交通流

简介

交通流理论

研究应用

简介

交通流

【traffic flow】

汽车在道路上连续行驶形成的车流。广义上还包括其他车辆的车流和人流。在某段时间内，在不受横向交叉影响的路段上，交通流呈连续流状态；在遇到路口信号灯管制时，呈断续流状态。涵义　交通流理论是运用物理和数学的定律来描述交通特性的一门边缘学科.它的应用能更好地解析交

通现象及其本质,使道路发挥最大功效.作为交通工程学的基础理,-多年来交通流理论广泛应用于交

通运输工程的许多研究领域:如交通规划、交通控制道路与交通工程设施设计等方面.参数　定量描述交通流可用 3个参数：①交通流量，又称交通量，表示交通流在单位时间内通过道路指定断面的车辆数量，单位是辆/小时或辆/日；

②交通流速度,简称流速，表示交通流流动的快慢，单位是米/秒或公里/小时；

③交通流密度，表示交通流的疏密程度,即道路单位长度上含有车辆的数量,单位是辆/公里。3个参数之间的关系是：交通流量为交通流速度和交通流密度的乘积。道路上车辆很少时，驾驶员可选择较高速度，这时交通流速度较大，但因交通流密度小，所以交通流量也比较小。随着路上的车辆增多，交通流密度增大，车辆的行驶速度虽受到前后车辆的约束而有所下降，流速降低，但交通流量还是增加，直到某一种条件下，流速和密度的乘积达到最大值，即交通流量为最大时为止。这时的流速称为最佳速度，密度称为最佳密度。如果路上车辆再增加，密度继续增大，流速继续下降，尽管密度较大，但因流速较小，所以流量反而下降，直到密度为最大值(这时称之为拥堵密度），造成道路阻塞，车辆无法行驶，流速等于零，交通流量也等于零为止（如图所示[交通流量、交通流速度、交通流密度关系图]）。

速度和密度的关系有人用直线表示，也有人用曲线表示。因此流量和密度的关系也有不同的表示方式。从30年代初开始，就有一些学者试图从理论上阐明交通流的运行规律（见交通流理论）。

交通流理论

1.概率论的应用

主要应用概率论方法研究车流的分布规律。车流的统计分布是用概率论方法研究交通现象的基础，同时也直接应用在转弯车道长度的设计、行人过街控制信号的设计、通行能力及车速标准的确定等方面。常用概率论方法研究的车流分布有车流计数分布、间隔分布和车速分布三种

2.排队论的应用

排队论是研究分析服务对象发生排队拥挤现象的一种数学理论。是运筹学的一个重要内容。排队论主要研究等待时间，排队长度的概率分布，以便合理协调“服务对象”与“服务系统”之间的关系，使之既能满足“服务对象”的要求，又能最大限度地节省服务系统的经费。

3.车流波动理论

将交通流比拟为流体，把车流密度的疏密变化比拟成水波的起伏而抽象为车流波。车流波动理论就是假设车流因道路或交通状况的改变而引起车流密度的改变时，在车流中产生车流波的传播，分析车流波的传播速度可寻求车流流量和密度同车速之间的关系的一种理论。

4.跟车理论。

运用动力学方法研究车辆列队在无法超车的单一车道上行驶时，后车跟随前车的行驶状态，并用数学模式表达而且加以阐明的一种理论。因考察的对象是单辆车辆在行驶过程中的相互关系，所以是一种微观的分析方法。在连续行车情况下，后车要与前车保持一定的安全距离而经常随着前车改变车速，这种改变可简略地表达为： 后车车速变化－驾驶员反应灵敏度*前车车速变化

研究应用

现在对交通流的研究有许多数据，像麻省理工大学的交通数据集，实时交通速度数据集，Demo交通管理局的公共交通数据。