交通工程課程設(shè)計(jì)

1、交通工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)任務(wù)：某路口飽和年的交通整治方案資料整理；現(xiàn)狀路口通行能力計(jì)算（機(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)車）;飽和年的確定；飽和年交通組織方案；飽和年信號(hào)配時(shí)；飽和年路口分流渠化設(shè)計(jì)；路段上公交停靠站設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)依據(jù)1、路口現(xiàn)狀幾何尺寸，如圖1所示；圖1現(xiàn)狀路口圖2、路口歷年機(jī)動(dòng)車高峰小時(shí)交通量，如表1；歷年機(jī)動(dòng)車高峰小時(shí)流量表（單位：輛/小時(shí)）表1年份1994199519961997199819992000PHV2500259027102800289029803040年份2001200220032004200520062007PHV31303310350036103730386039803、2

2、007年路口機(jī)動(dòng)車高峰小時(shí)流量、流向資料，如表2；表2（單位：輛/小時(shí)）小汽車出租車大客車中巴小貨車摩托車自行車北進(jìn) 口右轉(zhuǎn)440002615810直行172002601908左轉(zhuǎn)4000012924南進(jìn)口右轉(zhuǎn)410182149266218直行212000341960左轉(zhuǎn)3200010220東進(jìn)口右轉(zhuǎn)520002824628直行274400863360左轉(zhuǎn)44662101103902西進(jìn)口右轉(zhuǎn)740004618026直行35060010035628左轉(zhuǎn)36000205824、現(xiàn)狀路口的控制方式燈控路口（二相位），信號(hào)周期110秒，其中東西向綠燈各為60秒，南北向 綠燈為44秒。5、機(jī)動(dòng)車流中，

3、小車占50%，大車占44%，拖掛車及通道車占6%。6、2008年時(shí)，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。設(shè)計(jì)內(nèi)容一、資料整理:1） 按當(dāng)量交通量換算2007年該路口流量流向表，如表3所示;表3（單位：輛/h）流 向小汽 車出租 車大客 車中 巴小貨 車摩托 車當(dāng)量合 計(jì)自行 車北進(jìn) 口右轉(zhuǎn)4400026158148.810直行17200260190347.28左轉(zhuǎn)400001292964南進(jìn) 口右轉(zhuǎn)4101821492662865.618直行21200034196344.80左轉(zhuǎn)32000102256.80東進(jìn) 口右轉(zhuǎn)52000282

4、46195.228直行274400863365500左轉(zhuǎn)4466210110390803.22西進(jìn) 口右轉(zhuǎn)7400046180219.626直行350600100356658.428左轉(zhuǎn)36000205891.22機(jī)動(dòng)車當(dāng)量合 計(jì)21423442662428864376.82）機(jī)動(dòng)車交通量預(yù)測(cè)：根據(jù)路口歷年機(jī)動(dòng)車高峰小時(shí)交通量表，利用Excel繪出趨勢(shì)線，如圖2所示:圖2歷年機(jī)動(dòng)車高峰小時(shí)流量趨勢(shì)圖趨勢(shì)線為二次多項(xiàng)式 y=2.822（二-墮三）I72.36 （x-1993） +2440。以此模型計(jì)算機(jī)動(dòng)車總量，并與觀測(cè)所得的實(shí)際機(jī)動(dòng)車總量對(duì)比，如表4所示:擬合的誤差表表4年份199419951

5、9961997199819992000PHV2500259027102800289029803040擬合PHV2515.182596.012682.482774.592872.352975.753084.8擬合誤差0.61%0.23%-1.02%-0.91%-0.61%-0.14%1.47%年份2001200220032004200520062007PHV3130331035003610373038603980擬合PHV3199.493319.823445.83577.423714.693857.64006.15擬合誤差2.22%0.30%-1.55%-0.90%-0.41%-0.06%0.6

6、6%由上表知，擬合的誤差不超過3%，誤差非常小，可以以此模型來預(yù)測(cè)未來機(jī)動(dòng)車總量?，F(xiàn)狀路口通行能力1）機(jī)動(dòng)車通行能力該交叉口的每個(gè)進(jìn)口道由兩條機(jī)動(dòng)車道組成，分別為直左車道和直右車道。按城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范中的停車線法計(jì)算機(jī)動(dòng)車能行能力。排隊(duì)待行的第一輛車從起動(dòng)到通過停車線的時(shí)間，不同車種混行時(shí)取2.3S， 車隊(duì)通過停車線的間隔時(shí)間取3.26S；折減系數(shù)取0.8。燈控路口（二相位），信 號(hào)周期110秒，其中東西向綠燈各為60秒，南北向綠燈為44秒。直左車道中左 轉(zhuǎn)車輛比例取20%。直行車道通行能力計(jì)算公式：二二3600（ 二 /：+1）：/T一條直行車道的設(shè)計(jì)通行能力（pcu/h）W信號(hào)周期綠燈時(shí)間

7、（s）T信號(hào)周期時(shí)間（s）二排隊(duì)待行的第一輛車從起動(dòng)到通過停車線的時(shí)間（s）；不同車種混行 時(shí)取2.3S:車隊(duì)通過停車線的間隔時(shí)間（s）取3.26S折減系數(shù)取0.8直右車道通行能力：“二二直左車道通行能力：。疽上（1132，需要按照規(guī)范公式3.2.312折減。折減后通行能力為 930.2-2186.04-132）=822.12 （輛/h）。西進(jìn)口：直行車道通行能力二=3600（ （60-2.3） /3.26+1） 0.8/110=489.58 （輛/h）。直右車道設(shè)計(jì)通行能力二匚=489.58 （輛/h）。直左車道設(shè)計(jì)通行能力L f （K./2） =489.58尺（1-0.5 E.2） =44

8、40.62 （輛/h）。西進(jìn)口設(shè)計(jì)通行能力為。二.+匚_=930.2 （輛/h）。驗(yàn)算是否需要折減：設(shè)計(jì)左轉(zhuǎn)交通量為0.2X930.2=186.04132，需要按照規(guī)范公式3.2.312 折減。折減后通行能力為930.2-2,（186.04-132）=822.12 （輛/h）。南進(jìn)口設(shè)計(jì)通行能力二二3600（6-二/：+1）；/T。-取 60,則有直行車道通行能力二二3600（ （44-2.3） /3.26+1） 0.8/110=361.08 （輛 /h）。直右車道設(shè)計(jì)通行能力“=361.08 （輛/h）。直左車道設(shè)計(jì)通行能力匚_=C（1_/2） =361.08 132,需要按照規(guī)范公式3.2

9、.312 折減。折減后通行能力為 686.05-2X (137.21-132)=675.63 (輛/h)。北進(jìn)口：直行車道通行能力二二3600( (44-2.3) /3.26+1八0.8/110=361.08 (輛/h)。直左車道設(shè)計(jì)通行能力二_二二(E/2) =361.08 尺(1-0.5 E. 2) =324.97 (輛/h)。北進(jìn)口設(shè)計(jì)通行能力。如+匚_=686.05 (輛/h)。驗(yàn)算是否需要折減：設(shè)計(jì)左轉(zhuǎn)交通量為0.2X686.05=137.21132,需要按照規(guī)范公式3.2.312 折減。折減后通行能力為 686.05-2X (137.21-132)=675.63 (輛/h)。因此，

10、交叉口通行能力為：C 總=(822.12+675.63)X2=2995.5 (輛/h)。2 )非機(jī)動(dòng)車通行能力：一條自行車車道寬1m。不受平面交叉口影響時(shí)，一條自行車車道的路段可能 通行能力按下公式計(jì)算：村伸=3600畫瓦/ 0 (平-0.5)(3-2* 2-1)式中 一一一條自行車車道的路段可能通行能力(veh/(hm)；連續(xù)車流通過觀測(cè)斷面的時(shí)間段(S)； 在 時(shí)間段內(nèi)通過觀測(cè)斷面的自行車輛數(shù)(veh)；1 一一自行車車道路面寬度(m)。路段可能通行能力推薦值，有分隔設(shè)施時(shí)為2100veh/(hm)；無分隔設(shè)施時(shí)為1800veh/(h m)。不受平面交叉口影響一條自行車車道的路段設(shè)計(jì)通行能

11、力按下式計(jì)算:Nl缶,卻的(&么2 2)式中Nb一條自行車車道的路段設(shè)計(jì)通行能力(veh/(ch m)；a b自行車道路的道路分類系數(shù)，見下表自行車道的道路分類系數(shù)道路分類快速路、主十路次十路、支路a b0.800.90受平面交叉影響一條自行車車道的路段設(shè)計(jì)通行能力，設(shè)有分隔設(shè)施時(shí)，推 薦值為10001200veh/(hm)；以路面標(biāo)線劃分機(jī)動(dòng)車道與非機(jī)動(dòng)車道時(shí)，推 薦值為 8001000veh/(h m)。由于此交叉口自行車交通量較小，所以采用推薦值的較小值800 veh /(hm)。3)交叉口信號(hào)配時(shí)現(xiàn)狀(黃燈時(shí)間取3S)；此路口采用了二相位的信號(hào)控制，信號(hào)周期110秒，其中東西向綠燈為6

12、0 秒，南北向綠燈為44秒。交叉口現(xiàn)狀相位圖如圖3所示:圖3交叉口現(xiàn)狀相位圖如圖交叉口現(xiàn)狀流量流向如圖4所示圖4 交叉口現(xiàn)狀流量流向圖三、流量預(yù)測(cè)及飽和率的確定1）總量預(yù)測(cè)模型機(jī)動(dòng)車：根據(jù)路口歷年機(jī)動(dòng)車高峰小時(shí)交通量表，利用Excel繪出趨勢(shì)線（見圖2）：趨勢(shì)線為二次多項(xiàng)式y(tǒng)=2.822:丁+72.36x+2440據(jù)此預(yù)測(cè)未來機(jī)動(dòng)車交通量如表6所示：表6預(yù)測(cè)交通量年份200820092010201120122013201420152016預(yù)測(cè)交通量416043204485465748345016520453985597機(jī)動(dòng)車總量預(yù)測(cè)5800560054005200500048004600440

13、04200400020082009 2010 20112012 2013 2014 20152016年份圖5 機(jī)動(dòng)車總量預(yù)測(cè)非機(jī)動(dòng)車流量預(yù)測(cè)：按年增長(zhǎng)率的方法給出預(yù)測(cè)模型，如下圖所示，取年增長(zhǎng)率為5%，則非機(jī) 動(dòng)車總量為：N=126X m非機(jī)動(dòng)車總量預(yù)測(cè)表7年份200820092010201120122013201420152016預(yù)測(cè)交通量132.3138.9145.9153.2160.8168.9177.3186.2195.46非機(jī)動(dòng)車總量預(yù)測(cè)200820092010 2011201220132014 20152016年份555555555098765432211111111 晨陷郵涵、部

14、椅屆#圖6 非機(jī)動(dòng)車總量預(yù)測(cè)2）飽和年的預(yù)測(cè)將機(jī)動(dòng)車輛通行能力作為某年實(shí)際交通量代入機(jī)動(dòng)車總量預(yù)測(cè)公式中，反算 飽和年。公式為 2996=2.822（二-二3）一+72.36（x-1993）+2440反算知機(jī)動(dòng)車輛通行能力在1999年達(dá)到飽和，而此時(shí)非機(jī)動(dòng)車輛通行能力 遠(yuǎn)未達(dá)到飽和。3）機(jī)動(dòng)車流量流向預(yù)測(cè)假設(shè)路口機(jī)動(dòng)車流量流向比例不發(fā)生變化，故可根據(jù)飽和年的預(yù)測(cè)流量和現(xiàn)狀流量流向比例，確定未來的流向流量。預(yù)測(cè)五年后的交通量，如表8所示，2012年機(jī)動(dòng)車流量流向預(yù)測(cè)表8 （單位：輛/h）2012年機(jī)動(dòng)車流量流向預(yù)測(cè)（總量4834）東進(jìn)口直行左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)總計(jì)流量6088882151711西進(jìn)口直行左轉(zhuǎn)

15、右轉(zhuǎn)總計(jì)流量7281012421071南進(jìn)口直行左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)總計(jì)流量381639571401北進(jìn)口直行左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)總計(jì)流量384106164654圖7 2012年交叉口流量流向圖四、飽和年信號(hào)配時(shí)采用四相位。交叉口進(jìn)口等效交通量計(jì)算公式：V=（Vs+0.5H+0.6L）/nVs交叉口進(jìn)口實(shí)際交通量（輛/h）H公交車、貨車車輛數(shù)（輛/h）L左轉(zhuǎn)車輛數(shù)（輛/h）n進(jìn)口有效車道數(shù)拖掛車及通道車占6%，以此作為公交車、貨車。第一相位，放行東西方向的左轉(zhuǎn)、除右轉(zhuǎn)外其他禁行Q 東左二(888X0.6+888X0.06X0.5) /2=280 (輛/h)Q 西左二(101X0.6+101X0.06X0.5) /2=

16、32 (輛 /h)V1 = max ( 280, 32) = 280 (輛/h)第二相位，放行東西方向直行、除右轉(zhuǎn)外其他禁行Q 東直=(608+608X0.06X0.5) /2=313 (輛/h)Q 西直=(728+728X0.06X0.5) /2=375 (輛/h)V2= max (313, 375) =375 (輛/h)第三相位，放行南北方向左轉(zhuǎn)、除右轉(zhuǎn)外其它禁行Q 南左二(63+63X0.6+63X0.06X0.5) /2=51.5 (輛/h)Q 北左二(106+106X0.6+106X0.06X0.5) /2=86 (輛/h)V3= max (51.5, 86) =86 (輛/h)第四

17、相位放行南北方向直行、除右轉(zhuǎn)外其它禁行Q 南直=(381+381X0.06X0.5) /2=196 (輛/h)Q 北直=(384+384 X0.06X0.5) /2=198 (輛/h)V4 =max (196, 198) =198 (輛/h)故交叉口總的等效交通量為：Ve =V1+V2+V3+V4=280+375+86+198=939 (輛/h)周期長(zhǎng)度、相位數(shù)、等效交通量之間有以下關(guān)系：T= 13330P/(1333-Ve)式中T周期時(shí)間(s)；P相位數(shù)；Ve等效交通量(輛/h).初設(shè)周期長(zhǎng)T=13330*4/(1333-939)=135.3s , 一般周長(zhǎng)取5的整數(shù)倍，故 取140s，取黃

18、燈時(shí)間為3s,則總的綠燈時(shí)間為G=140-4*3=128s，分配如下：第一相位綠燈時(shí)間為G1=128X (280/939)=38s第二相位綠燈時(shí)間為G2=128X (375/939)=51s第三相位綠燈時(shí)間為G3=128X (86/939)=12s第四相位綠燈時(shí)間為G4=128X (198/939)=27s2012年信號(hào)配時(shí)驗(yàn)算與確定按以上方法分配的綠燈時(shí)間是否能滿足車輛放行要求，可用下式來檢驗(yàn):G=2.1x+3.7s式中G 某一相位車輛放行所需綠燈時(shí)間(s)；X周期內(nèi)的來車數(shù)，可查表(見交通工程學(xué)256頁(yè))而得: 柏松流平均到達(dá)率Mi與周期內(nèi)來車數(shù)xi關(guān)系表(置信度95%)：M1=280X

19、128/3600=10 x1 =15 G1=2.1X 14+3.7=35.2sM2=375X 128/3600=13.3 x2 =20 G2=45.7sM3=86X 128/3600=3.1x3=6 G3=16.3sM4 =198X128/3600=7.1 x4=12G4=28.9s需要的總綠燈時(shí)間為36+46+17+29=128s,與試算的綠燈時(shí)間吻合故而最終確定配時(shí)方案為：第一相位綠燈時(shí)間為G1=37s第二相位綠燈時(shí)間為G2=161*(386/1024)=49s第三相位綠燈時(shí)間為G3=161*(114/1024)=14s第四相位綠燈時(shí)間為G4=161*(209/1024)=28s飽和年信號(hào)

20、配時(shí)如圖8所示：圖8 2012年信號(hào)配時(shí)方案五、分流渠化可見，在2012年時(shí)，高峰小時(shí)交通量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)通行能力，而且在高峰時(shí)段一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)，交叉口各進(jìn)口道各方向的交通量為：表9(單位：輛/h)2012年高峰時(shí)段一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)的流量流向預(yù)測(cè)東進(jìn)口直行左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)總計(jì)流量21.631.67.660.8西進(jìn)口直行左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)總計(jì)流量25.93.68.638.1南進(jìn)口直行左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)總計(jì)流量13.52.23449.7北進(jìn)口直行左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)總計(jì)流量13.63.85.823.2渠化方案為：東進(jìn)口車道拓寬為4車道，左轉(zhuǎn)專用車道2條，直行車道、右轉(zhuǎn)專用車道各 一個(gè)。出口道拓寬為4車道，共有8條車道，每條車道寬3.25米。

21、西進(jìn)口車道拓寬為4車道，直行車道2條，左轉(zhuǎn)車道，右轉(zhuǎn)車道各1條 西出口拓寬為4車道，共8車道，每條車道寬3.25米。南進(jìn)口車道拓寬為4車道，2條直行車道，左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)車道各1條，出口車 道為4車道，共8車道。北進(jìn)口車道拓寬為4車道，2條直行車道，左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)車道各1條，出口拓 寬為4車道，共8車道，每條車道寬3.25米。交叉口設(shè)計(jì)車速40km/h，轉(zhuǎn)彎車速20km/h,右轉(zhuǎn)車道漸變段長(zhǎng)度Ld=30m， 減速所需長(zhǎng)度Lb為20米。各進(jìn)口等候車隊(duì)長(zhǎng)度以一個(gè)周期內(nèi)因紅燈受阻排隊(duì)的直行車輛長(zhǎng)度計(jì)算， 按照下公式計(jì)算：Ls=nXLnn一次紅燈受阻的車輛Ln直行車輛車身長(zhǎng)度，取6米n=CX(1-a)X/NC每條直行車道的通行能力右轉(zhuǎn)車比例P該向紅燈占周期長(zhǎng)的比例N每小時(shí)周期數(shù)排隊(duì)車輛數(shù)參數(shù)表表10進(jìn)口CaP-N東進(jìn)口3150.1250.62925.7西進(jìn)口3150.2260.62925.7南進(jìn)口1830.6840.77925.7北進(jìn)口1830.250.77925.7東進(jìn)口排隊(duì)車輛為7輛，Ls=42米 西進(jìn)口排隊(duì)車輛為6輛，Ls=36米 南進(jìn)口排隊(duì)車輛為2輛，Ls=12米 北進(jìn)口排隊(duì)車輛為5輛，Ls=30米右轉(zhuǎn)車道長(zhǎng)度Lr=Ld+max（Lb，Ls） 故拓寬的右轉(zhuǎn)車道長(zhǎng)度如下表所示：右轉(zhuǎn)車道長(zhǎng)度表11 （單位：