《交通工程学》课程教学资源（实验指导书）信号交叉口交通量和饱和流率调查实验指导书2022.pdf_大学文库

4.实验原理 (1)交通量观测交叉口交通量调查比较复杂，可采用有人工观测法（计数）、仪器自动计测法、摄影（象）法等。本实验采用现场录像结合人工观测，并配以机械计数器。人工观测法在选定的交叉口，在规定的观测时段，记录通过交叉口每个进口道停车线断面的车辆数，一般要对每个进口道分方向（左转、直行、右转3个方向）、分车型进行观测。人工观测法简单、易行，可分行车方向、车道、车种进行，也可对整个道路的全部车辆进行测量。但需要人力多，长时间易疲劳、不易保持精度。分方向、分车型进行交叉口交通量进行观测时，一般需要较多的观测人员。如果交通量较大，可在每个进口安排5-7名观测员，2人记录左转机动车和非机动车数量并报时，2-3 人记录直行机动车和非机动车数量并报时，2人记录右转机动车和非机动车数量。如果需要保证较高的精度，可适当增加1~2名观测员。仪器自动计测法包括气动式、地磁式、电磁式、超声波式、红外线式摄影法等。由于仪器为机械装置，对自然条件、道路交通状况与能源有一定的要求，故使用范围受到一定的限制，还由于仪器购置与安装调试要支出一定的费用。此类仪器一般由检测器、数字处理机与记录显示装置构成。摄影（录像）法是在拟测定断面处的路面上作标记后，对其作定时摄影，然后对照片进行处理即可得到交通量值。该法成本高，且资料处理工作量大，但实测精度好，且可节省现场实测人数。观测时间制定交叉口交通管理和信号控制的方案应考虑平峰期间和高峰期间的交叉口交通量，调查时间选择常采用抽样方式： ①在全年内选择实测日期，然后对抽样日做全天观测： ②当以每天部分时间的实测交通量换算全天交通量时，应选择交通量集中时段： 16h观测时可选上午6时至晚上22：00时：12h观测时可选上午7时至傍晚19：00时： ③当进行高峰小时交通量调查时应选择包括高峰（平峰）小时在内的3小时。调查数据记录时至少每隔15min做一次记录，最好每5min记录一次.根据以往同时期交通流时间特性，本次实验观测工作日高峰或平峰1小时交通量

4.实验原理（1）交通量观测交叉口交通量调查比较复杂，可采用有人工观测法(计数)、仪器自动计测法、摄影(象) 法等。本实验采用现场录像结合人工观测，并配以机械计数器。人工观测法在选定的交叉口，在规定的观测时段，记录通过交叉口每个进口道停车线断面的车辆数，一般要对每个进口道分方向(左转、直行、右转 3 个方向)、分车型进行观测。人工观测法简单、易行，可分行车方向、车道、车种进行，也可对整个道路的全部车辆进行测量。但需要人力多，长时间易疲劳、不易保持精度。分方向、分车型进行交叉口交通量进行观测时，一般需要较多的观测人员。如果交通量较大，可在每个进口安排 5~7 名观测员，2 人记录左转机动车和非机动车数量并报时，2~3 人记录直行机动车和非机动车数量并报时，2 人记录右转机动车和非机动车数量。如果需要保证较高的精度，可适当增加 1~2 名观测员。仪器自动计测法包括气动式、地磁式、电磁式、超声波式、红外线式摄影法等。由于仪器为机械装置，对自然条件、道路交通状况与能源有一定的要求，故使用范围受到一定的限制，还由于仪器购置与安装调试要支出一定的费用。此类仪器一般由检测器、数字处理机与记录显示装置构成。摄影(录像)法是在拟测定断面处的路面上作标记后，对其作定时摄影，然后对照片进行处理即可得到交通量值。该法成本高，且资料处理工作量大，但实测精度好，且可节省现场实测人数。观测时间制定交叉口交通管理和信号控制的方案应考虑平峰期间和高峰期间的交叉口交通量，调查时间选择常采用抽样方式： ①在全年内选择实测日期，然后对抽样日做全天观测； ②当以每天部分时间的实测交通量换算全天交通量时，应选择交通量集中时段； 16h 观测时可选上午 6 时至晚上 22：00 时；12h 观测时可选上午 7 时至傍晚 19：00 时； ③当进行高峰小时交通量调查时应选择包括高峰（平峰）小时在内的 3 小时。调查数据记录时至少每隔 15min 做一次记录，最好每 5min 记录一次。根据以往同时期交通流时间特性，本次实验观测工作日高峰或平峰 1 小时交通量

a 启动损失时间 t4 力一饱和车头时距 1234567891011s3 Vehicle in Queue 图2起动损失时间和饱和车头时距由于首车驾驶员最先看到绿灯启亮，然后产生后续的反应和行为，因此车头时距包括驾驶员反应、机动车起动两个阶段的响应时间以及车辆经过停车线的行驶时间，相对于后边的排队车辆首车车头时距比较长。由于第二辆排队车辆的驾驶员对绿灯的反应与第一辆车驾驶员的反应几乎重合，所以第二车头时距的值较小，第三车头时距比第二车头时距更小，第四、第五辆车同理车头时距会更小。当后续排队车辆依次到达停车线时均己充分加速，因此这些车头时距几乎是相等的，理想条件下，后续稳定的交通流车头时距将会达到饱和车头时距的水平，而前几辆车的车头时距是大于饱和车头时距的，图2-2形象的说明了这个特征。饱和流率的测量对于观测时间要求非常严格，观测时间内被观测车道的交通必须处于饱合状态。由于一列车队中的前4辆车存在较大的启动损失，因此车队的前4个车头时距不符合饱和条件。严格上的饱和条件的结束应以绿灯亮时，停在停车线后的最后一辆车完全通过停止线的时刻为准：实际观测时，如果经观测者判断车头时距与前面饱和车队的车头时距相似，那么在绿灯启亮后加入车队尾部的车辆亦可纳入计算。因此，饱和流率的观测要求红灯期间车辆的排队长度至少为5辆车，同时要注意记录每个观测周期内车队的最后一辆车。在调查过程中，通过所录制的视频，采用了“停车线”的方法采集数据。绿灯启亮后，调查人员摁下秒表（记录时间），红灯期间停车线前第一辆车前车轮所通过停车线，调查人员再摁下秒表（记录时间），依次记录下在红灯期间排队等待通行的车辆通过“停车线”的时刻，直到认定的最后一辆车开出“停车线”。在这一步骤中，需两人一组，一人使用秒表读数，而另一人记数

图 2 起动损失时间和饱和车头时距由于首车驾驶员最先看到绿灯启亮，然后产生后续的反应和行为，因此车头时距包括驾驶员反应、机动车起动两个阶段的响应时间以及车辆经过停车线的行驶时间，相对于后边的排队车辆首车车头时距比较长。由于第二辆排队车辆的驾驶员对绿灯的反应与第一辆车驾驶员的反应几乎重合，所以第二车头时距的值较小，第三车头时距比第二车头时距更小，第四、第五辆车同理车头时距会更小。当后续排队车辆依次到达停车线时均已充分加速，因此这些车头时距几乎是相等的，理想条件下，后续稳定的交通流车头时距将会达到饱和车头时距的水平，而前几辆车的车头时距是大于饱和车头时距的，图 2- 2 形象的说明了这个特征。饱和流率的测量对于观测时间要求非常严格，观测时间内被观测车道的交通必须处于饱合状态。由于一列车队中的前 4 辆车存在较大的启动损失，因此车队的前 4 个车头时距不符合饱和条件。严格上的饱和条件的结束应以绿灯亮时，停在停车线后的最后一辆车完全通过停止线的时刻为准；实际观测时，如果经观测者判断车头时距与前面饱和车队的车头时距相似，那么在绿灯启亮后加入车队尾部的车辆亦可纳入计算。因此，饱和流率的观测要求红灯期间车辆的排队长度至少为 5 辆车，同时要注意记录每个观测周期内车队的最后一辆车。在调查过程中，通过所录制的视频，采用了“停车线”的方法采集数据。绿灯启亮后，调查人员摁下秒表（记录时间），红灯期间停车线前第一辆车前车轮所通过停车线，调查人员再摁下秒表（记录时间），依次记录下在红灯期间排队等待通行的车辆通过“停车线”的时刻，直到认定的最后一辆车开出“停车线”。在这一步骤中，需两人一组，一人使用秒表读数，而另一人记数

(3)车辆排队长度观测交叉口排队长度是指红灯结束绿灯开始时，进口道排队最后一辆车距离停车线的距离。平面交叉口的排队长度可用于确定进口道的展宽段长度，《城乡规划设计参考》指出，平面交叉口进口道展宽段长度应当根据交通量和车辆在交叉口排队的长度确定。当交叉口排队长度超过极限长度或者交叉口交通负荷度大于1时，就意味着交叉口处于严重拥挤状态。这里，排队极限长度可以定义为相邻路口之间连线长度的90%。交叉口处于严重交通拥挤状态下，应当对拥挤交通流上游的交通需求进行控制。如果拥挤交通流上游存在一个灯控交叉口，则要对上游交又口相关交通流方向进行控制。控制策略就是使在一个信号周期内（假定相邻交又口的信号控制周期长度相等）相关交通流方向交通流量之和小于或等于拥挤交通流在下游过饱和交叉口的最大交通流量。也是说，当下游某个交叉口出现严重交通拥挤时，应当对上游交又口的交通控制参数进行调整。本次实验分车型统计停车线后的直行车道组或左转车道组的排队车辆数，根据各类车型外廓尺寸以及车辆间的安全距离(2.0-5.0米)计算求得平均每个车道的排队长度。 (4)交通量换算在实测交通量时，一般分车型计测车辆数，在交通流中不同车型的车辆由于其占有的空间与时间的不同，同一车道的通过数量也不同，而在交通运营中常常需要将其换算成某种单一车型的数量，通称之为交通量换算。获得交叉口交通量数据后，一般需要进行车型换算，得到每个方向和进口的换算交通量（当量交通量）。车型换算标准可参考表1、表2、表3。表1《城市综合交通体系规划标准》GB/T51328-2018中的当量小汽车换算系数车种换算系数车种换算系数自行车 02 旅行车 12 二轮摩托 0.4 大客车或小于9的货车 2.0 三轮摩托或微型汽车 0.6 915t货车 3.0 较接客车或大平板拖挂小客车或小于3t的货车 1.0 货车 4.0 表2《城市道路工程设计规范》(CJ37-2012)规定车氟换算系数车辆类型小客车大型客车大型货车较接车换算系数 1.0 2.0 2.5 3.0

（3）车辆排队长度观测交叉口排队长度是指红灯结束绿灯开始时,进口道排队最后一辆车距离停车线的距离。平面交叉口的排队长度可用于确定进口道的展宽段长度，《城乡规划设计参考》指出，平面交叉口进口道展宽段长度应当根据交通量和车辆在交叉口排队的长度确定。当交叉口排队长度超过极限长度或者交叉口交通负荷度大于 1 时，就意味着交叉口处于严重拥挤状态。这里，排队极限长度可以定义为相邻路口之间连线长度的 90％。交叉口处于严重交通拥挤状态下，应当对拥挤交通流上游的交通需求进行控制。如果拥挤交通流上游存在一个灯控交叉口,则要对上游交又口相关交通流方向进行控制。控制策略就是使在一个信号周期内(假定相邻交又口的信号控制周期长度相等)相关交通流方向交通流量之和小于或等于拥挤交通流在下游过饱和交叉口的最大交通流量。也是说,当下游某个交叉口出现严重交通拥挤时,应当对上游交又口的交通控制参数进行调整。本次实验分车型统计停车线后的直行车道组或左转车道组的排队车辆数，根据各类车型外廓尺寸以及车辆间的安全距离（2.0-5.0 米）计算求得平均每个车道的排队长度。（4）交通量换算在实测交通量时，一般分车型计测车辆数，在交通流中不同车型的车辆由于其占有的空间与时间的不同，同一车道的通过数量也不同，而在交通运营中常常需要将其换算成某种单一车型的数量，通称之为交通量换算。获得交叉口交通量数据后，一般需要进行车型换算，得到每个方向和进口的换算交通量（当量交通量）。车型换算标准可参考表 1、表 2、表 3。表 1 《城市综合交通体系规划标准》GB/T51328-2018 中的当量小汽车换算系数车种换算系数车种换算系数自行车 0.2 旅行车 1.2 二轮摩托 0.4 大客车或小于 9t 的货车 2.0 三轮摩托或微型汽车 0.6 9~15t 货车 3.0 小客车或小于3t的货车 1.0 铰接客车或大平板拖挂货车 4.0 表 2 《城市道路工程设计规范》（CJJ37-2012）规定车辆换算系数车辆类型小客车大型客车大型货车铰接车换算系数 1.0 2.0 2.5 3.0