交通工程課設(shè)

交通工程課程設(shè)計交叉口改造——建湘路與人民西路交叉口道路交叉口現(xiàn)場交通調(diào)查實習(xí)結(jié)果分析路口道路使用現(xiàn)狀建湘路與人民西路交叉口為十字交叉口，但不是標準形式的十字路口，東西向主干道進口道與南北次干道進口道之間的夾角約為75度而不是90度。東進口道共有4車道，分為1條右轉(zhuǎn)車道，3條直行車道，1條左轉(zhuǎn)車道（壓縮對向直行車道拓寬而成）；西進口道共有5條車道，分為1條右轉(zhuǎn)車道，3條直行車道和1條左轉(zhuǎn)車道（壓縮對向直行車道拓寬而成）；北進口道共有兩條車道，分為1條直右車道，1條直左車道；南進口道共有3條車道，分為1條直右車道，1條直行車道，1條右轉(zhuǎn)車道。交叉口交通量現(xiàn)狀分析交通量該交叉口的交通量統(tǒng)計數(shù)據(jù)如表，表，由表可知，該交叉口的非高峰小時機動車流量為2757pcu/h，高峰小時交通量為2987pcu/h，處于中等水平。高峰小時交通量圖見圖。表建湘路與人民西路交叉口的高峰小時流量流向數(shù)據(jù)進口道東進口南進口西進口北進口流向左直右左直右左直右左直右交通量（pcu/h）4835541561012261537139144176312901193480506578（調(diào)查時間下午16:00-17:00）進口道東進口南進口西進口北進口流向左直右左直右左直右左直右交通量（pcu/h）43058013715222515168450562183861341147528574738表建湘路與人民西路交叉口的高峰小時流量流向數(shù)據(jù)（調(diào)查時間下午17:00-18:00）右轉(zhuǎn)151右轉(zhuǎn)151左轉(zhuǎn)152直行225k右轉(zhuǎn)218左右轉(zhuǎn)218左轉(zhuǎn)134直行386人民西路建湘路右轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)137左轉(zhuǎn)430直行580右轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)56左轉(zhuǎn)68直行450人民中人民中路天心路天心路右轉(zhuǎn)152右轉(zhuǎn)152左轉(zhuǎn)225直行151圖交叉口高峰小時交通量圖交通組成該交叉口的交通組成見表和表。從表中可以看到，無論是非高峰時間段的16:00-17:00，還是高峰時間段的17:00-18:00，該交叉口的各個進口道的車輛組成都是相似的，都以小汽車為主，而中型車則基本上都是由公交車組成。而東進口和西進口的電動車都較多，達到280pcu/h以上，而且從記錄數(shù)據(jù)來看，電動車主要集中于東進口的直行和左轉(zhuǎn)，和西進口的直行，從這里可以分析電動車的主要流向是東西流向。中型車則是集中于東，南，北，三個進口道，西進口道沒有公交車通過，所以僅有5輛出現(xiàn)。而且結(jié)合進口道的車道劃分，可以看到，東進口的電動車雖然多，但是有一條專門的非機動車道，所以對交叉口的通行影響基本不大。但是西進口的電動車的數(shù)量與東進口的持平，卻與機動車共用了一條車道，所以這對本來通行能力不強的西進口道會造成更大的影響。表通過建湘路與人民西路交叉口的車輛組成中型車小汽車電動車東進口651128283南進口97383149西進口5501287北進口64514147（16:00-17:00）表通過建湘路與人民西路交叉口的車輛組成中型車小汽車電動車東進口651128287南進口97383149西進口5501287北進口64514147（17:00-18:00）交通量增長率根據(jù)上述的數(shù)據(jù)分析，可知該交叉口的非高峰小時的交通量是2757pcu/h，高峰小時交通量是2987pcu/h，增長率為%，變化不大。交通控制現(xiàn)狀渠化措施建湘路與人民西路交叉口的渠化措施主要有以下幾個方面：進口道拓寬。東，西兩個進口道均在離約100m處壓縮對向車道拓寬為左轉(zhuǎn)車道，而南，北方向則由于車流量較少，并未進行拓寬。交通島。該交叉口由于面積不大，東西向共8條車道，南北向4條車道，寬度不大，所以無需設(shè)置安全島讓行人停留。路緣石。東，北，南3個方向都在路邊設(shè)置了路緣石，東方向的路緣石及以上部分基本處于空閑狀態(tài)，南北方向的路緣石上邊有樹木，停放電動車輛，以及較多行人。標志標線。交叉口四個方向的分道線和行車線都比較清晰，其中東，南，北方向均設(shè)置了人行道，而北邊和南邊的人行道則設(shè)在了停車線后10m處，這主要是考慮到東西方向是主干道，車流量大，車道數(shù)多，所以避免行人干擾，把人行道設(shè)在了停車線之前；而由于南北方向為次干道，車流量少，故可以把人行道直接設(shè)在停車線后10m的地方，直接與下高架路的樓梯相接；西邊方向考慮到東西進口道用的是不同的相位，所以不宜設(shè)置人行橫道，而且為了滿足直行車輛的通行，兩條直行車道的停車線往前移了3-4m。交通信號控制建湘路與人民西路路口采用三相位的信號控制，信號周期因時段而又差異，晚高峰時期其信號周期為105s,具體相位方案如表，圖。、信號相位相位一相位二相位三39s17s40s105s表，建湘路與人民西路交叉口相位控制圖建湘路與人民西路交叉口控制方案由圖可以看到，由于西進口道的流量最少，僅為506pcu/h，而且左右轉(zhuǎn)的車輛的都很少，故綠燈通行時間僅為17s；而東進口道的車流量最大，左轉(zhuǎn)車輛的數(shù)目幾乎與直行車輛數(shù)目持平，所以綠燈信號時間最長，為40s；而南北進口道雖然流量不多，但是由于共用一個相位，考慮到有相互干擾，所以綠燈時長也較長，為39s；但是從記錄數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn)，北進口道的流量要多于南進口道，而且兩個進口道的左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)的車輛數(shù)都較多，所以共用一個相位會造成干擾較大。交通沖突，擁堵問題由該信號控制設(shè)置可知，僅有相位一會造成南北向的左轉(zhuǎn)與直行沖突。在信號相位一，南北方向綠燈同時開放，而且是單一信號燈，直行左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)共用，因此會造成沖突。北進口的左轉(zhuǎn)車輛數(shù)較多，為218pcu/h，但南進口的直行車輛少,為225pcu/h，同時南進口的左轉(zhuǎn)車輛數(shù)較少，為152pcu/h，對北進口的直行影響不大，所以總體來說，該信號相位下的直行左轉(zhuǎn)沖突問題并不嚴重。而且為考慮到?jīng)_突點的問題，相位一的綠燈時間設(shè)為39s，跟最大車流量的北進口道持平，這一做法保證了車輛的通過，并且實現(xiàn)了車輛通行的最大化。至于擁堵問題，從排隊長度的數(shù)據(jù)來看，南方向的排隊長度很小，非高峰時間段小于3輛每周期，高峰期間小于10輛每周期；北進口道的排隊長度也不大，幾乎都在10輛以下，平5輛不到；東進口道的排隊長度稍微多謝，平均7輛；而西進口道左轉(zhuǎn)排隊長度在非高峰期間很小，但是直行排隊長度平均9輛，是各個進口道中最大的。值得注意的是，東，南，北，進口道均沒有出現(xiàn)二次排隊現(xiàn)象，說明綠燈時長足以滿足車輛的通行，但是西進口道的直行方向在整個觀測時間段內(nèi)幾乎都存在二次排隊現(xiàn)象，最大的可達到9輛。從交通量和信號控制數(shù)據(jù)來分析，東方向的車道數(shù)充足，而且綠燈時長40s，足以通行；南北進口道的車流量不多，而且39s的綠燈時長也足以通行；但是對西進口而言，左轉(zhuǎn)車輛數(shù)極少，僅為71pcu/h，足以通行，但是執(zhí)行車輛數(shù)達到386pcu/h，僅有兩條車道和17s的綠燈時長顯然滿足不了通行要求，故直行車道的第二次排隊現(xiàn)象較為突出。交叉口現(xiàn)有服務(wù)水平評價車輛通過交叉口的車速根據(jù)現(xiàn)場測得的數(shù)據(jù)統(tǒng)計如下表進口道東進口南進口西進口北進口左直右左直右左直右左直右小車（km/h）中車（km/h）121018290927表交叉口車輛通過車速從測量數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn)，各個進口道的直行通過車速都是最快的，右轉(zhuǎn)次之，左轉(zhuǎn)最慢，這也是為什么左轉(zhuǎn)車道經(jīng)常要設(shè)置左轉(zhuǎn)待駛區(qū)。從中還可以看到，東進口的車速是各個進口道中最快的。交叉口現(xiàn)有的通行能力計算建湘路與人民西路交叉口現(xiàn)狀的通行能力。東進口通行能力計算直行通行能力按下式計算：C其中：Cs——T——信號燈周期，stg——ts1——ts——Cs直行車輛通過停車線的平均時,???—折減系得Cs=3600由于該東口道設(shè)有專用左轉(zhuǎn)與專用右轉(zhuǎn)車道時，進口道設(shè)計通行能力按下式計算：Cle=由于該相位僅有東進口道方向通行，無需進行折減。西進口通行能力計算得Cs=3600由于該東口道設(shè)有專用左轉(zhuǎn)與專用右轉(zhuǎn)車道時，進口道設(shè)計通行能力按下式計算：Cle=ΣCs由于該相位僅有西進口道方向通行，無需進行折減。北進口通行能力計算得Cs=3600由北進口道為設(shè)有專用右轉(zhuǎn)車道而未設(shè)專用左轉(zhuǎn)車道，進口道設(shè)計通行能力按計算：CCsl=Cel一個小時的信號周期數(shù)n=3600/105=34則不影響對面直行車輛行駛的左轉(zhuǎn)交通量Cle而Cl=Cel*βl(Cl是根據(jù)下面的南進口道設(shè)計通行能力和左轉(zhuǎn)車輛比例算得故要進行折減：Ce'=南進口通行能力計算得Cs=3600Csr=CCsl=Cs一個小時的信號周期數(shù)n=3600/105=34則不影響對面直行車輛行駛的左轉(zhuǎn)交通量Cle而Cl=Cel*βl(Cl是根據(jù)上面的南進口道設(shè)計通行能力和左轉(zhuǎn)車輛比例算得Ce'=因此，整個交叉口的通行能力：1961+548+852+526=3887pcu/h計算結(jié)果如表進口道流向東進口南進口西進口北進口交叉口左直右左直右左直右左直右交通量（pcu/h）（pcu/h）43058013715222515168450562183861342987通行能力（pcu/h）73599223415122415063423522514461553876表交叉口通行能力與交通量比較從該表可知，該交叉口的設(shè)計通行能力基本能滿足高峰小時的交通量。東進口道的設(shè)計通信能力富余很多，南進口道的設(shè)計通信能力與交通量持平，北進口的有少量的富余，而西進口的設(shè)計通行能力無法滿足現(xiàn)有的交通量需要改造。車道飽和流率的計算車道的飽和流率即V/C，由交通量比上設(shè)計通行能力，計算結(jié)果如下表表車道的飽和流率進口道東進口南進口西進口北進口交叉口流向左直右左直右左直右左直右飽和流率（V/C）從車道飽和流率來看，東進口的飽和度較低，因此對應(yīng)前面所測的平均通過車速較高；北進口的飽和度達到，但仍能保持暢通；南進口的飽和度則等于1，說明現(xiàn)有的設(shè)計通行能力不能滿足交通量的需求，但是由現(xiàn)場觀察來看，由于有充足的綠燈時間，而且對向干擾的變動大，不一定整個時段都有那么的干擾，所以難進口道的通行還是較為暢通的；至于西進口道，飽和度達到，大于1，結(jié)合現(xiàn)場觀察，該進口道通行能力無法滿足現(xiàn)有交通量，而且經(jīng)常發(fā)生二次排隊，需要進行改造。行車延誤的計算信號交叉口機動車交通的延誤是反映車輛在信號交叉口上受阻、行駛時間損失的評價指標。影響延誤的因素眾多，涉及交叉口幾何設(shè)計與信號配時的各個方面，能夠綜合反映交叉口的幾何設(shè)計、交通組織和信號配時的狀況和問題。延誤計算需分別估算各進口道每車平均信控延誤；進口道每車平均延誤是進口道中各車道延誤之加權(quán)平均值；整個交叉口的平均延誤是各進口道延誤之加權(quán)平均值。交叉口各車道延誤采用下式計算：d=1d2dd式中d—各車道每車平均信控延誤pc1—均勻延誤，即車輛均勻到達產(chǎn)生的延誤pcd2——隨機附加延誤即車輛隨即到達并引起超飽和周期所產(chǎn)生的附加延誤pcλ-綠信比；—周期時長；—所計算車道的飽和度；CP—所計算車道的通行能力—分析時段的持續(xù)時長（）?。弧獑蝹€交叉口信號控制類型校正系數(shù)定時信號=;感應(yīng)信隨飽和度與綠燈延長時間而變綠燈延長時間2~5時建議的平值如;表平均e值表xe平均值xe平均值~~~~~>1根據(jù)停車延誤公式可算得：東進口道延誤左轉(zhuǎn)：d1=,d2=,d= 直行：d1=,d2=,d=東進口道平均延誤：(430*+580*/(430+580)=南進口道延誤左轉(zhuǎn)d1=,d2=,d=直行：d1=,d2=,d=南進口道平均延誤：(152*+225*/(152+225)=西進口道延誤左轉(zhuǎn)d1=,d2=,d=直行：d1=,d2=,d=西進口道平均延誤：(68*+450*/(152+225)=北進口道延誤左轉(zhuǎn)d1=,d2=,d=直行：d1=,d2=,d=北進口道平均延誤：(218*/(386*=因此，整個交叉口的平均延誤為(1010*+377*+518*+604*/(1010+377+518+604)=計算結(jié)果如表表交叉口行車延誤方向東進口南進口西進口北進口交叉口左直左直左直左直延（s)結(jié)果表明，建湘路與人民西路交叉口的總體行車延誤不大，但是西進口的行車延誤明顯嚴重，而東進口則很輕微，西進口的左轉(zhuǎn)比東進口的左轉(zhuǎn)%，直行大%。因此該交叉口的西進口道明顯需要改造。交叉口停車延誤及服務(wù)水平評估各個進口道停車延誤計算計算如下：東進口道：根據(jù)測量的數(shù)據(jù)可得：總延誤=觀察到的停駛車輛數(shù)*觀察時間間隔=421*15=6315輛·s每輛停車的平均延誤=交叉口引道上每輛車的平均延誤=停車的百分數(shù)=取置信度90%，則K2停車百分比的容許誤差=南進口道：根據(jù)測量的數(shù)據(jù)可得：總延誤=觀察到的停駛車輛數(shù)*觀察時間間隔=126*15=1890輛·s每輛停車的平均延誤=交叉口引道上每輛車的平均延誤=停車的百分數(shù)=取置信度90%，則K2停車百分比的容許誤差=西進口道：根據(jù)測量的數(shù)據(jù)可得：總延誤=觀察到的停駛車輛數(shù)*觀察時間間隔=474*15=7110輛·s每輛停車的平均延誤=交叉口引道上每輛車的平均延誤=停車的百分數(shù)=取置信度90%，則K2停車百分比的容許誤差=北進口道：根據(jù)測量的數(shù)據(jù)可得：總延誤=觀察到的停駛車輛數(shù)*觀察時間間隔=84*15=1260輛·s每輛停車的平均延誤=交叉口引道上每輛車的平均延誤=停車的百分數(shù)=取置信度90%，則K2停車百分比的容許誤差=計算所得的數(shù)據(jù)匯總于下表表建湘路與人民西路交叉口延誤調(diào)查實測結(jié)果表入口引道總延誤/（輛·s）每一停駛車輛的平均延誤/s交叉口入口引道上每輛車的平均延誤/s停駛車輛百分率/%停車百分比的容許誤差/%東進口引道631537西進口引道711054南進口引道18903531北進口引道126018而根據(jù)停車延誤，交叉口的服務(wù)水平劃為6個等級，如下表表信號交叉口服務(wù)水平和延誤時間服務(wù)水平每輛車延誤時間運行情況A≤自由交通流（流暢）B～穩(wěn)定車流（稍有延誤）C～穩(wěn)定車流（能接受的延誤）D～接近不穩(wěn)定車流（能忍受的延誤）E～不穩(wěn)定車流（擁擠，不能忍受的延誤）F≥強制性車流（阻塞）所以，根據(jù)計算結(jié)果，東進口道的服務(wù)水平為B級，西進口道的服務(wù)水平為C級，南進口為B級，北進口為B級，接近于A級。根據(jù)上面計算的交叉路口的調(diào)查的交通量，通行能力，飽和流率，行車延誤，停車延誤，服務(wù)水平匯總于表建湘路與人民西路交叉口交通量，通行能力，飽和流率，行車延誤，停車延誤，服務(wù)水平匯總進口道東進口南進口西進口北進口交叉口流向左直右左直右左直右左直右交通量（pcu/h）（pcu/h）43058013715222515168450562183861342987通行能力（pcu/h）73599223415122415063423522514461553876飽和度（v/c）行車延誤（s）----停車延誤（s）服務(wù)水平BBCB建湘路與人民西路交叉口交通渠化設(shè)計渠化設(shè)計針對實習(xí)所得的數(shù)據(jù)分析以及發(fā)現(xiàn)的問題，現(xiàn)對建湘路與人民西路交叉口進行改造。由于東，南，北進口道的交通設(shè)置均基本能滿足通行的要求，由于該交叉口面積較小，南北進口道的停車線已經(jīng)前移至人行橫道（人行橫道處無信號）之前，不宜設(shè)置左轉(zhuǎn)待行區(qū)，導(dǎo)流島。而且考慮到該交叉口的流量不大，且東西方向分相位進行，南北方向所有的直行，左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)共相位使用，所以不宜在西邊新增人行通道，應(yīng)該讓行人繞行東邊的人行橫道，以減少對車流的干擾。該交叉口的改造方案如下圖。如圖所示，考慮到西進口道的左轉(zhuǎn)車輛很少，而直行的機動車和電動車較多，所以把原有的專用左轉(zhuǎn)車道改造成直左車道以增加直行方向的通行能力，并把該車道的停車線前移至和旁邊兩條直行停車線相同的位置。（a（a改造前）（（b改造后）圖建湘路與人民西路交叉口渠化改造方案改造后交叉口交通控制信號參數(shù)控制參數(shù)設(shè)計根據(jù)之前的數(shù)據(jù)分析以及改造后的交叉口，現(xiàn)進行交叉口信號控制參數(shù)設(shè)計。該交叉口的信號相位仍維持三相位設(shè)置，信號周期為108s。東進口道的綠燈時長不變，維持40s，綠信比；西進口道的綠燈時長增加至20s，綠信比,；南北進口道的綠燈時長維持39s，綠信比。信號配時及信號相位方案如表和圖。表改造后交叉口信號相位控制39s20s40s108s圖改造后交叉口信號配時圖交叉口通行能力計算和驗證配時時段內(nèi)的設(shè)計交通量計算東進口通行能力計算直行通行能力按下式計算：C其中：CsT——信號燈周期，stgtsTs——Cs直行車輛通過停車線的平均時,?—折減系得Cs=3600由于該東口道設(shè)有專用左轉(zhuǎn)與專用右轉(zhuǎn)車道時，進口道設(shè)計通行能力按下式計算：Cle=Σ由于該相位僅有東進口道方向通行，無需進行折減。西進口通行能力計算得Cs=3600由于該東口道設(shè)有專用右轉(zhuǎn)而未設(shè)專用左轉(zhuǎn)車道時，進口道設(shè)計通行能力按下式計算：CCslCel=(235*2+231)/=776由于該相位僅有西進口道方向通行，無需進行折減。北進口通行能力計算得Cs=3600由北進口道為設(shè)有專用右轉(zhuǎn)車道而未設(shè)專用左轉(zhuǎn)車道，進口道設(shè)計通行能力按計算：CCsl=Cs(1-Cel=(470+400)/=1063一個小時的信號周期數(shù)n=3600/108=33則不影響對面直行車輛行駛的左轉(zhuǎn)交通量Cle'=4*33=而Cl=Cel*βl=870*=251pcu/h>C(Cl故要進行折減：Ce'=Ce-ns(南進口通行能力計算得Cs=3600Csr=Cs=Csl=Cs(1一個小時的信號周期數(shù)n=3600/111=32則不影響對面直行車輛行駛的左轉(zhuǎn)交通量Cle'=4*33=而Cl=Cel*βl=1063*=314pcu/h>C(ClCe'=Ce-ns(C因此，整個交叉口的通行能力：1854+776+825+508=3963pcu/h經(jīng)過改造后，總體通行能力比原有的通行能力提高了（3963-3876/3876=%。東進口道的設(shè)計通行能力減小了一部分，使得有效利用率提高；而西進口道的通行能力大大提升，提升了（776-538）/538=%，滿足了直行方向較大的機動車流量及電動車流量的需求；北進口的設(shè)計通行能力基本維持不變；而南進口的設(shè)計通信能力比原有的設(shè)計通行能力稍微減小，但是考慮到該相位電動車較少，而且基本不發(fā)生二次排隊，并已把可變的最大化沖突因素考慮進去后，該少量的減少對通行能力影響不大，依舊能保持暢通。而且從飽和流率可以看出，東進口的飽和流率稍微提升，提升到；增加了利用率，而南進口也稍微增加，大于了1；北進口的變化不大；西進口則是由大大降低到了，提高了通行能力。改造后的行車延誤根據(jù)停車延誤公式可算得：東進口道延誤