速度-流量曲線

簡介

速度-流量曲線(speed-flow cure)是指表示交通流的速度V與流量Q之間相互關係的曲線。速度從零開始增加時，流量也相應增加；當流量增至最大流量之後，速度再繼續提高時，因車頭間距的拉大，而使流量開始減少，直至最後流量下降到零為止。

交通流的3個基本參數當中，流量和速度容易獲得，因此關於流量-速度關係的研究比較廣泛。

2000年版美國《道路通行能力手冊》總結了國際上許多研究成果得出的速度流量圖表明：最初隨著流量的增加，速度保持不變，直到流量接近通行能力的1/2或2/3時，速度才開始有較小程度的下降。此外，很多交通工程學專家還根據實地調查的數據，建立了不同的回歸模型，但回歸模型的形式、回歸係數差別很大。

從這些模型可以看出，調查的對象、道路條件、觀測位置的不同都會導致不同的結論。而且這些交通流模型的數據大多來自公路，有關城市道路的研究較少。城市道路由於受交叉口信號的影響，路段上的車輛到達並不是連續的。

此外，城市道路還會受對向車、路邊停車、車輛換道、行人過街等因素的影響，與公路上的交通流特徵存在明顯差別。因此，對城市道路的速度-流量特性研究很有必要。

依據城市幹線典型路段的交通流實測數據，描述了速度隨流量的變化規律，研究了交通流狀態的轉變規律，為城市交通管理與控制中的交通狀態判別提供了理論依據。

在幹線交叉口信號協調控制綠波設計時，車隊速度是需要考慮的關鍵因素。從上游交叉口駛出的車隊，由於其中車輛的速度存在差異，在到達下游交叉口停車線之前會產生離散現象，從而使得綠波效果變差。

綠波設計通常選擇出現頻率最高的平均速度值作為設計依據。由常態分配機率密度曲線可知，機率密度越小曲線越陡峭，車速落在平均速度附近的機率越大，綠波效果較好; 機率密度越大曲線越平坦，車速落在平均速度附近的機率越小，綠波效果越差。

在設計幹線交叉口協調控制方案時，可以根據城市幹線典型路段實測速度和流量數據繪製的散點圖提出的速度-流量關係，分析速度的波動隨流量的變化規律，找到速度波動範圍明顯變小時對應的流量區域和速度均值，從而確定適於採用幹線協調控制的流量範圍和綠波設計的車隊速度。