交通管理与控制1412.docx
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交通管理与控制1412
1课程设计目的与背景
交叉口是城市道路网中的瓶颈，是制约道路通行能力的咽喉，决定着城市道路系统通行能力、行程时间、行车延误和营运效率及安全，我国城市的交通拥堵及交通事故主要发生在平面交叉口。
在交叉口处，机动车、非机动车、行人之间的干扰较多，交通流通行的顺畅性、安全性都比路段低，道路的运输效率，行车安全、车速、运营费用和通行能力很大程度上取决于交叉口的精心设计，因此，如何科学地规划、设计城市道路平面交叉口，合理地进行交叉口信号配时显得尤为重要。
本设计以某一交叉口为背景，并已知交通流量数据，对信号交叉口的交通进行数据分析,并用所学的方法进行新建交叉口交通控制设计。
通过该课程设计，使学生加深对课堂教学内容的理解，掌握交叉口渠化设计与信号配时设计方法，增强学生分析和解决实际交通问题的能力，为在交通工程设计和施工中应用相关知识解决实际问题打下基础。
2课程设计基本要求
1、要求了解和掌握数据分析和处理的基本方法。
2、要求紧密结合交叉口相交道路条件，通过查阅相关资料，分析、计算、比较、论证，制订出合理的设计方案，为今后从事专门技术和科学研究工作打下基础。
3、能初步应用AutoCAD或计算机辅助绘制车道渠化方案图、相位图及信号配时图。
4、能应用VISSIM仿真软件对设计方案进行验算。
5、排版需按规定要求进行。
一•交叉口各流量的计算
1•根据资料所给不同方向一小时交通量及换算系数，将不同车的交通量换算成标准车辆的交通量。
一、东进口到：
左转：
32.5121.070.2=21（pcu/h）
直行：
43.032.5211.51071.04690.260.5=255（pcu/h）
右转.12.541.5341.0620.2=55（pcu/h）
西进口到：
左转：
12.531.5231.0280.2=36（pcu/h）
直行.532.5512.51941.01070.250.5=427（pcu/h）
右转.132.5111.5841.0460.260.5=146（pcu/h）
南进口道.左转.22.5151.5471.0850.230.5=93（pcu/h）
直行：
332.5581.52121.03840.250.5=454（pcu/h）
右转：
12.531.5121.02550.230.5=72（pcu/h）
北进口道：
左转：
11.5491.0760.220.5=67（pcu/h）
直行.202.5391.51241.02440.270.5=285（pcu/h）
右转.22.511.5201.0230.220.5二33（pcu/h）
大车率的计算
将公交车和大车都计入大车，转化为标准车辆后进行大车率的计算。
1）东进口到：
左转：
=（32.5）/21=35.71%
直行：
=（43.032.5）/255=7.65%
右转.工（12.5）/55=4.55%
2）西进口到：
左转：
=（12.5）/36“94%
直行.=（532.5）/427=31.03%
右转：
=（132.5）/146=22.26%
3）南进口到：
左转：
=（22.5）/93=5・38%
直行.工（332.5）/481=17.15%
右转：
二（12.5）/72=3.47%
4）西进口到：
左转：
直行：
=（202.5）/28^17.54%
右转.=（22.5）/33=15.15%
3.最高15min流量换算每小时交通量qdmn
qd=Qmnqdmn（PHF）mn
（PHF）mn主要进口到可取0.75
21
1）东进口到：
左转：
qdmn28（pcu/h）
0.75
2）西进口到：
左转:
36
"茴叫必）
直行:
右转:
qdmn二罗"95（pcu/h）
0.75
右转:
33
q十质+pcu/h）
非机动车的交通量和最高15min交通量的平均流率等
平均流率：
=Qbmn/45=36/45=1（pcu/h）
平均流率.二Qbmn/45=165/45二4（pcu/h）
直行：
255
qdmn340（pcu/h）
0.75
右转：
55
qdmn73（pcu/h）
0.75
平均流率.=Qbmn/45=68/45=2（pcu/h）
计算得到下表
交叉口各流向流量
进口道
Qmn（PCU/h）
大车率（%）
qmn（PCU/h）
东进口
直行
255
7.65
340
左转
21
35.71
28
右转
55
4.55
73
总计
331
441
南进口
直行
454
18.17
605
左转
93
5.38
124
右转
72
3.47
96
总计
619
825
西进口
直行
427
31.03
569
左转
36
6.94
48
右转
146
22.26
195
总计
609
812
北进口
直行
285
17.54
380
左转
67
0
89
右转
33
15.62
44
总计
385
513
非机动车交通量和最高15分钟交通量的平均流率
进到口
qbmn（辆/h）
平均流率（辆/h）
东进口
108
3
南进口
165
4
西进口
36
1
北进口
68
2
二、信号相位方案的确定
由于东西两侧进口车道左转的车比较多,虑采用三相位信号配时方案。
如下图
二交叉口进口道上又设有专用左转车道，故考
第二相位
第一相位
.渠化设计
初步渠化方案
四.配时参数计算
1•信号周期时长:
1-Y
取87s
L=E（Ls+I—Ah=9信号总损失时间：
sk
式中：
Ls-启动损失时间取3s；
A-黄灯时长，取3s；
I-绿灯时间间隔取3s；
k一个周期内的绿灯间隔数。
L9
C===87
所以信号周期时长：
1-丫1-0.8972
总有效绿灯时间：
Ge=Co-L=7—69
五.饱和流量的计算
饱和流量用实测平均饱和流量乘以各个影响校正系数方法估算，即进口道的估算饱和流
Sf=乳fFi
式中：
Sf-进口车道的估算饱和流量，pcu/h；
Sbi-第i条进口车道基本饱和流量，pcu/h，i取T丄或R分别表示相应的直行左转右转，下同；
f（F）-各类进口道对应的校正系数。
（i）基本饱和流量
各类进口车道各有其专用相位的基本饱和流量Sbi，可采用下表中的数值。
（2）各类车道通用校正系数
1）车道宽度校正：
3.0EW^3.5'
2.7兰Wc3.0
W>3.5」
厂1
0.4（W-0.5）
Q05（W+16.5）
式中：
W车道宽度，m
W取3.5m则车道宽度校正系数fW=1
2）坡度及大车校正如下：
fg=1-（G•HV）
式中：
G—道路纵坡，下坡时取0;
HV
东进口道：
――大车率，这里不大于0.5
直左：
已知该进口道的直行设计流量为340辆/h，且打大率为7.65%,右转车辆为73辆/h，左转为28辆/h，则根据进口道的车道功能划分，应用等排队长度理论，该进口道的直左车道设计流量为（34028-73）“3=147辆/h，于是直左车道中直行车为（147-28）=119辆/h，
大车为119*7.65%=9.1辆/h大车率为9.1/147=6.2%
直左：
fg訂-（GHV）=1-（0+0.062）=0.938
直行：
fg=1_（GHV）=1-（0+0.0765）=0.9235
右转：
fg=1-（GHV）=1-（0+0.0455）=0.9545
南进口道：
左转：
fg-（GHV）=1-（0+0.0538）=0.9462
直行：
fg=1_（GHV）=1-（0+0.1715）=0.8285
右转：
fg=1_（GHV）=1-（0+0.0347）=0.9653
西进口道：
左转：
fg「-（GHV）=1-（0+0.0694）=0.9306
直行：
fg=1_（GHV）=1-（0+0.3103）=0.6897
右转：
fg=1_（GHV）=1-（0+0.2228）=0.7772
北进口道：
左转：
fg=1-（GHV）=1-（0+0）=1
直行：
fg=1-（GHV）=1-（0+0.175）=0.825
直右：
已知该进口道的直行设计流量为380辆/h，且打大率为17.5%,右转车辆为44辆/h，左转为136辆/h，则根据进口道的车道功能划分，应用等排队长度理论，该进口道的直右车道
设计流量为（380，136，44）'3186辆/,h于是直右车道中直行车为（186.7-44）
=142.9辆/h，大车为142.7*17.5%=24.97辆/h大车率为24.97/186.7=13.4%
fg=1-（GHV）=1-（0+0.134）=0.866
3）直行车道的饱和流量
直行车流受同相位绿灯初期左转自行车影响时，直行车道设计饱和流量除必须做通用的校正外，尚须作自行车影响校正，自行车影响校正系数按下式计算：
1_WbL（无左转专用相位）
V=ge
<1（有左转专用相位）丿
bL
ge
」B（C-ge）
C
=Ge
式中：
j周期内的相位数；
Ge――总有效绿灯时间
故：
东进口道西进口道都有左转专用相位：
fb=1
南进口道：
ge=Ge=69=23
i3
bL=85
f.
d1低d1,85c”b=1=10.56
ge23
北进口道：
b
=23
fb十q十二=0.75
直行车饱和流量：
St=SbTfwfgfb
式中：
St――直行车道饱和流量，pch/h；
SbT――直行车道的基本饱和流量pch/h
表二各类进口车道的基本饱和流量
直行车道
左转车道
右转车道
1650
1550
1550
东进口道：
St二缶fwfgfb「65010.9235仁1523.775pcu/h
南进口道：
St二Syrfwfgfb=165010.82850.56=765.534pcu/h
西进口道：
St=&tfwfgf^165010.68071=1123.155pcu/h
北进口道：
St二&tfwfgfb=165010.8660.75=1071.075pcu/h
左转专用车道饱和量
①有专用相位时：
S|_=SbTfwfg
式中：
Sr—有左转专用相位时左转专用车道饱和流量,pcu/h；
SdT—左转专用车道有专用相位时的基本饱和流量，pcu/h。
南进口道：
Sl二Sdtfwfg=155010.9463=1466.765pcu/h
北进道口：
Sl二Sotfwfg=155011=1550pcu/h
式中：
Sl—无左转专用相位时左转专用车道饱和流量,pcu/h；fL――左转校正系数；
――对向直行车道数的影响系数，见下表；
qT0――对向直行车流量，pch/h；
'――绿信比，缺信号配时数据时，按下式粗略估算
、Ge
A=
jc
对向直行车道数的影响系数
对向直行车道数
1
2
3
4
L0
0.625
0.51
0.44
查表可知：
东进口道：
qT0二340pcu/h
西进口到：
qT0=570pcu/h
由对向直行车道数为一则，=1.0
西进口到：
q-0.0011里0
Sl二exp（-0.001qT0）-0.1=e0.26=0.11
.0011議二0.27
则：
东进口道：
Sl二exp（-0.001血）-0.1二e
所以:
东进口道：
ST=SbTfwfgf「155010.9380.27=392.553pcu/h
西进口到：
Sr=SbT汉fw汇fg汽仆=1550江仆0.9306汇0.11=158.67pcu/h
5）无右转专用车道饱和流量
SR二&Rfwfgfrfps=155010.86610.9=1208.07pcu/h
转弯半径校正系数
1（r>15m）
f=l
R丨0.5+丄（r<15m）
I30丿
式中：
r---转弯半径，m
转弯半径按5m所以fr=0.67
2.行人或自行车影响校正系数fpd=min[fp,fb]
查表可得出fp=0.15
自行车影响校正系数fb
fb=1上
gj
式中：
gj--该相位显示绿灯时长，s
tr--直行自行车绿初驶停止线所占用的时间，S，可用下式计算：
丄3600（1-）br3600（1-0.26）15
tr2.0
Sts%36005.5
式中：
Srs--红灯期间到达排队自行车绿初驶出停止线的饱和流量，建议取3600辆/m.h
br--直行自行车每周期平均交通量
Wb--自行车道宽度
tT2.0
故：
fb=1=1=0.91所以fPb=0.7
gj23pb
东进口：
Sr=SbRfwfgfrfps=155010.954510.7=1035.63pcu/h
西进口：
SR二SbRfwfgfrfps=155010.777210.7=843.26pcu/h
南进口：
SR=SbRfwfgfrfps=155010.965310.7=1047.35pcu/h
北进口：
SR二SbRfwfgfrfps=155010.86610.7=939.61pcu/h
6）直左合用车道饱和流量
Stl=StfTL=1523.7750.6=914.265（pcu/h）
fTL为直左合流校正系数，（东进口道）
fTL二
丄「心8=0.6
qT246.642
qT二KLqLqT=3.8828119=246.64
色=^3725=3.88
SL392.553
式中;
7）Stl二St=1071.0750.94=1006.81（pcu/h）
fTR为直左合流校正系数，（北进口道）
生_d=妙上29=0.94qT196.774
qT二KRqRqT=1.2343.8142.9=196.774
’St1071.075…
Kr匚==1.23
Sr939.61
式中；
jj
Y=送maxyj,y'j,HI]=送
jwj
式中：
Y-组成周期的全部信号相位的各个最大流量比yiyj、值之和;
j-一个周期内的相位数；
yyj、-第j相的流量比；
qd-设计交通量，hpcu/；Sd-设计饱和流量，hpcu/。
设计丫值小于9.0，方案不用重新设计
各进口到的相位流量比:
Yi
q
Si
东进口道：
Y直二q直/S直=340/1523.78=0.22
y直左二q直左/s直左=28/914.265=0.031
y右二q右/S右=73/1035.63=0.07
南进口道：
Y直=q直/S直=624/1305.534=0.48
y左二q左/S左=124/1466.765=0.08
y右二q右/S右=96/1047.35=0.09
西进口道：
y直二q直/S直=570/1123.155=0.51
y左二q左/S左=48/158.67=0.3
y右二q右/S右=195/893.26=0.21
北进口道：
y直二q直/S直=380/1071.075=0.35
y左二q左/S左=136/1550=0.09
y直右二q直右/S直右=44/1006.81=0.04
综合上式可得：
将各相位的值相加得到整个交叉口的值：
丫八y二0.220.510.05二0.82：
0.9
j
②信号配时计算:
总损失时间：
L=43=12s;
L
12
信号周期时长：
C二
1-Y1-0.5455
总有效绿灯时间：
teg二C一L二14.4s③有效绿灯时间：
=26.4S
t=仏树=0^“44=419s；
tEG1ytEG0.5455；
tEG2二仏tE^0^18714.4=3.13s
tEG2YI0.5455
tEG3^tEG二皿14.4=4.04s
IEG3YlEG0.5455
tEG4芒tEG掘14"04s
实际显示绿灯时间等于有效绿灯时间。
④最小绿灯时间验算:
15
-,7匸亠*16.却4.低，无法满足行人过街的最短时
100s。
行人校正系数：
500/36=14（人/周期）
〜25，故f厂0.88；
<20,所以pf=0.15,
直行自行车影响校正系数:
西进口：
bT=（202/36）/0.75=7.481（辆/h）
3600（1-22）7.481tT=881.020
q=1.20943243=295
fTR=（243+43y295=0.969
则STR
=SffTR=15710.969=1522（辆/h）
南北进口直右：
y=max{^09,^26<^09,^26}=0.1532
31580155613641522
可见交通流量比与原来的一样。
X=讨、讨?
讨3讨4二0.5455<0.9,符合要求。
则变化后的有效绿灯时间:
tEG1
上t
Y【eg
=0.158888=25s
0.5455
tEG2
弋【eg
啤88「9s
0.5455
tEG3
上t
Y【eg
0.153288=25s
0.5455
tEG4
YtEG
0.114888=19s
0.5455
实际显示绿灯时间等于有效绿灯时间。
绿信比:
26n
仁旦0.26，'2=0.19,
100
4.5服务水平估算
东进口：
CAP直行=15280.26=398（辆/h）
CAP直右-14540.26=378（辆/h）
西进口：
CAP直行=15610.26=406（辆/h）
CAP直右-14320.26=373（辆/h）
CAP左-15500.19=295（辆/h）南进口：
CAP直行=15560.25=389（辆/h）
CAP直右=15220.25=381（辆/h）
CAP左=15500.18=279（辆/h）
CAP-15500.19=295（辆/h）北进口：
CAP直行=15800.25=395（辆/h）
CAP直右=13640.25=341（辆/h）
CAP=15500.18=279（辆/h）
②饱和度X壮R
西进口：
东进口：
183
x直行=0.451
x直仃406
232
x直行=0.583（辆/h）
直仃398
183
232r
X直右一381=0.480
X直右一378=0・613（辆/h）
x左二-80=0.271左295
x=184=0.624（辆/h）左295
南进口：
北进口：
227
X直行二389=°.584（辆/h）
209
X直行二395=0.529（辆/h）
227
X直右二381=0.596（辆/h）
X直右二896=0.604（辆/h）
178
丫左=一=0.637（辆/h）
x279
83
x左=0.297（辆/h）
279
③平均信号控制延误时间
直右d直右1=31.28s左转d左1=34・58s
东进口：
直行
d直行1
=0.5100
（1-0.26f
1-min1,0.583】0.26
=32.27s
直右d直右1=32・57s
左转d左1F7.22s
2
=0.51001-°2532.93s
1-min1,0.5840.25
=0.51001-°2532.41s
1-min1,0.529k0.25
直右
d直右i
-33.12s
左转d左1=35.51s
随机附加延误
西进口直行:
=3.59
直行d2=90°“a汇［©451—1和（0.451-1ftO^XT
直右d2=4.37，左转d2=1.78
东进口：
直行d2=6.12，直右d2=7.24，左转d2=3.96
南进口：
直行d2=6.28，直右d2=6.72，左转d2=10.62
北进口：
直行d2=5.00,直右d2=7.72，左转d2=2.54
3、总延误d=d1■d2，单位s/pcu
西进口：
直行d=34.6，直右d=35.65，左转d=36.36
东进口：
直行d=38.39,直右d=39.81，左转d=41.18
南进口：
直行d=39.21，直右d=39.76，左转d=48.59
北进口：
直行d=37.41，直右d=40.84,左转d=38.05
4、各进口道的平均信控延误dA-^d.q./^q.，单位s/pcu
A・II・I
iI
东进口：
28.958汇38.39+39.81汇14.479+41.18汇46“c,
dA39.34
28.95814.47946
南进口：
39.2126.08339.7613.04248.5921“c
dA40.0
26.08313.04221
北进口：
37.41汉36.958+40.84汉18.479+38.05汉45
dA38.44
36.95818.47945
5、整个交叉口的平均信控延误
35.1639.312539.3454.9375
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