交叉口信控流量分析論文(交通控制)

1、1課程設(shè)計目的與背景2課程設(shè)計基本要求3課程設(shè)計基本資料4課程設(shè)計計算書5設(shè)計方案仿真6設(shè)計總結(jié)參考文獻附表交通控制技術(shù)課程設(shè)計 1課程設(shè)計目的與背景交叉口是城市道路網(wǎng)中的瓶頸，是制約道路通行能力的咽喉，決定著城市道路系統(tǒng)通行能力、行程時間、行車延誤和營運效率及安全，我國城市的交通擁堵及交通事故主要發(fā)生在平面交叉口。在交叉口處，機動車、非機動車、行人之間的干擾較多，交通流通行的順暢性、安全性都比路段低，道路的運輸效率，行車安全、車速、運營費用和通行能力很大程度上取決于交叉口的精心設(shè)計，因此，如何科學地規(guī)劃、設(shè)計城市道路平面交叉口，合理地進行交叉口信號配時顯得尤為重要。本設(shè)計以某一交叉口為背景，

2、并已知交通流量數(shù)據(jù)，對信號交叉口的交通進行數(shù)據(jù)分析，并用所學的方法進行新建交叉口交通控制設(shè)計。通過該課程設(shè)計，使學生加深對課堂教學內(nèi)容的理解，掌握交叉口渠化設(shè)計與信號配時設(shè)計方法，增強學生分析和解決實際交通問題的能力，為在交通工程設(shè)計和施工中應(yīng)用相關(guān)知識解決實際問題打下基礎(chǔ)。2課程設(shè)計基本要求1、要求了解和掌握數(shù)據(jù)分析和處理的基本方法。2、要求緊密結(jié)合交叉口相交道路條件，通過查閱相關(guān)資料，分析、計算、比較、論證，制訂出合理的設(shè)計方案，為今后從事專門技術(shù)和科學研究工作打下基礎(chǔ)。3、能初步應(yīng)用AutoCAD或計算機輔助繪制車道渠化方案圖、相位圖及信號配時圖。4、能應(yīng)用VISSIM仿真軟件對設(shè)計方案

3、進行驗算。5、排版需按規(guī)定要求進行。3課程設(shè)計基本資料已知某交叉口為主干道與次干道相交的“十”字形交叉口，東西主干道寬度為26.5米，南北次干道的寬度為23米。道路條件滿足規(guī)劃要求，交叉口基本交通條件如下（公交車數(shù)統(tǒng)計在大車里）。（1）晚高峰時機動車、非機動車高峰小時交通量如表1和表2所示。表1晚高峰機動車流量進口道轉(zhuǎn)向大車（輛/h）中車（輛/h）小車（輛/h）標準車(pcu/h)直行296230378西進口左轉(zhuǎn)1120132314右轉(zhuǎn)080100220直行520120160東進口左轉(zhuǎn)62486132右轉(zhuǎn)832140204直行692198348北進口左轉(zhuǎn)5110320495右轉(zhuǎn)56469175

4、直行2101123279南進口左轉(zhuǎn)4262110511右轉(zhuǎn)64462140表2晚高峰非機動車流量位置左（輛/h）直（輛/h）右（輛/h）總計（輛/h）西進口812424東進口68822北進口2032456南進口1040454（2）晚高峰時各向行人流量為500人/h。4課程設(shè)計計算書4.1數(shù)據(jù)處理包括機動車與非機動車數(shù)據(jù)的處理，如機動車折算成標準小客車，機動車設(shè)計交通量，各進口道各向大車率，非機動車最高15分鐘交通量的平均流率、各向左轉(zhuǎn)率等。標準小汽車（pcu）折算系數(shù)：將表1中大車按2.0計算，中車按1.5折算。主干道高峰小時系數(shù)PHF：0.75次干道高峰小時系數(shù)PHF：0.80設(shè)計交通量qd

5、ijk=(qjk、PHF)ijk進口道數(shù)據(jù)處理進口道轉(zhuǎn)向大車率標準車機動車設(shè)計交誦量直行1%378189西進口左轉(zhuǎn)0314314右轉(zhuǎn)0220220直行3%160160東進口左轉(zhuǎn)5%132132右轉(zhuǎn)4%204204直行2%348348北進口左轉(zhuǎn)1%495248右轉(zhuǎn)4%175175直行9%278.5279南進口左轉(zhuǎn)1%511256右轉(zhuǎn)5%1401404.2交叉口渠化設(shè)計與相位初定初始周期時長C=60s、相位數(shù)j=4、計算相位損失時間tFL=3s、總損失時間L=12s、總有效綠燈tEG=48s。計算各進口每周期左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)的車輛數(shù)：西進口：每周期左轉(zhuǎn)彎車輛數(shù)314十60二5.2輛/min每周期右轉(zhuǎn)彎車

6、輛數(shù)220十60二3.7輛/min東進口：每周期左轉(zhuǎn)彎車輛數(shù)132十60二2.2輛/min每周期右轉(zhuǎn)彎車輛數(shù)204十60二3.4輛/min北進口：每周期左轉(zhuǎn)彎車輛數(shù)248十60二4.1輛/min每周期右轉(zhuǎn)彎車輛數(shù)175十60二2.9輛/min南進口：每周期左轉(zhuǎn)彎車輛數(shù)256十60二4.3輛/min每周期右轉(zhuǎn)彎車輛數(shù)140十60二2.3輛/min由于各進口的每周期左轉(zhuǎn)都至少有兩輛車通過，所以各進口都必須設(shè)置左轉(zhuǎn)專用車道，東南進口的右轉(zhuǎn)也至少有兩輛車通過，所以東南進口也需要設(shè)置右轉(zhuǎn)專用車道。4.2.1渠化設(shè)計交叉口渠化方案及各車道寬度設(shè)置。渠化方案圖示例如圖1。IIV合-K:鑒、Xf11.111q

7、111：!平111111圖1初定渠化方案車道寬度設(shè)置示例如表3。表3車道寬度設(shè)置方位車道轉(zhuǎn)向進口道寬度（m）出口道寬度（m）西進口機動車直行3.03.0左轉(zhuǎn)3.0直右3.0非機動車1.51.5東進口機動車直行3.03.0左轉(zhuǎn)3.0右轉(zhuǎn)3.0非機動車1.51.5北進口機動車左轉(zhuǎn)3.03.0直行3.0直右3.0非機動車1.51.5南進口機動車左轉(zhuǎn)3.03.0直行3.0右轉(zhuǎn)3.0非機動車1.51.54.2.2相位初定初設(shè)信號周期為60s,相位方案為4個相位，相位圖如圖2所示。第二相位第四相位第一相位第三相位圖2交叉口相位圖4.3飽和流量和交通流量比計算4.3.1各進口飽和流量計算計算飽和流量校正系數(shù)

8、及對應(yīng)的校正飽和流量、各車道交通流量比y。西進口西直行s二2000（pcu/h）,f=1（寬度為3.0m）,f=1-0.01二0.99，f=1bTwgb（有左轉(zhuǎn)專用相位），所以s二sxfxfxf二2000 x1x0.99x1二1980（pcu/h）TbTwgby二qs=189十1980二0.0955西直行dmnT西左轉(zhuǎn)（有專用相位）s=1800（cu/h），f=1，f=1-0=1bLwgs=sxfxf=1800 x1x1=1800（pcu/h）LbLwgy=q:s=157十1800=0.0872西左轉(zhuǎn)dmnL西右轉(zhuǎn)（有專用相位）sbr=1550(pcu/h),f=1-0=1gSr二sbxfxf

9、xfr二1550 x1x1x1二1550（pcu/h）brwgy=q-s=220十1550二0.1419西右dmnr（2）東進口東直彳丁s=2000（pcu/h）,f=1,f=10.03=0.97,f=1，所以bTwgbs二sxfxfxf二2000 x1x0.97x1二1940（pcu/h）TbTwgby二q/s=160十1940二0.0825東直行dmnT東左轉(zhuǎn)（有專用相位）s=1800（cu/h）,f=1,f=10.05=0.95bLwgs=sxfxf=1800 x1x0.95=1710（pcu/h）LbLwgy=q/s=132十1710=0.0772東左轉(zhuǎn)dmnLsbr=1550（pcu

10、/h）,東右轉(zhuǎn)（有專用相位）f=1。f=10.04=0.96wgSr=sxfxfxfr=1550 x1x0.96x1=1488（pcu/h）brwgy=q,/s=220十1448=0.1371東右dmnTR（3）北進口北直行s=2000（pcu/h）,f=1,f=10.02=0.98,f=1，所以bTwgbs=sxfxfxf=2000 x1x0.98x1=1960（pcu/h）TbTwgby=q,.s=348十1960=0.1776北直行dmnT北左轉(zhuǎn)（有專用相位）s=1800（cu/h）,f=1,f=10.01=0.99bLwgs二sxfxf=1800 x1x0.99二1782(pcu/h)

11、LbLwgy=q:s=198十1782二0.1111北左轉(zhuǎn)dmnL北右轉(zhuǎn)（有專用相位）sbr=1550(pcu/h),f=1-0.01=0.99gSr=sxfxfxfr=1550 x1x0.96x1=1488(pcu/h)brwgy=q.s=175十1488=0.1176北右dmnr南進口南直行s=2000(pcu/h),f=1，f=1-0.09=0.91，f=1，所以bTwgbs=sxfxfxf=2000 x1x0.91x1=1820(pcu/h)TbTwgby=q:s=279十1820=0.1533南直行dmnT南左轉(zhuǎn)(有專用相位)s=1800(cu/h)，f=1，f=1-0.01=0.9

12、9bLwgs=sxfxf=1800 x1x0.99=1782(pcu/h)LbLwgy南左轉(zhuǎn)=qdmnsl=256一1782=0.1437sbr=1550(pcu/h),南右轉(zhuǎn)（有專用相位）f=1，f=1-0.05=0.95wgSr=sxfxfxfr=1550 x1x0.95x1=1473(pcu/h)brwgy=q；s=140十1473=0.095南右dmnr4.3.2計算總交通流量比YY=Emaxy,y(即組成周期的全部信號相位的各個最大流量比y之和)_jj_j=1由上述計算結(jié)果得y=0.1776，y=0.1437，y=0.1419，y=0.17441234所以Y二y+y+y+y二0.17

13、76+0.1437+0.1419+0.1744二0.63760.9TOC o 1-5 h z12344.4信號配時計算4.4.1信號配時已知相位損失時間t=3s，黃燈時間t=3s，故總損失時間L二12sFLYL12C=33.1s，取C=60s，則t二6012二48s01Y10.6376egtEG1tEG2=tx二48x0.1778二13sEGY0.6376二tx二48x0.1437二11segY0.6376tEG3二txy3EGY二48x0.14190.6376=11stEG4二tx二48x0.1744二13sEGY0.6376最小綠燈時間驗算L27十2g二7+一I二7+3二15.2smin1

14、V1.2L24十2g二7+I二7+3二14smin2V1.2p此時第二、四相位顯示tyg，EG2Ymin2t4Yg，所以配時方案不可行。取EG分min1周期為80秒計算得tyg，t4YgEG2Ymin2EGmin1442重新計算飽和流量和交通流量比計算根據(jù)確定的信號配時參數(shù)重新計算相關(guān)的飽和流量校正系數(shù)、校正飽和流量、對應(yīng)車道的交通流量比。重新計算后，校正飽和流量、對應(yīng)車道的交通流量比。矢口y=0.1776，1y=0.1437，y=0.1419，y=0.1744234所以Y=y+y+y+y=0.1776+0.1437+0.1419+0.1744=0.63760.912344.5服務(wù)水平估算4.

15、5.1計算各相位的綠信比t19t15入EG10.24尢EG20.191C802C80t15t19入EG30.19尢EG10.243C804C804.5.2計算西進口的信控延誤(1)計算各車道的飽和度和通行能力yx二西直西直九0.09550.19二0.50Q二S九二2000 x0.19二380(pcu/h)西直西直3x=y西右西右九0.14190.19二0.7Q二S九二1550 x0.19二294(pcu/h)西右西右3X西左0.17440.24二0.75Q二S九二1800 x0.24二432(pcu/h)西左西左4(2)計算各車道的均勻延誤和隨機延誤均勻延誤：d1西直=0.5C=0.5xx80

16、=皿7呻)西直3(L-九)2(10.19()d=0.5C4卜=0.5x80 x-=30(s/pcu丿1西右1min1,x10.5x0.19西右36-九60.24()d=0.5C44=0.5x80 x-=27(s/pcu丿1西左1min1,x10.5x0.24西左4隨機延誤:d=900T2西直+=900 x0.25x65-1)+-1+就=3.1(s/pcu)8ex西直Q西直Td=900T2西右31.1xd西進口工dqii工q.ii=1189T+30.1x3144189220314+444=21.2(s/pcu=900 x0.25x675-叫丘1+命=12.1(s/pcu)8ex1J2+西右QT西

17、右d=900T(x1)+|(X1)28ex+西左2西左西左|西左QT西左=900 x0.25x(0.751)+(0.751+8*0.5*0.75432x0.25=13.1(s/pcu)車道信控延誤d=d+d=28+3.1=31.1C/pcu)西直1西直2西直d=d+d=30+12.1=42.1C/pcu)西右1西右2西右d=d+d=27+13.1=30.1(s/pcu)西左1西左2西左4)進口道信控延誤4.5.3計算東進口的信控延誤(1)計算各車道的飽和度和通行能力x=0.43東直Q=380(pcu/s)東直x=0.73東右Q=294(pcu/s)東右x=0.32東左東左Q=432(pcu/s

18、)”東左(2)計算各車道的均勻延誤和隨機延均勻延誤：=0.5C31-mini,x=28.55(s/pcu)東直3=0.5C1-min1,x東右-=30.3(s/pcu)3東左-=25.2(s/pcu)4d=900T(-1)+2東直東直1丫)8exix-1力+東直|東直QT東直d=900T(-1)+2東右東右if)8exix-1交+東右1東右QT東右隨機延誤:=900T東左2東左)()8ex-V+x-1力+東左東左QT東哦=3.7(s/=13(s/d=2(s/pcupcupcu車道信控延誤d=d+d=28.55+3.7=32.2(s/pcu)東直1東直2東直d=d+d=30.3+13=43.3(

19、s/pcu)東右1東右2東右d=d+d=25.2+2=27.2(s/pcu)東左1東左2東左進口道信控延誤d東進口工dqiiii=1=17（s/pcu4.5.4計算北進口的信控延誤(1)計算各車道的飽和度和通行能力x=0.74Q=S九=480（pcu/h）北直北直北直1x北直右1Q=S九=372（pcu/h）北右北右1x=y西左=0.70Q=S九=432（pcu/h）西左九北左北左44(2)計算各車道的均勻延誤和隨機延誤均勻延誤:d1北直=0.5C1-min1,x廿-25.5（s/pcu）d1北右=0.5C，X北右1-min北直1=27.3（s/pcu）1d1北左12-I1-min11r=0.

20、5C北左2一九人=30.5（s/pcu）隨機延誤:d2北右=900Td2北左=900Td=900T2北直）8ex-1力+北直QT北直-（x-1）+:C-1北直右Q-1）+C-1北左北左8ex+北直右北直右QT北直右8ex+北左QT北左=10.3（s/pcu=4.6（s/pcu=7.41C/pcu）車道信控延誤dd+d25.5+10.328.8（s/pcu）北直1北直2北直dd+d27.3+4.631.9（s/pcu）北右1北右2北右d北左d1北左+d2北左30.5+7.437.9（s/pcu）(4)進口道信控延誤d30.87(s/pcu)北進口4.5.5計算南進口的信控延誤(1)計算各車道的飽

21、和度和通行能力x南直y=南直=0.64九1Q=S九南直南直:=480（pcu/h）x南右y南右=0.4九1南右=S九=372（pcu/h）南右1S九342（pcu/h）南左2y離左0.76九2(2)計算各車道的均勻延誤和隨機延誤均勻延誤：-人26(s/pcu)x南左Q南左d1南直0.5CF1-min1,x南直1d1南右=0.5Cp1-min1,x廿=26/pcu）南右1d1南左入230.6（s/pcu）0.5CF1-min1,x南左2d=900T2南直=6.7（s/pcu）隨機延誤:(c-1)+-)+亠南直南直QT南直d=900T2南左d=900T2南右、8ex一1力+南右QT南右-=3.2(

22、s/pcuQ-1)+C-1)2南左南左8ex+南左QT南左=15.2(s/pcu(3)車道信控延誤d南直=d1南直+d2南直=26+6.7=32.7(s/pcu)d南右=d1南右+d2南右=26+3.2=29.2(s/pcu)d南左(4)進口道信控延誤=d1南左+d2南左=30.6+15.2=45.8(s/pcu)工dqiid=i=1南進口y門q.i=1=35.02(s/pcu4.5.6計算服務(wù)水平y(tǒng)dqAAd=41乙Ai=121.2x912+17x496+30.87x1018+35.02x930912+496+1018+930=27.2(s/pcu)4.6信號相位圖與配時圖4.6.1信號相位

23、圖第一相位第二相位第三相位第四相位462信號配時圖表示黃燈時間I表示綠燈時間表示紅燈時間5設(shè)計方案仿真通過運用VISSIM軟件對設(shè)計方案進行仿真，得出了整個交叉口的平均信號控制延誤時間，具體數(shù)據(jù)如下：TableofDelayFile:c:documentsandsettingsadministrator桌面課程設(shè)計wqwangqiao.inpComment:Date:2009年6月9日星期二19:51:19No.1:Traveltimesection(s)1No.2:Traveltimesection(s)2Time;Delay;Stopd;Stops;#Veh;Pers.;#Pers;Del

24、ay;Stopd;Stops;#Veh;Pers.;#Pers;VehC;No.:;All;1;?1;1;1;1;All;:1;2;i?2;2;2;2;2;200;5.0;1.2;0.06;16;5.0;16;10.8;5.6;0.33;6;10.8;6;400;9.1;3.8;0.29;17;9.1;17;9.1;1.9;0.25;4;9.1;4;600;12.0;5.4;0.50;28;12.0;28;5.8;1.2;0.25;4;5.8;4;800;0.0;0.0;0.00;0;0.0;0;0.0;0.0;0.00;0;0.0;0;1000;0.0;0.0;0.00;0;0.0;0;0.0;0.0;0.00;0;0.0;0;1200;0.0;0.0;0.00;0;0.0;0;0.0;0.0;0.00;0;0.0;0;Total;9.3;3.8;0.33;61;9.3;61;8.9;3.3;0.29;14;8.9;14;從仿真數(shù)據(jù)的行程時間檢測段1可以看出，該設(shè)計交叉口的車輛總延誤的平均值為9.3s，每輛車的平均停車時間為3.8s，每輛車的平均停車次數(shù)為0.33次，通過車輛數(shù)為6