城市道路十字平面交叉口通過能力調(diào)查與分析

1、城市道路十字平面交叉口能力調(diào)查與分析1交叉口名稱及平面示意圖所選道路交叉11為海淀區(qū)人柳樹路與學(xué)院南路交叉I,該交叉11標志性建筑為中軟人廈和中鐵科大廈。交叉口平面圖如圖1所示（截自小組所繪交叉【IAutocad簡圖,源文件見附件“組織學(xué)十字路n.dwg）o41圖1所選交叉口示意圖2小組調(diào)研2.1第一次調(diào)研時間：2011年10月25口下午2：305：30參加人員：小組全體組員調(diào)研內(nèi)容：1）交叉門信號燈周期以及綠燈周期測量2）交叉門東、西、南、北四個進路方向各車道汽車通過停車線時間測量，包括綠燈亮后第一輛車通過停車線的時間以及后續(xù)車輛通過停車線的平均時間。測量方法：1）南、北進路口進路車輛通過停

2、車線時間測量方法如圖2,以南進路II為例，共有6條車道：1、2車道為左轉(zhuǎn)專用道，其中1車道既用于車輛調(diào)轉(zhuǎn)也用于車輛左轉(zhuǎn)；3、4、5車道為直行車道；6車道為右轉(zhuǎn)專用道。該方向無直左車道。根據(jù)該方向進路II的車道構(gòu)成，測量分三個部分同時進行：直行車道：由于車輛通過停車線的時間普遍較短，往往在數(shù)秒之內(nèi)，因此指定1人測屋車輛通過時間和數(shù)量，1人進行同步記錄。測量和記錄均以一個信號燈周期為單位。左轉(zhuǎn)車道：方法和人員設(shè)置同直行車道。右轉(zhuǎn)車道：由于右轉(zhuǎn)車輛無需觀看對面信號燈指令，可持續(xù)右轉(zhuǎn)，因而該車道的通行能力計算方法以及測量方法不同于直行和左轉(zhuǎn)車道。根據(jù)通行能力定義，指定1人在測量時間段內(nèi)，以信號燈周期為

3、單位，不間斷記錄右轉(zhuǎn)車輛的數(shù)量、車型；同時隨即記錄右轉(zhuǎn)車輛通過停車線的時間和車型。2）東、西進路口進路車輛通過停車線時間測量方法如圖1所示，以東進I為例，共有3條機動車車道：4車道為直左車道，供車輛直行或左轉(zhuǎn)；3車道為直行車道，供車輛直行；2車道為右轉(zhuǎn)車道，供車輛右轉(zhuǎn)向北行駛。根據(jù)該方向進路II車道的構(gòu)成，結(jié)合本組組員數(shù)量，測量分兩階段進行：第一階段：統(tǒng)計直行車道和右轉(zhuǎn)車道。具體安排是：1人負貴統(tǒng)計直行車道第一輛車和后續(xù)車輛通過停車線的時間以及車輛總數(shù)，另1人負貴記錄：剩卞的1人負貴統(tǒng)計右轉(zhuǎn)車道車輛通過停車線的時間、通過車輛的數(shù)目及車型。第二階段：統(tǒng)計直左車道。具體安排是：1人統(tǒng)計第一輛車和后

4、續(xù)車輛通過停車線的時間以及車輛總數(shù)，1人負貴記錄，另2人負貴統(tǒng)計通過停車線的車輛數(shù)量以及左轉(zhuǎn)車輛的數(shù)量。調(diào)研分工：1）南進路II進路車輛通過停車線時間及車輛數(shù)量測量：除張航外全體組員2）北進路II進路車輛通過停車線時間及車輛數(shù)量測量：除韓沛文外所有組員3）東進路II進路車輛通過停車線時間及車輛數(shù)量測量：朱文肖、崔沖、徐勇4）西進路II進路車輛通過停車線時間及車輛數(shù)量測量：韓沛文、張航、趙穎5）信號燈周期和綠燈周期測量：張航（在測量南進路II的同時進行測屋）6）進路II紙質(zhì)草圖繪制：韓沛文（在測量北進路II的同時進行繪制）出現(xiàn)的問題：信號燈周期隨時間變化以道路交叉II直行進路車道為例，課本上提供

5、的計算公式為：3600|tg_“式中C$條直行車道的設(shè)計通行能力，pcu/h：T一一信號燈周期；tg一一信號每周期內(nèi)的綠燈時間，s；to一一綠燈亮后第一輛車啟動、通過停車線的時間，s,如無本地實例數(shù)據(jù),可采用2.3s；t,一一直行或右行車輛通過停車線的平均時間，s/pcu；（p折減系數(shù)，可用0.9。該公式默認信號燈周期為定值。小組在調(diào)研過程中也默認信號等周期為定值,因而受組員數(shù)量所限，才分開時段對各進路II的通過車輛進行統(tǒng)計，信號燈周期一直以3點半調(diào)研剛剛開始時測量的信號燈周期為準。但是小組實際調(diào)研過程從2點半持續(xù)到5點半，5點左右時一名組員感覺信號燈周期變長，再次測量后發(fā)現(xiàn)相比3點半測量的周

6、期，此時周期已由2分08秒變?yōu)?分48秒，信號燈周期隨時河推移在不斷發(fā)生著變化。因而較早時間測屋的南北進路II車輛數(shù)量和較晚時間測量的東西進II車輛數(shù)量是基于不同的信號燈周期長度的，計算出的能力無法進行疊加，故該次調(diào)研所采集的數(shù)據(jù)作廢。2.2第二次調(diào)研在總結(jié)了第一次調(diào)研出現(xiàn)的問題之后，組員們與其他小組進行了交流，決定進行第二次調(diào)研。同時限于組員數(shù)量，小組決定采用錄像的方式同時對四個進路11的車輛通過情況進行記錄，而后根據(jù)視頻資料統(tǒng)計個車道車輛數(shù)量及車型等信息。具體如下：時間：2011年口月4口下午2：304：00參加人員：小組全體組員以及8班胡岳松小組，共計10人調(diào)研內(nèi)容：1）交叉門信號燈周期

7、以及綠燈周期測量2）交叉門東、西、南、北四個進路方向各車道汽車通過停車線時間測量，包枯綠燈亮后第一輛車通過停車線的時間以及后續(xù)車輛通過停車線的平均時間。調(diào)研方法：錄像法。即同時在四個進路I進行車輛通過情況的統(tǒng)計。說明：由于第一次調(diào)研發(fā)現(xiàn)了信號燈周期隨時間變化這一特點，而且我們不確定信號燈周期究竟是呈階梯狀跳躍式變化還是連續(xù)式變化，所以在第二次調(diào)研過程中專門設(shè)兩位同學(xué)對信號燈周期進行實時記錄。另外由于視頻資料無論對數(shù)屋統(tǒng)計還是時間測量都會將精確度提高,所以第二次調(diào)研決定只進行五個周期的錄像（因后續(xù)通過車輛樣本較多，故采集五個周期主要為了統(tǒng)計第一輛車通過停車線的時間均值）。3.第二次調(diào)研數(shù)據(jù)見附表

8、4數(shù)據(jù)處理4.1計算公式所有能力計算公式均以單條車道為單位。4.1.1一條直行車道的設(shè)計能力計算公式勻4.1.1一條直行車道的設(shè)計能力計算公式勻(1)式中C$條直行車道的設(shè)計通行能力，pcu/h：T一一信號燈周期；tg一一信號每周期內(nèi)的綠燈時間，s；t0一一綠燈亮后第一輛車啟動、通過停車線的時間，s,如無本地實例數(shù)據(jù),可采用2.3s：tt一一直行或右行車輛通過停車線的平均時間，s/pcu；(p折減系數(shù)，可用0.9。422左轉(zhuǎn)車道設(shè)計能力計算公式左轉(zhuǎn)車道為車輛全部進行左轉(zhuǎn)的車道(區(qū)別于直左車道)。該類車道的車輛由于通過停車線時的行駛情況與直行車道相似，不同之處僅在于行駛方向，所以計算公式同直行車

9、道,只需將相應(yīng)參數(shù)變?yōu)樽筠D(zhuǎn)車道車輛數(shù)據(jù)即可。423直左車道設(shè)計能力計算公式式中：Csl為一條直左車道的設(shè)計通行能力，單位為pcu/h;向為直左車道中左轉(zhuǎn)車所占比例。該公式之所以在直行車道設(shè)計通行能力計算公式的基礎(chǔ)上加乘系數(shù)，是因為由于我國靠右行車的規(guī)定，所以直左車道一般位于進路11所有車道最內(nèi)端，這樣車輛在進行左轉(zhuǎn)時需要考慮對向車輛的行駛情況，只有在對向車流較為楠疏的情況下才可能形成連續(xù)流，否則會在左轉(zhuǎn)時“等”對向車輛而造成延誤，進而阻擋后續(xù)車輛的行駛。424右轉(zhuǎn)車道設(shè)計能力計算公式3600Cr=(p(3)式中：G條右轉(zhuǎn)車道的設(shè)計通行能力，單位為pCU/h:耳為每輛車通過停車線的時間右轉(zhuǎn)車道行

10、駛的車輛全部進行右轉(zhuǎn)。該類車道車輛的行駛具有很明顯的特點：不受信號燈控制。因而右轉(zhuǎn)車輛在整個信號燈周期內(nèi)都可以通過停車線進行右轉(zhuǎn)，所以用一小時的時間直接除以車輛通過停車線的平均時間即可算出右轉(zhuǎn)車道的設(shè)計通行能力。4.2.5交叉口通行能力C=2?s直左（4）式中，sri、Cs芹、Csi、Cr分別為一條直行車道、一條左轉(zhuǎn)車道、一條直左車道、一條右轉(zhuǎn)車道的設(shè)計通過能力，將整個路II所有直行車道、左轉(zhuǎn)車道、直左車道、右轉(zhuǎn)車道的設(shè)計通過能力求和即得到整個路11的設(shè)計通過能力。小組在實際計算中，采用分別計算各進路11的設(shè)計通行能力、而后將四個進路11的設(shè)計通行能力求和的方式計算整個交叉11的設(shè)計通行能力。

11、4.2交叉口設(shè)計通行能力計算各進路口的設(shè)計通行能力計算分以下四步：（1）將車輛通過停車線時間和通過車輛數(shù)按車輛折算系數(shù)進行換算，換算依據(jù)為表1和表2；（2）計算各類車道的設(shè)計通行能力；（3）計算各類車道的V/C比；（4）計算該進路I】的設(shè)計通行能力；（5）計算該進路口的V/C比。說明：（2）在調(diào)查時間段3：00一一3：25之間的5個周期內(nèi)，信號燈周期波動均在Is之內(nèi)，故認為信號燈周期在該段時間內(nèi)為一定值。各信號燈周期如表3、4、5所示，信號燈總周期為130s,其中南北向直行綠燈周期為40S,南北向直行左轉(zhuǎn)綠燈周期為24S,東西向綠燈周期為66s。（2）當在一個方向上的車道有兩條或多于兩條時，因

12、車輛經(jīng)常由外側(cè)車道轉(zhuǎn)入內(nèi)側(cè)車道或由內(nèi)側(cè)車道駛出通過外側(cè)車道，這種車道轉(zhuǎn)移會影響正常車輛的行駛，主要是外側(cè)車道受干擾較人，且處于不同位置的車道受影響程度不同。因此，多車道的總通行能力N多可寫成N多=N遼心,其中M為靠近中央隔離帶的第一條道路，K為相應(yīng)于各車道的折減系數(shù)。但由于在實際調(diào)研過程中小組發(fā)現(xiàn)，上述情況在該交叉II靠近路II的各車道體現(xiàn)并不明顯,各車輛出現(xiàn)換道情況很少。這可能與該路門的車道分布有關(guān)。如圖1，南北進路II均各有6條進路車道，其中最內(nèi)側(cè)兩條車道為左轉(zhuǎn)車道，直行車輛不可進入。因而3條直行進路車道與對面4條機動車道中接受出II車輛的3條車道正好吻合,故在道路以及交叉II出現(xiàn)車流交叉

13、情況很少。而且小組沒有查閱到提供折減系數(shù)龜?shù)奈墨I,故在計算中認為各方向相同的車道設(shè)計通過能力相同。表1公路交通情況調(diào)查機動車車型分類表公路交通情況調(diào)査機動車車型分類車察一級分類一級分類輪解及軸數(shù)特征聲啟備注J小型車中小客車枷定座位W19座車k4.2m生裝箱牟底托車摩托車發(fā)動機鄂動包括輕便、悴迢糜托車拖拘機包恬大、小拖抄機注：各牟里的濮此的歳.輪廓及軸數(shù)的特征參數(shù)均町作為劌別彳型的救抵表2公路交通情況調(diào)查機動車車型折算系數(shù)參考值表公路交通情況調(diào)査機動車型折算系數(shù)參考值車型汽車山孔車范餐機一級分類小4丿車中包大型車詩大型車療托車施搶機二級分姜中小客空小*飯車大客車申大M費玄車集裝箱圧妙丐折w&11

14、151.534414注：交通折篦采用小熨車為標準卞旳表3南北向直行信號燈周期南北向直行信號燈周期及綠燈周期周期綠燈時間/S總時間/s140.12129.73240.24130.22339.73129.92439.79130.13539.89129.96平均值39.954129.992表4南北向左轉(zhuǎn)信號燈周期南北向左轉(zhuǎn)信號燈周期及綠燈周期周期綠燈時間/S總時間/s123.74129.73223.75130.22324.87129.9242537130.13524.13129.96平均值24.372129.992表5東西向信號燈周期（東西向無左轉(zhuǎn)信號燈，左轉(zhuǎn)車輛通過最內(nèi)側(cè)直左車道左轉(zhuǎn)）東西向信號燈

15、周期及綠燈周期周期綠燈時間/S總時間/s165.87129.73266.23130.1236532129.78464.97130.1565.94129.66平均值65.666129.878421北進口設(shè)計通行能力如圖1，北進I共6條機動車道，其中直行車道、左轉(zhuǎn)車道、右轉(zhuǎn)車道分別為3條、2條、1條。4.2.1.1直行車道車輛通過時間表（折算后）:周期第一輛車用時（秒）往后取三輛車用時（秒）12312.030.850.520.5721.771.120.67131.861.190.860.741.410.820.710.6751.850.560.410.77按照去掉一最大值和最小值后取平均的方法，分

16、別計算第一輛車和后續(xù)車輛通過停車線的平均時間，得：S=1.83s=0.90s故由公式(2)可得直=1081.94pcu/h則Cse=3xCs=324582pcu/h4.2.1.2左轉(zhuǎn)車道車輛通過時間表（折算后）:周期第一輛車用時（秒）往后取三輛車用時（秒）12312.631.981.481.5323.121322.791.1335.011.290.840.9341.841.131.960.9852.921.941.060.8按照去掉一最大值和最小值后取平均的方法，分別計算第一輛車和后續(xù)車輛通過停車線的平均時間，得：S=2.89s=1.57s故由公式(1)可得_左=360.04pcu/h則0左總

17、=2xq左=72008pcu/h4.2.1.3右轉(zhuǎn)車道車輛通過時間表（折算后）:周期每周期三輛車用時（秒）12310.660.9723821.131.860.8830.941.221.0742.210.892.2351.981.562.81按照去掉一最大值和最小值后取平均的方法，計算車輛通過停車線的平均時間，得:tt=1.49s故由公式（3）得Cr=2174.50pcu/h則總=2174.50pai/h4.2.1.4北進口設(shè)計通行能力C北總=Q直總+0左總+總=614940pcu/h422南進口設(shè)計通行能力由于南進口與北進口情形相似,故采用北進口數(shù)據(jù),即：Csz=3xCs=324582pcu/

18、hs左總=2X左=720.08pai/hC；總=217450pcu/hC曲總=Q直總+s左總+C說=6149.40pai/h423東進口設(shè)計通行能力如圖2,東進II共3條機動車道，其中直行車道、直左車道、右轉(zhuǎn)車道各一條，分別為3、4、2車道。4.2.3.1直行車道車輛通過時間表（折算后）周期第一輛車用時（秒）往后取五輛車用時（秒）1234511.911.250.870.790.751.0922311.000.780.720.600.5931.471.211.030.940.561.1543.070.681.000.831.091.2155.190.810.750.810.840.72按照去掉一

19、最人值和最小值后取平均的方法，分別計算第一輛車和后續(xù)車輛通過停車線的平均時間，得：S=2.43str=0.88s故由公式（2）得Cs=1825.33pcu/ho則Cs,=1825.33pcu/h4.2.3.2直左車道車輛通過時間表（折算后）:周期第一輛車用時（秒）往后取五輛車用時（秒）1234512.651.941.591.031.621.2221.910.960.752.251.471.4632.881.720.971342.881.7542.690.811.271.091.661.9752.601.091.130.630.590.60按照去掉一最人值和最小值后取平均的方法，分別計算第一輛車

20、和后續(xù)車輛通過停車線的平均時間，得：t0=2.55s=1.43s直左車道車輛方向（折算后）:總共車輛左轉(zhuǎn)車輛第一周期15.514.5第二周期128第三周期139第四周期14.510.5第五周期139故由公式（2）、（2）得Csi=601.86pcu/ho則Csl=601.86pcii/h4.2.3.3右轉(zhuǎn)車道車輛通過時間表（折算后）:周期每周期五輛車用時（秒）1234512.190.90.751381.121.40.91.220.810.9331.060.980.940.691.1641321.030.971.091.0350.810.60.970.652.21按照去掉一最人值和最小值后取平均

21、的方法，計算車輛通過停車線的平均時間，得:=1.06s故由公式(3)可得Cr=3056.6pai/h則Cr|；1=3056.6pai/h4.2.S.4東進口設(shè)計通行能力C東總=總+Csl&+C?總=548379pcu/h4.2.4西進口設(shè)計通行能力由于西進|與東進|情形相似，故采用東進II數(shù)據(jù)，即：C$1=1825.33pcu/hC$i乜=60186pcu/hCr,=3056.6pai/h西總=s總+J總+CrJ&=548379pcu/h254.2.5交叉口設(shè)計通行能力C總=北總+C南總+東總+西總=2326638pcu/h4.3交叉口V/C比431北進口V/C比4.3.1.1直行車道調(diào)查時間

22、段內(nèi)北進門所有直行車道車流量（折算后）直行車道車流量周期小汽車138.5223343.5445.5538.5合計189故V189r=032s直北總X3600=0.194.3.1.2左轉(zhuǎn)車道左轉(zhuǎn)車道車流量周期小汽車1326334756合計25調(diào)查時間段內(nèi)北進11所有左轉(zhuǎn)車道車流量（折算后）故v-廠564.3.1.3右轉(zhuǎn)車道右轉(zhuǎn)車道車流量周期小汽車1921231341359合計56調(diào)查時間段內(nèi)北進門所有右轉(zhuǎn)車道車流量（折算后）故vC4.3.1.4北進口由以上數(shù)據(jù)得調(diào)查時間段內(nèi)通過北進II的所有車流量為56+25+189=270pcu,故270=0.244.3.2南進口V/C比4.3.2.1直行車道

23、調(diào)查時間段內(nèi)南進門所有直行車道車流量（折算后）直行車道車流量周期小汽車127237.5341.5445.5539合計190.5故V190.54.3.2.2左轉(zhuǎn)車道直行車道車流量周期小汽車17273848.554合計34.5調(diào)查時間段內(nèi)南進門所有左轉(zhuǎn)車道車流量（折算后）故v34.55XTX3600=0.2743.2.3右轉(zhuǎn)車道直行車道車流量周期小汽車11129314415512合計61調(diào)查時間段內(nèi)南進II所有右轉(zhuǎn)車道車流量（折算后）故vC61w=0164.3.2.4南進口由以上數(shù)據(jù)得調(diào)查時間段內(nèi)通過南進II的所有車流量為61+34.5+190.5=286pcu,故286=0.264.33東進口V

24、/C比4.3.3.1直行車道直行車道車流量周期小汽車114218320413.5514合計79.5調(diào)查時間段內(nèi)東進門所有直行車道車流量（折算后）故V79.5=0.244.3.3.2直左車道直行車道車流量周期小汽車115.5212313414.5513合計68調(diào)查時間段內(nèi)東進門所有直左車道車流量（折算后）故v685總X翁=0.634.3.3.3右轉(zhuǎn)車道直行車道車流量周期小汽車111調(diào)查時間段內(nèi)東進門所有右轉(zhuǎn)車道車流量（折算后）94221331441259合計59故59=010 x36004.3.3.4東進口由以上數(shù)據(jù)得調(diào)查時間段內(nèi)通過南進II的所有車流量為59+68+79.5=2065pcu,故

25、206.5東總X5XT3600=0.214.3.4西進口V/C比4.3.4.1直行車道V49.50.15調(diào)查時間段內(nèi)西進門所有直行車道車流量（折算后）直行車道車流量周期小汽車18.5211.537411.5511合計49.5故43.4.2直左車道調(diào)查時間段內(nèi)西進門所有直左車道車流量（折算后）直左車道車流量周期小汽車112.521437.5412515合計61故V61C=5XT=056CG占Xsi電360043.43右轉(zhuǎn)車道調(diào)查時間段內(nèi)西進門所有直左車道車流量（折算后）:右轉(zhuǎn)車道車流量周期小汽車117217.538.5413513合計69故0.13V69TOC o 1-5 h zT=T5XF=C占Xr總360043.4.4西進口由以上數(shù)據(jù)得調(diào)查時間段內(nèi)通過南進II的所有車流量為69+61+4