交通管理及控制課程設計報告

1、 -. 可修編. - 可修編城建學院交通管理與控制課程設計說明書課 程 名 稱:交通管理與控制 題 目:建立路-凌云路穿插口定時信號配時設計專 業(yè):交通工程 學 生 姓 名: 鵬 舉學 號:071413220指 導 教 師:麗華、蕾設 計 教 室:10#B609、302 開 始 時 間: 2016年 01月04日完 成 時 間:2016年 01月08日課程設計成績：學習態(tài)度及平時成績30技術水平與實際能力20創(chuàng)新5說明書撰寫質量45總 分100等級指導教師簽名：年月日. 可修編. -目 錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc4402816191 交通調查 PAGEREF

2、 _Toc440281619 h 1HYPERLINK l _Toc4402816201.1 調查主要容 PAGEREF _Toc440281620 h 1HYPERLINK l _Toc4402816211.2 本人負責調查局部數(shù)據處理及分析 PAGEREF _Toc440281621 h 1HYPERLINK l _Toc4402816222 設計交通量確定 PAGEREF _Toc440281622 h 3HYPERLINK l _Toc4402816232.1 最高10分鐘流率統(tǒng)計 PAGEREF _Toc440281623 h 4HYPERLINK l _Toc4402816242.

3、2 設計小時交通量計算 PAGEREF _Toc440281624 h 4HYPERLINK l _Toc4402816253車道渠化及信號相位方案設計 PAGEREF _Toc440281625 h 5HYPERLINK l _Toc4402816263.1 渠化方案設計 PAGEREF _Toc440281626 h 5HYPERLINK l _Toc4402816273.2 相位方案設計 PAGEREF _Toc440281627 h 5HYPERLINK l _Toc4402816284 飽和流率估算 PAGEREF _Toc440281628 h 6HYPERLINK l _Toc4

4、402816294.1 復雜情況下飽和流率計算 PAGEREF _Toc440281629 h 6HYPERLINK l _Toc4402816304.2 飽和流率匯總及比照 PAGEREF _Toc440281630 h 11HYPERLINK l _Toc4402816315 各項配時參數(shù)計算 PAGEREF _Toc440281631 h 12HYPERLINK l _Toc4402816325.1 穿插口信號配時設計流程 PAGEREF _Toc440281632 h 12HYPERLINK l _Toc4402816335.2 確定關鍵車流和流率比 PAGEREF _Toc44028

5、1633 h 13HYPERLINK l _Toc4402816345.3 計算各個相位黃燈時間、全紅時間、綠燈間隔時間 PAGEREF _Toc440281634 h 13HYPERLINK l _Toc4402816355.4 計算總損失時間 PAGEREF _Toc440281635 h 14HYPERLINK l _Toc4402816365.5 計算最正確周期時間 PAGEREF _Toc440281636 h 14HYPERLINK l _Toc4402816375.6 計算各項配時參數(shù) PAGEREF _Toc440281637 h 14HYPERLINK l _Toc44028

6、16386 約束條件檢驗 PAGEREF _Toc440281638 h 15HYPERLINK l _Toc4402816396.1 周期時長檢驗 PAGEREF _Toc440281639 h 15HYPERLINK l _Toc4402816406.2 行人過街時間檢驗 PAGEREF _Toc440281640 h 15HYPERLINK l _Toc4402816417 延誤與效勞水平確定 PAGEREF _Toc440281641 h 16HYPERLINK l _Toc4402816427.1 穿插口各車道組通行能力 PAGEREF _Toc440281642 h 16HYPER

7、LINK l _Toc4402816437.2 穿插口各車道組飽和度 PAGEREF _Toc440281643 h 17HYPERLINK l _Toc4402816447.3穿插口各車道組均衡延誤 PAGEREF _Toc440281644 h 18HYPERLINK l _Toc4402816457.4 穿插口各車道組隨機附加延誤 PAGEREF _Toc440281645 h 18HYPERLINK l _Toc4402816467.5 穿插口各進口車道的的延誤 PAGEREF _Toc440281646 h 19HYPERLINK l _Toc4402816477.6 各進口道平均信

8、控延誤 PAGEREF _Toc440281647 h 19HYPERLINK l _Toc4402816487.7 整個穿插口的平均信控延誤 PAGEREF _Toc440281648 h 20HYPERLINK l _Toc440281649參考文獻 PAGEREF _Toc440281649 h 211 交通調查1.1 調查主要容1現(xiàn)狀穿插口幾何尺寸、信號配時、行人及自行車通行規(guī)則； 2機動車轉向交通量； 3非機動車轉向交通量； 4行人過街交通量； 5分析期初始積余車輛Qb、綠燈期間到達車輛占整個周期到達量之比P。1.2 本人負責調查局部數(shù)據處理及分析在本次調查中，我負責的任務主要是現(xiàn)狀

9、穿插口幾何尺寸的調查，并且由我繪制現(xiàn)狀穿插口以及渠化后的穿插口設計圖圖1-1、圖1-2。圖1-1 原渠化設計示意圖圖1-2 新渠化設計示意圖另外，由于1組的人手不夠，我又幫他們調查了非機動車道的交通流量表1-1。簡單分析見圖1-3。表1-1市穿插口非機動車進口交通流量流向調查表穿插口名稱：_凌云_路與_建立_路穿插口 調查位置：西進口觀測人員：鵬舉 觀測日期：2016.1.4下午4：40-6：10時 段左轉直行右轉4：40-4：50632544:50-5:00435555：00-5：10382555：10-5：20584625：20-5：305107895：30-5：401173525：40-

10、5：50482635：50-6：00777656：00-6：1067469小計51646564圖1-3 非機動車流量由圖表可以看出4:40到6:10有明顯的頂峰，其中左轉流量少，以直行為主，右轉也很多。2 設計交通量確定設計小時交通量確實定對于單點穿插口定時信號控制設計十分重要，本次設計采用的數(shù)據是我們小組的人員在周一下午，在16:3018:10期間，于建立路和凌云路穿插口實際測量所得。2.1 最高10分鐘流率統(tǒng)計根據調查對建立路與凌云路穿插口晚頂峰交通量的調查數(shù)據，整理匯總后取各進口道各轉向的最高10分鐘流率，如表2-1所示：表2-1 各進口道、各轉向最高10分鐘流率進口方向轉向最高10mi

11、n流率pcu西進口左52直227右80東進口左49直198右40南進口左111直95右32北進口左37直94右462.2 設計小時交通量計算設計交通量等于最高10min流率的6倍，由此可得出各進口道、各轉向的設計小時交通量，如表2-2所示：表2-2 各進口道、各轉向設計小時交通量進口方向轉向流量pcu/h西進口左312直1362右480東進口左294直1188右240南進口左666直570右192北進口左222直562右2763車道渠化及信號相位方案設計3.1 渠化方案設計從穿插口的幾何構型設計渠化方案如下：建立路西進口為7條車道，分別為2條專用左轉車道、4條直行車道、1條專用右轉車道；南進口

12、為5條車道，分別為2條左轉專用車道、2條直行車道、1條直右合用車道、一條非機動車道;東進口為5條車道，分別為1條專用左轉車道、3條直行車道、1條專用右轉車道；北進口為5條車道，分別為1條專用左轉車道、3條直行車道、1條專用右轉車道。設置右轉專用車道是考慮到4個進口道交通量和行人流量較大。則左轉車道構成1個車道組、直行車道構成1個車道組、右轉專用車道構成1個車道組。3.2 相位方案設計建立路與凌云路穿插口原信號周期為190s，為四相位信號控制，現(xiàn)狀信號配時記錄表如表3-1所示、信號配時如圖3-1所示、現(xiàn)狀相位圖如圖3-2所示：表3-1 建立路與凌云路路現(xiàn)狀穿插口信號配時表單周期信號相位數(shù)：4 單

13、周期時間： 190s相位1相位2相位3相位4綠燈時間(s)50444737黃燈時間(s)3333紅燈時間(s)137143140150圖3-1 現(xiàn)狀信號配時圖繼而分析是否需要設置左轉保護相位，根據交通管理與控制給出的左轉保護相位判別條件對各進口逐一進展判斷：東進口：=222200，需要設置左轉保護相位西進口：=264200，需要設置左轉保護相位南進口：=307200，需要設置左轉保護相位北進口：=164200，但由于穿插口地形和行人、機動車的影響，也需要設置左轉保護相位考慮到南北方向左轉車流量相差很大，可以考慮早啟遲斷式信號相位。于是穿插口的相位方案初步確定如下：相位一：為南北方向左轉相位相位

14、二：為南進口左轉相位的延遲相位，同時開啟南進口直行相位三：為南進口直行的延遲相位，同時是北進口的直行相位相位四：東西進口的左轉相位相位五5：東西方向的直行相位，相位圖如圖3-2：圖3-2 信號相位圖4 飽和流率估算4.1 復雜情況下飽和流率計算嚴格的流率比分析依賴于車道組飽和流率確實定。直行當量法僅是一種粗略的估計方法，不適用于對穿插口信號控制的細致分析。然而，對車道組飽和流率的分析依然是進展穿插口信號控制方案設計的重要環(huán)節(jié)。故需要進展復雜情況下飽和流率分析。飽和流量用實測平均飽和流量乘以各個影響因素校正系數(shù)的方法估算，如式4-1所示。即進口道的估算飽和流量：4-1式中：車道組的飽和流率，；進

15、口車道根本飽和流率，在缺乏實測數(shù)據時取值1900；車道組所包含的車道數(shù)；進口車道各類校正系數(shù)。首先需要確定穿插口進口車道各類校正系數(shù)：1車道寬度校正如式4-2所示4-2式中：車道寬度校正系數(shù)；車道寬度，m。 根據設計的渠化方案，確定各個進口道的寬度，各個進口道各車道的寬度如下表4-1所示。表4-1各個進口道各車道的寬度進口方向轉向車道寬度m左3東直9右3左7西直14右3.5左6南直9右3左3北直9右3由于各個進口方向的進口車道的寬度W，都在3.0m到3.5m的圍，所以車道寬度的修正系數(shù)=1。2車道縱坡修正系數(shù)如式4-3所示。4-3式中：車道縱坡校正系數(shù)；車道縱坡，弧度制。根據道路線性的情況，四

16、個進口車道縱坡為零，因此，各車道的縱坡修正系數(shù)=0。3大車修正系數(shù)如式4-4所示。4-4式中：大車校正系數(shù)；大車在車流中的比例；大車的小汽車當量，無實測數(shù)據時取2.0.利用式4-4計算出各車道的大車修正系數(shù)如表4-2所示。表4-2 各方向大車校正系數(shù)進口方向大車校正系數(shù)東0.92西0.86南0.93北0.894行人和自行車修正系數(shù)如式4-5所示4-5式中：自行車/行人對右轉車流影響的校正系數(shù)；自行車/行人對左轉車流影響的校正系數(shù)；車道組中右轉車輛所占的比例；車道組中左轉車輛所占的比例；非保護相位下自行車/行人影響因子；保護相位右轉通行時長所占的比例；保護相位左轉通行時長所占的比例。由于該穿插口

17、各個進口道都有左轉專用車道且設有左轉保護相位，所以=1，則=0.下面開場計算行人/自行車對右轉車流影響的校正系數(shù)。 步驟一：計算綠信號時間的行人流率。4-6 式中：行人通行相位行人的流率，；分析時段的行人交通量，；信號周期時長；行人通行相位時長。由表4-2可知該穿插口頂峰小時行人交通量。由實際調查得到現(xiàn)有的穿插口信號配時方案設計如下表4-3所示：表4-3 非機動車與行人頂峰小時流量進口方向西東南北非機動車流量535409601645行人流量183162255148表4-4 穿插口原有信號配時道路方向車道方向紅、綠燈時間s東西直行綠燈50紅燈137左轉綠燈44紅燈143南北直行綠燈47紅燈140

18、左轉綠燈37紅燈150所有黃燈12周期190經計算得各車道組行人通行相位行人的流率如表4-5所示。表4-5 各車道組行人通行相位行人的流率方向行人流率方向行人流率東655西740南969北562步驟二：確定機非沖突區(qū)的行人占用率4-7式中：機動車與行人沖突區(qū)域的行人占用率；根據表4-5中計算得數(shù)據，利用式4-7，計算出機動車與行人沖突區(qū)域的行人占用率如下：東進口0.327、西進口為0.37、南進口0.48、北進口為0.28。步驟三：計算綠信號時間的自行車流率及機非沖突區(qū)自行車占用率計算公式如下：4-8式中：自行車通行相位的流率，；分析時段的自行車交通需求量，；自行車通行時長。根據表4-5調查所

19、得數(shù)據，由公式4-8計算的出自行車通行相位的流率為：東、西進口1653、2162，南、北進口2283、2135。機非沖突區(qū)的自行車占用率按下式4-9確定：4-9式中：機動車與自行車沖突區(qū)域的自行車占有率。利用自行車通行相位的流率數(shù)據和式4-9計算可得機動車與自行車沖突區(qū)域的自行車占有率如下東、西進口：0.820，南、北進口：0.865。 步驟四：確定機非沖突區(qū)域的總占用率 對于直行右轉相位下機非沖突區(qū)域的總占用率的計算，應按照式4-10計算。 4-10經計算得，機非沖突區(qū)域的總占用率結果如表4-6所示。表4-6 各進口道機非沖突區(qū)域總占用率方向機非沖突占用率方向機非沖突占用率東0.632西0.

20、820南0.865北0.810步驟五：確定非保護相位下自行車/行人影響因子ApbT非保護相位下自行車/行人影響因子按下式4-11確定：(4-11)式中：左轉車或右轉車流的出口到數(shù)量；左轉車流或右轉車流在進口到的數(shù)量。綜合以上數(shù)據，可以求得非保護相位下自行車/行人影響因子的數(shù)值如下:東、西方向為0.621，南、北方向為0.514。據設計的穿插口渠化方式得知右轉有專用的車道，所以車道組中右轉車輛所占的比例為1。轉車一直放行，沒有保護相位，所以保護相位右轉通行時長的比例為0。根據以上計算與調查數(shù)據，利用式4-6計算得各進口道自行車/行人對右轉車流影響的校正系數(shù)如表4-7。表4-7 各進口道自行車/行

21、人對右轉車流影響的校正系數(shù)方向機非對右轉影響系數(shù)方向機非對右轉影響系數(shù)東0.912南0.924西0.781北0.900 根據以上校正系數(shù)，利用式4-1計算得各車道組復雜情況下的飽和流率，其結果如表4-8示。表4-8 各車道組復雜情況下的飽和流率進口方向西東南北車道數(shù)241131231131轉向左直右左直右左直右左直右飽和流率1634163485017481748524167816101643160616918204.2 飽和流率匯總及比照進而結合復雜情況下設計飽和流率比照分析，比照統(tǒng)計表如表4-9所示、比照分析圖如圖3-1所示：表4-9 各類飽和流率匯總表進口車道名稱復雜情況計算法pcu/h實測值pcu/h東進口左轉1748東進口直行17481565東進口右轉524西進口左轉1634西進口直行16341497西進口右轉850南進口左轉1678南進口直右16431665北進口左轉1606北進口直行16911658北進口右轉820為了更加