青少年科技创新范例.docx

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1、郑密路凤凰楼十字路口的交通优化方案一、摘要对郑密路凤凰楼十字路口的交通进行优化，通过问卷调查，实地检验，数据记录、统计、分析的方法，确定郑密路凤凰楼十字路口是否安装红绿灯，以及如果安装红绿灯应如何控制提出分析和参考性的建议，结合实际的状况对郑密路凤凰楼十字路口的交通进行优化。二、关键词郑密路，凤凰楼，十字路口，交通优化三、前言郑密路是省道316郑州市至新密市路段，简称郑密路，凤凰楼十字路口位于郑密路郑州市南距三环7.95km（地图测量）处，与郑密路相交叉的为乡级公路，此段郑密路为东西走向，乡级公路为南北走向，乡级公路南部连通侯寨小学，乡政府，侯寨一中以及侯寨乡9个行政村，北部连通郑州市农博园、

2、尖岗水库以及尖岗村，刘庄村，八卦庙村三个行政村，由于男婚女嫁，邻里关系，以及政府单位和学校的位置，确定了这个十字路口为侯寨乡的重要的交通路段。行人的东行西走、南来北往以及一些车辆不遵循交通规则造成了此十字路口时有交通事故发生，所以有必要对这个十字路口的交通进行优化，通过问卷调查，实地检验，数据记录的方法，确定信号灯安装的必要性以及通过分析交通和人流状况来确定信号灯安装后的信号实施方案来优化交通，同时通过本次的研究也希望给关注郊区交通优化的人们带来一种新的解决郊区交通优化的思路。四、研究方法1、 研究对象：行人、车辆以及目测车辆时速（家长协助下）2、 问卷调查：通过问卷调查的方式，调查周边的人们

3、对郑密路凤凰楼十字路口的交通关注程度以及应该如何优化的问题。【100份问卷：十字路口附近30份问卷，郑密路南行政村40份问卷，郑密路北行政村20份问卷，问卷过程中路遇行人10份问卷】 设计问卷：1、是否知道郑密路凤凰楼十字路口？ 知道 不知道 2、对于这个十字路口的交通安全状况有什么看法？ 好，不需要优化 不好，需要优化 3、假如需要优化的话，你认为什么方式比较合适？ 红绿灯 过街天桥 立交桥地下人行道 4、对于十字路口的优化还有什么建议？3、实地检验：在郑密路凤凰楼十字路口对于行人以及车辆和车速，进行时间段的监控，记录数据，然后进行统计、分析、研究五、研究结果问卷结果：知道路口状况看法优化方

4、案建议知道：100人不知道：0人好：2人不好：98人红绿灯：68过街天桥：16立交桥：2地下人行道：1483人无优化建议17人有优化建议表1-1实地检验结果时段7-88-910-1111-1212-1314-1515-1616-17南北人189156881451348996126东西人253221122134927郑密车1045899112314521324842143113211-时速8070808080808080乡车2484333253128202-时速6060606060606060摩电34524351445339313-时速3020203030202020表1-2注：南北人、东西人分

5、别为：乡级公路行人和郑密路行人郑密车、乡车分别为：郑密路车辆和乡级公路车辆摩电为：摩托车，电动自行车1-时速：郑密路车辆时速2-时速：乡级公路车辆时速3-时速：摩电时速时速为：*km/h实地检验结果统计统计图表1-1六、讨论1、 郑密路凤凰楼十字路口有没有进行交通优化的必要呢？从表1-1中可以看出，100%的人都对郑密路凤凰楼十字路口有所了解，98%的人们对于十字路口的交通安全状况持不看好的态度，只有2%的人们看好十字路口的交通状况，所以，郑密路凤凰楼十字路口有必要进行交通优化2、 考虑到本地的实际状况，实行优化有4种选择，信号灯（交通红绿灯）、过街天桥、立交桥和地下人行通道，表1-2中显示选

6、择信号灯、过街天桥、立交桥和地下人行通道的人的比例分别是68%、2%、16%和14%。那么到底选择那种优化方案呢？首先排除立交桥，资金投入过大，一座立交桥投资最少过亿，属于不可能完成的优化方案，那么只剩下信号灯、过街天桥和地下人行横道属于可实行优化方案（最起码投入资金不惜象立交桥那么大），再把天桥和过道进行对比，地下通道造价高，天桥只需要浇注钢筋混凝土，而地下通道还需要设置水电工程，以及切断了公路下边的排水管道，电线、通信等管道。并且地下通道的承重要高于天桥，挖的土方也远远多于天桥，所以继续排除地下人行通道，那么只剩下过街天桥和信号灯2种优化方案，实地测量，郑密路路宽11m，两边的人行道各宽2

7、m，而一个跨越15m公路的人行天桥造价最少300W以上，而信号灯造价则远远少于这个水平，更何况郊区的走亲访友不能只是步行，有时候还需要代步工具（自行车、摩托车、电动自行车），大部分的代步工具由于重量原因不能走过街天桥，需要代步工具走过街天桥就需要增加造价。所以，最经济适用的优化方案为：信号灯。3、 既然确定优化的方法为信号灯指示优化法，那么，信号灯指示应该如何控制呢？首先需要考虑的是郑密路总宽15m，乡级公路总宽6m，人步行大约1m/s,步距大概6075cm，频率一半1步半/s，60100m/min，4-5km/h，南北方向每人次通过时间为15s,东西方向每人次通过时间为6s所以南北方向的红绿

8、灯延迟时间最少要在15s以上，而东西方向的红绿灯延迟时间最少要在6s以上，考虑到人行车行频率的不平均数，所以早上取7-8、8-9两个时间段，中午取11-12、12-13两个时间段，下午取14-15、15-16、16-17三个时间段，七个时间段取平均值定义单位时间段数量数1，统计图表1-2从统计图表1-2中人流量可以看出单位时间内南北方向与东西方向的行人比例基本为6：1，但是行人基数比较小，最多为128，通过计算可以得知南北方向行人每个人单独通过红绿灯时间总和为32min，东西方向行人每个人单独通过红绿灯时间总和为2.3min，时间比值为14：1【（128*15/60）：（23*6/60）】统计

9、图表1-3从统计图表1-3中车流量可以看出单位时间内南北方向与东西方向的车流量比例基本为1：17，从表1-2中可以看出南北方向均为小型机动车，而东西走向的车基本为大型机动车，但是无论是小型机动车还是大型机动车过红绿灯的速度均为40km/H，11.1m/s。考虑东西路宽为6M，南北路宽为15M，南北方向与东西方向通过的机动车时间比为6：15，综合车连速度、数量、路宽，得到南北方向与东西方向车流量时间比为2：85【6：（17*15）】。结合人流量、车流量、路宽、人行速度、车行驶速度可以得到单位时间内东西方向与南北方向的时间比为85：28【（85*1）：（14*2）】，约为3：1，考虑最低速度（人行

10、速度1m/s）通过郑密路的时间最长为15s,所以南北方向的绿灯闪亮时间可以再此基础之上加1/3变为20s,那么东西方向的绿灯就需要闪亮60s，所以南北乡级公路的红灯和绿灯闪亮时间频率为60s和20s，东西郑密公路的红灯和绿灯闪亮时间频率为20s和60s为最佳优化方案。【另：晚上6点天黑以后到早上7点十字路口南北方向行人比较稀少，所以四个方向的红绿灯可以转换为黄色闪烁状态信号警示灯。】）七、结论郑密路凤凰楼十字路口的交通需要优化，优化方案为：建立信号灯（红绿灯），早上7点到下午6点之间，南北乡级公路的红灯和绿灯闪亮时间频率为60s和20s，东西郑密公路的红灯和绿灯闪亮时间频率为20s和60s，晚上6点到早上7点四个方向的红绿灯转换为黄色闪烁状态信号警示灯为最佳优化方案。八、致谢1、八年级数学教师郭浩老师提供频率以及数据校验2、张波涛老师提供指导