2025年南京林業(yè)大學(xué)考研863交通工程學(xué)考研研究生專業(yè)課練習(xí)題附答案一、名詞解釋（每題4分，共20分）1.交通流三參數(shù)：指描述交通流運(yùn)行狀態(tài)的三個(gè)基本參數(shù)，即流量（Q，單位時(shí)間通過(guò)某斷面的車輛數(shù)，pcu/h）、速度（v，車輛行駛的平均速度，km/h）和密度（K，單位長(zhǎng)度道路上的車輛數(shù)，pcu/km）。三者滿足基本關(guān)系式Q=K·v，是分析交通流特性的核心指標(biāo)。2.服務(wù)水平：反映道路使用者在行駛過(guò)程中感受到的質(zhì)量和舒適程度的綜合指標(biāo)，通常以速度、密度、延誤、通行能力利用率等參數(shù)劃分等級(jí)（如HCM中的A至F級(jí)），等級(jí)越高，交通運(yùn)行越順暢，駕駛自由度和舒適性越好。3.交通分配：交通需求預(yù)測(cè)四階段法的最后一步，將出行分布階段得到的OD（起點(diǎn)-終點(diǎn)）矩陣中的出行量，按照一定規(guī)則（如最短路徑、用戶均衡、系統(tǒng)最優(yōu)）分配到具體的道路網(wǎng)絡(luò)上，得到各路段的交通量，為路網(wǎng)規(guī)劃和設(shè)計(jì)提供依據(jù)。4.延誤：車輛在行駛過(guò)程中因交通干擾（如信號(hào)控制、交通阻塞、合流等）導(dǎo)致的額外行駛時(shí)間，是評(píng)價(jià)交通運(yùn)行效率的重要指標(biāo)，常用停車延誤（車輛完全停止的時(shí)間）和行駛延誤（實(shí)際行駛時(shí)間與自由流行駛時(shí)間的差值）表示。5.智能交通系統(tǒng)（ITS）：通過(guò)集成先進(jìn)的信息技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，對(duì)交通系統(tǒng)中的人、車、路、環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)管理與協(xié)調(diào)，以提升交通效率、安全性和可持續(xù)性的綜合系統(tǒng)，涵蓋交通信息采集、智能控制、出行服務(wù)等多個(gè)子系統(tǒng)。二、簡(jiǎn)答題（每題10分，共50分）1.簡(jiǎn)述交通流基本圖的三參數(shù)關(guān)系及典型特征。交通流基本圖反映了流量（Q）、速度（v）、密度（K）三者的相互關(guān)系，核心由Q-K曲線、v-K曲線和Q-v曲線組成。根據(jù)格林希爾茨（Greenshields）模型，v-K呈線性關(guān)系：v=vf(1-K/Kj)，其中vf為自由流速度，Kj為阻塞密度。Q-K曲線為拋物線，峰值對(duì)應(yīng)最大流量（通行能力Qm），此時(shí)密度為臨界密度K0（K0=Kj/2）。典型特征包括：當(dāng)K<K0時(shí)，交通流處于穩(wěn)定流狀態(tài)，速度隨密度增加緩慢下降，流量隨密度增加上升；當(dāng)K>K0時(shí)，進(jìn)入不穩(wěn)定流狀態(tài)，速度快速下降，流量也因阻塞開始減少；當(dāng)K=Kj時(shí)，速度為0，流量為0。實(shí)際中，由于駕駛員行為差異，曲線可能呈現(xiàn)非線性，但基本趨勢(shì)一致。2.分析道路通行能力的主要影響因素。道路通行能力是指在一定道路、交通、環(huán)境和控制條件下，單位時(shí)間內(nèi)道路某斷面能通過(guò)的最大車輛數(shù)，主要影響因素包括：（1）道路條件：車道寬度（過(guò)窄會(huì)降低駕駛自由度）、車道數(shù)（多車道可分散交通流）、平縱線形（彎道半徑小、縱坡大限制車速）、路面狀況（破損路面影響安全間距）；（2）交通條件：車輛組成（大型車比例高會(huì)降低等效通行能力）、交通流特性（是否有交織、合流等干擾）；（3）環(huán)境條件：天氣（雨霧天視距縮短，安全間距增大）、光照（夜間照明不足影響反應(yīng)時(shí)間）；（4）控制條件：信號(hào)控制（交叉口周期、綠信比影響通行效率）、限速標(biāo)志（直接限制速度上限）；（5）人為因素：駕駛員年齡、經(jīng)驗(yàn)（新手反應(yīng)慢，影響跟馳行為）、遵守交規(guī)程度（隨意變道增加干擾）。3.說(shuō)明交通需求預(yù)測(cè)四階段法的具體步驟及各階段核心模型。四階段法是交通規(guī)劃的經(jīng)典方法，步驟如下：（1）出行提供：預(yù)測(cè)規(guī)劃區(qū)域內(nèi)各小區(qū)的總出行量（產(chǎn)生量和吸引量），常用模型有回歸模型（以人口、就業(yè)等社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)為自變量）、交叉分類法（按家庭屬性分類預(yù)測(cè)）；（2）出行分布：確定各小區(qū)間的出行交換量（OD矩陣），常用重力模型（假設(shè)出行量與小區(qū)吸引力成正比，與出行距離成反比）、增長(zhǎng)系數(shù)法（基于現(xiàn)狀OD矩陣按比例增長(zhǎng)）；（3）方式劃分：將總出行量分配到不同交通方式（如公交、小汽車、步行），常用Logit模型（考慮出行時(shí)間、費(fèi)用、舒適度等因素的效用函數(shù)）；（4）交通分配：將OD矩陣中的出行量分配到路網(wǎng)，常用用戶均衡模型（UE，駕駛員選擇最短路徑直至各路徑延誤相等）、系統(tǒng)最優(yōu)模型（SO，總延誤最?。?。4.對(duì)比信號(hào)交叉口定時(shí)控制與感應(yīng)控制的優(yōu)缺點(diǎn)。定時(shí)控制是預(yù)先設(shè)定信號(hào)周期、綠信比等參數(shù)的固定控制方式，優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、可靠性高，適用于交通流穩(wěn)定的交叉口；缺點(diǎn)：無(wú)法適應(yīng)實(shí)時(shí)交通變化，高峰與平峰期配時(shí)矛盾，易導(dǎo)致綠燈空放或紅燈滯留。感應(yīng)控制通過(guò)檢測(cè)器（如線圈、視頻）實(shí)時(shí)采集交通數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)調(diào)整綠燈時(shí)間，優(yōu)點(diǎn)：能響應(yīng)交通需求變化，減少延誤，提升通行效率；缺點(diǎn)：設(shè)備成本高（需安裝檢測(cè)器），對(duì)檢測(cè)器精度依賴大（誤檢可能導(dǎo)致配時(shí)錯(cuò)誤），復(fù)雜交叉口協(xié)調(diào)難度大（多相位感應(yīng)控制邏輯復(fù)雜）。5.解釋交通安全中“人-車-路-環(huán)境”系統(tǒng)的相互作用。交通安全是四要素協(xié)同作用的結(jié)果：（1）人（駕駛員、行人）：駕駛員反應(yīng)時(shí)間（0.5-2s）、飲酒/疲勞駕駛（降低判斷能力）直接影響事故概率；行人違規(guī)橫穿馬路增加沖突風(fēng)險(xiǎn)。（2）車：制動(dòng)性能（制動(dòng)距離與速度平方成正比）、安全配置（ABS、安全氣囊）決定事故嚴(yán)重性；車輛老化（剎車失靈、燈光故障）增加隱患。（3）路：道路線形（急彎、長(zhǎng)下坡易導(dǎo)致側(cè)翻）、路面抗滑性能（潮濕路面摩擦系數(shù)降低）、交通標(biāo)志標(biāo)線（不清晰或缺失導(dǎo)致誤判）影響行車安全。（4）環(huán)境：天氣（暴雨降低能見(jiàn)度，冰雪路面易打滑）、光照（夜間暗彎無(wú)照明增加視距不足風(fēng)險(xiǎn)）、周邊環(huán)境（學(xué)校路段行人多需減速）改變交通運(yùn)行條件。四要素中任一環(huán)節(jié)失效（如駕駛員分心+車輛制動(dòng)失效+濕滑路面）都可能引發(fā)事故，需系統(tǒng)優(yōu)化（如加強(qiáng)駕駛員教育、定期車輛檢測(cè)、改善道路線形、完善交通標(biāo)志）。三、計(jì)算題（每題15分，共30分）1.某城市主干道高峰小時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)如下：平均車頭時(shí)距2.5s，平均車速40km/h。假設(shè)車輛均為小客車（pcu=1），試計(jì)算：（1）流量（Q）；（2）密度（K）；（3）判斷該交通流處于穩(wěn)定流還是不穩(wěn)定流狀態(tài)（已知該路段自由流速度vf=60km/h，阻塞密度Kj=120pcu/km）。解：（1）流量Q=3600/平均車頭時(shí)距=3600/2.5=1440pcu/h；（2）由Q=K·v，得密度K=Q/v=1440/40=36pcu/km；（3）根據(jù)格林希爾茨模型，臨界密度K0=Kj/2=60pcu/km。當(dāng)前密度K=36pcu/km<K0，因此交通流處于穩(wěn)定流狀態(tài)（速度隨密度增加緩慢下降，流量隨密度增加上升）。2.某信號(hào)交叉口東西方向?yàn)橹毙邢辔?，周期長(zhǎng)C=120s，綠信比λ=0.45（綠燈時(shí)間G=λ·C=54s），每條直行車道的飽和流量S=1800pcu/h（即綠燈期間單位時(shí)間能通過(guò)的最大車輛數(shù)）?？紤]交叉口前路段存在公交?？空靖蓴_，折減系數(shù)γ=0.9（反映干擾對(duì)通行能力的影響），計(jì)算該方向一條直行車道的實(shí)際通行能力。解：信號(hào)交叉口一條車道的理論通行能力C0=S·λ=1800×0.45=810pcu/h；實(shí)際通行能力需考慮干擾折減，故C實(shí)際=C0·γ=810×0.9=729pcu/h。四、論述題（20分）結(jié)合當(dāng)前交通發(fā)展趨勢(shì)，論述智能交通系統(tǒng)（ITS）在提升城市交通運(yùn)行效率中的應(yīng)用路徑，并分析其對(duì)傳統(tǒng)交通管理模式的挑戰(zhàn)。智能交通系統(tǒng)通過(guò)技術(shù)賦能，從信息采集、決策優(yōu)化到服務(wù)反饋全鏈條提升效率，具體應(yīng)用路徑包括：（1）精準(zhǔn)感知：利用視頻檢測(cè)器、毫米波雷達(dá)、車載GPS和路側(cè)單元（RSU）構(gòu)建多源感知網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)獲取流量、速度、事件（如事故、擁堵）等數(shù)據(jù)，為決策提供依據(jù)。例如，南京快速路的“智慧感知”系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)100米范圍內(nèi)車輛軌跡跟蹤，檢測(cè)精度達(dá)95%以上。（2）智能決策：基于大數(shù)據(jù)和AI算法，對(duì)交通信號(hào)進(jìn)行自適應(yīng)控制。如南京河西新城的區(qū)域協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，通過(guò)實(shí)時(shí)優(yōu)化各交叉口周期和綠信比，高峰小時(shí)延誤降低20%；車路協(xié)同（V2X）技術(shù)可提前向車輛發(fā)送信號(hào)狀態(tài)（如“綠燈剩余時(shí)間”），引導(dǎo)駕駛員調(diào)整車速，減少停車次數(shù)。（3）高效服務(wù)：通過(guò)手機(jī)APP（如“南京智能交通”）、可變信息標(biāo)志（VMS）向出行者提供實(shí)時(shí)路況、公交到站時(shí)間、停車場(chǎng)空位等信息，引導(dǎo)分散交通流。例如，2023年南京夫子廟景區(qū)的ITS誘導(dǎo)系統(tǒng)，將周邊道路擁堵指數(shù)從6.8（嚴(yán)重?fù)矶拢┙抵?.2（輕度擁堵）。然而，ITS對(duì)傳統(tǒng)管理模式提出多重挑戰(zhàn)：（1）數(shù)據(jù)安全與隱私：海量交通數(shù)據(jù)（如車輛位置、出行習(xí)慣）存儲(chǔ)和傳輸存在泄露風(fēng)險(xiǎn)，需完善加密技術(shù)和法律法規(guī)（如《個(gè)人信息保護(hù)法》）。（2）系統(tǒng)兼容性：不同廠商的設(shè)備（如信號(hào)機(jī)、檢測(cè)器）協(xié)議不統(tǒng)一，跨平臺(tái)數(shù)據(jù)共享困難，需制定國(guó)家/行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（如ITS設(shè)備接口規(guī)范）。