交通設(shè)計(jì)課件

1、城市道路平面交叉口交通設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)技術(shù) 上海市城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究院 同濟(jì)大學(xué)ITS研究中心匯報(bào)人：楊曉光匯報(bào)人：楊曉光第1頁，共71頁。課題意義為各種類型的平面交叉口提供相應(yīng)的評(píng)價(jià)方法及模型，較為準(zhǔn)確的反映交通設(shè)計(jì)效果。為平面交叉口的規(guī)劃與設(shè)計(jì)方案提供優(yōu)選及完善的決策支持。匯報(bào)人：楊曉光第2頁，共71頁。課題內(nèi)容分析、整理典型平面交叉口交通設(shè)計(jì)類型選取評(píng)價(jià)指標(biāo) 建立各評(píng)價(jià)指標(biāo)模型及綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)模型開發(fā)交通設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)軟件現(xiàn)場(chǎng)交通數(shù)據(jù)的采集實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析仿真技術(shù)的研究匯報(bào)人：楊曉光第3頁，共71頁。研究層次 從兩個(gè)方面進(jìn)行分析：1、改建、綜合治理平面交叉口，即現(xiàn)有平面交叉口2、規(guī)劃平面交叉口匯報(bào)人：楊曉光第

2、4頁，共71頁。理論依據(jù)城市道路平面交叉口規(guī)劃與設(shè)計(jì)規(guī)程道路通行能力手冊(cè)（HCM）匯報(bào)人：楊曉光第5頁，共71頁。研究?jī)?nèi)容交通設(shè)計(jì)模式 分析、分類交叉口設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)模型交叉口評(píng)價(jià)軟件開發(fā)實(shí)證調(diào)查實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析評(píng)價(jià)過程演示交通仿真的初步研究有待進(jìn)一步研究的問題匯報(bào)人：楊曉光第6頁，共71頁。設(shè)計(jì)模式渠化設(shè)計(jì)模式（按道路斷面形式分類）：一塊板道路與其它道路的交叉口 兩塊板道路與其它道路的交叉口 三塊板道路與其它道路的交叉口 四塊板道路與其它道路的交叉口 信號(hào)配時(shí)模式基本模式兩相位三相位四相位匯報(bào)人：楊曉光第7頁，共71頁。交叉口模式示例匯報(bào)人：楊曉光第8頁，共71頁。常見的信號(hào)相位返回匯報(bào)人：楊曉光第9

3、頁，共71頁。評(píng)價(jià)指標(biāo)通行能力及飽和度延誤及服務(wù)水平停車次數(shù)排隊(duì)長(zhǎng)度 匯報(bào)人：楊曉光第10頁，共71頁。評(píng)價(jià)過程、輸入模型、流量校正模型、飽和流量模型、通行能力及飽和度模型、延誤及服務(wù)水平模型、停車次數(shù)模型7、排隊(duì)長(zhǎng)度模型匯報(bào)人：楊曉光第11頁，共71頁。飽和流量校正相關(guān)的校正車道寬度校正 坡度及重車校正 左轉(zhuǎn)校正 右轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎半徑校正 行人影響校正 自行車影響校正 匯報(bào)人：楊曉光第12頁，共71頁。延誤計(jì)算各車道延誤可用下式估算： d 各車道每車平均信控延誤（s/pcu）d1 均勻延誤，即車輛均勻到達(dá)所產(chǎn)生的延誤d2 隨機(jī)附加延誤，即車輛隨機(jī)到達(dá)并引起超飽和周期所產(chǎn)生的附加延誤d3 初始排隊(duì)附加

4、延誤，即在延誤分析期初停有上一時(shí)段留下積余車輛的初始排隊(duì)使后續(xù)車輛經(jīng)受的附加延誤匯報(bào)人：楊曉光第13頁，共71頁。延誤計(jì)算（續(xù)）各車道延誤各進(jìn)口道平均延誤交叉口平均延誤服務(wù)水平計(jì) 算 流 程匯報(bào)人：楊曉光第14頁，共71頁。延誤與服務(wù)水平對(duì)應(yīng)關(guān)系服務(wù)水平停車延誤（s）A80匯報(bào)人：楊曉光第15頁，共71頁。規(guī)劃交叉口設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)指標(biāo)：飽和度與延誤輸入條件： 1、渠化設(shè)計(jì)條件 2、預(yù)測(cè)交通量返回匯報(bào)人：楊曉光第16頁，共71頁。交叉口設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)軟件開發(fā)設(shè)計(jì)方法軟件功能軟件結(jié)構(gòu)操作流程返回匯報(bào)人：楊曉光第17頁，共71頁。設(shè)計(jì)方法采用傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)與面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法相結(jié)合編碼實(shí)現(xiàn)采用Visual

5、 Basic 6.0設(shè)計(jì)返回匯報(bào)人：楊曉光第18頁，共71頁。軟件功能結(jié)合城市道路平面交叉口評(píng)價(jià)技術(shù)，合理選取評(píng)價(jià)參數(shù)。通過人機(jī)交互方式對(duì)交叉口設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，最后以文本形式給出直觀的評(píng)價(jià)結(jié)果，為用戶提供決策支持。返回匯報(bào)人：楊曉光第19頁，共71頁。軟件結(jié)構(gòu)1.輸入模塊 道路條件 交通條件 信號(hào)條件 2.流量校正模塊 高峰小時(shí)系數(shù) 劃分車道功能 分配車道流量 匯報(bào)人：楊曉光第20頁，共71頁。3.飽和流量模塊 理想飽和流量 校正 4.通行能力及飽和度模塊 計(jì)算各車道通行能力 計(jì)算車道飽和度 疊加結(jié)果 匯報(bào)人：楊曉光第21頁，共71頁。5.延誤及服務(wù)水平模塊 計(jì)算各車道延誤 累計(jì)延誤 確定服務(wù)水

6、平 6.停車次數(shù)模塊 計(jì)算各車道平均停車次數(shù) 累計(jì)停車次數(shù) 7.排隊(duì)長(zhǎng)度模塊 計(jì)算各車道組排隊(duì)長(zhǎng)度 計(jì)算各各進(jìn)口道最終排隊(duì)長(zhǎng)度返回匯報(bào)人：楊曉光第22頁，共71頁。操作流程啟動(dòng)界面匯報(bào)人：楊曉光第23頁，共71頁。歡迎界面匯報(bào)人：楊曉光第24頁，共71頁。系統(tǒng)使用過程中的界面匯報(bào)人：楊曉光第25頁，共71頁。工程描述界面匯報(bào)人：楊曉光第26頁，共71頁。信號(hào)條件輸入界面匯報(bào)人：楊曉光第27頁，共71頁。車道組合條件輸入界面匯報(bào)人：楊曉光第28頁，共71頁。道路與交通條件輸入界面匯報(bào)人：楊曉光第29頁，共71頁。非機(jī)動(dòng)車與行人條件輸入界面匯報(bào)人：楊曉光第30頁，共71頁。評(píng)價(jià)結(jié)果分析界面匯報(bào)人：

7、楊曉光第31頁，共71頁。口令修改界面匯報(bào)人：楊曉光第32頁，共71頁?；緟?shù)輸入界面返回匯報(bào)人：楊曉光第33頁，共71頁。實(shí)證調(diào)查 調(diào)查方法 調(diào)查對(duì)象 數(shù)據(jù)處理方法返回匯報(bào)人：楊曉光第34頁，共71頁。調(diào)查方法（錄像法）前期準(zhǔn)備外場(chǎng)作業(yè)：兩臺(tái)攝象機(jī)同步工作，一臺(tái)拍攝交叉口內(nèi)部交通流狀況，另一臺(tái)拍攝某一（選定）進(jìn)口道的交通流狀況 注意事項(xiàng)：此法要求選取好拍攝角度，這對(duì)于數(shù)據(jù)的完整性和可靠性都是十分重要的 返回匯報(bào)人：楊曉光第35頁，共71頁。調(diào)查對(duì)象機(jī)動(dòng)車非機(jī)動(dòng)車行人異常交通狀況影響交叉口運(yùn)行的其它因素返回匯報(bào)人：楊曉光第36頁，共71頁。數(shù)據(jù)處理采用回放錄像的方式，進(jìn)行室內(nèi)作業(yè)，降低了勞動(dòng)

8、強(qiáng)度錄像帶可反復(fù)播放，提高了觀測(cè)精度返回匯報(bào)人：楊曉光第37頁，共71頁。實(shí)驗(yàn)結(jié)果匯總匯報(bào)人：楊曉光第38頁，共71頁。飽和流量修正后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果（直行1850pcu/h，左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)1800pcu/h）匯報(bào)人：楊曉光第39頁，共71頁。誤差原因分析隨機(jī)誤差相鄰交叉口的協(xié)調(diào)控制過飽和情況下的評(píng)價(jià)方法返回匯報(bào)人：楊曉光第40頁，共71頁。返回匯報(bào)人：楊曉光第41頁，共71頁。主要研究成果平面交叉口交通設(shè)計(jì)模型分類評(píng)價(jià)系統(tǒng)開發(fā)匯報(bào)人：楊曉光第42頁，共71頁。交通仿真初步研究（以大連四平交叉口為例）VISSIM簡(jiǎn)介VISSIM系統(tǒng)的功能仿真實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)及不足仿真系統(tǒng)的研究方向仿真實(shí)驗(yàn)的過程及結(jié)果獲取VI

9、SSIM 系統(tǒng)仿真演示返回匯報(bào)人：楊曉光第43頁，共71頁。VISSIM簡(jiǎn)介VISSIM是由德國PTV公司開發(fā)的微觀交通仿真分析軟件。VISSIM內(nèi)部由兩個(gè)不同的程序，即交通仿真器和信號(hào)狀態(tài)發(fā)生器所組成，它們之間通過接口來交換檢測(cè)器的呼叫和信號(hào)狀態(tài)?！敖煌ǚ抡嫫鳌笔且粋€(gè)微觀的交通流仿真模型，它包括跟車模型和車道變換模型。“信號(hào)狀態(tài)發(fā)生器”是一個(gè)信號(hào)控制軟件，它以仿真步長(zhǎng)為基礎(chǔ)（步長(zhǎng)可以小到十分之一秒）不斷地從交通仿真器中獲取檢測(cè)信息，于是，它將決定下一仿真時(shí)刻的信號(hào)狀態(tài)并將這信息傳送給交通仿真器，VISSIM就是在這種邏輯下進(jìn)行工作的。 返回匯報(bào)人：楊曉光第44頁，共71頁。VISSIM系統(tǒng)的

10、功能VISSIM可以作為許多交通問題分析的有力工具。它能夠分析在諸如車道特性、交通組成、交通信號(hào)等約束條件下交通運(yùn)行情況，不僅能對(duì)交通基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行實(shí)時(shí)的運(yùn)行情況模擬，而且還可以以文件的形式輸出各種交通評(píng)價(jià)參數(shù)，如行程時(shí)間、排隊(duì)長(zhǎng)度等。因此，它是分析和評(píng)價(jià)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中各種方案的交通適應(yīng)性情況的重要工具。 返回匯報(bào)人：楊曉光第45頁，共71頁。仿真實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn) 交叉口評(píng)價(jià)的根本目的并不是為了單純獲得一些交通參數(shù)，而是為規(guī)劃和綜合治理提供依據(jù)?？菰锏臄?shù)字往往不利于很好地解決問題，仿真的動(dòng)畫效果為研究人員提供了寶貴的參考，在仿真的運(yùn)行過程中甚至可以直觀地看到交通沖突嚴(yán)重的地點(diǎn)、交通供需不平衡的路段

11、以及存在事故隱患的交通設(shè)施等等。 匯報(bào)人：楊曉光第46頁，共71頁。仿真實(shí)驗(yàn)的不足適用條件過于理想化（車輛的類型和性能 、道路的幾何線形 、車輛的運(yùn)行軌跡 等）影響條件單一（行人和非機(jī)動(dòng)車數(shù)據(jù)的采集以及對(duì)駕駛員行為的影響等）協(xié)調(diào)控制或交叉口群的影響考慮不足多種路徑選擇條件下仿真效果較差返回匯報(bào)人：楊曉光第47頁，共71頁。仿真系統(tǒng)的研究方向考慮修正車輛的速度特性和加速度特性，使之符合我國的國情 行人和非機(jī)動(dòng)車流數(shù)據(jù)的采集和在仿真實(shí)驗(yàn)中合理的設(shè)置信號(hào)聯(lián)動(dòng)邏輯系統(tǒng)的引入及其在仿真系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn) 返回匯報(bào)人：楊曉光第48頁，共71頁。仿真實(shí)驗(yàn)的過程及結(jié)果獲取道路幾何條件輸入交通流及交通規(guī)則輸入檢測(cè)設(shè)備

12、的輸入仿真實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行延誤和排隊(duì)參數(shù)的獲得匯報(bào)人：楊曉光第49頁，共71頁。比例尺的選擇匯報(bào)人：楊曉光第50頁，共71頁。建立連接單元 CONNECTOR以 實(shí)現(xiàn)車道功能劃分匯報(bào)人：楊曉光第51頁，共71頁。交叉口幾何條件輸入完畢匯報(bào)人：楊曉光第52頁，共71頁。進(jìn)口道流量輸入?yún)R報(bào)人：楊曉光第53頁，共71頁。編輯信號(hào)燈匯報(bào)人：楊曉光第54頁，共71頁。周期時(shí)長(zhǎng)的確定匯報(bào)人：楊曉光第55頁，共71頁。某一相位的參數(shù)設(shè)定匯報(bào)人：楊曉光第56頁，共71頁。路徑選擇比例匯報(bào)人：楊曉光第57頁，共71頁。延誤檢測(cè)設(shè)備的安裝匯報(bào)人：楊曉光第58頁，共71頁。排隊(duì)長(zhǎng)度檢測(cè)設(shè)備的安裝匯報(bào)人：楊曉光第59頁，共71頁。仿真速率和掃描頻率的設(shè)置匯報(bào)人：楊曉光第60頁，共71頁。進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn) 匯報(bào)人：楊曉光第61頁，共71頁。畫面一：四平路直行匯報(bào)人：楊曉光第62頁，共71頁。畫面二：四平路左轉(zhuǎn)匯報(bào)人：楊曉光第63頁，共71頁。畫面三：大連西路直行匯報(bào)人：楊曉光第64頁，共71頁。畫面四：大連西路左轉(zhuǎn)返回匯報(bào)人：楊曉光第65頁，共71頁。匯報(bào)人：楊曉光第66頁，共71頁。排隊(duì)長(zhǎng)度的獲得匯報(bào)人：楊曉光第67頁，共71頁。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后延誤參數(shù)的獲得返回匯報(bào)人：楊曉光第68頁，共71頁。有待進(jìn)一步研究的問題混合交通條件下各種影響因素