交叉口渠化配时设计.docx
《交叉口渠化配时设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《交叉口渠化配时设计.docx（32页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
交叉口渠化配时设计
前言
一、实践目的
1、增强对《交通管理与控制》课程中交通控制相关内容，特别是单点控制和绿波线控感性认识、综合应用，理论联系实际；
2、培养资料收集能力、综合分析能力与CAD作图能力；
3、培养动手能力与严谨的科学作风；
4、培养团队精神和合作能力。
二、实践内容
1、选址；
2、进行路口现状调查，包括交叉口地理位置、几何结构、现状信号灯安排情况并进行适当时间的流量调查；
3、结合google地图或baidu地图与现场目测，调查交叉口的渠化设计情况；
4、调查交叉口的相位设计情况；
5、调查交叉口的信号配时设计情况；
6、用所学交通控制知识评价交叉口信号配时设计的合理性，提出交叉口渠化设计、相位设计及配时设计的改善方案，画出交叉口渠化设计图、相位改善设计图、单点信号配时图；
7、心得体会。
第一部分交通调查
一、调查时间及地点
1、调查地点：
九公里轻轨站交叉口（巴南大道与渝南大道交叉）
2、调查时间：
2013年12月27日下午17:
00——17:
30
二、调查内容
九公里轻轨站交叉口：
图1交叉口地理位置
2.1交通流量调查方案及人员安排
此次调查为人工调查，参与调查人员共6人。
由于通过该T形交叉口的车辆共有8种流向，所以有两个同学同事负责两个流向的流量数据调查（比如：
左转+左转掉头）。
主要调查数据有：
交叉口位置、交叉口几何结构、各流向信号配时情况、相位、信号灯安排情况、交叉口现状渠化情况、人行过街信号安排情况等。
2.2交叉口现状调查
2.2.1交叉口基本情况
2.2.1.1概述
渝南大道-巴南大道交叉口是一个典型的T型交叉口，该交叉口共有八个车流方向，设有两个分流岛，总体上渠化完善，线性优美，管控良好。
人行过街均设有绿灯，与道路上的车辆并无冲突。
交叉口东西方向中央分隔带处架设有轻轨三号线，而正好交叉口西出口（对应南进口右转车辆）恰好在九公里轻轨站下方。
具体交叉口情况可见图1和2.2.3的交叉口渠化图。
2.2.1.2交叉口几何条件调查
项目
单位
进出口方向
东
西
南
进口
出口
进口
出口
进口
出口
道路等级
主干道
主干道
主干道
设计车速
Km/h
60
60
60
中央分隔带宽
m
3
3
3
车道数
条
3
3
3
直行车道数
条
2
3
2
3
--
3
左转车道数
条
1
--
--
--
1
--
右转车道数
条
--
--
1
--
1
--
单车道宽
m
3.5
3.5
3.5
3.5
3.5
3.5
车道功能划分
直+左
3个直行
直+直+右
3个直行
左+右+左右
3个直行
人行道宽
m
6
6
6
表2交叉口几何条件
2.2.1.3交叉口交通工程设施情况
该处交叉口总体上来说交通工程设施完备，能够保障车辆安全、高效、舒适的运行。
图3现状路口
交叉口配备有包括各类标线、照明设施、交通岛、信号灯、防眩板等在内的交通安保设施，中央分隔带及道路两侧的绿化符合要求，从列举的图中可看出一二，通过观察交叉口车流在相应安保设施的保障下运行流畅。
2.2.2交通流量调查
小时交通量（辆/h）
小客车
出租车
公交车
其他大客车
货车
摩托车
直行（东进口）
464
96
54
22
90
70
左转（东进口）
130
36
0
0
8
20
左转掉头（东进口）
22
4
0
0
8
4
右转（西进口）
306
122
58
0
22
46
直行（西进口）
470
124
40
2
66
42
右转（南进口）
88
36
8
0
8
22
左转（南进口）
226
76
60
0
24
32
表4交通流量调查情况
说明：
西进口方向，除了直行左转车流，经观察还有左转掉头流向，信号灯与直行同步，但是流量特别小，一个小时只有四辆。
详细情况见附表1。
2.2.3交叉口现状渠化情况
九公里轻轨站交叉口渠化良好，东西进口方向均有三条车道，两条直行。
东进口加有一条左转与左转掉头合用车道，西进口加有一条右转车道，这条右转车道并不是在进入交叉口时才分流，而是它有自己的右转专用车道和保护相位，相同的，南进口的右转也有异曲同工之妙。
交叉口环境良好，车流通畅。
图5渠化图
2.2.4现状信号控制情况
2.3.4.1交叉口各进口道信号灯配时情况
进口
流向
信号配时（s）
红
绿
黄
东进口
直行
41
41
3
左转
69
13
3
左转掉头
西进口
右转
13
69
3
直行
41
41
3
南进口
右转
69
13
3
左转
60
22
3
表6信号配时
2.3.4.2各相位信号配时情况
经观测该交叉口信号周期为85s，一个周期内有四个相位。
图7交叉口信号配时图
2.3.4.3交叉口相位设置情况
图8相位图
图9控制图
2.3其它
2.3.1交叉口附近土地利用情况
交叉口南进口道路两侧大多数是居民区，且道路两侧的树木茂盛；西进口方向中央分隔带被轻轨线占据，但路灯数量适宜，光线良好；东进口包括南进口右转方向正好在九公里轻轨站下方，光线较暗，照明设施尚不能满足要求，有待改进。
图10
2.3.2人行过街情况
该交叉口分布有2个交通岛，行人借此得以顺利穿过交叉口，经调查发现，该交叉口行人流量不大，但是都有行人保护相位。
第二部分交叉口渠化现状及改善
一、交叉口现状渠化评价
1.1高峰小时流量
经查标准得，当量小客车换算系数为：
车型
出租车
公交车
其他大客车
货车
摩托车
换算系数
1
2.5
2
2
0.8
表11当量小客车换算系数
经换算得到高峰小时流量如下表：
时间
进口
流向
车道数
高峰小时流量（pcu/h）
17:
00—18:
00
东进口
直行
2
976
左转
1
198
左转掉头
46
西进口
右转
1
654
直行
2
864
南进口
右转
1
178
左转
1
526
左右转合用
1
--
表12高峰小时流量
1.2饱和流率估算
（8—2—1）
——车道组i的饱和流量，pcu/h；
——进口车道基本饱和流量，pcu/h，在缺乏数据时取1650pcu/h；
N——车道组i所包含的车道数；
——进口车道各类矫正系数。
1.2.1各类矫正系数求解
（1）车道宽度校正系数
W——车道宽度，m；
（2）车道纵坡矫正
当纵坡为上坡时（正方向），坡度对饱和流率有抑制作用，反之，坡度对饱和流率有一定的提升作用。
车道纵坡矫正系数求解如下：
G——车道纵坡，弧度制，在此取0；
（3）大车矫正
大车队进口道饱和流率存在着负影响，可依下式计算大车校正系数;
——大车在车流中的比例；
——大车的小汽车当量。
无实测数据时取2.0；
（4）右转车流矫正
——右转车在车流中的比例；
（5）左转车流矫正
——左转车在车流中的比例；
（6）左右合用车道校正系数
——合用车道中左转车交通量，pcu/h；
——合用车道中右转车交通量，pcu/h；
无专用相位时右转专用车道饱和流量
，pcu/h；
转弯半径校正系数：
行人或自行车影响系数
，通过计算得到0.7888；
车道宽度矫正fw
fw=1
1
车道纵坡矫正fg
fg=1-0.5*G
1
大车矫正fHV
fHV=1/[1+pHV*（eHV-1）]
--
右转车流矫正fRT
fRT=0.85
0.85
左转车流矫正fLT
fRT（有左转专用车道）=0.95
0.95
左右合流矫正fLR
fLR=（qL+qR）/qL1
0.9986
qL1=kR1*qR+qL
235
kR1=sL/sR1
1.00327
sR1=1550*fw*fg*1*fPb
1223
表12矫正系数
pHV（%）
大车矫正fHV
直行（东进口）
21.23
0.8249
左转+掉头（东进口）
7.05
0.9341
右转（西进口）
14.68
0.872
直行（西进口）
14.67
0.8721
右转（南进口）
10.13
0.908
左转（南进口）
20.39
0.8306
表13大车矫正系数
1.2.2各进口道饱和流量
根据公式（8—2—1）及上表，可以得到各进口道饱和流量如下：
进口
流向
车道数
高峰小时流量（pcu/h）
高峰小时流量（pcu/h）
饱和流量（pcu/h）
流率比
东进口
直行
2
976
976
2722
0.3586
左转
1
198
244
1375
0.1775
左转掉头
46
西进口
右转
1
654
654
1149
0.5692
直行
2
864
864
2878
0.3002
南进口
右转
1
178
119
1196
0.0995
左转
1
526
351
1223
0.287
左右转合用
1
--
235
1548
0.1518
表14饱和流量
1.3流率比分析及关键车流确定
根据相位设置情况、控制图及各车道流率比计算结果，可计算得到各相位的关键流率比如下：
各相位的关键流率比之和为Y=y1+y2,3+y4=0.1775+0.3586+0.2869=0.823<0.9，满足要求。
所以该相位设计合理。
注：
由于西、南两个方向的右转车均设了右转专用车道及保护相位，并使用交通岛隔开，唯一和该方向车流有冲突的行人也设有保护相位，所以在分析时可以不考虑。
二、交叉口现状延误及服务水平分析
运用synchro软件进行分析
2.1软件界面
图15软件界面
2.2道路设置、流量及信号设置情况
图16
图17流量、信号设置
2.3现状服务水平
图18现状分析
由软件分析可知，交叉口（max）v/c为0.57。
一般情况下，城市道路的服务水平系数（饱负度）
越大，服务交通量越大，服务水平则越低；反之，服务交通量越小，服务水平则越高。
当
>0.8时，表示路段开始拥堵。
所以该交叉口服务能力水平较高，从软件分析结果可以看出，交叉口服务水平为B级。
2.4现状路口延误
路口延误软件显示为12.6s。
行车延误十分直观地反映了道路交通的阻塞情况，借助于延误资料可以确定产生交通阻塞的位置、程度和原因。
延误越大，说明阻塞越严重。
另外，行车延误的程度将影响道路和交叉口服务水平的高低，行车延误越大，服务水平越低。
2.5其它
通过图16可知，路口通行能力利用率为0.57，可以间接得知，该交叉口总体流量不是很大，交叉口渠化良好。
以上部分可以在是时空图中清晰的展现：
图19时空图
三、交叉口现状通行能力分析
3.1参数计算
交叉口信号相位的黄灯时间
，全红时间
。
所以：
3.1.1各相位的绿灯间隔时间
3.1.2确定信号损失时间
启动损失取3s，信号损失时间由所有相位的启动损失及全红时间构成。
则各相位的信号损失时间为：
由于控制链Ring1包含3个相位（3个信号损失），Ring2包含4个相位（4个信号损失），Ring3包含1个相位（1个信号损失），以包含信号损失较多的为依据，所以一个周期的总信号损失时间为：
3.1.3各相位的有效绿灯时间
——各相位的绿灯显示时间，s
——各相位的启动损失时间，取3s
3.2各车道所属信号相位的绿信比
相位
绿灯显示时长（s）
有效绿灯时间（s）
信号周期时长（s）
绿信比λ
1
13
13
85
0.1529
2
28
28
0.3294
3
10
10
0.1176
4
22
22
0.2588
表20
3.3通行能力计算
（1）
—第i条进口车道的饱和流量，pcu/h;
（2）一个进口方向的通行能力：
进口
流向
一条车道通行能力（pcu/h）
饱和度
东进口
直行
608
0.8026
左转
210
1.1619
西进口
右转
851
0.7685
直行
643
0.6719
南进口
右转
183
0.6503
左转
317
1.1073
左右转合用
638
0.3683
表21
右转车辆一般在交叉口内不与各向车辆交叉而产生干扰，即无交叉冲突点，但在该交叉口中，以避免右转车与过街行人的冲突和相互干扰，增加行人过街的安全性，对右转车设置信号控制。
交叉口通行能力：
（pcu/h）
（pcu/h）
（pcu/h）
四、交叉口改善方案设计
相位设计合理，在此基础上设置信号灯配时。
4.1交叉口信号控制基本参数计算
4.1.1计算黄灯时间和全红时间
进口车道车速采用40km/h。
因此：
1）计算黄灯时长
（8-1-8）
——驾驶员反映时间，取1s；
——85％的车速，或合理的速度限制值，m/s，该交叉口取限速60km/h；
——汽车减速度，取3
；
——坡度，用小数表示，此处取0；
各进口道的设计车速相同，故各相位应具有相同的黄灯时长，根据8-1-8计算得到：
，取整，即得黄灯时长为
=3s。
2）全红时长
由表1可知南向道路为为24m，东、西进口道为24m，平均车辆长度为5m。
该交叉口行人不多，但是有设置专门的行人过街保护相位，全红时长的确定需考虑行人过街横道宽度。
计算如下：
（8-1-9）
s;
s;
相位一的全红时长取整2s，相位二、三取整为3s。
相位四由西、南两进口的右转信号组成，两个方向的右转车设有右转专用车道并设有保护相位，并不通过直接交叉口，所以相位四全红时长为0。
4.1.2各相位的绿灯间隔时间
=3+2=5s
=3+3=6s
=3+3=6s
=3+0=3s
4.1.3确定信号损失时间
启动损失取3s，信号损失时间由所有相位的启动损失及全红时间构成。
则各相位的信号损失时间为：
，
，
由于控制链Ring1包含3个相位（3个信号损失），Ring2包含4个相位（4个信号损失），Ring3包含1个相位（1个信号损失），以包含信号损失较多的为依据，所以一个周期的总信号损失时间为：
4.2优化设计
根据以上计算设置软件参数。
4.2.1路口优化后
图20
说明：
由于交叉口西进口右转车流量较大，所以拓宽一条车道，而第三条车道则改变成直行右转合用车道。
4.2.2优化后道路参数设置
图21
4.2.3优化后信号设置
图22
4.2.4优化后交叉口通行能力
图23
4.2.5优化后交叉口延误及服务水平
图24
交叉口延误及服务水平在图24中也可以看出。
从上图可以看出交叉口（max）v/c为0.61<0.8，该交叉口服务能力水平较高，软件分析结果为交叉口服务水平为B级。
路口延误软件显示为16.1s，比起没有优化时大了。
路口通行能力利用率为0.54，可以间接得知，没有优化时的交叉口渠化已经非常良好了。
5、心得体会
这段忙于课程设计的时间里，总是通宵达旦，似乎又回到了曾经参加数模的那种状态，吃、住、工作全在一个地方，时间虽然短暂，但是却从中学到了不少东西，很多模糊的专业知识变得清晰，各种软件变得越来越得心应手，有时候不得不佩服自己的耐力和学习的动力。
当然经过这一次的课程设计，对于交叉口的区划设计、信号配时有了更近一步的了解，但是仍然暴露出了学习上的很多问题，仍需要在后续的实践中不断学习。
附表
日期：
2013.12.27
巴南大道与渝南大道交叉口调查统计表
调查流向：
直行（东进口）
时间段
小客车
出租车
公交车
其他大客车
货车
摩托车
17:
30—17:
45
118
20
12
6
26
17
17:
45—18:
00
114
28
15
5
19
18
调查流向：
直行（西进口）
时间段
小客车
出租车
公交车
其他大客车
货车
摩托车
17:
30—17:
45
120
38
12
1
10
10
17:
45—18:
00
115
24
8
23
11
调查流向：
右转（西进口）
时间段
小客车
出租车
公交车
其他大客车
货车
摩托车
17:
30—17:
45
67
32
16
6
7
17:
45—18:
00
86
29
13
5
16
调查流向：
右转（南进口）
时间段
小客车
出租车
公交车
其他大客车
货车
摩托车
17:
30—17:
45
27
12
2
3
6
17:
45—18:
00
17
6
2
1
5
调查流向：
左转（南进口）
时间段
小客车
出租车
公交车
其他大客车
货车
摩托车
17:
30—17:
45
49
17
12
6
11
17:
45—18:
00
64
21
18
6
5
调查流向：
左转（东进口）
时间段
小客车
出租车
公交车
其他大客车
货车
摩托车
17:
30—17:
45
29
11
1
4
17:
45—18:
00
36
7
3
6
调查流向：
左转掉头（东进口）
时间段
小客车
出租车
公交车
其他大客车
货车
摩托车
17:
30—17:
45
5
2
1
17:
45—18:
00
6
3
2
升级会员 