第三章车速调查.ppt
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1、第三章 车速调查,第一节 概 述,一、车速调查的常用术语和定义,1、地点车速:车辆通过道路某一地点(道路某断面)时的车速,亦称瞬时车速。是描述道路某地点交通状况的重要参数,常用于研究制订限制车速、设计车速及交通流理论研究 2行程车速:亦称区间速度,是车辆行驶在道路某一区间的距离与行程时间的比值。 3行驶车速:亦称运行车速,是车辆行驶在道路某一区间的距离与行驶时间(即行程时间中扣除因阻滞而产生的停车时间)的比值。 4运营车速:车辆在运输路线上的周转速度,即车辆行驶距离与运营时间的比值,,5临界车速:又称最佳速度,指通行能力最大时的车速。从理论上考虑通行能力时采用。 6设计车速:在道路几何设计要素
2、具有控制性的特定路段上,具有平均驾驶技术水平的驾驶员在天气良好、低交通密度时所能维持的最高安全速度。设计车速是道路几何设计的基本依据,也是表明道路等级与使用水平的主要指标 7时间平均车速:道路某一断面上车速分布的平均值,即断面上各车辆通过时地点车速的算术平均值: 8空间平均车速:在给定的路段上,同一瞬间车速分布的平均值。,二、车速调查的目的和意义,地点车速调查的目的: (1)掌握某地点车速分布规律及速度变化趋势; (2)作为交叉口交通设计的重要参数; (3)用于交通事故分析; (4)判断交通改善措施的成效; (5)确定道路限制车速 (6)设置交通标志的依据; (7)局部地点如道路弯道、坡度、瓶
3、硕等处的交通改善设计的依据; (8)交通流理论研究中的重要参数。,区间车速调查的目的:,(1)掌握道路交通现状,作为评价道路服务水平的主要指标; (2)路线改善设计的依据; (3)作均衡量道路上车辆运营经济性(时间和车辆耗油)的重要参数: (4)作为交通规划中路网交通流量分配的重要依据; (5)确定交通管理措施及联动交通信号配时的依据; (6)判断道路工程改善措施前后效果对比的重要指标; (7)交通流理论研究中的重要参数。,三、车速调查方法,人工量测法和自动观测法,四、车速资科的整理和分析,车速的频率分布图表; 车速的特征值分析如平均车速、车速极差、标准离差、最高频率车速、几种重要的百分位车速
4、等 车速分布形态的拟合优度检验 车速的时间分布; 车速的空间分布; 车辆停车延误及原因分析; 流量与速度关系分析; 坡度上车辆行驶状态分析及车速分布分析; 车辆组成与车速分布的关系分析。,第二节 地点车速调查,一、调查地点与时间的确定,了解车速分布特征及变化规律时,一般选择道路平坦顺宜,离交叉口有一定距离,使车速不受道路条件及信号灯控制和行人过街的影响,至于城市道路上,还应注意不受公共汽车停靠站的影响; 为了交通安全需实施限制车速时,观测点应设在需限制车速的道路或地点; 为检验交通改善设计成交通管理措施的效果时,可选择交通改善地点作车速的前后对比调查; 在判断交叉口信号灯设置是否妥善,决定黄灯
5、时间或配置交通标志时,需调查进入交叉口的车速; 用于交通事故分析时,应调查交通事故发生地点的车速。,调查时间应与调查目的相对应,具有典型性和代表性。一般均不选择休息日及交通有异常的日子和时间, 一般调查最常选用的时间是机动车上午高峰及下午高峰时间,因为这段时间交通量大,矛盾最为突出, 有时为了研究非机动车对机动车车速的影响,常选择机动车和非机动车流量均大的时段。 特别要指出在进行交通改善前后的对比调查时,调查的时间段前后必须一致,否则会导致错误的结论。,二、调查方法,1人工测速法 方法:最常见的是秒表测速法,即在欲调查的地点,量测一小段距离L,在两端做好标记观测员用秒表测定各种类型车辆经过前后
6、两标记的时间,记录员在标准记录表上记录距离、车型及通过两标记的时间,经整理计算,得到各类车辆的地点车速,2雷达测速法,雷达测速的基本原理是应用多普勒效应。当雷达测速仪瞄准测速车辆时,发射出无线电波,遇车辆后再从车辆反射回来,发射波与反射波的频率差与车辆行驶的速度成正比,从而得到车辆的瞬时车速。,雷达所发射的电波频率为f,发射电波碰到车辆后反射回来的频率为f,车辆运行的速度为v,电波传播速度为c,雷达发射的电波方向与车辆运行方向之间的交角为 式中“十”号表示车辆向接近雷达方向运行,“一”表示车辆远离雷达方向运行,3自动计数器测速,通常使用电感式、环状线圈式和超声波式检测器测量地点车速,均设置在固
7、定测站上,同时测得流量和流速。 测量方法:在测速地点取一小段距离(如取5m),两端均埋设检测器,车辆通过前后两检测器时,即发出信号,并传送给记录仪,记录下车辆通过前后两个检测器的时间,从而算得车速。,4录象法,在拟测车速的地点,量取若干段距离,并做好标记。将录象机设置在视野良好的高处,防止行道树及其它设施的遮挡,将录象机镜头瞄准欲测车速地段,以一定的送片速度进行录象。根据汽车通过测定区间的录象胶卷画画数和画面的间隔时间,即可求得车辆的地点车速。,三、车速抽样,样本的选择必须避免某种偏向 样本的各个单元,相互必须完全独立 选取数据的地区间应无根本的差别,构成样本所有项目的条件必须一致。,2样本容
8、量,样本量与精度的关系,t:决定置信水平和自由度的t分布,置信水平与精度 车速测定值的允许误差E决定于平均车速估计量所要求的精确度,其范围可从 5.0哩h(土80kmh)一 1.0哩h(16kmh)或更小。 我国城市道路上车辆行驶速度普遍偏低,根据若干地区实测结果,速度平均标准偏差较小,故建议允许误差E取低值。,如第85%位车速、第15%位车速,则此时最小样本量可由下式确定:,U决定于要求统计类型的常数,对于平均车速,取零; 第15%位或第85%位车速,取104;第5%位或第95%位车速取1640,四、地点车速调查数据的整理与分折,1数据整理。列出地点车速频率分布表 (1) 组距及分组数确定,
9、(2)、组中值 组中值(上界值下界值)/2 (3) 、观测频数 (4) 、累计频数 (5) 、观测频率 (6)、累计频率,2地点车速频率分布直方图 3累计频率曲线,4地点车速的频率分布特征位,(1)地点车速的平均数 当车速未分组时: 当车速分组时 :,(2)中位车速 是指车速测定值按大小次序排列时中间位置的车速,(3)众数 出现频率最多的那个地点车速或组中值,称为样本的车速众数。 样本的离散特征数 : 极差 样本标准离差 当地点车速末分组时: 当地点车速分组时:,样本的标准差: 不分组时 分组时,车速分布中有代表性的n个速度值,第85位车速:在样本中有85的车辆未达到的车速即在累计车速分布曲线
10、中,累计频率为85时的相应车速。 因此交通管理中常以此车速作为观测路段的最大限制车速 第15位车速:在样本中有15的车辆末达到的车速,即在累计车速分布曲线中,累计频率为15时的相应车速。 常以此值作为最低限制车速。 第50位车速:即中位车速,当车速的分布呈正态分布时,该车速即是平均车速。,5地点车速正态分布的拟合优度检验,概率密度函数式 标准化密度形式: 简记为N(0,1) 概率密度函数,似合优度检验,建立原假设H0 选择统计比 确定统计量的临界值 根据置信水平和自由度确定 统计检验结果 比较 的计算值与临界值。若 xi,则车速服从假设的正态分布否则不接受原假设,至此检验结束,必须使用 统计时
11、应注意的事项:,各组的理论频数不得少于5,如果数组理论总数小于5时,可将相邻若干组合并,直至合并后的理论频教大于5为止,并将合并后的组数作为计算自由度的依据。 各组的概率应较小,这意味着分组数K应较大,以保持速度分布的基本形式和分布的连续性。 样本量应较大,分组数应在820之间,最小不得少于5组。,五、地点车速数据统计分析实例,例31 上海市北路某断面实测地点车速样本如表36试整理出该车速的频率分布表、频率分布直方图、累计频率曲线,计算速度分布特征值(平均车速、标准离差、85地点车速、15地点车速),并检验该样本是否拟合正态分布。,解: 实测车速分组频数如表37。 地点车速频率分布表。 绘制地
12、点车速频率分布直方图(图39)。 绘制地点车速累计频率曲线(图310)。,地点车速特征值计算。,式中:a中间一组的组中值 b组间距 第i组的组中值,计算变换后的平均值 计算变换后的离差: 最后还原样本的特征值:,地点车速正态分布的拟合优度检验,自由度计算: 把理论频数小于5的组合并,合并后组数为80 自由度82一l5 当显著性水平为0.05,自由度为5时,查x2分布表35得到x511.07,而上表计算总和为2296,故x2X5。表明样本中的地点车速呈正态分布,实际案例,实际案例,数据分组 组数:K=1+3.22lgN=7.44 ,取8 组距H=R/K=(55-27)/8=3.5,取4 其中:R
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