交叉口信号配时.docx

1、交叉口信号配时摘 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西南路和五一路交叉口。该交叉口地处市区西南部，属于平面十字型交叉口。西南路方向路段为双向五车道；五一路方向由东向西黄线以北是五车道，黄线以南是五车道，五一路由西向东黄线以北是两车道，黄线以南是三车道。周围分布饭店、居民住宅区、净水厂等，是一个非常重要的交叉口，并且西南路是主干道。本组通过实际观测的方法测得了道路交叉口的交通流量等信息。西南路车流量比五

2、一路车流量大很多，在五一路方向均有左转车流，西南路只在南进口存在左转车流，另外在五一路西路口和西南路南路口均有直行加右转相位。且西南路南进口的左转仅限公交且车流量极少。到目前为止，定时信号的配时方法在国际上主要有英国的WEBSTER法，澳大利亚ARRB法及美国HCM法等。我们在交通管理与控制课本中已经学会了webster法和HCM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英国的WEBSTER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.摒弃了有问题的数据

3、,保证使用严谨的数据进行运算.关键字 道路交叉口，信号配时，WEBSTER法，相位，课程设计。第一章 现状交通调查1.1西南路与五一路交叉口现状概况11.2交通流量调整21.3交叉口几何尺寸调查2第二章 信号相位分析2.1实地观测32.2理论依据52.3具体算法步骤52.4必要性分析结果6第三章 制定配时方案3.1信号配时方案原理73.2程序计算结果8第四章 延误分析及服务水平测定4.1延误估算方法104.2服务水平10第五章 结果分析5.1结果对比12第一章 现状交通调查1.1 西南路/五一路交叉口现状概况 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

4、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西南路和五一路交叉口。该交叉口地处市区西南部，属于平面十字型交叉口。西南路方向路段为双向五车道；五一路由东向西方向为双向五车道，包括自行车道，五一路由西向东黄线以北是两辆车道、黄线以南是三车道，周围分布饭店、居民住宅区、净水厂和大连沙河口区的部分政府部门等，是一个非常重要的交叉口，并且西南路是主干道。根据实地观察测量和分析讨论，本组对整个交叉口形状、车道划分与交通流运行轨迹进行了绘制，如下1.2交通流量调查本组通过实际观测的方法测得了道路交叉口的交通流量

5、等信息。具体观测时间为。具体测量方法为，对各车道分配人员进行定时计数以获得交通流量，对直行和左转的车道在红灯结束时按车计时获得车头时距，对各相位红绿灯分别计时等。交通流量通过在交叉口的高峰时间观测2小时获得，整理后的高峰小时流量见下表。表一 交叉口各流向流量高峰小时交通量(pcu)车道1车道2车道3车道4车道5车道6车道7车道8车道9634376398190160207169169198车道10车道11车道12车道13车道14车道15车道16车道17166166251278206578962241.3 交叉口几何尺寸调查交叉口几何尺寸通过实际测量，整理后的信息见下表表2 交叉口几何尺寸调查表进

6、口道方向车道数（单向）直行车道数直行道宽度(m)右转车道数右转车道宽度(m)左转车道数左转车道宽度(m)西南路北进口道433.5013.000西南路南进口道433.50013.50五一路东进口道533.50023.50五一路西进口道323.5013.5023.502 信号相位分析2.1实地观测由本次设计实地观测的西南路/五一路交叉口情况可知：西南路车流量比五一路车流量大很多，且只有西南路南进口和五一西进口存在左转车流。且西南路南进口的左转仅限公交且车流量极少。而我们想知道是否有必要设置专有的左转相位，就必须求出各相位的左转通行能力与实测值进行比较。2.2理论依据可插车间隙理论虽然是用于计算无信

7、号机的平面交叉口通行能力，而无信号交叉口遵循的是优先规则控制，即其通行顺序依次为：主要道路直行流向、主要道路左转流向、次要道路直行流向、次要道路左转流向。两相位交叉口车流运行特征跟交叉口优先规则控制有一些相似之处，因此可以根据可穿插间隙理论来分析其左转车道的通行能力。2.3具体算法步骤根据可插入间隙理论，假设主要道路车流按泊松分布到达，可建立计算左转通行能力Qmax的公式如下：式中：Qmax -次要道路可通过的最大交通量 Q-主要道路交通量 q- Q/3600 tc-次要道路可以穿过主要道路车流的临界间隙（s） h-次要道路车辆连续通过时的车头时距（s）2.4必要性分析结果由计算可以得出：表3

8、 最大左转交通量和实际左转交通量的比较第一相位第二相位第三相位第四相位最大左转交通量1101200125实际左转交通量991050100可见每个相位都能满足其冲突左转交通量。故没必要增设一个专用左转相位。所以我们决定对西南路/五一路交叉口采用四相位配时方案是合理的。3 制定配时方案到目前为止，定时信号的配时方法在国际上主要有英国的WEBSTER法，澳大利亚ARRB法及美国HCM法等。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英国的WEBSTER法为主。其信号配时设计流程图和信号相位基本方案如下： 3.1信号配时方案原理首先计算每车道

9、的饱和流量S，使用下式进行计算：S3600/h h 饱和车头时距然后计算流量比。公式如下。 yi=qi/si计算流量比的总和，公式如下式： y=maxyj,yj= max（qd/sd）j, （qd/sd）j启动损失时间 L=(l+I-A)信号周期时长的计算，公式如下所示： C=(1.5l+5)/(1-y) C0周期时长，Y流量比总和，L信号总损失时间， 各个相位的有效绿灯时间和显示绿灯时间，计算式所示：gej=Ge*maxyi,yi/Y Ge总有效绿灯时间，就是C0减去L。 计算各个相位的显示绿灯时间，公式如下所示：gj = gei - aj + lj3.2程序计算结果 表4 各车道交通流量道

10、路出口车道1车道2车道3车道4车道5车道6车道7车道8北进口2139013190791037033南进口300117126109881104631西进口17988817644555119东进口16089842791564517道路出口车道10车道11车道12车道13车道14车道15车道16车道17北进口7179120144693333433南进口6567112153682373430 周期为203第一相位绿灯时间63s第二相位绿灯时间71s第三相位绿灯时间45s第四相位绿灯时间12s第一相位绿信比0.375第二相位绿信比0.1875第三相位绿信比0.74375第四相位绿信比0.05625图4

11、输入的数据和输出结果4 延误分析及服务水平测定4.1延误估算方法延误是一个影响因素十分复杂的指标。1. 设计交叉口时各车道延误用下式估算： d = d1+d2 d1=0.5C(1-)2/(1-min1,x ) d2=900T(x-1)+(x-1)2+8ex/(CAP*T)式中：C周期时长（s） 所计算车道的绿信比； x所计算车道的饱和度； CAP所计算车道的通行能力； T分析时段的持续时长（h），取0.25h； e定时信号取0.5；2. 各进口道的平均信控延误按该进口道中的各车道延误的加权平均数估算：d1=diqi/qi式中：dA进口道A的平均信控延误（s/pcu）； di进口道A中第i车道的

12、平均信控延误（s/pcu）； qi进口道A中第i车道的小时交通量换算为其中高峰15min的交通流量（辆/15min）;3. 整个交叉口的平均信控延误按交叉口各进口道延误的加权平均数估计：dA=dAqA/qA式中：d1交叉口每车的平均信控延误（s/pcu）； qa进口道A的高峰15min交通流率（辆/15min）；4.2服务水平表4 延误服务水平表服务水平每车信控延误（s）服务水平每车信控延误（s）A805 结果分析5.1 结果对比WEBSTER法的配时仿真实验结果和实测值的比较如下表：表5.1.1相位配时对比分析相位灯色显示配时值实测值第一相位红灯13797绿灯6360黄灯33第二相位红灯12

13、9127绿灯7130黄灯33第三相位红灯155119绿灯4538黄灯33第四相位红灯188149绿灯129黄灯32表5.1.2 延误对比分析现有延误设计延误延误值1579.5服务等级BA由上表可以看出，实际采用的配时方案相关参数与我们通过调查得到的优化配时方案得到的配时方案相关参数都大致接近，说明实际情况与理论分析基本符合，说明配时方案可行。参考文献【1】吴兵交通管理与控制 第四版 北京 人民交通出版社 2009.1 【2】徐吉谦 陈学武交通工程总论 第三版 北京 人民交通出版社2008.6 【3】全永燊 城市交通控制北京 人民交通出版社 1989附 录 本次课程设计是我们小组几名同学共同完成

14、的，起初是调查交叉口的交通流量，早高峰同学们要起的很早的，之后是两个人一小组测量车速和红绿灯时间并且在此基础上算出绿信比和信号周期。之后以班级为单位分上下午在机房进行信号配时，用C语言或其它形式将自己的数据编程序，算出所需要的数据。附录一：交通流量调查表交叉口:西南路/五一路 方向:南进口 时间: 调查者:张博宇,姚博时间12直行13直行小中大和小中大和6:30-6:35191020.5273337.56:35-6:40210021293441.56:40-6:452141292826436:45-6:50183532.5343446.56:50-6:55263234.5313545.56:5

15、5-7:002740332745437:00-7:05223026.52944437:05-7:102740333245487:10-7:151940253446527:15-7:20171018.53025437:20-7:25101113.52743397:25-7:30202023243436.57:30-7:352020232645427:35-7:40233027.52824397:40-7:45221125.5293441.57:45-7:50202125303340.57:50-7:551900193223417:55-8:00201021.5283440.5交叉口:西南路/五一

16、路 方向:南进口 时间: 调查者:郭佟,左晓晨14，15直行15右转小中大和小中大和274543596374253539.5465563.5194637512258243742.5583674.5236542573367.5273439.5644478262437575268.5287854.5583368.5254337592470293441.5573469.5313341.5593369.5283440.5562365294647563468.5323444.5562365312340513463.5293339.5553569.5282439573469.5273337.5613371

17、.5交叉口:西南路/五一路 方向:南进口 时间: 调查者:张博宇17专左小中大和2103.520144028300345011.55118.590111420771110.55106.5111012.5110215101011.51120146119.5801108201181111.5交叉口:西南路/五一路 方向:北进口 时间: 调查者:杨宁,柳继波时间9直行10，11直行小中大和小中大和6:30-6:3512113.517176:35-6:4015117133196:40-6:452020255356:45-6:5018119.5208366:50-6:551212145246:55-7:

18、0016163227497:00-7:05182212626417:05-7:1024125.52928487:10-7:1511112.5222267:15-7:2026127.5323387:20-7:2519192126367:25-7:302121126247:30-7:351818123187:35-7:4015117185287:40-7:452020227367:45-7:501414166287:50-7:551414231432.57:55-8:0018119.57313交叉口:西南路/五一路 方向:北进口 时间: 调查者:马心怡16专左小中大和70211819.522174

19、21971110.56211191112.550571212.56118718.5617.571110.551753213.571314.510314.591112.5交叉口:西南路/五一路 方向:东进口 时间: 调查者:马心怡,柳继波时间4，5直行加左转6直行小中大和小中大和6:30-6:351724281421196:35-6:4018222163020.56:40-6:4514422191224.56:45-6:50291336.51721226:50-6:5525251702216:55-7:00472502142317:00-7:055444681922267:05-7:103333

20、1722247:10-7:15451148.51701197:15-7:20301439.51602207:20-7:25421655.5211022.57:25-7:30252291900197:30-7:35141219.5171120.57:35-7:40301337.5181121.57:40-7:452824391603227:45-7:50211226.51721227:50-7:5532133.5151118.57:55-8:0028232141117.5交叉口:西南路/五一路 方向:东进口 时间: 调查者:杨宁,周贺7直行8直行小中大和小中大和18180101.521122.5

21、2014124201114.5201225.52115.5191122.55118.517174028202050291221680087720141111100114115.54117.5172211013151118.51001181810131313301517118.500121414200212121013交叉口:西南路/五一路 方向:西进口 时间: 调查者:张博宇,姚博时间1专左2直行小中大和小中大和6:00-6:05455460.5223434.56:05-6:10487670.5233333.56:10-6:15535672.52424356:15-6:20544264233435.56:20-6:25549067.52423336:25-6:30598173213331.56:30-6:35549475.52024316:35-6:40459364.5213433.56:40-6:45235