(交通流理论教材）4宏观交通流模型.ppt

第六章 宏观交通流模型,从宏观的角度，介绍Q、K、V的量测和推算方法，提供网络交通效果评价的基本理论和基本方法。 应用： 同一城市不同时期的交通效果对比分析； 不同城市同一时期的交通效果对比分析； 路网交通设施设计评价；,以CBD（商业中心区）为中心的交通特性,一般网络模型,二流理论,二流模型与网络交通模型,以CBD（商业中心区）为中心的交通特性,不同位置的交通状况与所处城区地理位置之间的关系。 CBD是一个城市交通最为敏感的地区。 交通强度I 单位面积单位时间内通过的所有车辆（标准）的行驶距离总和。交通强度与距CBD的距离有关： 模型：,离CBD越远，交通强度越小。,模型结构设计：研究设计什么样的模型 才能对所关心的交通流现象有一个很好的描述， 关键是对系统的识别，对所研究对象的充分认识。 认识越深刻，所建立的模型就越符合实际。 模型参数标定：使模型的一具体应用。参数标定 好坏直接决定了模型的应用效果。,英国4个城市的研究结果,图形符合指数模型,平均速度u车辆运行的平均速度与距CBD的距离有关。 模型：,对英国6个城市的研究（以市中心的放射线道路为研究对象）,三种模型的拟合情况,多组数据拟合1模型情况 （r大于一定值时1模型适用，因r=0,u=0不合理）,以CBD为中心的交通特性OK,网络通行能力； 速度-流量的关系； 网络模型与网络参数 （使用模型定量评价路网服务质量）；,一般网络模型,在网络范围内研究速度、流量、密度等交通流参数。,一般网络模型OK,N：单位时间内进入中心区的车辆数。 网络交通能力（影响因素）,城区面积A,道路占地比例 f,交通能力C (单位时间单位道路宽度通过的车辆数),网络通行能力（网络交通能力）,图6-4 城市道路系统理论交通能力（不同路网类型）（怎么来的？ 1 包含环路的路网 2 3 放射线（放射弧线）路网 4 不包含环路的路网,伦敦：对C值进行估计 q / 道路宽度,图6-5 进入CBD车辆数（如何确定？） 与理论估计值（如何确定？）的比较,流量和速度的关系模型是建立网络交通能力模型的关键。,？,交通能力C (单位时间单位道路宽度通过的车辆数),流量和速度的关系模型,速度-流量线性模型（20世纪60年代中期，伦敦的研究数据） 考虑平均道路宽度、交通信号等因素的速度-流量关系模型 借鉴研究方法和思路，不能直接使用这些模型，应针对具体城市分析。,（网络范围的平均速度-平均流量）,14年采集数据，每2年一次。 平均速度：车辆反复通过中心区预定路线的速度平均值； 平均流量：标准车辆通过不同长度道路的流量的加权平均值。,1）高峰期、平峰期 流量增加，速度下降 2）各年曲线向右移动趋势 （交通管理水平的 提高、 车辆性能的改善， 网络交通能力逐年提高）,高峰期,平峰期,u=30.2-0.0086q,针对基年（1964）进行数据调整 （考虑数据采集期间路网通行能力的变化）， 然后回归分析,q=0, u=30.2mile/h=48.3km/h 但回归分析所使用的数据 q2200pcu/h 低流量数据分析结果,（1 kilometre = 0.625 mile）,伦敦中心区数据 u=30.2-0.0086q,信号控制交叉口的密度7.5个/mile,信号控制交叉口的密度2.6个/mile,u-q的关系与所处的地理位置关系很大。,1968年，沃德洛尔的研究，伦敦,平均速度受交通强度q/w、信号控制交叉口密度f、绿信比和道路宽度的影响。,关系模型参数；,二流理论模型Tm、n参数；,m= -1,OK,二流理论,二流：运动车辆、交通流中停顿下来的车辆 二流模型假设 （1）车辆在路网中的平均行驶速度ur与运动车辆所占的比重fr成比例； ur= um frn n：表示道路交通服务质量的参数 （2）路网中循环试验车的停车时间比例与路网中同期运行车辆的停车时间比例相等。,很多实际研究结果证实二流模型中， 参数n和Tm能够很好地反映城市路网的交通状况,Tm是单位距离上平均最短行驶时间，一般指低流量下测得的最小平均行驶时间。 Tm大说明路网条件差；Tm小说明路网条件好。,n=0, Tr为常数，Tt与Ts等速增长； n0，Tt增长速度Ts增长速度； 研究表明，n=0.83.0 n值的大小代表路网环境变化的快慢。 n值较大，随着交通需求增加，路网环境变差的速度也就较快。,很多实际研究结果证实二流模型中， 参数n和Tm能够很好地反映城市路网的交通状况。,单位距离平均停止时间Ts随着n增加而增加，,二流模型参数的数据是根据跟车试验获得的， 跟驰车辆驾驶员尽可能模仿其他驾驶员的行为。 驾驶员的行为对二流模型参数有很大的影响。,路网形态对二流模型参数的影响： 多元线性回归方法,1)每平方英里的车道长度 2)每平方英里的交叉口数 3)单向交通街道的比例 4)平均信号周期长度 5)平均街区长度 6)平均每条街道的车道数 7)街区的平均长宽比,1)平均街区长度 2)单向交通街道的比例 3)平均每条街道的车道数 4)交叉口密度 5)信号控制交叉口密度 6)速度限制 7)平均信号周期长度