[科普中国]-速度-流量曲线

速度-流量曲线(speed-flow cure)是指表示交通流的速度V与流量Q之间相互关系的曲线。速度从零开始增加时，流量也相应增加；当流量增至最大流量之后，速度再继续提高时，因车头间距的拉大，而使流量开始减少，直至最后流量下降到零为止。

简介速度-流量曲线(speed-flow cure)是指表示交通流的速度V与流量Q之间相互关系的曲线。速度从零开始增加时，流量也相应增加；当流量增至最大流量之后，速度再继续提高时，因车头间距的拉大，而使流量开始减少，直至最后流量下降到零为止1。

研究背景交通流的3个基本参数当中，流量和速度容易获得，因此关于流量-速度关系的研究比较广泛。

2000年版美国《道路通行能力手册》总结了国际上许多研究成果得出的速度流量图表明：最初随着流量的增加，速度保持不变，直到流量接近通行能力的1/2或2/3时，速度才开始有较小程度的下降。此外，很多交通工程学专家还根据实地调查的数据，建立了不同的回归模型，但回归模型的形式、回归系数差别很大。

从这些模型可以看出，调查的对象、道路条件、观测位置的不同都会导致不同的结论。而且这些交通流模型的数据大多来自公路，有关城市道路的研究较少。城市道路由于受交叉口信号的影响，路段上的车辆到达并不是连续的。

此外，城市道路还会受对向车、路边停车、车辆换道、行人过街等因素的影响，与公路上的交通流特征存在明显差别。因此，对城市道路的速度-流量特性研究很有必要2。

实际应用依据城市干线典型路段的交通流实测数据，描述了速度随流量的变化规律，研究了交通流状态的转变规律，为城市交通管理与控制中的交通状态判别提供了理论依据。

在干线交叉口信号协调控制绿波设计时，车队速度是需要考虑的关键因素。从上游交叉口驶出的车队，由于其中车辆的速度存在差异，在到达下游交叉口停车线之前会产生离散现象，从而使得绿波效果变差。

绿波设计通常选择出现频率最高的平均速度值作为设计依据。由正态分布概率密度曲线可知，概率密度越小曲线越陡峭，车速落在平均速度附近的概率越大，绿波效果较好; 概率密度越大曲线越平坦，车速落在平均速度附近的概率越小，绿波效果越差。

在设计干线交叉口协调控制方案时，可以根据城市干线典型路段实测速度和流量数据绘制的散点图提出的速度-流量关系，分析速度的波动随流量的变化规律，找到速度波动范围明显变小时对应的流量区域和速度均值，从而确定适于采用干线协调控制的流量范围和绿波设计的车队速度3。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学