交通工程总论07土建1班2.3 行车速度特性一、基本定义二、行车速度的统计分布特性三、时间平均车速和空间平均车速四、影响车速变化的主要因素1、地点车速(Spot speed)：车辆通过某一地点时的瞬时车速。 2、行驶车速(Running speed)：行驶路程与行驶时间之比（不包括停车时间）。 3、运行车速指中等技术水平的驾驶人在良好的气候条件、实际道路状况和交通条件下所能保持的安全车速。3、行程车速(Overall speed)（区间车速） 行驶路程与所需的总时间之比（包括停车时间）。 4、 临界车速(Critical speed)： 通行能力达到最大时的车速。 5、设计车速(Design speed)： 最大安全车速。二、行车速度的统计分布特性 50位或中位车速正态分布下等于平均车速85%位车速 作为道路的下限速度15%位车速 作为道路的上限速度车速分布的标准偏差S与 85%位车速和15%车速之 差存在着下列近似关系速度范围围 （km/h）中位速度 （km/h）观测车辆观测车辆 数及频频率累计观测车计观测车 数及累计频计频 率 次数频频率（%）次数频频率（%） 53.5-56.55521.021.0 56.5-59.55884.0105.0 59.5-62.561189.02814.0 62.5-65.5644221.07035.0 65.5-68.5674824.011859.0 68.5-71.5704020.015879.0 71.5-74.5732412.018291.0 74.5-77.576115.519396.5 77.5-80.57952.519899.0 80.5-83.58221.0200100.0 总计总计200统计表格三、 时间平均车速与区间平均车速1. 时间平均车速（timemean speed） 各车辆经过某段面的地点车速的平均值：式中：Vi第i辆车的地点车速(km/h)n单位时间内观测到车辆总数(辆) 在某瞬间，某区间内全部车辆的车速分布平均值，也 就是地点车速的调和平均值。2. 区间平均车速（spacemean speed）式中：s路段长度(m)；ti第i辆车的时间(s)；N车辆行驶于路段长度s的次数；Vi第i辆车行驶速度(m/s)。例1：设有三辆汽车，分别以20、40、60km/h的速度，通过路程长度位10km的路段，试求时间平均车速和区间平均车速。解：时间平均车速区间平均车速时间平均车速 空间平均车速时间平均车速 区间平均车速：时间平均车速 区间平均车速：时间平均车速与空间平均车速的关系2.4 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v1、交通密度的定义 交通密度 某瞬间单位长度内一条车道上的 车辆数，表示在一条车道上车辆的密集 程度，又称车流密度，常以K表示，其单 位为Veh/km，（如为多车道，则应除以 车道换算成单车道的车辆数然后再计算 ），于是有： v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）。？思考：交通密度的定义是什么？有何表示？有何用途？交通量的大小可以反映出道路交通流在数量方面的特性，但是 当某段时间道路某段面的交通量为0时，却有两种可能：道路上没有车辆行驶；道路上有车辆，车速为0，交通阻塞；对于第二种情况，交通量就难以表示交通流的实际情况，为此 ，提出交通密度的概念。交通量由0逐渐增大，接近或达到道路通行能力时的 交通密度称为临界密度；临界密度反映交通流量最大时的密度，又称最佳车 流密度；当密度继续增大，达到导致所有车辆无法通行时， 速度趋近于0，交通流量也趋近于0，此时的密度称 为阻塞密度。v流量、密度、速度三者之间的关 系见下图：能反映交通流特性的一些特征变量：(1) Qm极大流量，就是QV曲线上的峰值。 (2) Vm临界速度，即流量达到极大时的速度。(3) Vf畅行速度，车流密度趋于零，车辆可以畅行无阻时的平均速度。 (4) Km临界密度，即流量达到极大时的密度。(5) Kj阻塞密度，车流密集到车辆无法移动(V=0)时的密度。 交通流三参数基本关系 在日常生活和交通管理的实践中，会发现以下现 象：当道路上车辆增多，车流密度由小变大时，驾驶 员被迫降低车速，单位时间通过道路某一点的车辆数 减少。而车流密度由大变小时，又允许驾驶员以较大 的车速行驶，此时，单位时间通过道路某一点的车辆 数却可能增加。上述现象说明交通量、密度、车速这三个参数之 间存在着某种函数关系，将表达交通流特性的三参数 间的函数关系式，叫做交通流基本参数模型。二、速度与密度的关系v1933年，格林希尔茨（ Green shields ） 提出了速度密度线性关系模型，且模型 与实测数据有良好的吻合性。K=0 V=VfK=KjV=0 K=KmV=Vm QQmaxv1959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v1961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v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：v上式对Q 求导，并令 ：四、流量与速度的关系v交通流的流量-速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到：结论v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， Qm 、Vm和 Km （流量 速度关系曲线图 ）是划分交通是否拥挤的重要特征值。v当QQm 、KKm 、v VVm时，v 属于拥挤状态；v当QQm 、K Km 、v VVm时，v 则属于不拥挤状态。