用交通流三大參數(shù),，如何科學(xué)地描述道路交通狀況
第二節(jié)我打算在未來寫交通調(diào)查方面的內(nèi)容，由于對該部分不是十分熟悉,，先寫后面的內(nèi)容,，前面的章節(jié)在未來有空學(xué)習(xí)的情況下補充。在交通流理論中,，反應(yīng)交通流特征的主要三個參數(shù)是：流量,、速度和占有率。接下來主要詳細(xì)地描述這三個參數(shù)及其相關(guān)定義,。流量??流量是指在單位時間內(nèi),，通過道路某一點、某一截面或某一條車道的交通實體數(shù)（車輛數(shù)）,。流量可通過定點調(diào)查直接獲得,，現(xiàn)在常用的方法是采用線圈探測器測量。流量與車頭時距有以下關(guān)系：q=NTq=NT式中： qq——流量(veh/h),；???TT——觀測時段長度,；??? NN——觀測時段內(nèi)的車輛數(shù)。??觀測時段長度和車頭時距有如下關(guān)系：T=∑i=1NhiT=∑i=1Nhi式中： hihi——第 i?1i?1輛車的車頭時距??將下式代入上式,，就得到流量和平均車頭時距之間的關(guān)系：q=NT=∑i=1Nhi=11N∑Ni=1hi=1hˉq=NT=∑i=1Nhi=11N∑i=1Nhi=1hˉ式中： hˉhˉ——平均車頭時距??將不足 1h1h的觀測時間內(nèi)（如 5min5min,、 15min15min）觀測到的交通量換算為1h的車輛數(shù)稱為小時流率，可按下式計算：流率=n分鐘內(nèi)觀測到的車輛數(shù)×60/n流率=n分鐘內(nèi)觀測到的車輛數(shù)×60/n??這里 nn為觀測時間,。速度瞬時速度??瞬時速度uu為車輛通過道路某一點時的速度,，公式為：u=dxdt=limt2?t1→0x2?x1t2?t1u=dxdt=limt2?t1→0x2?x1t2?t1??式中 x1x1和 x2x2分別為時刻 t1t1和 t2t2的車輛位置。雷達(dá)和微波監(jiān)控得到的速度可以非常接近此定義,。車輛地點速度的近似值也可以通過小路段調(diào)查獲得（通過間隔一定距離的感應(yīng)線圈來調(diào)查）,。平均速度（1）時間平均速度uˉˉˉtuˉt，就是觀測時間內(nèi)通過道路某斷面又有車輛地點速度的算術(shù)平均值：uˉˉˉt=1N∑i=1Nuiuˉt=1N∑i=1Nui式中：uiui——第i輛車的地點速度,；???NN——觀測的車輛數(shù)（2）區(qū)間平均速度uˉˉˉsuˉs,，有兩種定義：一種定義為車輛形式一定距離D與該距離對應(yīng)的平均形式時間的商：uˉˉˉs=D1N∑Ni=1tiuˉs=D1N∑i=1Nti式中：titi——車輛i行駛距離D所用的行駛時間。ti=Duiti=Dui式中：uiui——車輛i行駛距離D的形式速度,。??將其做以下變形,，可以得出區(qū)間平均速度是觀測路段內(nèi)所有車輛行駛速度的調(diào)和平均值。uˉˉˉs=D1N∑Ni=1ti=D1N∑Ni=1Dui=11N∑Ni=11uiuˉs=D1N∑i=1Nti=D1N∑i=1NDui=11N∑i=1N1ui??區(qū)間平均速度的另一種定義為某一時刻路段上所有車輛地點速度的平均值,?？赏ㄟ^沿路段長度調(diào)查法得到：以很短時間間隔?t對路段進(jìn)行兩次（或多次）航空攝像，據(jù)此得到所有車輛的地點速（近似值）和區(qū)間平均速度,，公式如下：ui=siΔtui=siΔtuˉˉˉs=1N∑i=1NsiΔt=1NΔt∑Ni=1siuˉs=1N∑i=1NsiΔt=1NΔt∑i=1Nsi式中：uiui——第i輛車平均速度,；???ΔtΔt——兩張照片的時間間隔；???sisi——在?t間隔內(nèi),，第i輛車行駛的距離,。（3）時間平均速度和區(qū)間平均速度的關(guān)系??對于非連續(xù)交通流，例如含有信號控制交叉口的路段,，區(qū)分這兩種平均速度尤為重要,，而對于自由流，區(qū)分這兩種平均速度意義不大,。當(dāng)?shù)缆飞宪囕v的變化很大時,，這兩種平均速度的差別非常大。時間平均速度和區(qū)間平均速度的關(guān)系如下：uˉˉˉt?uˉˉˉs=δ2xuˉˉˉsuˉt?uˉs=δx2uˉs式中：δ2x=∑ki(ut?us)2Kδx2=∑ki(ut?us)2K,；??? kiki——第i股交通流的密度,；???KK——交通流的整體密度。密集度??密集度包括占有率和密度兩種含義,。* 占有率??占有率oo即車輛的時間密集度,，就是在一定的觀測時間T內(nèi)，車輛通過檢測器時所占用的時間與觀測總時間的比值,。對于單個車輛來說,，在檢測器上花費的時間是由單個車輛的速度uiui、車長lili和檢測器本身的長度dd決定的：o=∑i(li+d)/uiT=1T∑iliui+dT∑i1uio=∑i(li+d)/uiT=1T∑iliui+dT∑i1ui??將上式第二項的分子分母同時乘上NN,，可得：o=1T∑iliui+d?NT?1N∑i1ui=1T∑iliui+dquˉˉˉso=1T∑iliui+d?NT?1N∑i1ui=1T∑iliui+dquˉs??將基本公式q=kuˉˉˉsq=kuˉs帶入上式：o=1T∑iliui+dko=1T∑iliui+dk??其中T是車頭時距的總和,，K為密度。將上式第一項的分子分母同時除以N得：o=1T∑iliui+dk=1N∑iliui1N∑ihi+dk=1N∑iliuihˉ+dko=1T∑iliui+dk=1N∑iliui1N∑ihi+dk=1N∑iliuihˉ+dk??如果假定車身長度取定值ll,那么上式可簡化為：o=1N∑iliuihˉ+dk=1hˉl1N∑i1ui+dk=lquˉs+dk=(l+d)k=ckko=1N∑iliuihˉ+dk=1hˉl1N∑i1ui+dk=lquˉs+dk=(l+d)k=ckk式中：ckck——車身長度與檢測器長度之和??由于單個檢測器的長度d是恒定的,，如果假定車輛長度也相同,，那么該式表明占有率與密度是成正比的，由此可得如下的區(qū)間平均速度計算公式：uˉˉˉs=qckouˉs=qcko??交通工程中還引用了空間占有率的概念來表示交通流狀態(tài),?？臻g占有率是指一定路段上車輛總長度與路段總長度之比。* 密度??交通密度k代表車輛的空間密集度,，就是某一瞬間單位道路長度上存在的車輛數(shù),，即：交通密度k=車輛數(shù)N/觀測路段長度L交通密度k=車輛數(shù)N/觀測路段長度L??密度只能通過沿路段長度調(diào)查法即根據(jù)航拍照片圖上量得的距離和車輛數(shù)計算得出。若記sisi為第ii輛車與前車的車頭間距,，則：ki=1/si=1/(hiui)ki=1/si=1/(hiui)式中：hihi——第i輛車與前車(第i?1i?1輛車)的車頭時距,；???uiui——第i輛車的車速。??那么平均密度如下：kˉ=11N∑sikˉ=11N∑si或者kˉ=11N∑Ni=11kikˉ=11N∑i=1N1ki式中：kˉkˉ——平均交通密度,；???<script type="math/tex" id="MathJax-Element-266">N</script>——記錄的車頭間距數(shù)