交通工程课程设计.pdf

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1、 交通工程学课程设计 交通工程学课程设计徐州市矿大易初爱莲交叉口信号配时设计徐州市矿大易初爱莲交叉口信号配时设计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、

2、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.51.3 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

3、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

4、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左转左转和调头直直右左直直直右直直直左左直直左左右转转行行行转行行行转转行行转转转加调头和右转和和调右头转行行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、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周期时间参数132s项目人行横道长度参数东进口 30m西进口 33m黄灯时间绿灯时间3s25s车道

5、宽度车道数3.4m东进口 4+2西进口 5+4红灯时间信号灯相位数人行横道宽度104s4 相5m行人过街绿灯信号时间人行横道距停车线距离二、南、北进口道（早高峰）相关参数表相关参数表进口道方向：南、北进口道项目周期时间参数132s项目人行横道长度参数南进口 33m北进口 35m黄灯时间左转绿灯时间直行绿灯时间左转红灯时间直行红灯时间信号灯相位数人行横道宽度3s27s43s92s86s4 相5m人行横道距停车线距离2m行人过街绿灯信号时间车道宽度车道数3.4m东进口 4+2西进口 5+4无行人过街信号灯2m无行人过街信号灯三、东、西进口(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

6、目周期时间参数129s项目人行横道长度参数东进口 30m西进口 33m黄灯时间绿灯时间3s25s车道宽度车道数3.4m东进口 4+2西进口 5+4红灯时间信号灯相位数人行横道宽度101s4 相5m行人过街绿灯信号时间人行横道距停车线距离四、南北进口道（平峰）相关参数表无行人过街信号灯2m相关参数表进口道方向：南、北进口道项目周期时间参数129s项目人行横道长度参数南进口 33m北进口 35m黄灯时间绿灯时间3s40s车道宽度车道数3.4m东进口 4+2西进口 5+4红灯时间信号灯相位数人行横道宽度86s4 相5m行人过街绿灯信号时间人行横道距停车线距离1.3 交通调查以及问题分析对于交通量的调

7、查，本调查组分为两个时段调查，分别是早高峰（7:308:30 和平2m无行人过街信号灯峰（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 交通量汇总表高峰分流向交通进口方向量右转直行东入口左转右转直行南入口左转右转直行西入口左转右转直行北入口交叉口通过交通量49783964左转5533222338882942

8、149939650535263369113014421763643高峰交通量平峰分流向交通量右转直行左转右转直行左转右转直行左转右转直行左转572102623757232282952513043326158111038761427558平峰交通量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；但北入口的直行车流量却总是很多，且远大于左转

9、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 显示方向南北路左转东西路直行东西路左转 129周期时间绿 灯 显 示时间 27 25 25南北路直行 402.2 现有信号配时的问题分析：黄 灯 显 示时间 3 3 3 3红 灯 显 示时间 99 101 101 86绿 灯 间 隔时间 3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仍然还

10、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；第

11、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左左直直右直直直直右直直直左左直直左左右转行行行行转行行行转转行行转转转转转和左转及调头表 3-1和右转和和调右头转和调头行行3.1.2 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直行当量计算法。

12、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fi饱和流率：Si So N i式中：S 车道组i的饱和流率;iSo进口车道的基本饱和率，取1900 pcu/h;N 进口车道组包含车道数;fi 校正系数。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西进口直/右左直382323396382340396191170198南进口北进口左直左直/左左5058304216336953083044270673265278221176733.3.1 关键车流分析第一相位：第二相位：q1 ma

13、x176,73176第三相位：q2 max198,191 198第四相位：q3 max 170,265 265q4 max 2783.3.2 饱和流量的计算：,211 278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/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=0.098y2=q2/S2=198/1750=0.113y3=q3/S3=265/1750=0.151y4=q4/S4=278/1800=0.154Y=yi=0.51

14、6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。Co(黄灯时间取整数 3s，全红时间由s)确定。通常取整为 2s.车辆前损失时间可有车w Lr 头时距测量得到，约为 3 秒。因此 L=(3+2+3)4=32sv15代入公式，计算得最小周期为：1.5L51Y1.5325Co。107(s)为便于控制，可将周期设定为115s10.516各相位有效绿灯时长可由公式计算得出：yig(C L)E,ig1=15.95s；g2=19.01s；g3=23.28s；g4=25.06sY故绿灯时间可设定为：g1=16

15、s；g2=20s；g3=24s；g4=26s3.4 改进后的相位配时（平峰时）信 号 灯 显示方向北 入 口 直行和左转东西路直行东西路左转115周期时间绿 灯 显 示时间162024南 入 口 直行和左转26黄 灯 显 示时间3333红 灯 显 示时间96928886绿 灯 间 隔时间34.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

16、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

17、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7：307：35 7：40 7：45 7：50 7：55 8：00 8：05 8：10 8：15 8：20 8：25 8：30合计南入口时间7：307：35 7：40 7：45 7：50 7：55 8：00 8：05 8：10 8：15 8：20 8：25 8：30合计东入口右162029193936344142435415388直757566806586646555845163829左183544604537333127205120421合计10913013915914915913113712414715

18、6981638右201029233618433449233928352直306554535660575431586154633左3361451537211069合计537889779683101938388121921054时间7：307：35 7：40 7：45 7：50 7：55 8：00 8：05 8：10 8：15 8：20 8：25 8：30合计西入口时间7：307：35 7：40 7：45 7：50 7：55 8：00 8：05 8：10 8：15 8：20 8：25 8：30合计1.2 平峰时段北入口时间9：309：35 9：40 9：45右143468410531655直291

19、820275432371519202536332左21161212122828815202922223合计513835437268693339435564610右415026434332395940464733499直303842262520293333303357396左405437363752584353263435505合计1111421051051051041261351261021141251400右284129直355374左101311合计73107114 9：50 9：55 10：00 10：05 10：10 10：15 10：20 10：25 10：30合计南入口时间9：30

20、9：35 9：40 9：45 9：50 9：55 10：00 10：05 10：10 10：15 10：20 10：25 10：30合计东入口时间9：309：35 9：40 9：45 9：50 9：55 10：00 10：05 10：10 10：15 10：20 10：253029323334187203133246495253446046366761571941121398183799390898054591071028右402720241928243833534227375直575775564673406279565765723左181813321423201513391013228合计1

21、1510210811279124841151251481091051326右214795210153直1320202417191718151816左2626161823232716172421合计4147404949474644334740 10：30合计西入口时间9：309：35 9：40 9：45 9：50 9：55 10：00 10：05 10：10 10：15 10：20 10：25 10：30合计2.分车道分车种交通量东入口时间10:45-10:5010：50-10:5510:55-11:0011:00-11:0511:05-11:1011:10-11:1511:15-11:2011

22、:20-11:2511:25-11:30合计西入口时间10:45-10:5010：50-10:5510:55-11:0011:00-11:0511:05-11:10857132102526246529右271529292424203217302622295直133214242218142524272414251左232922273132193319242421304合计637665807774539060817457850小汽车3040264354404332308公交客车3104124015货车2136111015合计3542295356434832338小汽车5250717465公交车23

23、222货车11110合计555474776711:10-11:1511:15-11:2011:20-11:2511:25-11:30合计北入口时间10:45-10:5010：50-10:5510:55-11:0011:00-11:0511:05-11:1011:10-11:15合计南入口时间10:45-10:5010：50-10:5510:55-11:0011:00-11:0511:05-11:1011:10-11:15合计3.车头时距东入口序号123456789101112时间2.212.152.12.031.882.712.133.172.981.612.341.8364625676570

24、小汽车917664846076451032319公交客车9781171153032110货车301230964686080599合计1038373977087513小汽车916712312610469580公交客车121015861364货车22543420合计1057914313811386664车型小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车序号171819202122232425262728时间2.781.951.262.983.182.94.13.12.273.292.825.83车型小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车1

25、3141516西入口序号12345678910111213141516南入口序号12345678910112.872.961.942.272.344285714小汽车小汽车小汽车小汽车293031323.029.081.822.333.427142857小汽车小汽车小汽车小汽车2.885714286时间3.13.73.57.84.34.53.12.22.53.12.22.53.42.35.52.73.525车型小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车序号17181920212223242526272829303132时间（s)2.81.2

26、2.66.34.13.33.82.23.54.73.62.12.82.73.26.43.45625车型小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车3.490625时间2.932.012.151.351.241.741.531.991.482.291.92车型小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车序号1718192021222324252627时间1.931.642.871.421.691.181.541.071.51.931.93车型小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车12131415

27、16北入口序号123456789101112131415161.731.61.671.91.95小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车28293031322.532.073.655.164.38小汽车小汽车公交车公交车公交车时间（S）4.13.983.133.0921.913.833.052.392.823.442.31.581.192.122.062.686875车型货车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车序号17181920212223242526272829303132时间(S)2.9123.233.412.532.822.474.452.873.872.841.692.623.275.464.53.18375车型小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车公交小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车小汽车2.9353125参考文献1徐吉谦 陈学武.交通工程总论.北京：人民交通出版社，2008.