交叉口.docx
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交叉口
长沙理工大学课程设计任务书
交通运输工程学院交通工程专业2011级1、2班
课程名称交通控制与管理
题目：
长沙市韶山中路---新建路交叉口交通组织优化设计
同组设计者
无
一、已知技术参数和设计要求
1．已知技术参数
长沙市韶山中路---新建路交通现状调查相关数据
2．设计要求
A．必须按要求独自完成，提交课程设计报告，作为考核课程设计成绩的主要依据。
B．必须独立完成设计任务，严禁抄袭、剽窃他人成果或找人代做等行为，一经发现成绩以不及格计，并给予批评教育和严肃处理。
C．利用计算机来整理数据,获得相关图表和结果，交通组织方案需绘制相关AutoCAD图，优化方案的评价尽量采用Vssim仿真。
递交课程设计打印件，获得的图表及结果通过图表编号与课程设计内容一一严格对应,图表编号按每个内容编排（如图1.1,图1.2,表1.1,表3.2等）。
图表应规范,有图名,表头等,要注意图表资料质量.
D．课程设计成果在本学期6.20号定稿,6.24号亲自递交由指导老师答辩验收后方可。
二、课程设计应完成的任务
每人根据自己选择的课程设计题目选择如下课程设计任务之一独立完成各自课程设计：
题目一：
长沙市韶山中路---新建路交叉口交通组织优化设计
（一）目的
通过对现场观测资料的分析，了解现场交通数据采集方法，根据所采集的数据，对所观测的信号交叉口的交通进行数据分析和现状评价，并用所学的方法提出交通管理改善措施方案和进行交叉口交通设计，并进行改善后评价或仿真。
（二）内容
1.收集交叉口现状数据资料，包括：
（1）交叉口道路几何条件，包括车道数，中央分隔，机非分隔情况；
（2）观察机动车、非机动车、行人在交叉口的组织方案，收集交叉口相应标线、标志的设置情况；如在交叉口旁有建筑物出入交通或路边停车或公交停靠站等现象，应也考虑在内，便于现状评价和改善。
（3）交叉口交通条件，包括交叉口流量流向情况（分车型折算），现有信号配时；交叉口各向非机动车流量情况，各向行人过街流量情况。
（4）绘制交叉口现场图.并量测相关尺寸，如车道宽度，分隔带宽度，行人过街横道宽度，自行车道宽度等。
2.对所选定的信号交叉口进行评价，包括：
（1）根据所收集的数据资料，画信号配时图、信号相位图；根据交通冲突分离情况和交叉口通车效率情况等原则分析目前交叉口的交通安全性和通畅性。
（2）计算各进口各向机动车流的延误、通行能力情况，计算交叉口延误和服务水平情况。
分析目前配时方案的适应性，
（3）根据收集的行人、非机动车数据和现场组织方案，分析行人、非机动车交通组织的合理性。
若交叉口内有出入组织或停车或公交停靠站等其他情况，分析其目前方案处理的合理性。
（4）根据交叉口交通组织情况，分析交叉口内相应交通标线、标志的适用性。
3.对所选择的信号交叉口进行交通组织优化设计，包括：
（1）信号重新配时：
确定相位数；车道划分；配时设计；绘制配时图、相位图；
（2）对不合理的行人和非机动车交通组织进行优化设计；
（3）根据优化的组织方案设置相应优化的标志标线；
（4）对优化后的交叉口进行评估或进行微观仿真，包括优化后交叉口机动车的延误、服务水平情况。
对整个交叉口包括机动车、行人、非机动车在内优化后安全性和通畅性情况。
4.撰写设计报告，包括：
（1）交叉口交通调查与现状评价；
（2）交叉口交通组织优化设计
（3）新旧组织方案比较分析；
（3）结论；
（4）优化前后交叉口交通设计图；
（5）参考文献。
1.交叉口现状和问题描述...........................5
1.1交叉口区位及问题描述........................5
1.2交叉口现状.................................6
2.交叉口现问题严重程度和原因分析.................8
2.1交叉口高峰小时交通参数........................8
2.2现状具体问题及原因分析........................9
3.交叉口改善.....................................10
3.1改善思路....................................10
3.2改善方案....................................11
4.改善方案的评价与比较..........................13
4.1定性评价..................................13
4.2定量评价..................................13
5.总结..........................................15
6.参考文献......................................16
7.附录..........................................17
1.交叉口现状和问题描述
1.1交叉口区位及问题描述
该交叉口位于长沙市二环以内雨花区，是韶山中路和新建路近垂直相交形成的。
南引道通过韶山中路与南二环桔园立交相通，北引道通过韶山中路与东塘白沙立交相通。
韶山中路作为一条连接城南和市中心的重要城市主干道，承载着很大交通量。
交叉口区位如图1-1所示。
图1-1交叉口区位图
在高峰时段，虽有2名交警和4个交通协警维持交叉口秩序，但交叉口任显得拥堵和混乱，正如图1-2所示。
尤其是南进口道和西进口道拥堵尤为严重，如图1-3所示。
图1-2整个交叉口拥堵情况图1-3南进口道密集的车辆排队
同时非机动车过街秩序混乱，机动车过街不按规定在斑马线上行驶，而是和左转车辆一同左转或直行，有严重的安全隐患，如图1-4。
图1-4机非一同左转安全隐患严重
1.2交叉口现状
1.2.1现状车道功能划分及渠化
交叉口南北向道路均为2快板，无专门的非机动车道。
因为增加进口道车道数的需要，原路段中央分离对向车流的绿化带在接近停车线处改为不占道路宽度铁栅栏。
东西向道路均为一块板，对向车流用铁栅栏分隔，无专门的非机动车道。
具体车道划分情况如表1-1所示。
表1-1韶山中路-新建路交叉口车道情划分况
南进口
南出口
北进口
北出口
东进口
东出口
西进口
西出口
直行
3m×4
3.75m×4
3m×4
3.75m×4
3m×2
3.75m×4
3m×2
3.75m×4
左转
3m×2
3m×2
3m×2
3m×2
右转
3.25m×1
3.25m×1
3.25m×1
3.25m×1
总计
7
7
5
5
四个进口道的左转流向均设有左转弯待行区，右转车道均由导流岛分离出来，不受信号控制。
另外东西向人行横道上均设有供行人二次过街的安全岛。
北进口道上游130m处由一地下通道出口，上游140m处由一公交停靠站。
具体交叉口渠化情况及周边环境见附图一。
1.2.2信号控制和管理情况
（1）信号控制情况
该交叉口的四个进口道均设有信号灯和行人和非机动车过街信号灯。
机动车信号控制采用典型的四相位方案，总周期为162S。
由现场踏勘调查得相位相序图和信号配时图分别如图1-5，图1-6所示。
另外，南北向行人和非机动车绿灯信号和第一相位南北向直行绿灯同时启动，但早断5S，绿灯时间为67S。
东西向行人和非机动车绿灯信号和第三相位东西向直行绿灯同时启动，但早断6S，绿灯时间为28S。
图1-5相位相序图
图1-6信号配时图
（2）交通管理情况
在交叉口中心有交警指挥引导车流，在四个导流岛上均有交通协警引导和监督行人和非机动车按信号过马路。
1.2.3现状交通流构成
交叉口的交通量主要是机动车，但由于交叉口东南角有个沃尔玛超市，也能吸引较多的行人。
由于只有北进口道130m处才有地下通道，东西向过街行人一般走人行横道。
四个进口道均没有专门的非机动车道，韶山中路上高出机动车道路路面15cm的人行道可供行人和非机动车使用。
由于新建东路上人行道由于人行横道由于被停车占用、新建西路上的人行横道过于狭窄，仅能供行人使用，非机动车和最右侧车道的机动车混行。
2.交叉口现问题严重程度和原因分析
2.1交叉口高峰小时交通参数
为了定量分析交叉口存在的问题和寻求改善措施，我对交叉口的相关交通参数进行了调查早高峰小时（7:
30-8:
30）和晚高峰小时（17:
30-18:
30）的调查,并结合上学期《交通调查与分析》实习所得到的数据整理计算得到现状交叉口部分交通参数，如表2-1所示。
（交通量和延误均取两个高峰中的较大值）
表2-1现状交叉口交通参数
交通量Q
饱和流量Sb
绿信比
通行能力C
饱和度Q/C
延误（s）
服务水平
设计交通量
流量比
南引道
直行
2480
6129
0.45
2764
0.9
88.9
F
2611
0.426
左转
410
4002
0.11
420
0.98
232
F
547
0.137
右转
375
1200
1
1200
0.31
8.16
B
436
0.363
汇总
3265
11331
4384
0.74
103
F
3511
北引道
直行
1902
6203
0.45
2798
0.68
54.6
D
2067
0.333
左转
301
3989
0.11
419
0.72
61.8
E
363
0.091
右转
315
1400
1
1400
0.23
22.8
C
354
0.253
汇总
2518
11592
4616
0.55
47.8
D
2998
东引道
直行
300
3200
0.22
691
0.43
89.5
F
341
0.107
左转
269
3190
0.18
571
0.47
144
F
292
0.092
右转
313
1200
1
1200
0.26
15.5
B
489
0.408
汇总
882
7590
2462
0.36
76.3
E
1050
西引道
直行
540
2750
0.22
594
0.91
89.5
F
720
0.262
左转
489
3000
0.18
537
0.91
144
F
515
0.172
右转
389
1200
1
1200
0.32
15.5
B
486
0.405
汇总
1418
6950
2331
0.61
96.7
F
1509
交叉口合计
8083
37463
13794
0.59
80.7
F
9068
0.996
2.2现状具体问题及原因分析
（1）交叉口的服务水平太低
交叉口的服务水平为F级，平均等待时间过长超过80S。
尤其是交通量均较大的南进口和西进口左转，平均延误分别为232S和144S，均有二次排队现象，超出了驾驶员的忍耐极限。
原因分析：
配时不合理，这两个流向的车流较大，但在单位周期内得到的通行时间过少，导致排队车辆不能一次性通过交叉口。
（2）整个交叉口交通饱和情况呈不均匀状态
南进口道、西进口道的左转和直行过饱和，饱和度均超过0.9，交通供给不再能满足交通需求，交通严重拥堵。
其余相位较为畅通，东进口道交通供给远大于交通需求，道路交通资源浪费。
原因分析：
车道划分不合理，不适合现有的交通需求情况。
（3）交通秩序混乱（机非冲突）
非动车东西向左转和直行不遵从规定的行人信号，很多非动车都跟随同一进口到的左转和直行车辆过马路，存在较大安全隐患，且影响左转车流的通行效率。
原因分析：
东西向行人需等待过长时间才能过马路，且东西向人行横道上有高出路面8cm左右的安全岛，自行车不能直接行驶过去。
3.交叉口改善
3.1改善思路
3.1.1满足过饱和流向的交通需求和降低延误
（1）调车道来平衡各车道饱和度
可行性分析：
西进口道、南进口道直行和左转交通均过饱和，均需增加车道数，且右转车道均只有一条，故在通进口道内调整左、直、右的车道数不可行。
（2）拓宽道路来满足过饱和流向的交通需求
可行性分析:
过饱和流向在西进口道和南进口道上。
西进口道道路旁边的人行道原来就比较狭窄，紧邻建筑物，无空间可拓宽。
南进口道道路旁边的人行道原供行人和非机动车行驶，且路旁就是沃尔玛超市，吸引较多行人。
若拓宽成机动车道，较多的行人和非机动车将无行驶空间，且南进口本身已多达7车道。
故拓宽道路均不可行。
（3）增加过饱和流向的信号配时来满足交通需求
可行性分析：
在现有相位方案中，南进口道直行、左转和西进口道直行、左转四个流向均位于四个不同的相位，要满足四个流向的交通需求只会导致原162S的周期更大，因而导致车辆延误和有好的进一步增加。
定量而言，现有相位方案中交叉口总的流量比已经达到0.996，在此基础上的配时可定不可行。
综合上述三点，只有可能通过改变原有的相位相序方案来解决这一问题。
由于南、北进口道向在相同的行车道、渠化，信号配时情况向，饱和度差距较大，所以考虑将南北进口道置于不同的信号相位中，东、西进口道也如此。
3.1.1解决机非冲突
在人行横道旁边增设专门的非机动车过街通道，解决机非冲突的同时解决了人非冲突，提高了行人和非机动车过节的流畅性。
3.2改善方案
3.2.1交叉口渠化及相位相序初定
根据3.1的改善思路对交叉口交通设施及渠化作相应调整，得到交叉口改善方案图（见附图二），相应改善相位相序初定方案如图3-1所示。
图3-1改善方案相位相序图
3.2.2信号配时计算
配时设计步骤如下所示：
（1）饱和流量校正系数的计算。
由于各流向饱和流量数据均为实测，不需要进行校正。
（2）基于改善相位相序方案计算得到的流量比总和Y=0.87＜0.9，所以可进行下一步的配时计算。
（3）由韦伯斯特配时方法可确定最佳周期和有效绿灯时间等才参数，再根据叠加信号相位关键流向法得到初始方案中的各小相位的配时。
相应的交通信号配时设计表见附表1
（4）最小绿灯时间计算。
在较大的交叉口可考虑设计行人二次过街，来避免绿灯时间不足的问题，交叉口南进口道和北进口道的宽度均大于15m，可以扩大原来的安全岛，以供行人二次过街，以行人步速为1m/s算得东西向行人二次过街的最小绿灯时间为18s。
由附表知均满足行人二次过街的最小绿灯时间。
3.2.3延误与服务水平估算
按治理交叉口计算有关延误（见附表2），可得到改善方案中该交叉口星空延误降为44.12，服务水平位D级，优于现状交叉口的F级，改善效果较为明显，且符合各项要求，故将此方案作为该交叉口的渠化与配时设计方案。
3.2.4确定最终方案
（1）渠化方面
改善后的交叉口主要是在现状交叉口的基础上废弃了左转弯待行区（由于新相位相序方案的需要），增设了非机动车过街通道，扩大了原有安全岛面积。
在现状交叉口渠化改善方案见附图二。
（2）信号相位
相位相序图见上文图3-1，信号配时方案见图3-2.
图3-2改善方案信号配时图
4.方案评价比较
4.1定性评价
很好的解决了非机动车过街时的机非冲突和人非冲突，能够较好的解决现状交叉口机动车左转时的机非混行的混乱秩序和安全隐患。
4.2定量评价
定量评价部分采用公式计算延误分析交叉口信控延误及服务水平。
各进口道车道延误采用下式计算：
各进口道的平均信控延误按该进口道中各车道延误的加权平均数估算；整个交叉口的平均信控延误按该交叉口中各进口道延误的加权平均数估算。
由此得到现状及改善方案的各进口道车道饱和度、车道信控延误、交叉口信控延误如表4-1所示
表4-1交叉口现状及改善后饱和度、延误比较表
进口道
现状
改善
车道功能
饱和度
车道信控延误
进口道信控延误
交叉口信控延误
服务水平
饱和度
车道信控延误
进口道信控延误
交叉口信控延误
服务水平
南
直
0.90
88.8
103.2
80.7
F
0.83
33.7
39.8
44.1
C
左
0.98
231.7
F
0.62
63.9
E
右
0.31
8.2
B
0.31
38.7
D
北
直
0.68
54.6
47.8
D
0.70
41.7
41.6
D
左
0.72
61.8
E
0.72
63.8
E
右
0.23
22.83
C
0.23
43.6
D
东
直
0.43
89.5
76.3
F
0.44
68.7
58.6
E
左
0.47
143.6
F
0.80
60.6
E
右
0.26
15.5
B
0.26
41.6
D
西
直
0.91
89.5
96.7
F
0.65
52.9
48.4
D
左
0.32
143.6
F
0.84
52.0
D
右
0.61
15.5
B
0.32
38.1
D
通过比较表中数据，明显可以看到改善后的交叉口在饱和度和延误上较现状优化了不少。
现状车道的饱和度最多的有0.98，最少的则只有0.23.可间没有哦很好的利用道路资源，改善后的各车道饱和度在0.23-0.83。
交叉口信控延误从之前的80.7s缩小为44.1s，下降了45.4%，交叉口的服务水平也从F级上升到了D级。
5.总结
这次课程设计给了我们一次理论和实际相结合的机会，让我们能够对一个真实的交叉口进行改善。
在现场的踏勘中，通过自己的观察和思考去发现道路交叉口设计和管理上的不足之处，很好的锻炼了发现交通问题的敏感性，同时也让我加深了对专业知识的理解和体会，提高了分析解决问题的能力。
但仍有遗憾，由于自己对VISSIM不熟悉，最后的方案评价没能通过仿真来实现。
6.课程设计参考文献
（1）吴兵等.《交通管理与控制》（第四版）.人民交通出版社.
（2）王建军等.《交通调查与分析》（第二版）.人民交通出版社.
（3）王炜等.《单点控制信号交叉口时空资源综合优化利用模式》【R】.南京：
东南大学交通学院2003
（4）王京元等.《信号交叉口时空资源综合优化使用方法研究》【R】.南京：
东南大学交通学院2006
（5）彭国雄等.《叠加相位设计方法》【R】中国公路学报.2001.
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