交通管理与控制课程设计11414

河南城建学院《交通管理与控制》课程设计说明书课程名称: 交通管理与控制题目:平顶山建设路-凌云路交叉口定时信号配时设计专业: 交通工程学生姓名: 李鹏举学号: 071413220指导教师: 刘丽华、张蕾设计教室: 10#B609、302开始时间: 2016 年01 月04 日完成时间:2016 年01 月08 日课程设计成绩：指导教师签名：年月日目录1 交通调查 (1)1.1 调查主要内容 (1)1.2 本人负责调查部分数据处理及分析 (1)2 设计交通量确定 (4)2.1 最高10分钟流率统计 (4)2.2 设计小时交通量计算 (5)3车道渠化及信号相位方案设计 (6)3.1 渠化方案设计 (6)3.2 相位方案设计 (6)4 饱和流率估算 (7)4.1 复杂情况下饱和流率计算 (7)4.2 饱和流率汇总及对比 (11)5 各项配时参数计算 (13)5.1 交叉口信号配时设计流程 (13)5.2 确定关键车流和流率比 (14)5.3 计算各个相位黄灯时间、全红时间、绿灯间隔时间 (14)5.4 计算总损失时间 (15)5.5 计算最佳周期时间 (15)5.6 计算各项配时参数 (15)6 约束条件检验 (16)6.1 周期时长检验 (16)6.2 行人过街时间检验 (16)7 延误与服务水平确定 (16)7.1 交叉口各车道组通行能力 (16)7.2 交叉口各车道组饱和度 (17)7.3 交叉口各车道组均衡延误 (18)7.4 交叉口各车道组随机附加延误 (19)7.5 交叉口各进口车道的的延误 (19)7.6 各进口道平均信控延误 (20)7.7 整个交叉口的平均信控延误 (20)参考文献 (21)1 交通调查1.1 调查主要内容（1）现状交叉口几何尺寸、信号配时、行人及自行车通行规则；（2）机动车转向交通量；（3）非机动车转向交通量；（4）行人过街交通量；（5）分析期初始积余车辆Q b、绿灯期间到达车辆占整个周期到达量之比P。

1.2 本人负责调查部分数据处理及分析在本次调查中，我负责的任务主要是现状交叉口几何尺寸的调查，并且由我绘制现状交叉口以及渠化后的交叉口设计图（图1-1、图1-2）。

图1-1 原渠化设计示意图图1-2 新渠化设计示意图另外，由于1组的人手不够，我又帮他们调查了非机动车道的交通流量（表1-1）。

简单分析见图1-3。

表1-1平顶山市交叉口非机动车进口交通流量流向调查表交叉口名称：__凌云__路与___建设___路交叉口调查位置：□西进口观测人员：李鹏举观测日期：2016.1.4下午4：40-6：10图1-3 非机动车流量由图表可以看出4:40到6:10有明显的高峰，其中左转流量少，以直行为主，右转也很多。

2 设计交通量确定设计小时交通量的确定对于单点交叉口定时信号控制设计十分重要，本次设计采用的数据是我们小组的人员在周一下午，在16:30~18:10期间，于建设路和凌云路交叉口实际测量所得。

2.1 最高10分钟流率统计根据调查对建设路与凌云路交叉口晚高峰交通量的调查数据，整理汇总后取各进口道各转向的最高10分钟流率，如表2-1所示：表2-1 各进口道、各转向最高10分钟流率进口方向转向最高10min流率（pcu）西进口左52直227右80东进口左49直198右40南进口左111直95右32北进口左37直94右462.2 设计小时交通量计算设计交通量等于最高10min流率的6倍，由此可得出各进口道、各转向的设计小时交通量，如表2-2所示：表2-2 各进口道、各转向设计小时交通量进口方向转向流量（pcu/h）西进口左312直1362右480东进口左294直1188右240南进口左666直570右192北进口左222直562右2763车道渠化及信号相位方案设计3.1 渠化方案设计从交叉口的几何构型设计渠化方案如下：建设路西进口为7条车道，分别为2条专用左转车道、4条直行车道、1条专用右转车道；南进口为5条车道，分别为2条左转专用车道、2条直行车道、1条直右合用车道、一条非机动车道;东进口为5条车道，分别为1条专用左转车道、3条直行车道、1条专用右转车道；北进口为5条车道，分别为1条专用左转车道、3条直行车道、1条专用右转车道。

设置右转专用车道是考虑到4个进口道交通量和行人流量较大。

则左转车道构成1个车道组、直行车道构成1个车道组、右转专用车道构成1个车道组。

3.2 相位方案设计建设路与凌云路交叉口原信号周期为190s，为四相位信号控制，现状信号配时记录表如表3-1所示、信号配时如图3-1所示、现状相位图如图3-2所示：表3-1 建设路与凌云路路现状交叉口信号配时表单周期信号相位数：4 单周期时间：190s相位1相位2相位3相位4绿灯时间(s)50444737黄灯时间(s)3333红灯时间(s)137143140150图3-1 现状信号配时图继而分析是否需要设置左转保护相位，根据《交通管理与控制》给出的左转保护相位判别条件对各进口逐一进行判断：=222>200，需要设置左转保护相位东进口：qLT=264>200，需要设置左转保护相位西进口：qLT=307>200，需要设置左转保护相位南进口：qLT=164<200，但由于交叉口地形和行人、机动车的影响，也需要设置左北进口：qLT转保护相位考虑到南北方向左转车流量相差很大，可以考虑早启迟断式信号相位。

于是交叉口的相位方案初步确定如下：相位一（1Φ）：为南北方向左转相位相位二（2Φ）：为南进口左转相位的延迟相位，同时开启南进口直行相位三（3Φ）：为南进口直行的延迟相位，同时是北进口的直行相位相位四（4Φ）：东西进口的左转相位相位五（Φ5）：东西方向的直行相位，相位图如图3-2：图3-2 信号相位图4 饱和流率估算4.1 复杂情况下饱和流率计算严格的流率比分析依赖于车道组饱和流率的确定。

直行当量法仅是一种粗略的估计方法，不适用于对交叉口信号控制的细致分析。

然而，对车道组饱和流率的分析依然是进行交叉口信号控制方案设计的重要环节。

故需要进行复杂情况下饱和流率分析。

饱和流量用实测平均饱和流量乘以各个影响因素校正系数的方法估算，如式4-1所示。

即进口道的估算饱和流量：∏••=fsiiNs（4-1）式中：is——车道组i的饱和流率，hpcu/；s——进口车道基本饱和流率，hpcu/，在缺乏实测数据时取值1900hpcu/；N——车道组i所包含的车道数；if——进口车道各类校正系数。

首先需要确定交叉口进口车道各类校正系数：（1）车道宽度校正如式4-2所示⎪⎩⎪⎨⎧>≤≤≤≤+-=5.30.35.25.30.3)5.16(05.0)5.0(4.01WWWWWfw（4-2）式中：Wf——车道宽度校正系数；W——车道宽度，m。

根据设计的渠化方案，确定各个进口道的宽度，各个进口道各车道的宽度如下表4-1所示。

表4-1各个进口道各车道的宽度进口方向转向车道宽度（m）左3东直9右 3 左 7 西 直 14 右 3.5 左 6 南 直 9 右 3 左 3 北 直 9右3由于各个进口方向的进口车道的宽度W ，都在3.0m 到3.5m 的范围内，所以车道宽度的修正系数W f =1。

（2）车道纵坡修正系数如式4-3所示。

G f g 5.01-= （4-3）式中：g f ——车道纵坡校正系数； G ——车道纵坡，弧度制。

根据道路线性的情况，四个进口车道纵坡为零，因此，各车道的纵坡修正系数g f =0。

（3）大车修正系数如式4-4所示。

)1(11-+=HV HV HV E P f （4-4）式中：HV f ——大车校正系数；HV P ——大车在车流中的比例；HV E ——大车的小汽车当量，无实测数据时取2.0. 利用式4-4计算出各车道的大车修正系数如表4-2所示。

表4-2 各方向大车校正系数进口方向 大车校正系数东 0.92 西 0.86 南 0.93 北0.89（4）行人和自行车修正系数如式4-5所示)1)(1(0.1RTA pbT RT Rpb P A P f ---=)1)(1(0.1LTA pbT LT Lpb P A P f ---= （4-5）式中：Rpb f ——自行车/行人对右转车流影响的校正系数； Lpb f ——自行车/行人对左转车流影响的校正系数； RT P ——车道组中右转车辆所占的比例；LT P ——车道组中左转车辆所占的比例；pbT A ——非保护相位下自行车/行人影响因子； RTA P ——保护相位内右转通行时长所占的比例； LTA P ——保护相位内左转通行时长所占的比例。

由于该交叉口各个进口道都有左转专用车道且设有左转保护相位，所以LTA P =1，则Lpb f =0.下面开始计算行人/自行车对右转车流影响的校正系数。

步骤一：计算绿信号时间内的行人流率。

)/(p ped pedg g C q q （4-6） 式中：pedg q ——行人通行相位内行人的流率，hg peds /； ped q ——分析时段内的行人交通量，hg peds /； C ——信号周期时长；p g ——行人通行相位时长。

由表4-2可知该交叉口高峰小时行人交通量。

由实际调查得到现有的交叉口信号配时方案设计如下表4-3所示：表4-3 非机动车与行人高峰小时流量进口方向 西 东 南 北 非机动车流量 535 409 601 645 行人流量 183162255148表4-4 交叉口原有信号配时道路方向 车道方向 红、绿灯 时间（s ）东西直行 绿灯 50 红灯 137 左转 绿灯 44 红灯 143 南北直行 绿灯 47 红灯 140 左转 绿灯 37 红灯150 所有黄灯 12 周期190经计算得各车道组行人通行相位内行人的流率如表4-5所示。

表4-5 各车道组行人通行相位内行人的流率方向 行人流率 方向 行人流率 东 655 西 740 南969北562步骤二：确定机非冲突区的行人占用率1000/20001000/5000/0.40()10000pedg pedg pedg pedg pedg q q peds hg OCC peds hg q peds hg q ⎧⎪≤⎪=⎨≤≤⎪+⎪⎩当时 当时 （4-7）式中：pedg OCC ——机动车与行人冲突区域的行人占用率；根据表4-5中计算得数据，利用式4-7，计算出机动车与行人冲突区域的行人占用率如下：东进口0.327、西进口为0.37、南进口0.48、北进口为0.28。

步骤三：计算绿信号时间内的自行车流率及机非冲突区自行车占用率 计算公式如下：)/(b bic bicg g C q q = （4-8） 式中：bicg q ——自行车通行相位内的流率，hg bic /； bic q ——分析时段内的自行车交通需求量，hg bic /； h g ——自行车通行时长。