交通工程課程設計

1、成績 交通工程課程設計 專 業(yè)： 交通工程 班 級： 200901 學 號： 姓 名： 指導教師： 職 稱： 日 期： 2012年2月 目 錄1 資料整理.22 現(xiàn)狀路口通行能力計算.53 飽和年的確定.84 飽和年交通組織方案.125 飽和年信號配時.136 飽和年路口分流渠化設計.177 路段上公交?？空驹O計.188 交叉口標志、標線和管制措施設計.209 參考文獻.211 資料整理1.1 路口歷年機動車高峰小時交通量，如表1.1-1。 歷年機動車高峰小時流量表（單位：輛/小時） 表1.1-1年 份1994199519961997199819992000PHV250025902710280

2、0289029803040年 份2001200220032004200520062007PHV3130331035003610373038603980由表1.1-1整理出歷年機動車高峰小時流量增長率，如表1.1-2。 歷年機動車高峰小時流量增長率表（單位：%） 表1.1-2年 份1994199519961997199819992000年增長率3.6 4.6 3.3 3.2 3.1 2.0 年 份2001200220032004200520062007年增長率3.0 5.8 5.7 3.1 3.3 3.5 3.1 1.2 2007年路口高峰小時流量、流向資料，如表1.2。 2007年路口高峰小時

3、流量表（單位：輛/小時） 表1.2進口轉(zhuǎn)向小汽車出租車大客車中巴小貨車摩托車自行車北右轉(zhuǎn)440002615810直行172002601908左轉(zhuǎn)4000012924南右轉(zhuǎn)410182149266218直行212000341960左轉(zhuǎn)3200010220東右轉(zhuǎn)520002824628直行274400863360左轉(zhuǎn)44662101103902西右轉(zhuǎn)740004618026直行35060010035628左轉(zhuǎn)36000205821.3 車種換算系數(shù) 在城市道路設計規(guī)范CJJ 3790中，計算平面交叉口的通行能力時，車種分類較少，無法獲得通過該路口的全部機動車換算系數(shù)，因而通過該路口的各種機動車換算

4、系數(shù)可以根據(jù)城市道路交通規(guī)劃設計規(guī)范GB5022095取值，如表1.3。 車種換算系數(shù) 表1.3車種小汽車出租車大客車中巴小貨車摩托車自行車換算系數(shù)1.01.02.01.21.00.40.21.4 由2007年路口高峰小時流量、流向資料和車種換算系數(shù)整理出2007年路口機動車（標準車輛）高峰小時流量、流向資料，如表1.4-1。 2007年路口機動車（標準車輛）高峰小時流量、流向資料 表1.4-1進口轉(zhuǎn)向標準車輛（輛/小時）占本進口比例（%）占路口比例（%）北右轉(zhuǎn)133.225.0 13.3 直行310.458.3 左轉(zhuǎn)88.816.7 南右轉(zhuǎn)805.668.2 29.6 直行324.427.5

5、 左轉(zhuǎn)50.84.3 東右轉(zhuǎn)178.412.6 35.3 直行498.435.3 左轉(zhuǎn)73452.0 西右轉(zhuǎn)19222.1 21.8 直行598.468.8 左轉(zhuǎn)79.29.1 流量合計（輛/小時）3993.6 由上表可知，2007年該路口機動車（標準車輛）高峰小時流量為3993.6輛/小時，與表1.1-1中2007年該路口機動車高峰小時流量3980輛/小時非常接近。根據(jù)上表數(shù)據(jù)，作出流向流量流向圖，如圖1.4-2。 2007年路口機動車（標準車輛）高峰小時流向流量圖 圖1.4-21.5 現(xiàn)狀路口的控制方式 燈控路口（二相位），信號周期110秒，其中東西向綠燈為60秒，南北向綠燈為44秒。 各

6、車道在交叉口處均為雙向四車道，本設計中取各進口道均有一條直左、直右車道。1.6 機動車流中車型分布，如表1.6。 機動車車型分布表（單位：%） 表1.6車型小車大車拖掛車及通道車比例504462 現(xiàn)狀路口通行能力計算2.1 機動車通行能力計算 城市道路設計規(guī)范CJJ 3790規(guī)定，信號燈管制十字形交叉口的設計通行能力按停止線法計算。十字形交叉口的通行能力為各進口道設計通行能力之和，各進口道設計通行能力為各車道設計通行能力之和。 在本設計中，排隊待行的第一輛車從起動到通過停車線的時間，不同車種混行時取2.3S；車隊通過停車線的間隔時間取3.26S；折減系數(shù)取0.8。直左車道中左轉(zhuǎn)車輛比例取50%

7、。 以下通行能力的計算依照城市道路設計規(guī)范CJJ 3790的規(guī)定進行。2.1.1 直行車道設計通行能力按下式計算： （2.1.1）式中： ：一條直行車道的設計通行能力（pcu/h）； ：信號周期（s）； ：信號周期內(nèi)綠燈時間（s）； ：變?yōu)榫G燈后第一輛車啟動并通過停止線的時間（s），可采用2.3s； ：直行或右行車輛通過停止線的平均間隔時間（s/pcu）； ：直行車道通行能力折減系數(shù)，可采用0.8。2.1.2 直右車道設計通行能力按下式計算： (2.1.2)式中： ：一條直右車道的設計通行能力（pcu/h）。該路口東西方向直右車道的通行能力為該路口南北方向直右車道的通行能力為2.1.3 直左車

8、道設計通行能力按下式計算： （2.1.3） 式中： ：一條直左車道的設計通行能力（pcu/h）； ：直左車道中左轉(zhuǎn)車所占比例。該路口東西方向直左車道的通行能力為該路口南北方向直左車道的通行能力為2.1.4 通行能力的折減 在一個信號周期內(nèi)，對面到達的左轉(zhuǎn)車超過34pcu時，應拆減本面各種直行車道（包括直行、直左、直右及直左右等車道）的設計通行能力。 當>時，本面進口道的設計通行能力按下式拆減： （2.1.4-1）式中： ：拆減后本面進口道的設計通行能力（pcu/h）； ：本面進口道的設計通行能力（pcu/h）； ：本面各種直行車道數(shù)； ：本面進口道左轉(zhuǎn)車的設計通過量（pcu/h）； （2

9、.1.4-2） ：不拆減本面各種直行車道設計通行能力的對面左轉(zhuǎn)車數(shù)（pcu/h）。當交叉口小時為3n，大時為4n，n為每小時信號周期數(shù)。 該路口取大值，則該路口四面進口道不拆減本面各種直行車道設計通行能力的對面左轉(zhuǎn)車數(shù)為東西方向本面進口道左轉(zhuǎn)車的設計通過量為>南北方向本面進口道左轉(zhuǎn)車的設計通過量為> 因此，該路口四面進口道的設計通行能力均需折減。由現(xiàn)狀路口的控制方式可知，該路口四面均取2。拆減后各面進口道的設計通行能力為：東西方向南北方向 現(xiàn)狀路口的機動車通行能力為：2.2 非機動車通行能力計算 城市道路設計規(guī)范CJJ 3790規(guī)定，信號燈管制交叉口進口道的一條自行車車道的設計通行

10、能力為1000veh/(hm)。3 飽和年的確定3.1 總量預測模型3.1.1 機動車流量預測模型 根據(jù)表1.1-1中的路口歷年機動車高峰小時流量資料，作出路口歷年機動車高峰小時流量圖，如圖3.1.1。圖3.1.1根據(jù)上圖中歷年機動車高峰小時流量的變化情況，選用時間序列法中的二次指數(shù)平滑法建立預測模型。3.1.1.1 二次指數(shù)平滑法二次指數(shù)平滑法是對一次指數(shù)平滑值作再一次指數(shù)平滑的方法。它不能單獨地進行預測，必須與一次指數(shù)平滑法配合，建立預測的數(shù)學模型，然后運用數(shù)學模型確定預測值。對于初始值的確定，一般來說，對于變化趨勢較穩(wěn)定的觀察值可以直接用第一個數(shù)據(jù)作為初始值；如果觀察值的變動趨勢有起伏波

11、動時，則應以n個數(shù)據(jù)的平均值為初始值，以減少初始值對平滑值的影響。二次指數(shù)平滑值記為，它是對一次指數(shù)平滑值計算的平滑值，即 （3.1.1.1-1） 二次指數(shù)平滑法主要用于變參數(shù)線性趨勢時間序列的預測。變參數(shù)線性趨勢預測模型的表達式為： （3.1.1.1-2） （3.1.1.1-2）式的預測模型與一般的線性趨勢模型的區(qū)別在于，式中、是參數(shù)變量，隨著時間自變量的變化而變化，即直線在各時期的截距和斜率是可能不同的； 是從期開始的預測期數(shù)。 運用二次指數(shù)平滑法求解（3.1.1.1-2）式可得參數(shù)變量的表達式，即 （3.1.1.1-3） 根據(jù)（3.1.1.1-3）求出各期參數(shù)變量的取值，代入（3.1.1

12、.1-2）式，則具有無限期的預測能力，當僅作一期預測時，有 （3.1.1.1-4）3.1.1.2 機動車流量預測本設計中，取初始值，。利用二次指數(shù)平滑法將表1.1-1中的數(shù)據(jù)整理如表3.1.1.2。 路口歷年機動車高峰小時交通量及預測值表（單位：輛/小時） 表3.1.1.2年份時間tPHV一次指數(shù)平滑值二次指數(shù)平滑值2500.0 2500.0 1994125002500.0 2500.0 2500.0 0.0 1995225902581.0 2572.9 2589.1 72.9 2500.0 1996327102697.1 2684.7 2709.5 111.6 2662.0 19974280

13、02789.7 2779.2 2800.2 94.5 2821.1 1998528902880.0 2869.9 2890.1 90.9 2894.7 1999629802970.0 2960.0 2980.0 90.0 2981.0 2000730403033.0 3025.7 3040.3 65.7 3070.0 2001831303120.3 3110.8 3129.8 85.5 3106.0 2002933103291.0 3273.0 3309.0 162.0 3215.3 20031035003479.1 3458.5 3499.7 185.4 3471.0 20041136103

14、596.9 3583.1 3610.7 124.2 3685.1 20051237303716.7 3703.3 3730.1 120.6 3734.9 20061338603845.7 3831.4 3860.0 128.7 3850.7 20071439803966.6 3953.1 3980.1 121.5 3988.7 由上表可知，輛/小時，輛/小時。以2007年為基準，2007年以后機動車高峰小時流量預測模型為：。3.1.2 非機動車流量預測模型 由表1.2可知，2007年路口非機動車高峰小時流量為126輛/小時。以2007年為基準，采用年增長率的方法，取年增長率為5%，則2007年

15、以后非機動車高峰小時流量預測模型為：。3.2 飽和年的確定 飽和度的確定主要依據(jù)機動車流量。機動車現(xiàn)狀通行能力為2748.6輛/小時，機動車流量預測模型為。將機動車現(xiàn)狀通行能力作為飽和年的實際流量，代入到機動車流量預測模型，求得T=-10.1，故飽和年為1997年，這與表1.1-1相吻合。3.3 機動車流量流向預測 上文建立的機動車流量預測模型用來預測2007年以后的機動車流量，飽和年（即1997年）的機動車流量可以根據(jù)1996年的數(shù)據(jù)進行預測。由表3.1.1.2可知，1997年的機動車預測流量為2821.1輛/小時。 由表1.4可知現(xiàn)狀流量流向比例，如表3.3-1。 現(xiàn)狀流量流向表（單位：%

16、） 表3.3-1進口轉(zhuǎn)向占本進口比例占路口比例北右轉(zhuǎn)25.0 13.3 直行58.3 左轉(zhuǎn)16.7 南右轉(zhuǎn)68.2 29.6直行27.5 左轉(zhuǎn)4.3 東右轉(zhuǎn)12.6 35.3直行35.3 左轉(zhuǎn)52.0 西右轉(zhuǎn)22.1 21.8直行68.8 左轉(zhuǎn)9.1 假設路口機動車流量流向比例不發(fā)生變化，故可根據(jù)飽和年的預測流量和現(xiàn)狀流量流向比例，確定飽和年的流向流量，如表3.3-2。 飽和年路口機動車（標準車輛）高峰小時流量流向表（單位：輛/小時） 表3.3-2進口轉(zhuǎn)向標準車輛小計合計北右轉(zhuǎn)93.8 375.2 2821.1直行218.7 左轉(zhuǎn)62.7 南右轉(zhuǎn)569.5 835.0 直行229.6 左轉(zhuǎn)35

17、.9 東右轉(zhuǎn)125.5 995.8 直行351.5 左轉(zhuǎn)517.8 西右轉(zhuǎn)135.9 615.0 直行423.1 左轉(zhuǎn)56.0 根據(jù)上表數(shù)據(jù)，作出流向流量流向圖，如圖3.3-3。 飽和年路口機動車（標準車輛）高峰小時流向流量圖 圖3.3-34 飽和年交通組織方案 由于該路口各進口左轉(zhuǎn)車輛較多，故實施信號燈管制，設置專用左轉(zhuǎn)車道，還應設置專用右轉(zhuǎn)車道以及直行車道。同時，組織渠化交通，提高該路口的通行能力。該路口各進口的車道劃分情況具體如下：北進口設置一條右轉(zhuǎn)車道，一條直行車道和一條左轉(zhuǎn)車道；南進口設置一條右轉(zhuǎn)車道，一條直行車道和一條左轉(zhuǎn)車道；東進口設置一條右轉(zhuǎn)車道，一條直行車道和兩條左轉(zhuǎn)車道；西

18、進口設置一條右轉(zhuǎn)車道，兩條直行車道和一條左轉(zhuǎn)車道。5 飽和年信號配時本設計采用四相位信號，四相位的思想是對路口的直行右轉(zhuǎn)與左轉(zhuǎn)在時間上進行分離，分別具有相應的色燈時間。5.1 四相位信號圖 本設計采用的相位圖如下圖。其中，相位（一）中東西向直行、右轉(zhuǎn)車輛通行，相位（二）中東西向左轉(zhuǎn)車輛通行，相位（三）中南北向直行、右轉(zhuǎn)車輛通行，相位（四）中南北向左轉(zhuǎn)車輛通行。 四相位信號圖 圖5.1 5.2 各進口等效交通量計算 在根據(jù)交通量確定信號燈周期長度時，需將交叉口交通量轉(zhuǎn)換成等效交通量。 根據(jù)表3.3.2和該路口各進口的車道劃分情況，可以整理出該路口各進口在飽和年的機動車等效交通量，如表4.2。 飽

19、和年路口各進口機動車等效交通量表 表5.2進口轉(zhuǎn)向標準車輛(單位：輛/小時）車道數(shù)等效交通量（單位:輛/小時）北右轉(zhuǎn)93.8 193.8 直行218.7 1218.7 左轉(zhuǎn)62.7 162.7 南右轉(zhuǎn)569.5 1569.5 直行229.6 1229.6 左轉(zhuǎn)35.9 135.9 東右轉(zhuǎn)125.5 1125.5 直行351.5 1351.5 左轉(zhuǎn)517.8 2258.9 西右轉(zhuǎn)135.9 1135.9 直行423.1 2211.6 左轉(zhuǎn)56.0 156.0 5.3 交叉口等效交通量計算 當同一相位中有多股車流通過交叉口時，應取該相位中等效交通量較大的那股車流作為計算依據(jù)。 該路口的等效交通量（

20、不考慮右轉(zhuǎn)車，各相位右轉(zhuǎn)車無限制）為=max（相位一）+max（相位二）+max（相位三）+max（相位四） =max（351.5,211.6）+max（258.9,56.0）+max（218.7,229.6）+max（62.7,35.9） =351.5+258.9+229.6+62.7 =902.7輛/小時即=東直行+東左轉(zhuǎn)+南直行+北左轉(zhuǎn)。5.4 周期長度計算 周期長度、相位數(shù)、等效交通量之間有以下關系： （5.4）式中： T：周期時間（s）； P：相位數(shù)； ：等效交通量。故周期長度一般周期長度為5的整倍數(shù)，故取T=125s。5.5綠燈時間計算 周期長度確定后，便可按相交車流的等效交通量分

21、配給各相位綠燈通行時間。取黃燈時間為3s。 總的綠燈時間：G=125-4×3=113s 相位（一）綠燈時間： 相位（二）綠燈時間： 相位（三）綠燈時間： 相位（四）綠燈時間：5.6 綠燈時間檢驗(取置信度為90%) 按以上方法分配的綠燈時間是否能滿足車輛放行要求，可用下式來檢驗： （5.6）式中： ：某一相位車輛放行所需綠燈時間（s）； ：周期內(nèi)的來車數(shù)，可查表5.6而得。 泊松流平均到達率m、周期內(nèi)來車數(shù)x關系表（置信度90%） 表5.6mx/輛1.8-2.447.9-8.6128.7-9.41312.0-12.817現(xiàn)分別檢驗如下：相位（一）： 周期內(nèi)平均來車數(shù)：查表得，周期內(nèi)到

22、車數(shù)。所需綠燈時間： 與相位（一）綠燈時間44s 基本相符。相位（二）：周期內(nèi)平均來車數(shù)：查表得，周期內(nèi)到車數(shù)。所需綠燈時間： 與相位（二）綠燈時間32s基本一致。相位（三）：周期內(nèi)平均來車數(shù)：查表得，周期內(nèi)到車數(shù)。所需綠燈時間： 與相位（三）綠燈時間29s基本一致。相位（四）：周期內(nèi)平均來車數(shù)：查表得，周期內(nèi)到車數(shù)。所需綠燈時間： 與相位（四）綠燈時間8s基本相符。 故該路口在飽和年的信號配時方案為：周期長度，黃燈時間為3s，相位（一）、（二）、（三）和（四)的綠燈時間分別為44s、32s、29s和8s。5.7 信號配時圖 根據(jù)信號配時方案作出信號配時圖，如圖5.7。 飽和年路口信號配時圖

23、圖5.76 飽和年路口分流渠化設計 城鎮(zhèn)道路廣場規(guī)劃與設計中提到，在車行道上劃線，用綠帶和交通島來分隔車流，使各種不同類型、速度的車輛能象渠道內(nèi)的水流那樣，順著規(guī)定的方向，互不干擾地行駛通過交叉口的交通組織方法，稱為渠化交通。 城市道路設計規(guī)范CJJ 3790中提到，渠化原則包括三方面：1、應根據(jù)交通量、流向，增設交叉口進口道的車道數(shù)；2、交叉口交通島的設置應有效地引導車流順暢行駛，避免誤行；3、進、出口道分隔帶或交通標線應根據(jù)渠化要求布置，并應與路段上的分隔設施銜接。 該路口飽和年分流渠化設計如下：1、 各方向進出口布置（1）進口北：右轉(zhuǎn)1車道，直行1車道，左轉(zhuǎn)1車道，共3車道；南：右轉(zhuǎn)1車

24、道，直行1車道，左轉(zhuǎn)1車道，共3車道；東：右轉(zhuǎn)1車道，直行1車道，左轉(zhuǎn)2車道，共4車道；西：右轉(zhuǎn)1車道，直行2車道，左轉(zhuǎn)1車道，共4車道；（2） 出口各方向均為3車道。 （3）各方向進口每條機動車道寬3.25m。2、路口東南、西南、西北和東北四方向各設一個交通島。3、分流渠化段長度為45m，漸變段長度為30m。4、由表1.2可知，通過該路口的摩托車數(shù)量較多，為避免摩托車在信號燈由紅轉(zhuǎn)為綠時干擾汽車等的行駛，故在機動車候駛區(qū)前設置摩托車候駛區(qū)，使摩托車先行進入交叉口，從而提高該路口的通行能力。 該路口飽和年分流渠化設計的具體情況見“飽和年路口渠化設計圖”。7 路段上公交停靠站設計7.1 ?？空就?/p>

25、行能力計算 2008年時，東西向道路上擬開行15路、16路公共汽車，其中15路發(fā)車間隔為2分鐘，16路發(fā)車間隔為3分鐘。故高峰小時內(nèi)15、16路車的總發(fā)車量。停車站的通行能力取決于車輛占用停車站的時間長短。因此，公交停靠站的通行能力為： （7.1-1）式中： :停車站的通行能力（輛/h）； ：車輛占用停車站的總時間（s）。 汽車在站?？繒r間與車輛性能、車輛結(jié)構(gòu)、上下車乘客的多少、車站秩序等因素有關系。一般可按下式估算： （7.1-2）式中： ：車輛進站停車用的時間（s），其中l(wèi)為車輛駛?cè)胪＼囌緯r，車輛之間的最小間隔，取等于車輛長度（m）；b為進站時剎車減速度，一般取。 ：車輛開門和關門時間，為3-4s，本設計中取。 ：乘客上下車占用時間（s），其中，為公共汽車容量；K為上下車乘客占車容量的比例，一般K=0.25-0.35s；為一個乘客上車或下車所用時間（s），平均約為2s；為乘客上下車用的車門數(shù)。 ：車輛啟動和離開車站的時間（s),其中，a為離開停車站時的加速度，可取；l含義同前。綜上所述，。 本設計中，取公交車車身長