交通工程学课程设计(共22页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上 交通工程学课程设计 成绩：徐州市矿大易初爱莲交叉口信号配时设计 专业年级：交运2012-2 姓 名 学 号： 指导老师： 日 期：2015/01/16 徐州市矿大易初爱莲交叉口信号配时设计摘要：道路交叉口是指两条或两条以上道路的相交处。车辆、行人汇集、转向和疏散的必经之地，为交通的咽喉。因此，正确设计道路交叉口，合理组织、管理交叉口交通，是提高道路通行能力和保障交通安全的重要方面。 此次交叉口信号灯控制配时的调查地点是金山东路和解放南路交叉口。该交叉口地处市泉山公安分局巡防大队一中队前，属于平面十字型交叉口。本调查组分为四个小分队，分别在东、西、南、北四个入口通过实

2、际观测的方法测得了道路交叉口各个入口的车道数、车道宽、分流向交通流量、车头时距、信号显示及周期等信息。进而对现有的信号配时设计进行分析，找出问题，然后再自行设计信号配时，与现有的信号配时进行对比，分析优劣。对于定时信号的配时方法我国有停车线法和冲突点法等方法。随着研究不断深入，定时信号的配时方法也在进一步的改进。本设计采用的方法以停车线法为主。本次设计本小组分工合作，共采集了车道宽、交通流量、车头时距、信号灯信号显示及周期等数据，并且对数据作出了运算整理。 关键词：交通流量；交叉口；信号相位；配时 目录1、 交通现状调查.41.1金山东路与解放南路交叉口现状概况.41.2交叉口几何尺寸调查.5

3、1.3交通调查及问题分析.62、 信号相位分析.92.1实地观测信号相位数据.102.2现有信号配时的问题分析.103、 改进信号配时的方案.103.1改进方案.103.2流率比分析.113.3相位配时计算.113.4改进后的信号配时（平峰时）.12 4、方案评价.134.1改进后方案的优点.134.2改进后方案的缺点.134.3方案的进一步优化.13参考文献.15附录.161、交通现状调查1.1金山东路与解放南路交叉口现状概况道路交叉口是指两条或两条以上道路的相交处。车辆、行人汇集、转向和疏散的必经之地，为交通的咽喉。因此，正确设计道路交叉口，合理组织、管理交叉口交通，是提高道路通行能力和保

4、障交通安全的重要方面。此次交叉口信号灯控制配时的调查地点是金山东路和解放南路交叉口。该交叉口地处市泉山公安分局巡防大队一中队前，属于平面十字型交叉口，如下图1-1。如上图所示，具体的车道分布情况如下表1-1： 改进方案的交叉口车道分布 北进口 南进口 东进口 西进口右转左转加调头直行直行直行右转直行和右转直行直行左转左转和调头直行和右转直行左转左转右转左转左转和调头直行直行1.2交叉口几何尺寸调查 调查方法：通过学生现场观察的方法，运用米尺等测量工具，得出交叉口基本数据如一、一、东西进口道（早高峰）相关参数表相关参数表 进口道方向：东、西进口道早高峰项目参数项目参数周期时间132s人行横道长度

5、东进口 30m西进口 33m黄灯时间3s车道宽度3.4m绿灯时间25s车道数东进口 4+2西进口 5+4红灯时间104s行人过街绿灯信号时间无行人过街信号灯信号灯相位数4相人行横道宽度5m人行横道距停车线距离2m 二、南、北进口道（早高峰）相关参数表相关参数表 进口道方向：南、北进口道项目参数项目参数周期时间132s人行横道长度南进口 33m北进口 35m黄灯时间3s车道宽度3.4m左转绿灯时间直行绿灯时间27s43s车道数东进口 4+2西进口 5+4左转红灯时间直行红灯时间92s86s行人过街绿灯信号时间无行人过街信号灯信号灯相位数4相人行横道宽度5m人行横道距停车线距离2m 三、东、西进口

6、(平峰）相关参数表相关参数表 进口道方向：东、西进口道早高峰项目参数项目参数周期时间129s人行横道长度东进口 30m西进口 33m黄灯时间3s车道宽度3.4m绿灯时间25s车道数东进口 4+2西进口 5+4红灯时间101s行人过街绿灯信号时间无行人过街信号灯信号灯相位数4相人行横道宽度5m人行横道距停车线距离2m四、南北进口道（平峰）相关参数表相关参数表 进口道方向：南、北进口道项目参数项目参数周期时间129s人行横道长度南进口 33m北进口 35m黄灯时间3s车道宽度3.4m绿灯时间40s车道数东进口 4+2西进口 5+4红灯时间86s行人过街绿灯信号时间无行人过街信号灯信号灯相位数4相人

7、行横道宽度5m人行横道距停车线距离2m 1.3交通调查以及问题分析 对于交通量的调查，本调查组分为两个时段调查，分别是早高峰（7:308:30和平峰（9:30-10:30），每个时段每个入口分流向（直左右）调查交通流量，每隔5min计数，记录。调查任务结束后，又对各入口车型分类进行交通调查，分货车、公交客车、小汽车，调查时间不少于30分钟，车辆总数不少于200辆。之后完成车辆进入交叉口车头时距调查，车辆总数不少于100辆。1.3.1各个交叉口入口交通量调查 表1-3交通量汇总表进口方向高峰分流向交通量高峰交通量平峰分流向交通量平峰交通量东入口右转55643右转57558直行332直行210左转

8、223左转262南入口右转3881763右转3751427直行829直行723左转421左转228西入口右转4991442右转295876直行396直行251左转505左转304北入口右转3521130右转3321103直行633直行615左转69左转81交叉口通过交通量49783964 高峰时段各个入口交通量分布折线图1-2 平峰时段各个入口交通量分布折线图1-31.3.2对目前交叉口交通量的分析 由以上交叉口以及交通量调查表格、图形可分析得出以下问题：南入口的交通量无论是平峰还是高峰都始终是最大的；而相反，东入口则是最小的；北入口的左转车流量总是特别少，且北入口的左转车单独占用一个车道；但

9、北入口的直行车流量却总是很多，且远大于左转车流量；2.信号相位分析2.1实地观测信号相位数据2.1.1现有交叉口四相位图2-12.1.2现有信号灯设置（平峰时）： 现有信号灯时间分配表2-1信号灯显示方向周期时间绿灯显示时间黄灯显示时间红灯显示时间绿灯间隔时间南北路左转 129 27 3 99 3东西路直行 25 3 101东西路左转 25 3 101南北路直行 40 3 862.2现有信号配时的问题分析： 由分流向交通量调查表格以及交叉口现有信号配时可看出，北入口左转车辆相对来说过少，与南入口的左转车辆数量差距甚大，二者放在同一个相位，总是会出现北入口左转车道车辆行驶完毕，但是南入口的左转车

10、仍然还在继续放行，使得北入口左转车道长时间处于空闲状态。经过实地观测可发现北入口存在以下问题：北入口的左转车道车辆特别少，利用不充分，但北入口直行车数量较多且排队的长度较长；北入口的左转车每次到达交叉口排队等候的几率几乎达100%，这主要是由于左转车较少而信号周期较长以及相位组合不是很合理的原因所导致。3.改进信号配时的方案：3.1改进方案：由以上交叉口的交通量及信号配时的问题分析可以将交叉口的相位组合进行调整，同时车道也必须做相应的调整，调整后的车道分布图如下表格3-1，即将北进口的左转车道改为直行加左转放在最左侧车道。同时调整后的相位组合为：第一相位为北进口直行和左转；第二相位为东西直行；

11、第三相位为东西左转；第四相位为南进口直行和左转。相位组合图如下图3-1 改进方案的交叉口车道分布 北进口 南进口 东进口 西进口右转直行直行直行直行和左转及调头右转直行和右转直行直行左转左转和调头直行和右转直行左转左转右转左转左转和调头直行直行 表3-13.1.2改进后的相位组合： 第一相位：北进口直行加左转 第二相位：东西直行 第三相位：东西左转 第四相位：南进口直行加左转 图3-13.2流率比分析 流率比是车道（组）的实际实际交通量或设计交通量与该车道（组）的饱和流率比值。根据定义，确定流率比需首先确定车道（组）的饱和流率。由于很难进行实测，饱和流率公式计算比较复杂。因此我们采用较为简单的

12、直行当量计算法。直行当量计算法的思路是将左转车和右转车转化为等效直行车流量。 等效直行车流量=左转车流量直行当量系数 饱和流率： 式中：3.3相位配时计算 改进后各个进口分方向车道流量直行当量如下表：进口方向转向流量直行当量平均单车道直行当量东进口直/右382382191左323340170西进口直396396198左505530265南进口直830830278左421442221北进口直/左633706176左6973733.3.1关键车流分析第一相位：第二相位：第三相位：第四相位：3.3.2饱和流量的计算：北进口左转和直行的饱和流率值1800veh/h,东西直行的饱和流率为1750veh/

13、h,东西左转弯的饱和流率为1750veh/h,南进口左转和直行的饱和流率为1800veh/h。3.3.3各相位的关键流率比计算如下：y1=q1/S1=176/1800=0.098 y2=q2/S2=198/1750=0.113y3=q3/S3=265/1750=0.151 y4=q4/S4=278/1800=0.154Y=yi=0.516由于0.5160.90,顾道路条件满足要求。3.3.4信号配时计算过程：实用周期时间公式： L为一个周期内损失时间，等于黄灯时间加上全红时间。黄灯时间取整数3s，全红时间由 确定。通常取整为2s.车辆前损失时间可有车头时距测量得到，约为3秒。因此L=(3+2+

14、3)4=32s代入公式，计算得最小周期为：为便于控制，可将周期设定为115s。各相位有效绿灯时长可由公式 计算得出： g1= 15.95s ；g2=19.01s；g3= 23.28s；g4=25.06s故绿灯时间可设定为：g1=16s；g2=20s；g3=24s；g4=26s3.4改进后的相位配时（平峰时）信号灯显示方向周期时间绿灯显示时间黄灯显示时间红灯显示时间绿灯间隔时间北入口直行和左转 115 16 3 96 3东西路直行 20 3 92东西路左转 24 3 88南入口直行和左转 26 3 864.方案评价4.1改进后的方案的优点：改进后的交叉口信号周期缩短，车辆延误比原有的要小很多；改

15、进后北入口直行车的通行能力明显加大，将左转车道并入直行车道，使车道的利用比原有的更加充分；改变相位组合之后，每个相位绿灯时间的利用更加充分高效，从根本上缩短信号周期时间。4.2改进后方案的缺点：由于周期缩短，绿灯时间变小，行人过街的时间减少，故对行人过街的效率有更高的要求；由于更改相位组合导致车道的更改，使得南北入口的左转车道在紧靠分隔带的内侧，左转车辆以及调头车辆行驶不是很方便。4.3方案的进一步优化：鉴于更改后的方案存在以上两个缺点，提出几点建议：增加交叉口人行横道的宽度，增大人行横道的行人通过能力用以弥补绿灯时间的减少所带来的行人过街的影响，同时要加强对于交叉口机动车车速的控制管理；缩短

16、交叉口南北进口处的分隔栏，留出空隙以便于左转以及调头车辆的行驶；在实地调查时我们发现，在短短的几个小时之内出现了3起交通小事故，全部为非机动车过街时与机动车发生冲突导致，因此建议在每个人行道对面设置红绿灯，用以警告非机动车和行人过街时注意提高警惕。附表.1分车道交通量1.1高峰时段北入口时间右直左合计7：307：352030353 7：401065378 7：452954689 7：502353177 7：553656496 8：001860583 8：0543571101 8：103454593 8：154931383 8：202358788 8：25396121121 8：30285410

17、92合计352633691054南入口时间右直左合计7：307：35167518109 7：40207535130 7：45296644139 7：50198060159 7：55396545149 8：00368637159 8：05346433131 8：10416531137 8：15425527124 8：20438420147 8：25545151156 8：3015632098合计3888294211638东入口时间右直左合计7：307：351292151 7：404181638 7：453201235 7：504271243 7：556541272 8：008322868 8：0

18、54372869 8：101015833 8：155191539 8：203202043 8：251252955 8：306362264合计55332223610西入口时间右直左合计7：307：35413040111 7：40503854142 7：45264237105 7：50432636105 7：55432537105 8：00322052104 8：05392958126 8：10593343135 8：15403353126 8：20463026102 8：25473334114 8：30335735125合计49939650514001.2平峰时段北入口时间右直左合计9：309：

19、3528351073 9：40415313107 9：45297411114 9：503046783 9：552949179 10：003252993 10：053353490 10：1034441189 10：151860280 10：20746154 10：252036359 10：3031679107合计332615811028南入口时间右直左合计9：309：35405718115 9：40275718102 9：45207513108 9：50245632112 9：5519461479 10：00287323124 10：0524402084 10：10386215115 10：15

20、337913125 10：20535639148 10：25425710109 10：30276513105合计3757232281326东入口时间右直左合计9：309：352132641 9：401202647 9：454201640 9：507241849 9：559172349 10：005192347 10：052172746 10：1010181644 10：151151733 10：205182447 10：253162140 10：308132546合计57210262529西入口时间右直左合计9：309：3527132363 9：4015322976 9：4529142265

21、9：5029242780 9：5524223177 10：0024183274 10：0520141953 10：1032253390 10：1517241960 10：2030272481 10：2526242474 10：3022142157合计2952513048502.分车道分车种交通量东入口时间小汽车公交客车货车合计10:45-10:5030323510：50-10:5540114210:55-11:0026032911:00-11:0543465311:05-11:1054115611:10-11:1540214311:15-11:2043414811:20-11:25320032

22、11:25-11:30合计3081515338西入口时间小汽车公交车货车合计10:45-10:5052215510：50-10:5550315410:55-11:0071217411:00-11:0574217711:05-11:1065206711:10-11:1564006411:15-11:2062336811:20-11:2556226011:25-11:30763180合计5701910599北入口时间小汽车公交客车货车合计10:45-10:50919310310：50-10:5576708310:55-11:0064817311:00-11:05841129711:05-11:10

23、60737011:10-11:157611087合计451539513南入口时间小汽车公交客车货车合计10:45-10:509112210510：50-10:55671027910:55-11:0012315514311:00-11:051268413811:05-11:101046311311:10-11:156913486合计58064206643.车头时距东入口序号时间车型序号时间车型12.21小汽车172.78小汽车22.15小汽车181.95小汽车32.1小汽车191.26小汽车42.03小汽车202.98小汽车51.88小汽车213.18小汽车62.71小汽车222.9小汽车72.

24、13小汽车234.1小汽车83.17小汽车243.1小汽车92.98小汽车252.27小汽车101.61小汽车263.29小汽车112.34小汽车272.82小汽车121.83小汽车285.83小汽车132.87小汽车293.02小汽车142.96小汽车309.08小汽车151.94小汽车311.82小汽车162.27小汽车322.33小汽车2.3.2.西入口序号时间车型序号时间（s)车型13.1小汽车172.8小汽车23.7小汽车181.2小汽车33.5小汽车192.6小汽车47.8小汽车206.3小汽车54.3小汽车214.1小汽车64.5小汽车223.3小汽车73.1小汽车233.8小汽

25、车82.2小汽车242.2小汽车92.5小汽车253.5小汽车103.1小汽车264.7小汽车112.2小汽车273.6小汽车122.5小汽车282.1小汽车133.4小汽车292.8小汽车142.3小汽车302.7小汽车155.5小汽车313.2小汽车162.7小汽车326.4小汽车3.5253.456253.南入口序号时间车型序号时间车型12.93小汽车171.93小汽车22.01小汽车181.64小汽车32.15小汽车192.87小汽车41.35小汽车201.42小汽车51.24小汽车211.69小汽车61.74小汽车221.18小汽车71.53小汽车231.54小汽车81.99小汽车2

26、41.07小汽车91.48小汽车251.5小汽车102.29小汽车261.93小汽车111.92小汽车271.93小汽车121.73小汽车282.53小汽车131.6小汽车292.07小汽车141.67小汽车303.65公交车151.9小汽车315.16公交车161.95小汽车324.38公交车北入口序号时间（S）车型序号时间(S)车型14.1货车172.91小汽车23.98小汽车182小汽车33.13小汽车193.23小汽车43.09小汽车203.41小汽车52小汽车212.53小汽车61.91小汽车222.82小汽车73.83小汽车232.47小汽车83.05小汽车244.45公交92.39小汽车252.87小汽车102.82小汽车263.87小汽车113.44小汽车272.84小汽车122.3小汽车281.69小汽车131.58小汽车292.62小汽车141.19小汽车303.27小汽车152.12小汽车315.46小汽车162.06小汽车324.5小汽车2.3.183752. 参考文献1徐吉谦 陈学武.交通工程总论.北京：人民交通出版社，2008.专心-专注-专业