期：迅速发展时期（20 世纪60 年代后） 丹尼尔（Daniel」.G）和马休（Marthow.J.H ）1975年出版了《交通流理论》。发展历程 4 1. 交通量、速度和密度的相互关系和量测方法 2. 交通流的统计分布特性 3. 排队论的应用 4. 跟驰理论 5. 驾驶员处理信息的特性 6. 交通流的流体力学模拟理论 7. 交通流模拟主要内容 5 第二节交通流的统计分布特性 The Statistical Distribution Characteristic of Traffic Flow 6 1 、到达某一断面的车辆数：离散型分布 2、到达同一地点的两辆车的时间间隔：连续性分布 3、离散型分布：计数分布 连续性分布：间隔分布、车头时距分布、速度分布、可穿越空档分布 统计分布的含义 7 1、泊松分布 二项分布 2、 3、负二项分布 离散型分布 8 1、泊松分布 （1）适用条件：车流密度不大，其它外界干扰因素基本上不存在，车流是随机的 （2）基本公式：

交通工程学名词解释(1)

名词解释 1.交通量:是指在选定时间段内，通过道路某一点，某一断面或某一条车道的交通实体数。 2.设计小时交通量：工程上为了保证道路在规划期内满足大多数小时车流能够顺利通过，不造成严重堵塞，同时避免建成后车流量很低，投资效益不高，规定要选择第30位最高小时交通量作为设计小时交通量。 3.行驶车速：从行驶某一区间所需要的时间（不包括停车时间）及其区间距离求得的车速，用于评价路段的线形的顺适性和通行能力分析，也可用于计算道路使用者的成本效益分析。 4.行程车速：又称区间车速，是车辆行驶路程与通过该路程所需的总时间（包括停车时间）之比，是一项综合指标，用以评价道路的通畅程度估计行车延误情况，要提高运输效率归根结底是要提高车辆的行驶车速。 5.车流密度：车流密度是指一瞬间内单位道路长度上的车辆的数目：K=N/L 6.最佳密度Km：即流量达到最大时的密度，密度小于Km即为稳定交通流量，大于即为强迫交通流量。 7.交通规划：确定交通目标并设计达到交通目标的策略或行动的过程。 8.服务水平：道路使用者从道路状况、交通与管制条件、道路环境等方面可能得到的服务程度或服务质量。 9.通行能力：道路上某一点，某一车道或某一断面处，单位时间可能通过的最大交通实体数（辆/H）。分类：基本通行能力、实际通行能力、设计通行能力。 10.交通事故的定义：车辆驾驶人、行人、乘车人以及其他在道路上进行与交通活动有关的人员，因违反《中华人民共和国道路交通安全法》和其他道路交通管理法规、章程的行为过失造成人身伤亡或财产损失的事故。 11. 85%位车速：在该路段形式的所有车辆中，有85%的车辆行驶速度在此速度之下，此速度作为该路段的最高限制车速。 12. 15%位车速：有15%的车辆行驶速度在此速度之下，此速度作为该路段的最低限制车速。 13.行车延误：车辆在行驶中，由于受到驾驶员无法控制的或意外的其他车辆的干扰或交通设施等的阻碍所损失的时间，行车延误分类：固定延误、停车延误、行驶延误、排队延 误、引道延误。 14.交通调查：是一种用客观的手段，测定道 路交通流以及与其有关的现象的数据，并进行 分析，从而了解掌握交通流的规律的工作过 程。 15.跟驰理论：运用动力学的方法，研究在无 法超越的单一车道上车辆排队行驶时，后车跟 随前车的行驶状态，并且借用数学模型表达的 一种理论。 16.交通工程：是研究道路交通中人，车，路 及环境之间的关系，探讨道路交通的规律，研 究交通规划、设计、管理和控制的理论、方法 及有关设施、设备及法律、法规学，使道路交 通更加安全、高效、舒适和快捷的一门综合性 科学技术。 17.高峰小时交通量：交通量呈现高峰的那个 小时称为高峰小时，高峰小时内的交通量称为 交通小时交通量。 填空判断： 1.交通工程学的特点：系统性、综合性、交叉 性或复合性、社会性、超前性、动态性。 2.5E指：engineering，enforcement，education， environment，energy。 3.交通工程学的产生和发展：基础理论的形 成，交通规划理论，交通管理技术形成，智能 化交通时期。 4.交通调查的主要内容：交通流要素调查，交 通出行调查，交通事故调查，交通环境调查。 5.交通量调查法：人工观测法，试验车移动法， 车辆感应器测定法，仪器自动测定方法，摄影 法。地点车速调查方法：人工测定法，使用测 速仪器测定速度，车辆感应器测速方法。区间 车速调查方法：试验车观测法，车牌号对照法， 驶入驶出测量法。 交通密度调查方法：出入量法和摄影法。交 叉口延误调查：行车时间调查，停车延误调查。 6.道路交通三要素：人（驾驶人，行人，乘客， 居民），车（客车，货车，非机动车）路（公 路，城市道路，出入口道路及相关设施） 7.交通量按交通类型分有：机动车交通量，非 机动车交通量，行人交通量。交通量分析的三 个方面：1交通量的时间分布特性2交通量空 间分布特性3交通量的构成特性。 8 .0.5

交通流量对速度的影响

有的国家是靠右行驶的交通规则，有的国家是靠左行驶的交通规则。无论是那种交通规则，目前各国都是保持各自的习惯不曾改变，在本篇文章中，就让我们用数学的方法告诉大家，到底是是靠右行驶的交通规则好还是靠左行驶的交通规则有点多。一、问题重述问题A：除非超车否则靠右行驶的交通规则 在一些汽车靠右行驶的国家（比如美国，中国等等），多车道的高速公路常常遵循以下原则：司机必须在最右侧驾驶，除非他们正在超车，超车时必须先移到左侧车道在超车后再返回。 建立数学模型来分析这条规则在低负荷和高负荷状态下的交通路况的表现。你不妨考察一下流量和安全的权衡问题,车速过高过低的限制，或者这个问题陈述中可能出现的其他因素。这条规则在提升车流量的方面是否有效？如果不是，提出能够提升车流量、安全系数或其他因素的替代品（包括完全没有这种规律）并加以分析。 在一些国家，汽车靠左形式是常态，探讨你的解决方案是否稍作修改即可适用，或者需要一些额外的需要。 最后，以上规则依赖于人的判断，如果相同规则的交通运输完全在智能系统的控制下，无论是部分网络还是嵌入使用的车辆的设计，在何种程度上会修改你前面的结果？ 二、问题分析 从题目要求中我们能很明确的知道解决这个问题必须从三个方面入手。 问题一：建立一个建立数学模型来分析除非超车否则靠右行驶这条规则在低负荷和高负荷状态下的交通路况的表现。我们可以考察一下流量和安全的权衡问题,车速过高过低的限制，或者这个问题陈述中可能出现的其他因素。这条规则在提升车流量的方面是否有效？如果不是，提出能够提升车流量、安全系数或其他因素的替代品（包括完全没有这种规律）并加以分析。 问题二：在一些国家，汽车靠左行驶是常态，那么是否只需对我们的方案稍作修改，就可以用在靠左行驶交通规则的国家中呢？，或者需要一些额外的需要。 问题三：无论是靠右行驶，还是靠左行驶，都依赖于人的判断，如果相同的交通运输完全在智能系统的控制下，不管在部分网络还是嵌入式用的车辆的设计，在何种程度上会修改你前面的结果？ 三、建立模型 3.1.问题1：交通右行的规则在交通流量高负荷和低负荷路况下的表现。 3.1.1问题的提出 高速公路专供汽车高速行驶，交通量远高于普通公路。也就是说，高速公路是通过高速来大幅度提高通行能力的。因此，保证高速公路高效运行是高速公路建设和运营的基本要求。众所周知，中国、美国等国家车辆是靠右行驶的，而一些国家车辆是靠左行驶的，对于靠左右行驶，每个国家都有它的优特指出。我们知道，车速与安全有密切的关系，车速越高，行在交通管理及尽管高速公路道路条件良好，发生事故时严重程度也越大。驶危险性就越高， 设施方面也是尽可能保障行车安全，但高速公路较高的车速还是会带来潜在的安全问题。根据交通流理论，只有在最佳车速时才能获得最大的交通量。该最佳车速应该接近道路的设计时速。而高速公路会面临高负荷或低负荷交通量，既要遵循右行原则，又要保证高速公路大流量的要求及足够高的行车速度，就需要权衡安全性、车流量和车速之间的关系。 在行车安全的诸多交通环境因素中，高速公路交通流量的增大，往往导致高速公路长时间的拥堵，干扰了交通流的正常运行，降低了道路的通行能力。一些研究资料表明，美国对交通量和事故件数关系的统计，事故件数随着日平均交通量的增加而增加。所以，针对交通流对安全产生的影响分析，以交通安全为前提，研究交通状况与车速的关系。

交通流理论第四章

第四章跟驰理论与加速度干扰 本章将主要讨论单车道情况下的车辆跟驰现象，介绍跟驰理论，建立相应的跟驰理论模型，最后简要介绍一下加速度干扰问题。 跟驰理论是运用动力学方法研究在限制超车的单车道上，行驶车队中前车速度的变化引起的后车反应。车辆跟驰行驶是车队行驶过程中一种很重要的现象，对其研究有助于理解交通流的特性。跟驰理论所研究的参数之一就是车辆在给定速度u 下跟驰行驶时的平均 车头间距s ，平均车头间距则可以用来估计单车道的通行能力。在对速度—间距关系的研究中，单车道通行能力的估计基本上都是基于如下公式： C 1000 u / s （4—1）式中：C ——单车道通行能力（veh/h ）； u ——速度（km/h ）； s ——平均车头间距（m ）。 研究表明，速度—间距的关系可以由下式表示： 2 s u u （4—2）式中系数、、可取不同的值，其物理意义如下： ——车辆长度，l ； ——反应时间，T ； ——跟驰车辆最大减速度的二倍之倒数。 2 附加项u2保证了足够的空间，使得头车在紧急停车的情况下跟驰车辆不与之发生碰撞，的经验值可近似取为0.023s 2/ 英尺。一般情况下是非线性的，对于车速恒定（或近似恒定）、车头间距相等的交通流，的近似计算公式可取为： 11 0.5 a f a l（4 —3）式中：a f 、a l ——分别为跟车和头车的最大减速度。 跟驰理论除了用于计算平均车头间距以外，还可用于从微观角度对车辆跟驰现象进行分析，近似得出单车道交通流的宏观特性。总之，跟驰理论是连接车辆个体行为与车队宏观特性及相应流量、稳定性的桥梁。 第一节线性跟驰模型的建立 单车道车辆跟驰理论认为，车头间距在100?125m 以内时车辆间存在相互影响。分

交通工程学交通流理论习题解答

《交通工程学 第四章 交通流理论》习题解答 4-1 在交通流模型中，假定流速 V 与密度 k 之间的关系式为 V = a (1 - bk )2 ，试依据两个边界条件，确定系数 a 、b 的值，并导出速度与流量以及流量与密度的关系式。 解答：当V = 0时，j K K =， ∴ 1j b k = ； 当K ＝0时，f V V =，∴ f a V =； 把a 和b 代入到V = a (1 - bk )2 ∴ 2 1f j K V V K ??=- ? ? ? ? ， 又 Q KV = 流量与速度的关系1j Q K V ?= ? 流量与密度的关系 2 1f j K Q V K K ??=- ? ??? 4-2 已知某公路上中畅行速度V f = 82 km/h ，阻塞密度K j = 105 辆/km ，速度与密度用线性关系模型，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 解答：（1）V —K 线性关系，V f = 82km/h ，K j = 105辆/km ∴ V m = V f /2= 41km/h ，K m = K j /2= 辆/km ， ∴ Q m = V m K m = 辆/h （2）V m = 41km/h 解答：35.9ln V k = 拥塞密度K j 为V = 0时的密度， ∴ 180 ln 0j K =

∴ K j = 180辆/km 4-5 某交通流属泊松分布，已知交通量为1200辆/h ，求： （1）车头时距 t ≥ 5s 的概率； （2）车头时距 t ＞ 5s 所出现的次数； （3）车头时距 t ＞ 5s 车头间隔的平均值。 解答：车辆到达符合泊松分布，则车头时距符合负指数分布，Q = 1200辆/h （1）153600 3 (5)0.189Q t t t P h e e e λ- ?-?-≥==== （2）n = (5)t P h Q ≥? = 226辆/h （3）55158s t t e tdt e dt λλλλλ +∞-+∞-??=+=? 4-6 已知某公路 q =720辆/h ，试求某断面2s 时间段内完全没有车辆通过的概率及其 出现次数。 解答：（1）q = 720辆/h ，1 /s 36005 q λ= =辆，t = 2s 25 (2)0.67t t P h e e λ- -≥=== n = ×720 = 483辆/h 4-7 有优先通行权的主干道车流量N ＝360辆/ h ，车辆到达服从泊松分布，主要道路允许次要道路穿越的最小车头时距=10s ，求 (1) 每小时有多少个可穿空档 (2) 若次要道路饱和车流的平均车头时距为t 0=5s ，则该路口次要道路车流穿越主要道路车流的最大车流为多少 解答： 有多少个个空挡？其中又有多少个空挡可以穿越？ (1) 如果到达车辆数服从泊松分布，那么，车头时距服从负指数分布。 根据车头时距不低于t 的概率公式，t e t h p λ-=≥)(，可以计算车头时距不低于10s 的 概率是 3679.0)10(3600 10360==≥÷?-e s h p 主要道路在1小时内有360辆车通过，则每小时内有360个车头时距，而在360个车头时距中，不低于可穿越最小车头时距的个数是（总量×发生概率） 360×=132（个）

中外道路交通安全状况比较分析

中外道路交通安全状况比较分析
刘志强
(江苏大学交通工程系, 212013) [摘要] 本文在分析比较中美日等国道路交通现状、交通安全的发展情况、采取的相应对策以及其实施效果的基础上，开展了对我国现阶段交通特点、 交通安全的状况、交通安全技术特征以及发展趋势的分析，提出在交通安全管理的总体框架下，交通安全技术手段的提高是我国交通安全管理迫切需 要解决的问题，只有通过实施分阶段的、递进的安全管理对策和开展长效管理，提高交通安全技术，建立“点—线—面”的立体控制系统和道路交通 安全保障体系，才能提高我国交通系统的整体安全性能。
英国交通研究实验室和国际红十字会的联合研究报告预测，未来的交通事故将与严重疾病一样成为全球主要的死亡 原因之一。但目前各国政府却将更多的精力和资金放在这些疾病的治疗而不是放在解决道路安全问题上。 道路交通事故伴随着交通运输业的出现而产生。要消灭交通事故，做到“零伤亡”是不可能的，我们能做的是建立 一个相对安全的交通环境，给交通参与者提供宽恕的交通氛围，使交通真正实现快速、舒适，成为一件爽心悦目的事。 本文在分析比较中美日等国道路交通现状、交通安全的发展情况、采取的相应对策以及其实施效果的基础上，开展 了对我国现阶段交通特点、交通安全的状况、交通安全技术特征以及发展趋势的分析，提出在交通安全管理的总体框架 下，交通安全技术手段的提高是我国交通安全管理迫切需要解决的问题，只有通过实施分阶段的、递进的安全管理对策 和开展长效管理，提高交通安全技术，建立“点—线—面”的立体控制系统和道路交通安全保障体系，才能提高我国交 通系统的整体安全性能。 1．中外交通安全情况 1999 年，全球约有 75 万人死于交通事故。TRL（Transportation Research Labs ）的一项研究表明，1999 年道路交通 事故的全球分布如表 1 所示，其中，近一半的死亡事故（约 44%）发生在亚太地区。 比较中、美、日、印的交通事故的走势有较现实的意义。作为发达国家的美国和日本，具有较大的机动车保有量和 道路密度（表 2），在国内通过实施“3E”工程，交通安全的形势大为改观，车辆事故率及里程事故率均持续下降，多 年来道路交通事故维持在较低的水平上并趋于稳定，一些主要西方国家的交通事故率也呈现持续下降的趋势。 1985~1999 年日本则将交通事故死亡人数控制在 1 万人左右的水平上（图 1）。从 1985~1999 年中、印两国交通事故的 对比可以看出，同为人口大国、发展中国家的中印两国交通事故均呈上升趋势（图 1），随着两国机动化水平（中国机 动化水平增长率高达 16%）的提高，如果不对道路安全项目进行改进，这种趋势将一直继续下去。 2．中国交通事故情况 中国是世界上交通事故最严重的国家之一，2001 年交通事故的死亡人数已经超过 10 万人。近年来，随着机动车辆 保有量的增加，道路里程的延伸，道路交通愈趋复杂，交通事故有愈演愈烈的趋势。2002 年，我国公安交通部门共受 理交通事故[1]案件 773137 起，因道路交通事故造成 109381 人死亡，562074 人受伤，造成直接经济损失 33.24 亿元。因 交通事故而死亡的人数、10 万人死亡率等指标近年来持续攀高。 交通事故造成社会财富的极大浪费，同时也对社会的安定团结产生一定的消极影响。自 70 年代以来，我国交通事 故死亡率一直呈上升趋势，10 万人口死亡率一直攀升，图 1 为中印日等国部分年度交通事故死亡人数统计情况。 3.中国道路交通安全现状 3．1 现阶段我国交通的特点 道路交通安全受到人-车-路以及交通环境这四位一体因素的影响。中国的交通安全环境则不容乐观。具体表现在： 混合交通状态严重 对交通事故产生的交通特点分析可知，混合交通条件下发生的交通事故占总数的 55.9%，同时还是主要的死亡原因 （占 67.2%）；当混合交通且缺少交通控制时，造成的交通事故占总数的 50.8%，死亡人数占 62.4%（1998）。 车辆性能差； 车辆是现代道路交通得以实现的主要因素，车况的好坏、车辆的性能等直接影响着道路交通的安全。与发达国家 相比，我国交通运输中的车辆总体特征表现为：耐用好修，适应炎热、严寒的气候，无装饰，车辆只具备基本性能。 目前国内车辆普遍不适应持续高速行驶的工况，因此在高速公路上表现不佳；机动车的性能不佳、机件失灵或零部 件损坏，均可成为直接导致交通事故的因素。 机动车辆组成结构畸形 国内机动化水平低（表 2）,但交通事故率高。国际经济合作和发展组织（OECD）的研究报告还表明，发达国家 （这里指 OECD 成员国）的交通事故和机动化水平与亚洲和其他发展中国家相比较，亚洲国家的机动化水平最低，但 交通事故率最高。 2002 年，全国在用机动车保有量为 79,756,763 辆，其中，汽车 21,417,279 辆，占机动车保有量的 26.85%，而农用 运输车、拖拉机、挂车等则占 73.15%，因此车辆整体性能较差。而由这些车辆组成的混合交通流将对交通安全构成致

道路交通安全试题与答案

道路交通安全试题与答案

一、填空题： 1、构成道路交通事故应的7要素：车辆、、在运动中、发生事态、违章、过失、有后果。（P3在道路上） 2、道路交通事故可以分为轻微事故、、重大事故和特大事故。（P5一般事故） 3、交通事故具有、突发性、频发性、社会性及不可逆性等特点。（P6随机性） 4、道路交通系统是一个由人、和车构成的动态系统。（P13路） 5、在人和视标都不动的状态下检查的视力是。（P19静视力） 6、知觉可分为空间知觉、时间知觉、。（P27运动知觉） 7、是指驾驶员长时间连续驾驶所产生的疲劳。（P35驾驶疲劳） 8、驾驶员在道路上能够清楚看到的前方道路某处的距离 为。（P82视距） 9、道路交通事故调查按照调查的先后顺序可分为 和事后调查。（P127事故现场勘查） 10、任何道路交通事故现场必须具备、地点、人、车、物五个要素。（P128时间） 11、我国规定道路交通事故两方当事人的违章行为在交通事故中作用基本相当的。两方负。（P147同等责任）

12、导通事故引起的人员伤亡和公私财产的损失，称之 为。（P150交通事故损害） 13、在一条道路的多个路段或某一区域的多个路口上，交通事故发生的频率是不同的，确实存在着事故频率突出的路段或路口， 即。（P209事故多发点） 14、当驾驶员由行车条件好的路段进入条件差的路段时，由于惰性原因，使得实际车速道路条件允许的车速，这就可能导致交通事故。（P211大于） 15、制动防抱系统又称，该系统能在制动时使车轮始终维持在有一定量滑移的滚动状态下减速以至停车，而不会像通常的行车制动会把车轮完全抱死。（P57 ABS） 16、又称积极安全技术，它是汽车上避免发生交通事故的各种技术措施的统称。（P65汽车主动安全技术）17、纵向坡度的一般值，按小客车大致以平均行车速度可以爬坡，普通载货车大致按设计速度的能够爬坡的原则来确定。（P80 1/2） 18、所谓交通标志，就是将交通指示、交通警告、交通禁令和交通指路等交通管理和控制法规，用文字、或符号形象地表示出来，设置于路侧或道路上方的交通管理设施。（P91 图形） 19、道路交通标线按设置方式可分为、横向标线和其他标线。（P91纵向标线） 20、道路交通标线按功能可分为指示标线、和警告标

交通流理论第一章

第一章绪论 交通流理论是研究交通流随时间和空间变化规律的模型和方法体系。多年来，交通流理论在交通运输工程的许多领域，如交通规划、交通控制、道路与交通工程设施设计等都被广泛地应用着，应该说交通流理论是这些研究领域的基础理论。近些年来，尤其是随着智能运输系统的蓬勃发展，交通流理论所涉及的范围和内容在不断地发展和变化，如控制理论、人工智能等新兴科学的思想、方法和理论已经用于解决交通运输研究中遇到的复杂问题，又如随着计算机技术的发展，模拟技术和方法越来越多地被用来描述和分析交通运输工程的某些过程或现象。 第一节交通流理论的沿革 交通流理论的发展与道路交通运输业的发展和科学技术的发展密切相关，在交通运输业发展的不同时期和科学技术发展的不同阶段，对交通流理论的需求和研究能力都不同，因此产生了交通流理论的不同发展阶段。 按照时间顺序，交通流理论可以划分为三个阶段。 创始阶段此阶段被界定为20世纪30年代至第二次世界大战结束。在此期间，由于发达国家汽车工业和道路建设的发展，需要摸索道路交通的基本规律，以便对其进行科学管理，道路交通产生了对交通流理论的初步需求，需要有人对其进行研究。此阶段的代表人物为格林希尔治（Bruce D.Greenshields）, 其代表性成果是用概率论和数理统计的方法建立数学模型，用以描述交通流量和速度的关系，并对交叉口交通状态进行调查。正是由于其奠基性工作，人们常常称格林希尔治为交通流理论的鼻祖。 快速发展阶段此阶段被界定为第二次世界大战结束至20世纪50年代末。在这一阶段，发达国家的公路和城市道路里程迅猛增长，汽车拥有量大幅度上升，此时交通规划和交通控制已经提到日程。如何科学地进行交通规划和控制，需要交通流理论提供支持。此阶段的特点是交通流理论获得高速发展，并产生了多个分支和学术上的多个代表人物。学术分支包括：车辆跟驰（car following）理论、基于流体力学的交通波理论（traffic wave theory）和排队理论（queuing theory）等。此时期造就的本领域的代表性人物有：沃德洛尔（Wardrop）、鲁契尔（Reuschel）、派普斯（Pipes）、莱特希尔（Lighthill）、惠特汉（Whitham）、纽厄尔（Newel）、韦伯斯特（Webster）、伊迪（Edie）、佛特（Foote）、张德勒（Chandler）、赫尔曼（Herman）等。 稳步发展阶段此阶段被界定为1959年以后。此阶段由于汽车的普及，交通已经成为世界各国大中城市越来越严重的问题，需要发展交通流理论来加以解决。正是这种需求，使交通流理论得到了稳步发展。1959年举行了第一次国际研讨会（The First International Symposium on the Theory of Traffic Flow），并确定本次会议为三年一次的系列会议（Series of Triennial Symposia on the Theory of Traffic Flow and Transportation）的首次会议。除了这一系列会议以外，近些年来在世界各国又举行了许多交通运输领域的专题学术年会，这些年会都涉及到了交通流理论。 按照研究手段和方法，交通流理论可划分为两类。 传统交通流理论所谓的传统交通流理论是指以数理统计和微积分等传统数学和物理方法为基础的交通流理论，其明显特点是交通流模型的限制条件比较苛刻，模型推导过程比较严谨，模型的物理意义明确，如交通流分布的统计特性模型、车辆跟驰模型、交

第四章交通流理论(详细版)

第四章交通流理论2 §4-1概述 一、概念 ●交通流理论，是一门用以解释交通流现象或特性的理论，运用数学或物理的方法，从宏观和微观描述交通流运行 规律。 3 二、发展 ●在20世纪30年代才开始发展，概率论方法。 ●1933年，Kinzer.J.P泊松分布用于交通分析的可能性。 ●1936年，Adams.W.F发表数值例题。 ●1947年，Greenshields泊松分布用于交叉口分析。 ●20世纪50年代，跟驰理论，交通波理论(流体动力学模拟)和车辆排队理论。 ●1975年丹尼尔(DanieL lG)和马休（Marthow，J.H）出版了《交通流理论》一书。 ●1983年，蒋璜翻译为中文。人交出版社出版。 ● 4 三、种类 幻灯片5§4-1概述 ●交通流量、速度和密度的相互关系及量测方法； ●交通流的统计分布特性； ●排队论的应用； ●跟驰理论； ●驾驶员处理信息的特性； ●交通流的流体力学模拟理论；. ●交通流模拟。§4-2交通流的统计分布特性 一、交通流统计分布的含义与作用 ●离散型分布： ●在某固定时段内车辆到达某场所的波动性；（也可描述某一路段上所拥有车辆数的分布特性）。 ●泊松分布/二项分布/负二项分布 ●连续型分布： ●研究上述事件发生的间隔时间的统计特性，如车头时距的概率分布。 ●负指数分布/移位负指数分布/爱尔朗分布 7 二、离散型分布 幻灯片8§4-2交通流的统计分布特性 ●在一定的时间间隔内到达的车辆数，或在一定的路段上分布的车辆数，是所谓的随机变数，描述这类随机变数的 1. 泊松分布 统计规律用的是离散型分布4-2 交通流的统计分布特性 (1) 适用条件

《交通工程基础》习题及参考答案

《交通工程基础》 习题及参考答案 第一章绪论 1、交通工程学的定义是什么？ 简单讲，是对所有与道路交通有关的容（人、物、现象、规律等）进行研究，并将其研究成果应用到解决道路交通系统规划、建设、管理中的问题的一门学科。 是把人、车、路、环境、能源等与道路交通有关的几个方面综合在道路交通这个系统中进行研究，以寻求道路通行能力最大、交通事故最小、运行速度最快、运输费用最省、环境影响最小、能源消耗最低的交通系统规划、建设与管理方案，达到安全、迅速、经济、方便、舒适、节能及低公害的目的。 2、交通工程学科的主要研究容有哪些？ 交通特性分析，交通调查方法，交通流理论，道路通行能力分析，道路交通系统规划理论，交通管理与控制技术，交通安全技术，静态交通系统规划，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。 3、交通工程学科的特点？ 系统性、综合性、交叉性、社会性、超前性、动态性。 4、交通工程学科是哪年诞生的？其发展经历了哪几个阶段？ 1930年美国成立了世界上第一个交通工程师协会，并正式提出了交通工程学的名称，标志着交通工程学科的诞生。其发展经历了以下四个阶段：（1）基础理论形成阶段（20世纪30年代初——40年代末） （2）交通规划理论形成阶段（20世纪50年代初——70年代初） （3）交通管理技术形成阶段（20世纪70年代初——90年代初） （4）智能化交通系统研究阶段（20世纪90年代中期开始） 第二章道路交通三要素特性

1、道路交通的三要素是什么？ 人、车、路。 2、驾驶员的信息处理包括哪几个过程？ 信息感知→分析判断→操作反应 3、驾驶员的交通特性主要体现在哪几个方面？它与交通安全有何关系？ （1）视觉特性。信息的感知80%来自视觉；视力的大小决定看清事物的能力，直接影响行车安全；立体视觉良好是安全行车的重要条件；错觉容易引发交通事故；红绿色盲患者不能驾驶车辆。（2）反应特性。反应特性用反应时间度量，制动反应时间与事故率成正比关系。（3）疲劳与饮酒。疲劳可引起反应时间显著增长、操作能力下降、判断失误增多；饮酒可对人的生理和心理产生严重的负面影响。（4）注意特性。注意的广度、稳定性和分配能力不强容易引起交通事故。（5）动态判断。在运动中正确判断距离和速度对保持行车安全、保持车辆顺畅行驶非常重要。 4、驾驶员的交通特性对道路交通的规划设计提出了哪些要求？ 针对视觉适应的特点，道路照明设置应予以考虑；为防止眩目，可在道路中央设置防眩板、植树等；为驾驶员提供足够开阔视野围；利用不同颜色对人产生不同的生理、心理作用的特点，不同的标志、标线采用不同的颜色；利用错觉产生机理来进行交通管理；在道路规划设计时，各项规标准的取值至少应满足85%驾驶员的需要；道路沿线的各种交通和非交通信息不应过于复杂。 5、行人的主要交通特性是什么？ 要求省力、省时、独立、安全。多数人喜欢走捷径；为与人保持一定距离而避开走，并保持一定速度；有从众心理，易受别人影响而产生强行斜穿和闯红灯等行为；因绕行距离远，而不愿意走过街地道、天桥、人行横道线。 6、乘客的交通特性对道路交通的规划设计提出了哪些要求？ 需对平曲线最小半径进行限制；由直线进入曲线（或反之），需设缓和曲线，并对其长度进行限制；路面要平整；在高路堤、陡边坡的路段，应设置护栏或放

交通流理论

第二节交通流理论 一、机动车交通 机动车交通是城市道路交通的主体。国外城市中的机动车大多是小汽车，车种较为单一，在一定的路段上车速基本相同，交通流相对比较简单。我国城市的机动车车种复杂，车速、性能差异较大，交通流比国外城市要复杂得多。 1.机动车流速度、流量和密度关系 (1)基本关系式 如果车流中所有车辆均以相同的车速通过某一段路程，则有下列关系: 式中:K为交通密度(辆/公里)；Q为交通量 (辆/小时)；V为车速(公里/小时)。 公式也经常写作： (2)车速与密度的关系 Vf为自由车速，Kj为当车速为零时的阻塞密度。 由上式及图可知，当密度逐渐增大则车速逐渐减小，当达到阻塞密度Kj时，车速为零，交通停顿。 (3)交通量与密度的关系 Ko称为最佳密度。由图可知，在Ko之前，交通量随密度的增加而增加，而在Ko之后，交通量将随密度的增加而减少。 (4)交通量与车速的关系

Vo称为最佳车速。由图可知在Vo之前，交通量随车速的增加而增加，而在Vo之后，交通量将随车速的增加而减少。 综上所述，将Q-K, Q-V及V-K关系图作于同一平面上，如上图，全面分析可知: (1)当密度很小时，交通量亦小，而车速很高(接近自由车速)。 (2)随着密度逐渐增加，交通量亦逐渐增加，而车速逐渐降低。当车速降至Vo时，交通量达到最大此时的车速称为临界车速，密度Ko称为最佳密度。 (3)当密度继续增大(超过Ko)，交通开始拥挤，交通量和车速都降低。当密度达到最大(即阻塞密度凡)时，交通量与车速都降至为零，此时的交通状况为车辆首尾相接，堵塞于道路上。 (4)最大流量Qmax、临界车速Vo和最佳密度Ko是划分交通是否拥挤的特征值。当Q＞Qmax，K＞Ko，V＜Vo时交通属于拥挤；当Q≤Qmax，K≤Ko，V≥Vo时，交通属于畅通。 由上述三个参数间的量值关系可知，速度和容量 (密度)不可兼得。因此，为保证高等道路(快速路、主干路)的速度，应对其密度加以限制 (如限制出入口、封闭横向路口等)。

交通流理论

交通流理论是运用数学、物理学和力学的原理描述交通流特性的一门边缘学科，是研究交通流随时间和空间变化规律的模型和方法体系，其目的是为了阐述交通现象形成的原理。 目前，对交通流理论的定义不尽相同，但归纳各种定义的主要思想，可以给交通流理论这样一个定义：交通流理论是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。根据上述定义，交通流理论设计的范围非常广泛，其研究内容很难一言以蔽之。参考各种文献资料后，将交通流理论的研究内容分为以下12部分： （1）交通流特性 主要介绍交通流的几个参数的概念和基本公式及交通调查的几种常用方法和特点。重点研究交通流参数经常用到的两类统计分布，即：离散型分布和连续型分布。 （2）交通流模型 交通流模型主要指速度—流量，速度—密度，流量—密度模型。交通流模型能实现交通流变量之间的转换，即能实现控制变量与交通性能指标之间的转换，从而在交通管理中可用于控制某个变量以使交通性能达到最优的的目的。 （3）驾驶人交通特性 在此驾驶人交通特性主要是指驾驶人对交通流的影响。包括人—车—路系统中驾驶人的驾驶任务，驾驶人的离散交通特性及根据闭环控制原理，研究驾驶传递函数及其应用，驾驶人交通特性在交通流中的应用，驾驶人交通特特性在交通流中的作用，包括坡道加速公式，可叉车间隙和合流，停车视距和交叉口视距以及速度错觉，信息干扰，实时信息等内容。 (4）车辆跟驰理论 交通流车辆跟驰理论是应用动力学方法，将交通流处理为分散的粒子组成，从围观角度探究在无法超车的单一车道上车辆列队行驶时，后车跟随前车的行驶状态，并用数学模式表达而加以分析阐明的一种理论。 （5）排队理论及应用 （6）连续交通流模型 （7）宏观交通流模型 （8）交通影响模型 （9）无信号交叉口理论 （10）信号交叉口理论 （11）交通系统仿真 （12）交通流理论的应用 城市道路信号交叉口作为城市道路网络中通行能力和交通安全的瓶颈，在道路衔接中起着举足轻重的作用，其通行能力的大小很大程度上决定或制约着整个城市路网的通行能力，影响着城市交通网络的运输能力。平面交叉口处反复地分流、合流、交叉，使其交通状况尤其复杂。 日常的交通拥堵大部分都是由于交叉口的通行能力不足造成的，因此信号交叉口成为路网规划、建设、改造和交通治理的重点。提高交叉口的通行能力，减少交叉口延误是城市道路交通追求的目标，也是改善城市道路整体状况的最有效的方法。 我国大多数城市道路信号交叉口采用多相位信号控制，基于我国城市信号交

交通流理论第二章

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。 图2—1 几种调查方法的时间—距离图示 时间（s ） 距离（m ） 高速公路车道

一、定点调查 定点调查包括人工调查和机械调查两种。 人工调查方法即选定一观测点，用秒表记录经过该点的车辆数。 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据。 目前常用的点式检测器，如感应线圈和微波束。调查地点车速时，将前后相隔一定距离（如5m）的检测器埋设地下，车辆经过两个检测器时发出信号并传送给记录仪，记录仪记录车辆通过两个检测器所使用的时间，那么用相隔的距离除以时间就得到地点车速。 这种调查方法还能得到占有率，占有率是指检测区域内车辆通过检测器的时间占观测总时间的百分比。由于占有率与检测区域的大小、检测器的性质和结构有关，因此同样的交通状态下，不同位置测得的占有率可能不同。 小距离调查同样无法测得密度，但可获得流量、速度、车头时距和占有率等数据。 三、沿路段长度调查 沿路段长度调查主要是指摄像调查法，适用于500m以上的较长路段。 摄像调查法首先对观测路段进行连续照像，然后在所拍摄的照片上直接点数车辆数，因此这种方法是调查密度的最准确途径。但是，由于拍摄