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1、第三章 交通调查,概述 交通量调查 速度调查 密度调查,一、概述,（一）交通调查定义 （二）交通调查的目的和意义 （三）交通调查的对象 交通流人、车 设 施道路、交通设施 （四）交通调查的主要内容 交 通 流 交通需求(交通生成、分布与分配) 交通环境 交通事故 （五）交通调查的基本要求,交通调查是指通过实测、统计与分析判断，掌握交通状态发展趋势及有关交通现象的工作过程。,通过实际调查交通流中某些特定的交通流参数以及与交通有关的其他现象来准确掌握交通现状及其变化规律,交通调查总是对应于某些条件下进行的，这些条件在调查结果中必须予以注明； 不论何种调查目的或使用何种调查、分析方法，都应本着实事求
2、是的原则； 要求调查人员要有较好的素质，其中包括技术水平和分析能力、工作态度。,二、交通量调查,（一）交通量调查的目的和意义 （二）交通调查的种类 （三）交通量调查的方法 （四）交通量调查的准备与实施 （五）路段交通量调查 （六）交叉口交通量调查 （七）交通量调查的资料整理和分析,二、交通量调查,（一）交通量调查的目的和意义,1、 了解交通的组成、分布，掌握交通量随时间推移的变化规律，据此预测交通量及其发展趋势。 2、为道路规划、建设及交通营运管理与控制，提供数据。 (1)通过区域性交通量调查决定新建与改建道路排序，为确定投资顺序、安排资金与效益评估提供定量依据； (2) 确定设置信号、标志及
3、交通管理措施的必要性； (3)为道路几何设计及交通控制设计提供依据。 3、评价道路服务水平与交通管理措施的效果。 4、掌握交通实态与变化的规律。 5、推算道路通行能力、预测事故率及运输成本和效益等。 6、为制定交通政策法规与科学研究提供基础数据。,（二）交通量调查的种类 按交通调查涉及的范围分： 1、区域交通量调查(交通量的大小及变化) 2、小区边界线交通量调查(进入和驶出小区范围的交通量) 3、核查线调查(分界线两侧区域相互来往穿过检查线的交通量) 4、特定地点或专项交通量调查(在特定地点进行的交通量调查) 按交通调查要求分： 1、分方向、不分方向 2、分流向、不分流向 3、分车型、不分车型
4、,二、交通量调查,（三）交通量调查的方法,二、交通量调查,1、人工观测法 (1)在选定的地点及时 间，按规定的测时时段由 测量人员计测和记录通过 实测断面的车辆数。测定 时可分行车方向、车道、 车种进行，也可对整个道 路的全部车辆进行测量。 人工测量只需用秒表计 时，用记数器测量来车数 即可。 (2)优点：简单、易 行，且不需要复杂的设 备。 (3)缺点：需要较多的人 力。且在长时间观测时由 于工作单调易于疲劳，故 很难保证实测质量。,1人工观测法 2车辆感应器测定法 3气压管式检测器 4超声波检测器 5录像法 6 试验车移动调查法,2、车辆感应器测定法,二、交通量调查,车辆感应器是应用磁感应
5、感知车辆通过，并可根据感知时间和范围同时测定车种和车辆通过速度，并可自动记录。这对使用计算机进行数据处理提供了方便条件。 优点：使用车辆感应器测定交通量安全可靠，且适用于常年连续观测。 缺点：购置仪器费用较高，而且需对仪器经常进行检验、维修及电源保证，对测设人员技术水平的要求也较人工测定时高。,（三）交通量调查的方法 1人工观测法 2车辆感应器测定法 3气压管式检测器 4超声波检测器 5录像法 6 试验车移动调查法,二、交通量调查,将密闭的充气橡胶管作为传感器横放在路面上，当车辆驶过，有车轮重力作用时，管内的压力发生变化，推动气动开关，发出信号， 特点：结构简单、价廉易得，但其精度不高。,二、
6、交通量调查,4超声波检测器 由安装在道路上方的超声波发射器向观测的路面发射超声波，经路面反射后由拾波器收回，当汽车通过时阻断了超声波的反射，而继电器使电流接通，从而产生信号并记录下来。 超声波式分为两大类。 a.传播时间差法:将超声波分成脉冲状，投向路面，根据反射波返回的时间探测车辆。 b.多普勒法:向空间发射超声波，利用多普勒效应，探测移动物体的存在和其速度，但不能探测静止的物体。 优点：不需损坏路面，且稳定性好、灵敏度高。 缺点：成本较高、且易受行人与非机动车的干扰。,二、交通量调查,（三）交通量调查的方法 1人工观测法 2车辆感应器测定法 3气压管式检测器 4超声波检测器 5录像法 6试
7、验车移动调查法,5录像法 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。 缺点：该法成本高、资料处理工作量大。 优点：但实测精度好，且可节省现场实测人数。,(1)调查方法 试验车以区间内大部分车辆均衡的速度反复行驶； 一人记录与试验车相反方向的来车辆数M； 一人记录同向行驶车辆中超越试验车的车辆数O； 一人记录同向行驶车辆中被试验车超越的车辆数P； 另一人记录时间T。 (2)单向交通量计算方法 (3)注意事项 试验车种类 时间段长（适用于短时段测量） 距离的测定,6、试验车移动调查法,（四）交通量调查的准备与实施 1调查时间选择抽样的代表性、计时时段 2调
8、查地点选择路段、交叉口、设施及干扰因素 3调查方案制定人员组织、培训 4调查实施 ,二、交通量调查,二、交通量调查,（五）路段交通量调查 （六）交叉口交通量调查,（七 ）交通量调查的资料整理和分析 车型换算 流量图（交叉口、路段） 交通量变化图 计算交通量特征参数 ADT、PHV、KM、KW,二、交通量调查,交叉口交通流量图,二、交通量调查,交通流量图,三、速度调查,（一）速度调查的目的 车流或车辆速度作为交通工程重要的基本参数与道路通行能力、服务水平、管理、交通控制、规划设计、设施功能、和使用质量均有密切关系。 车速调查的目的一般为： 1、对某处作周期性速度调查，掌握速度分布状态及速度变化形
9、式，为评价规划设计指标与服务水平提供依据。 2、为交通管理与控制提供速度资料，主要用于以下方面： 通过事前、事后调查判断交通管理和工程措施的效果。 为事故分析提供速度资料。 3、决定道路几何设计要素：如半径、纵坡及变速车道长等。 4、用于其他交通研究，如：当对区间速度作实态调查时，除上述目的外，还常用于交通的路网分配和分析经济效益等方面。,（二）地点速度的调查 1、观测地点的选择 (1)一般速度调查时 (2)确定信号控制时 (3)判断交通措施效果 (4)事故多发点 注意要点不要引起注意 2、调查时间的选择 典型性和代表性的时段 (1) 一般情况天气良好、交通和道路状况正常； (2)高峰时段和非
10、高峰时段,三、速度调查,三、速度调查,3、地点速度的观测方法 (1)人工观测 量测一小段距离 观测车辆通过时间 计算速度 (2)雷达测速仪测速 (3)车辆感应器测速 (4)视频检测仪测速,三、速度调查,4、 地点速度的抽样 抽样的样本量：,n最小样本量； E 观测的车速允许误差值（km/h），取决于平均车速所要求的精度，一般可取E2 km/h K 置信水平系数如表3-1 估计样本的标准偏差，可按表3-2取用。,表3-2 样本标准差值表,表3-1 置信水平系数K值表,（三）区间速度调查 行驶速度是从行驶某一区间所需时间(不包括停车时间)及其区间距离求得的车速。 区间车速是用区间距离除以车辆行驶在
11、该区间的总时间(包括停车时间)求得的，是车辆在某一区间行驶时根据道路交通状况而确定的综合车速。 行驶车速和区间车速两者都是研究整条路线的畅通程度、延误或通行能力的重要资料。自由流条件下,区间车速接近行驶车速。但由于路上有交叉口、停车和公交车辆停靠站的影响,所以区间车速与行驶车速一般总是相差较大。 行驶车速和区间车速都是通过量测通过已知长度道路的行驶时间或行程时间来获得。通常要求拟调查路线的长度大于1.5km，观测时间取决于调查目的, 可选在高峰时段, 也可选在非高峰时段。,三、速度调查,（四）区间速度的调查方法 1、牌照法 在调查路段的起点、终点各设调查员 46 人，按上下行分为两组观测。当只
12、需一个方向的资料时，起、终点各需23 人。一人读通过该点的汽车车牌号码的末三位数及车型，一人读通过该点的时间，一人记录。当交通量很小时， 记录者可同时看表。如果交通量很大，则可以只读车牌号码的最后一位数字，例如0与5(抽查20%)，或只读0(抽查 10%)。观测完后，将起、终点同一车牌号码对起来，算出行驶时间，根据起、终点之间的距离，算出车速。 对于中途交叉口较多，有较大出入口或中途停车、存车多的区间，应当避免使用这种调查方法。 注意事项：秒表必须同步；观测期间不得停表。若希望获得到组数据，则观测的车辆数必须大于50。 缺点：是数据整理工作量较大。,三、速度调查,三、速度调查,2、试验车观测法
13、（浮动车法） 试验车在已知区间内作往复行驶调查，并记录通过区间的时间，对面车道来车数及本车道超车与被超车数量。 平均行程时间： 区间速度： 该法不如牌照法精确，不适宜于城市中交叉口间距短的路段。,三、速度调查,3、五轮仪法 将五轮仪装置于试验车后，五轮仪上的光电设备将车轮的转动速度转换成电信号，输入速度分析仪，自动记录行驶距离、行驶时间、行程车速。 精度高；对路面平整度要求高。 4、光感测速法 由光电探测器和光谱屏幕组成。光电探测器对准路面，随着车辆的行驶，产生不同频率的信号，频率的高低与速度成正比，连接电脑可以直接生成速度曲线、行驶时间、行驶距离等。精度高、测速方便，可连续获得瞬时速度以及全
14、程平均速度。,三、速度调查,5、 跟车法 用图纸量测路段全长及各交叉口间及特殊地点（如道路断面宽度变化点）间的长度，并在实地上做好标记。测速时，测试车辆必须跟踪道路上的车队行驶。车上有两名观测人员，一人观测沿线交通情况，并用秒表读出经过各标记的时间、沿线停车时间及停车原因，另一人记录。 优点：能量测全程各路段间的行程车速、行驶车速、停车延误时间及原因，便于综合分析与车速有关的因素；所需的观测人员少， 劳动强度低，适用于交通量大、交 叉口多的城市道路上。 缺点：测量次数受行程时间的影响，次数不可能很多，一般只能往返 68 次；当交通量大时，测量数据能代表道路上的实际行车速度，但当交通量小时，试验
15、车较难跟踪到有代表性的车辆；所测车速受到试验车性能及驾驶员行车习惯的影响。,三、速度调查,（五）速度调查的数据统计分析 1. 绘制速度频率分布图,三、速度调查,2. 统计处理 (1)车速平均值及其方差 (2)中位车速、15位车速、85位车速 (3)众值 (4)其他统计量：偏斜指数、平均超速度、车速遵守率。,四、密度调查,（一）密度调查的目的 交通密度是描述交通流特性的重要参数，交通密度与交通量和平均速度存在着对应关系，已知其中任何两个即可求出第三个。平均车速随着密度的增加而降低，进而反映为拥挤，可以用密度来表示交通混杂状态，故在交通管制中经常使用。 交通密度资料在划分服务水平、分析瓶颈交通等中
16、均有应用，交通密度还是研究交通流理论的重要基础数据。,四、密度调查,（二）密度调查的方法 1. 出入量法 (1) 出入量法的基本原理 在道路上选择A、B两点间的路段为观测路段，车流从A驶向B。观测开始t=t0 时，AB路段内存在的初始车辆数为E(t0)，从t0 到t一段时间内从A处驶入的车辆数为QA，从B处驶出的车辆数为QB，则t时刻时，AB路段内存在的现有车辆数应为初始车辆数与从t0 到t一段时间内AB路段的车辆数改变量之和。即： 密度： 出入量法是一种为了测定道路上两断面间无出入交通的路段内现有车辆, 以便计算该路段交通密度的方法。,四、密度调查,(2) 初始车辆数E(t0)的求法 设试验
17、车在观测开始(t = t0) 时从A 驶向B，t1 时刻到达B。从t0到tl 时刻之间，通过B处的车辆数为q。若试验车在行驶期间没有超越别的车，也没有被别的车超越时，则q就是to时刻A B 路段内的初始车辆数；如果试验车在行驶期间存在超车和被超车的现象时，则观测开始(t=to) 时在A B 路段内的初始车辆数应为 q 从 to 到 t1 时刻通过 B 处的车辆数 ； a 被试验车超越的车辆数 ； b 超越试验车的车辆数。,四、密度调查,(3) 注意点 用出入量法测定交通密度，适用于象高速公路上立交之间无出入交通的路段；为了保证有足够的精度，调查时选用路段的长度尽量大于 800 m，时段延续 5
18、min 以上。 在测定路段的两端设置车辆情况示波器或动态录像机 , 从开始时刻 (to) 开始，测定通过这两端的车辆数；同时还要测定试验车在测定路段内的超车和被超车的车辆数。为了记取试验车通过 A B 路段两端的时刻，必须在试验车上标以特殊的记号。以便整理资料时记取那个时刻。,四、密度调查,(4) 出入量法的优缺点 优点：方法简便；无须很多设备；适用于各种交通状况，既能保证精度又实用有效。 缺点：通过A、B两端车辆数的测量误差随时间而累加。为了防止误差的累加，除应增加试验车的观测次数外， 要把试验车每次经过A端的时刻都作开始时刻 (to)，且该时刻的现有车辆都作为每次的初始车辆数值。,栏填写试
19、验车从A点到B点这段时间内AB区间的原始车辆数，计算方法如下14:06:50时的原始车辆数，为在B处通过车辆数再增a-b，即E(t0)=7+58+21+(10-2)94(辆)，14:08:20时的原始车辆数，为A处通过车辆数再加a-b，即E(t1)=9+67+19+(8)=103(辆),栏为任一时刻AB区间的车辆数。由上一行求得的车辆数再加上经过单位时间后的车辆变化量，即得相应时刻AB区间的车辆数。如： 在14:07:00为E(t1)=94+2=96(辆)，14:08:00为E(t1)= 96+9=105， E(t1)= 14:09为105+(-4)=101,四、密度调查,2. 高处摄影观测法
20、 通常是用16mm的动态录像机在高处进行摄影。测定路段长度依路段内的状况和周围地区条件而变化, 一般取50100m, 若超过100m测定精度将受影响。当测定长路段的交通现象(也包括交通密度在内)时,需用好几个摄影机同时进行观测。摄影的时间间隔依测定路段长度而异。当区间长为 50100m时,可每隔 51Os用一个画面即可。遇有要求详细分析交通流的场合,一般是交通量与交通密度观测同时进行。为了取得正确的交通量数值,得缩短摄影间隔。这时摄影间隔(摄像机的送片速度)一般可取每秒1个画面;在高速公路上,由于车速高,这时可取每秒2个画面的速度。要求在道路上要标记每台录像机所摄范围的道路路段长。一般有两处作
21、标记即可。如果容许精度稍低时,亦可不必在路面上划记号,可利用车道分隔线的段数、护栏支柱数或电线杆数等代替。,四、密度调查,2. 高处摄影观测法 根据观测资料，可按下面介绍的顺序计算交通密度。在各卷胶卷的每一画面( )中，读取摄影观测路段长度(L)内存在的车辆数（Ki）。将所有的Ki集中在总观测时间段T内，用平均路段长来求算平均存在车辆数，然后再换算成每车道每公里存在的车辆数，亦即交通密度 K，并用下式表示： 式中：K交通密度（辆/km）； L观测路段长度（m）； t读取存在车辆数的时间间隔（s）； T总计时间（s）； n时间T内，在胶卷上读取存在车辆数时的画面数， ； Ki第i画面上测定路段内
22、存在的车辆数（辆）。,(三）道路占有率的检测和调查,空间占有率为在一瞬间测得已知路段上所有车辆占用的长度占路段长度的百分比，即： 如果事先已获得各车型的车长资料时，根据密度调查现场统计的分车型交通量资料，可按上式计算空间占有率。如果事先没有各车型的车长资料，要在现场直接量测车长是很困难的，一般是在现场测定车辆的占用时间，按下式计算时间占有率： 如在测计车辆占用时间的同时，测计车辆的地点车速，并计算时间平均车速，则车辆的占用时间与该辆车的地点车速之乘积，为该辆车的占用长度，总观测时间与时间平均车速之乘积，为相应的路段长度，也可求得车辆的空间占有率。,五、交通延误调查,延误是反映交通流运行效率的指
23、标，进行延误调查就是为了确定产生延误的地点、类型和大小，评价道路上交通流的运行效率，在交通阻塞路段找出延误的原因，为制定道路交通设施的改善方案、减少延误提供依据。 通过延误调查可以直接得到车辆行程时间和损失时间的准确数据，这对于评价道路交通设施的服务质量、进行道路交通项目的工程经济分折以及研究交通拥挤程度等方面部具有十分重要的意义。 本节将分别介绍路段行车延误和交叉口延误的调查方法。,(一）、路段行车延误调查,路段行车延误通常与行程时间一起调查，可同时获得行驶时间、行驶车速、行程时间、行程车速和延误等一系列资料。有关的调查方法很多，在上述车速调查中已介绍了跟车法、浮动车法、牌照法等调查方法，本
24、节主要介绍路段行车延误调查的输入输出法。 输入输出法适用于调查瓶颈路段的行车延误。该方法的假设前提是：车辆的到达和离去属于均匀分布；车辆排队现象存在于某一持续的时间内，在其中某一时段内，若到达的车辆数大于路段的通行能力时则开始排队。而当到达车辆数小于路段的通行能力时，则排队将开始消散。 调查在两个断面同时进行，在调查路段的起终点各设一名观测员，用调查交通量的办法，以5或15mn为间隔时间，累计交通量。要求两断面的起始时间相同，调查开始之前，两断面观测员应对表统一时间。当车辆受阻排队有可能超过瓶颈路段起点断面时应根据实际情况及早将起点断面位置后移。如果该路段的通行能力为已知，则瓶颈路段终点断面可
25、不调查，这时，终点断面每一时段离开的车辆数取同一时段待驶出车辆数和通行能力二者中的低值。,表4-13是一组输入输出法的观测数据已知该路段通行能力为360辆h，即平均每15min通过90辆车。由表可见，9:009:15内，到达车辆数小于路段通行能力，路段上并无阻塞。9:159:30，累计离去车辆数小于累计到达车辆数，有10辆车被阻，于是开始阻塞。9:30至9:45是高峰，到达车辆数最大，阻塞继续发展。9:45至10:00到达车辆已开始减少，但累计待驶车辆数仍超过能离去的车辆数，通行能力仍不能满足要求，以上这45min是排队开始形成、排队长度不断增加直至出现最大排队长度的一段时间。10:00以后，
26、到达车辆数小于路段通行能力，累计到达车辆数与累计离去车辆数开始接近，排队长度缩短，阻塞车队开始消散。到10:30累计到达车辆数等于累计离去车辆数，于是阻塞结束。现在来求每辆车通过瓶颈路段的延误时间。,例如求第300辆车的延误时间。第300辆车是在9:45到达的，此时仅离开了260辆车，因此它排队的位置为300-26040辆，即排队中的第40辆车。由于瓶颈路段的通行能力为360辆h，即90辆15min，因此每辆车通过瓶颈路段的平均所需时间为1590min。故第300辆车通过瓶颈路段所需时间为：15/90*406.67min(6min40s) ，由此得知第300辆车是在9:45(它的到达时刻)加6
27、.67min(6min40s)，即9:51:40驶离瓶颈路段的。 第300辆车通过瓶颈路段的延误时间，应为实际行程时间与无阻碍时的自由行驶时间之差即6.67-15/90=6.5min。,(一）、路段行车延误调查,输入输出法比较简便，调查结果又能整理成十分直观的图表。因此，作为分析瓶颈路段的行车延误方法，具有一定的实用价值。 但输入输出法调查延误很难得到平均每辆受阻车的延误和受阻车辆占总数的百分比，也无法确定产生延误的推确地点和原因，而且还无法识别延误的类型。在这些方面此法都不如跟车法。 因驶入驶出法的理论前提为假设来车率与离去率是均一的，这往往与实际交通状况不相符合。 事实上，来车率与离去率往
28、往是随机的而并非均一的。因此，统计交通量的时间间隔取的越小，瓶颈路段的长度越短，精度才能越高。,（二）、交叉口延误调查,交叉口延误的调查方法可分为两类。 一类是停车时间法，根据停车时间测定方法的不同，分为间断航空摄影法、延误仪测记停车时间法和点样本法等。这类调查方法得到的交叉口延误只包括停车时间，没有计入加、减速延误。 第二类方法是行程时间法；根据行程时间测定方法的不同，又可分为试验车法、牌照法、间断航空摄影法、车辆感应器与人工结合法、人工追踪法和抽样法等等。这类方法是测定从交叉口前的某一点至交叉口内或交叉口之后的某一点的行程时间。各车辆的平均行程时间减去这段行程的自由行驶时间就是交叉口的延误
29、。这类方法得到的交叉口延误，不但包括停车延误，而且还包括加、减速延误。 点样本法最早是由美国加里福尼亚大学伯克利分校于1954年提出的，方法简便，不需要专门仪器，因此各国一直都在广泛使用。,（二）、交叉口延误调查,1调查推备 点样本法调查时每个交叉口入口引道需要34人和1块秒表，观测人员和所需秒表的总数根据需调查的引道数量确定。为保证所要求的调查精度，调查必须有足够的样本数，一般应用概率统计中的二项分布来确定需要调查的最小样本数： 这里，样本容量指的是包括停驶车辆和不停驶车辆在内的入口引道车辆数总和。在正式观测之前，为确定适当的样本容量N，需要初步估计停驶车辆百分率。为此，最好进行一次现场试验
30、调查。一般在交叉口入口引道上观测100辆车便可以估计出适当的p值。 任何情况下，所取样本数不应小于50辆。调查工作结束后，要根据实际的样本数N，计算出停驶车辆百分率p，然后按所要求的置信度用公式反算出停驶车辆百分率的估计误差d，若不能满足要求，则需要增加样本数，重新调查。,（二）、交叉口延误调查,2观测方法 点样本法就是观测在连续的时间间隔内交叉口入口引道上停车的车辆数，进而得到车辆在交叉口入口引道上的排队时间。交叉口每一引道需要34名观测员其中1人为报时员，1 (或2人)为观察员，另1人为记录员。点样本法的现场记录表见表4-14。,在调查开始之前记录员应将调查日期、地点等填入表内。观测时问间
31、隔一般取15s(根据情况也可选其他值)，这样，每分钟有015s、1530s、3045s和4560s等4个时间间隔。 观测开始之后，报时员手持秒表；每15s报时一次，观察员在报时后即统计停留在人口引道停车线之后的车辆数，并通知记录员逐项记录。同时，记录员(或第二名观察员)还要统计在相应的每一分钟内的引道交通量，并按停驶车辆和不停驶车辆分别统计和记录。所谓停驶车辆是指经过停车后通过停车线的车辆，不停驶车辆是指不经过停车而直接通过停车线的车辆。 上述观测工作连续进行，直至达到样本容量要求或规定的时间(10min或15min)为止。 观测时，对于定周期信号交叉口，选择观测的时间间隔时应避免信号周期长能
32、被观测时间间隔整除的情况出现，否则，统计停车数的时间持是信号周期的某个相同部分，这会使观测数据失去随机性。此外，还应将观测的起始时间与信号周期的始点错开。如果某辆车的停车时间超过一个观测时间间隔，则在下个时间间隔将再次把该车统计在引道停车数内，而在统计停驶车数时，该车却只被统计一次。因此，对于一个指定的时间间隔，停驶车数总是小于或等于停在引道上的车辆总数，这可以帮助判断观测与记录的正确与否。,根据记录表可以得到下列交叉口延误调查成果： 总延误总停车数x观测时间间隔 利用表4-14的数值可以得到相应的值： 总延误=24815=3720辆s； 每一停驶车辆的的平均延误=3720/20618.1s； 交叉口入口引道上每辆车的平均延误3720/4208.9s； 停驶车辆百分率=206/42010049,