交通工程课件：2.1道路交通三要素特性.ppt

1、第二章第二章 交通特性分析交通特性分析 Shanghai Maritime University 钱红波2011.9.05 Shanghai Maritime University 2目目 录录道路交通三要素特性1交通量的基本特性2行车速度特性34交通流的基本特性及其相互关系5 Shanghai Maritime University 3车车 交通规划、设计、管交通规划、设计、管理理论、方法和技术理理论、方法和技术 交通设施 交通参与者 交通工具 安全性/效率性/舒适性提高，环境明显改善 调整交通需求 提高服务能力 包括驾驶员、行人、乘客公路、城市道路、出入口道路及其相关设施包括客车、货车、非

2、机动车 Shanghai Maritime University 4 交通特性分析是交通工程学的一个基本部分，交通特性分析是交通工程学的一个基本部分，是进行合理的、科学的交通规划、设计、运营、管是进行合理的、科学的交通规划、设计、运营、管理的前提和基础。理的前提和基础。各要素各要素的的自身特性自身特性；各要素各要素间间相关特性相关特性。 Shanghai Maritime University 5人人的的交交通通特特性性乘客乘客驾驶员驾驶员行人行人职责和要求职责和要求反应操作过程反应操作过程生理和心理特性生理和心理特性驾驶疲劳驾驶疲劳交通需求心理交通需求心理乘车反应乘车反应社会影响社会影响交通

3、流特性交通流特性交通特征交通特征视觉特性视觉特性反应特性反应特性个性特点个性特点视力视力视野视野色感色感 Shanghai Maritime University 66 由于交通系统中绝大多数交通事故直接、间接地与驾驶员有关，因而，驾驶员是交通系统中对交通安全起主要作用的因素，所以要求驾驶员具有：v 高度的社会责任感安全意识、遵纪守法v 良好的职业道德爱岗敬业、踏实工作v 良好的身体素质体质、视力、判断力v 良好的心理素质心平气和、文明礼貌v 熟练的驾驶技术得心应手 全世界都对驾驶员有严格的规定，采用驾驶证管理制度，经考试合格领取驾驶证以后才准驾驶，还对驾驶员进行技术教育、法制教育、道德教育等

4、日常安全教育，禁止酒后驾车。1 1. .驾驶驾驶员的职责和要求员的职责和要求一、驾驶员的交通特性一、驾驶员的交通特性 Shanghai Maritime University 72 2. .驾驶驾驶人反应操作过程人反应操作过程 Shanghai Maritime University 83.3.驾驶员的生理、心理特性驾驶员的生理、心理特性生理心理特性(1) 视觉特性(2) 反应特性(3) 心理和个性视 力视 野色 感 Shanghai Maritime University 9视力视力v 静视力：。 v 动视力：。 动视力随速度的增大而迅速降低； 动视力随年龄的增大而降低。 v 视力与亮度、色

5、彩等因素有关 隧道 Shanghai Maritime University 10隧 道隧道照明要求隧道照明要求 Shanghai Maritime University 11视野视野v 视野： v 静视野：v 动视野：随着车速增大，驾驶员的视野明显变窄，注视点随之远移，两侧景物变模糊。 Shanghai Maritime University 12视野视野40km/h72km/h105km/h183m366m610m 驾驶员的视野与行车速度驾驶员的视野与行车速度有密切的关系。当汽车行驶时，视野的深有密切的关系。当汽车行驶时，视野的深度、宽度、视野内的画面在不断变化，驾驶员需要根据视野的内容驾

6、驶车度、宽度、视野内的画面在不断变化，驾驶员需要根据视野的内容驾驶车辆。随着汽车行驶速度的提高，注视点前移，视野变窄，周界感减少。行辆。随着汽车行驶速度的提高，注视点前移，视野变窄，周界感减少。行车速度越高，驾驶员越注视远方，视野越窄，注意力越集中于景象的中心车速度越高，驾驶员越注视远方，视野越窄，注意力越集中于景象的中心而置两侧于不顾，结果形成所谓而置两侧于不顾，结果形成所谓“山洞视”，容易引起驾驶员产生疲劳、，容易引起驾驶员产生疲劳、瞌睡。因此，在设计道路时，应在平面线形中限制道路直线段的长度，强瞌睡。因此，在设计道路时，应在平面线形中限制道路直线段的长度，强制地促使驾驶员变换注视点的方向

7、，避免打盹肇事。制地促使驾驶员变换注视点的方向，避免打盹肇事。 Shanghai Maritime University 13色感色感v 红色刺激性强，易见性高，使人产生兴奋、警觉-禁止信号；v 黄色光亮度最高，反射光强度最大，易唤起人们的注意-警告信号；v 绿色光比较柔和,给人以平静、安全感-通行信号。指路标志 指示标志 禁止通行 禁止驶入注意行人禁止机动车通行向左急弯路 Shanghai Maritime University 14反应特性反应特性v 反应是由外界因素的刺激而产生的知觉行为过程。十分重要。0.4s0.2s0.1s)(2542ivL Shanghai Maritime Uni

8、versity 15反应特性反应特性在高速公路上，一般可按己车的速度确定前距。如己车时速80公里，就应与前车保持80米的直线距离，时速90公里，则保持90米的前距，以此类推。但车主需引起注意的是，根据中华人民共和国道路交通安全法实施条例第八十条的规定，机动车在高速公路上行驶，其最小车距(前距)不得小于50米。另外两种安全前距的估算方法是把己车时速去掉一个零后再平方，得出安全前距。如己车时速为80公里，“80”去掉一个“O”变成“8”，8的平方是64，则安全前距为64米：同理，时速90公里的安全前距为81米，时速100公里的安全前距为100米。)(2542ivL Shanghai Maritim

9、e University 16心理特点和个性特点心理特点和个性特点v 动机v 素养v 注意力v 智力v 情绪v 成熟性v 知识性v 条件反应 Shanghai Maritime University 17v 人们总是抱着某种目的(如上班、上学、购物、公务、社交、娱乐等)才去乘车的，为乘车而乘车的旅客几乎是没有的。v 乘车过程本身意味着时间、体力、金钱的消耗。因此，人们在乘车过程中总是希望省时、省钱、省力，同时希望安全、方便、舒适。二、乘客的交通特性二、乘客的交通特性1.1. 乘客的交通需求心理乘客的交通需求心理 Shanghai Maritime University 18v 横向力产生的不舒

10、服感。v 行车振动强烈，乘客受颠簸之苦。v 在山区道路上或陡边坡或高填土道路上行车，乘客看不到坡脚，易产生恐惧心理。v 乘车时间过长，容易产生烦躁情绪。v 每个旅客都有一定的心理空间要求。2.2. 乘车反应乘车反应 Shanghai Maritime University 19出行日的理想的出行时间不计较的出行时间能忍受的出行时间就 业购 物旅 游 10 10 10 25 30 30 45 35 85原苏联在城市交通规划时规定了乘客的乘车时耗定额人口规模(万人)10050100255025时耗指标(min)45353025不同出行目的的出行容忍时间（不同出行目的的出行容忍时间（min） Sha

11、nghai Maritime University 20v 容易引起乘客纠纷，发生过激行为；v 使职工过分疲劳，劳动效率降低；v 影响家庭和睦；v 引起居民对公交服务系统的不满；v 影响居民对社会生活和公共事业的态度，或对政府产生不满。 3.3. 社会影响社会影响 Shanghai Maritime University 21211目的v 人类生活密不可分的活动；人类生活密不可分的活动；v 满足步行者生理、心理和社会需要，保证交通安全；满足步行者生理、心理和社会需要，保证交通安全；v 设施的规划、设计、实施需要对行人交通的特性的认识和理解。设施的规划、设计、实施需要对行人交通的特性的认识和理解

12、。 2. 行人交通流特性v 美国学者弗洛因美国学者弗洛因( (FruinFruin J JJ)J)在其博士论文在其博士论文行人规划与设计行人规划与设计中，研究了行中，研究了行人速度、流量、密度、行人占有空间等特征要素及其相互关系，提出了人行道人速度、流量、密度、行人占有空间等特征要素及其相互关系，提出了人行道服务水平划分建议值。服务水平划分建议值。三、行人交通特性三、行人交通特性1.1. 行人交通流特性行人交通流特性 Shanghai Maritime University 2222服务水服务水平平行人流量行人流量(人人/mmin)行人占有空间行人占有空间 (m2/人人)行人交通情况行人交通情

13、况A302.3自由流自由流B30552.30.9行人步行速度和超越行动受到限制；在有行人反向和横穿时严重地行人步行速度和超越行动受到限制；在有行人反向和横穿时严重地感到不方便感到不方便C55700.90.5步行速度受到限制，经常需要调整步伐有时只好跟着走；很难绕过步行速度受到限制，经常需要调整步伐有时只好跟着走；很难绕过前面慢行的人；想要反方向走或横穿特别困难前面慢行的人；想要反方向走或横穿特别困难D700.5不稳定流动，偶尔向前移动；无法避免与行人相挤；反向和横穿行不稳定流动，偶尔向前移动；无法避免与行人相挤；反向和横穿行动不可能动不可能人行道流量、行人占有空间与服务水平人行道流量、行人占有

14、空间与服务水平 Shanghai Maritime University 23v 19791979年，以色列学者普鲁士年，以色列学者普鲁士( (PolusPolusA)A)等人对行人交通作了实地观测等人对行人交通作了实地观测和理论分析。研究发现，人行道上行人的步行速度平均值在和理论分析。研究发现，人行道上行人的步行速度平均值在1.031.031.28m/s1.28m/s之间。男性的步行速度比女性要快。步行速度随行人流密度增之间。男性的步行速度比女性要快。步行速度随行人流密度增大而下降。他们在平均步行速度、平均行人密度、人行道服务水平之大而下降。他们在平均步行速度、平均行人密度、人行道服务水平之

15、间建立了一元回归模型。间建立了一元回归模型。 Shanghai Maritime University 242.2.行人交通特征及相关因素行人交通特征及相关因素v 行人交通特征表现在行人的速度、对个人空间的要求、步行时的注意力等方面。v 这些与行人的年龄、性别、教养、心境、体质及出行目的等因素有关，也与行人所处的区域、周围的环境、街景、交通状况等有关。 Shanghai Maritime University 2525因素因素行人速度行人速度个人空间个人空间行人注意力行人注意力年年 龄龄 成年人正常的步行速度为成年人正常的步行速度为1.01.3m/s之间，儿童的步之间，儿童的步行速度随机性较大

16、，老年人较慢行速度随机性较大，老年人较慢成年人步行时个人空间要求成年人步行时个人空间要求为为0.92.5m2/人，儿童人，儿童个人空间要求比较小，老年个人空间要求比较小，老年人则要求比较大人则要求比较大成年人比较重视交通安全，注意根据成年人比较重视交通安全，注意根据环境调整步伐和视线，儿童喜欢任意环境调整步伐和视线，儿童喜欢任意穿梭穿梭性性 别别男性比女性快男性比女性快男性大、女性小男性大、女性小大致相当大致相当出行目的出行目的工作、事务性出行，步行速度较工作、事务性出行，步行速度较快，生活性出行较慢快，生活性出行较慢工作、事务性出行，注意力比较集中，工作、事务性出行，注意力比较集中，生活性出

17、行注意力分散生活性出行注意力分散文化素养文化素养受教育程度高的人一般要求受教育程度高的人一般要求高，为自己，也为别人。反高，为自己，也为别人。反之，则要求低，也不太顾及之，则要求低，也不太顾及他人他人 受教育程度高的人一般对个人空间受教育程度高的人一般对个人空间要求高，也比较注意文明走路和交通要求高，也比较注意文明走路和交通安全安全心心 境境心情闲遇时速度正常，心情紧张、心情闲遇时速度正常，心情紧张、烦恼时速度较快烦恼时速度较快心情闲暇时个人空间要求正心情闲暇时个人空间要求正常，心情紧张时要求较小，常，心情紧张时要求较小，烦恼时要求较大烦恼时要求较大心情闲暇时注意力容易分散，紧张时心情闲暇时注

18、意力容易分散，紧张时比较集中比较集中街街 景景街景丰富时速度放慢，单调时速街景丰富时速度放慢，单调时速度加快度加快 街景丰富时个人空小，单街景丰富时个人空小，单调时个人空间大调时个人空间大街景丰富时注意力分散，单调时集中街景丰富时注意力分散，单调时集中交通状况交通状况 拥挤时，速度放慢拥挤时，速度放慢拥挤时个人空间变小拥挤时个人空间变小拥挤时，注意力集中拥挤时，注意力集中生活区域生活区域城里人生活节奏快，步行速度高；城里人生活节奏快，步行速度高；乡村人生活节奏馒，步行速度慢乡村人生活节奏馒，步行速度慢城里人步行时注意力比较集中，乡村城里人步行时注意力比较集中，乡村人比较分散人比较分散 Shan

19、ghai Maritime University 2626 公路和城市道路所服务的各种车辆有小汽车、公共汽车、卡车、摩托公路和城市道路所服务的各种车辆有小汽车、公共汽车、卡车、摩托车、自行车等。车、自行车等。道路设计标准必须满足这些车辆的行驶要求。道路设计标准必须满足这些车辆的行驶要求。车辆的交车辆的交通特征，如驾驶员的视线高度，车辆在高速行驶时的特征等规定了道路通特征，如驾驶员的视线高度，车辆在高速行驶时的特征等规定了道路设计的一些指标，如竖曲线会车视距的保证，平曲线最小转弯半径、超设计的一些指标，如竖曲线会车视距的保证，平曲线最小转弯半径、超高值的确定等。高值的确定等。公共汽车、货车的尺寸

20、、重量以及其他一些特性决定了公共汽车、货车的尺寸、重量以及其他一些特性决定了车道宽度、竖向净空、路面桥梁荷载等。车道宽度、竖向净空、路面桥梁荷载等。车辆类型项目尺寸(m)总长总宽总高前悬轴距后悬小客车6(5)1.82(1.6)0.8(1.0)3.81.4载重汽车(普通汽车)122.541.56.54鞍式车(铰接车)16(18)2.541.2(1.7) 4+8.8(5.8+6.7) 2(3.8)规范规定的设计车辆外廓尺寸规范规定的设计车辆外廓尺寸四、车辆交通特性四、车辆交通特性1.1. 设计车辆尺寸设计车辆尺寸 Shanghai Maritime University 272.2. 动力性能动力

21、性能v 汽车动力性能包括：汽车动力性能包括：最高车速，加速度或加速时间，最大爬坡能力。 最高车速最高车速是指在良好的水平路段上，汽车所能达到的最是指在良好的水平路段上，汽车所能达到的最高行驶车速（高行驶车速（kmkmh h）。）。 加速时间加速时间分为原地起步加速时间和超车加速时间。原地分为原地起步加速时间和超车加速时间。原地起步加速时间是指汽车由第起步加速时间是指汽车由第I I档起步，以最大的加速度逐步换档起步，以最大的加速度逐步换至高档后达到某一预定的距离或车速所需要的时间。超车加至高档后达到某一预定的距离或车速所需要的时间。超车加速时间大多是用高档或次高档由速时间大多是用高档或次高档由3

22、0km30kmh h或或40km40kmh h，全力加，全力加速至某一高速度所需的时间来表示。速至某一高速度所需的时间来表示。 爬坡能力爬坡能力用汽车满载时第用汽车满载时第I I档在良好的路面上可能行车的档在良好的路面上可能行车的最大爬坡度最大爬坡度i imaxmax( () )表示。表示。 Shanghai Maritime University 283.3.制动性能制动性能v 制动距离)(2542ivLv-汽车制动开始时的速度；汽车制动开始时的速度；i-道路纵坡坡度，上坡道路纵坡坡度，上坡+，下坡，下坡- -轮胎与路面之间的附着系数轮胎与路面之间的附着系数 Shanghai Maritim

23、e University 29v 制动效能的稳定性v 制动时汽车的方向稳定性连续长下坡路段上设置的避险车道连续长下坡路段上设置的避险车道 Shanghai Maritime University 304 4. .快速公交车辆特性快速公交车辆特性Bus Rapid Transit(BRT) Shanghai Maritime University 31五、道路交通特性五、道路交通特性道路服务性能量质形道路建设数量是否充分道路结构能否保证安全路网布局、道路线形是否合理 Shanghai Maritime University 32道路网体系公路网城市道路网高速公路一级公路二级公路三级公路四级公路等

24、外公路国家公路省公路县公路乡公路专用公路快速路主干路次干路支路技术等级行政等级1 1. .道路网体系道路网体系 Shanghai Maritime University 33 Shanghai Maritime University 34特 点 与 性 能放射形路网一般用于中心城市与外围郊区、周围城镇间的交通联系，对于发挥大城市的经济、政治、科技、文化、信息中心作用，促进中心城市对周围地区的辐射和影响有重要作用，不足之处是周围城镇之间联系不便三角形路网一般用于规模相当的重要城镇间的直达交通联系。这种布局形式通达性好，运输效率高，但建设量大平行的几条干线分别联系着一系列城镇，而处于两条线上的城镇

25、之间缺少便捷道路连接，是一种不完善的路网布局树叉形的路网一般是公路网中的最后一级，是从干线公路上分叉出去的支线公路，将乡镇，自然村寨与市、县政府联接起来典型公路网布局形式及其性能典型公路网布局形式及其性能 2 2. .道路网布局道路网布局 Shanghai Maritime University 35 Shanghai Maritime University 36 Shanghai Maritime University 37 Shanghai Maritime University 38图式特点和性能布局严整、简洁，有利于建筑布置，方向性好，网上交通分布均匀，交叉口交通组织容易，但非直线系数

26、大，通达性差，过境交通不易分流，对大城市进一步扩展不利建筑物沿交通轴线两侧铺开，公共交通布置在主要交通干道范围内，横向靠步行或非机动车，有利于公共交通布线和组织，但容易造成纵向主干道交通压力过大，不易形成市中心交通干线以市中心为形心向外辐射，城市沿对外交通干线两侧发展，形成“指状”城市，这种布局具有带形布局的优点，同时缩短了到市中心的距离。缺点是中心区交通压力过大，边缘区相互间交通联系不便，过境交通无法分流这种布局具有通达性好、非直线系数小、有利于城市扩展和过境交通分流等优点，一般用于大城市，但不宜将过多的放射线引向市中心，以免造成市中心交通过分集中典型城市道路网布局及其性能 Shanghai

27、 Maritime University 39 Shanghai Maritime University 40 Shanghai Maritime University 41 Shanghai Maritime University 42 Shanghai Maritime University 4343v 公路网的合理密度公路网的合理密度AFdQn1iii0nFAdQii0式中：公路网的合理密度（km/km2）；第i年区域内的总运输量（t）；第i年的运输单价（元/tkm）平均运距与路网密度之间的回归系数；单位里程的道路建设费（元/km）；规划区面积（km2）；规划年限。pL3 3. .路网密

28、度路网密度v 一个区域的路网密度等于该区域内道路总长比该区域的总面积。一般地讲，路网密度越高，路网总的容量、服务能力越大。 Shanghai Maritime University 4444v 城市道路网密度、间距的选取应遵循以下两条原则：城市道路网密度、间距的选取应遵循以下两条原则： 道路网密度、间距与道路的等级、功能要求相匹配；道路网密度、间距与道路的等级、功能要求相匹配； 道路网密度、间距与城市不同区域的性质、人口密度、就业密度相匹道路网密度、间距与城市不同区域的性质、人口密度、就业密度相匹配。配。 Shanghai Maritime University 4545项目项目城市规模、人口

29、城市规模、人口(万人万人)快速路主干路次干路支 路道路网道路网密度密度（km/km2）大城市大城市2000.40.50.81.21.21.43450 2000.30.40.81.21.21.434中等城市中等城市20501.01.21.21.434小城市小城市53.435154.54.615668道路宽道路宽度度(m)大城市大城市200404545554050153050 2003540405030451520中等城市中等城市2050354530401520小城市小城市5253512151525351215125301215城市道路宽度与路网密度规划指标城市道路宽度与路网密度规划指标 Shan

30、ghai Maritime University 4646 Shanghai Maritime University 47 Shanghai Maritime University 48v 道路线形是指一条道路在平、纵、横三维空间中道路线形是指一条道路在平、纵、横三维空间中的几何形状。的几何形状。传统上分为平面线形、纵断面线形、横断面线形。l 平：直线越长越好？平：直线越长越好？l 纵：越平越好？纵：越平越好？4 4. .道道路线形路线形 Shanghai Maritime University 491、驾驶员的视觉有哪些特性？在交通工程设计中如何应用？、驾驶员的视觉有哪些特性？在交通工程设计中如何应用？2、车辆的制动性能主要体现在哪几个方面？、车辆的制动性能主要体现在哪几个方面？3、典型的城市道路网布局及其性能。、典型的城市道路网布局及其性能。