交通管理与控制课设 - 图文

CHANGSHA UNIVERSITY OF SCIENCE &

TECHNOLOGY

《交通控制与管理》课程设计

题目： 长沙市韶山南路-木莲西路

交叉口交通组织优化设计

学生姓名： 蒋卓峻 学 号： 201406980418 班 级: 交工1502班 专 业： 交通工程 指导教师：曹倩霞 况爱武 王正武 吴立烜

2018 年 6 月

《交通控制与管理》课程设计

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 2015级2 班

课程名称 交通控制与管理课程设计 题 目 ：长沙市韶山南路-木莲西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 长沙市韶山南路-木莲西路交叉口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18周二亲自递交由指导老师答辩验收后方可。 2

《交通控制与管理》课程设计 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：长沙市韶山南路-木莲西路交叉口交通组织优化设计 （一）目的 通过观测现场交通现象，采集相关数据，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.现场描述 选定一信号控制交叉口，通过CAD，照片，表格等手段详细描述现场，包括： （1）交叉口两条相交道路条件，包括路段路幅情况，交叉口拓宽情况、交叉口旁有建筑物出入交通等，以及路边停车或公交停靠站等现象等情况。 （2）交叉口现状渠化情况，包括交叉口机动车、非机动车、行人在交叉口的渠化组织方案，相应标志标线的设置，尤其是机动车在交叉口进口道几何渠化的情况。 （3）交叉口现状控制方案，包括现有信号相位设计、信号周期、绿信比等信号配时方案。 （4）现状交通现象，包括机动车、非机动车、行人冲突和流量不均衡等。 （5）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.现状交通调查与问题诊断 选择一些能表征观测到的交通现象的交通参数指标进行调查，以确定问题程度及原因，进行问题诊断。包括： （1）交通量，交叉口流量流向情况（分车型折算）；必要时非机动车流量情况，各向行人过街流量情况。 （2）延误和通行能力，计算各进口各流向机动车流的延误、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。 对所选定的信号交叉口进行评价，可从机、非、人三者的角度，评价交叉口的安全性（冲突控制）和畅通性（压力均分），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）根据交通量、延误、通行能力指标，分析交通问题程度或者分析原因，考虑路网层面上造成交叉口问题的原因。 （3）其他：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）其他：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。 （5）问题诊断结论。 3.信号交叉口交通组织优化设计。 针对问题，进行改善优化，主要冲突分离，尤其是车流交叉口冲突，强者与弱者的冲突。然后是通行效率，包括信号配时分秒必争，和路网范围内的压力均分等。 （1）交叉口重新渠化 （2）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）路网层面可调车道、调流向。 （2）对不合理的行人和非机动车交通组织进行优化设计； 3

《交通控制与管理》课程设计 （3）根据优化的组织方案设置相应优化的标志标线； 4.方案评价 对优化后的交叉口进行评估或进行微观仿真，包括优化后交叉口各流向机动车的饱和度、延误、服务水平情况。进行改善前后的方案对比分析，分析整个交叉口包括机动车、行人、非机动车在内优化后的安全性和通畅性情况等等。 要做结论，方案对比分析表，分析结果，改善前后CAD图及其说明。 5.撰写设计报告，包括： （1）现场描述 （2）交叉口交通调查与现状评价； （3）交叉口交通组织优化设计 （4）交叉口交通组织优化方案评价； （5）结论； （4）优化前后交叉口交通设计图； （5）参考文献。 三、工作计划 本次课程设计时间为一周，自2018年6月起至2018年7月。具体安排如下： A. 交通量调查数据收集和现状分析评价 B. 交通组织优化设计 C. 方案比较分析 D. 撰写课程设计报告 指导教师： 曹倩霞，况爱武 王正武，吴立烜 2018年6月18日 教研室意见 同意 教研室主任: 王正武 2018年6月18日 注：1. 此任务书由指导教师填写。如不够填写，可另加页。 2. 此任务书最迟必须在课程设计开始前一周下达给学生。

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目录

1.课程设计的目的与背景 ……………………………………………………6 1.1设计目的及意义 …………………………………………………………6 1.2交叉口相关资料简介 ……………………………………………………6 1.2.1交通现状分析 …………………………………………………………8 1.2.2标志标线设置情况 ……………………………………………………8 1.2.3交叉口信号相位及CAD图 ……………………………………………8 2. 交通调查 ……………………………………………………………………10 2.1交通调查方案及实施 ……………………………………………………10 2.2调查结果 …………………………………………………………………10 2.3现状评价 …………………………………………………………………12 2.3.1进口道设计通行能力及交叉口服务水平分析 ………………………13 2.3.2交叉口周边公共交通现状分析 ………………………………………15 2.3.3交叉口信号配时现状分析 ……………………………………………15 3. 交叉口交通组织优化 ………………………………………………………17 3.1 信号控制方案优化设计 …………………………………………………17 3.2交叉口信号相位的重新确定（优化方案） ……………………………18 3.2.1信号配时计算（优化方案）……………………………………………18 3.2.2确定信号配时方案………………………………………………………19 3.3 延误与服务水平估算（优化方案） ……………………………………19 4.结论 ……………………………………………………………………………22

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《交通控制与管理》课程设计 高（1h） 西进口 峰 南进口 北进口 118 332 303 236 1633 1529 124 238 365 478 2203 2197 （2）交叉口信号配时表情况及配时参数分别如表 2、表 3。

表 2 交叉口信号配时表

灯色 方向 东西直行加左转 南北直行加左转 绿灯时间（s） 62 67 黄灯时间（s） 3 3 红灯时间(s) 70 70

表 3 信号时间参数表 周期时长(s) 信号相序 第一相位 第二相位 第三相位 第四相位 信号相位 绿灯时间(s) 46 18 20 17 绿信比 0.418 0.163 0.182 0.155 南北直行 110 南北左转 110 东西直行 110 东西左转 110

（3）根据观测所得信号灯数据，画出本交叉口的信号配时图，如图7所示

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图7 信号灯配时图

2.3 现状交叉口存在的主要问题

评价指标交通信号控制主要目标是使各类、各向交通有秩序、高效率地通过。信号控制交叉口的信号配时，在一定的交通条件下和一定的道路条件下，确定适当的周期时长，确保每个相位的车辆不要进行二次排队，同时也不会留太多的空余时间，以致车辆有序、安全、高效的离开交叉口，同时又能使停车、油耗、延误等指标达到最小，这样既能降低运行费用又能保证车辆的安全高效通过。 (1)东西方向两侧并没有很多非机动车，非机动车车道并没有很好的发挥作用，被用作路边停车车道。因此，在交通量增大的情况下可以考虑将此车道改为机动车车道，作为进口道拓宽的方式之一。

(2)对于行人的交通组织，东西距离较长，设置了地面人形斑马线，很好的发挥了作用，但是在没有交通协管员的情况下，经常出现行人闯红灯，影响了交通的安全性。行人在地面上没有斑马线的情况下违章过街较严重，增大了安全隐患，同时也制约着通行能力。

(3)南北进口道后面就是公交车站，距离很近，高峰期时占据车道，造成了较大的延误。

(5) 南北进口道交叉口处左转车道经常有车辆在左转绿灯时候掉头，影响了左转车辆的顺利通过，在距离交叉口很近的距离设有调头区域，严重影响了通行能力。

2.3.1 进口道设计通行能力以及交叉口服务水平分析

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信号交叉口通行能力以及饱和度计算交叉口通行能力分析中使用的评价 指标是饱和度，也称为交通负荷系数，是 V/C 比值，反映了交叉口处交通的繁忙程度。交叉口饱和度可定义为交叉口各机动车进口道的负荷系数加权值反映了交叉口处交通，的繁忙程度。交叉口饱和度可定义为交叉口各机动车进口道的负荷系数加权值。

（1）交叉口通行能力分析

根据前面章节调查的交叉口现状，利用《城市道路设计规范》中道路平面信号交叉口通行能力的推算方法，对韶山南路-木莲西路交叉口现状通行能力给予分析。

南进口道通行能力：（本面进口道设有专用左转车道而未设置专用右转车道） 直行车道（3条）：Cs=3600/T((tg-t0)/ti+1)ψ

=3600/110((46-2.3)/2.5+1)×0.9=544pcu/h 直右车道（1条）：Csr=Cs=544pcu/h

左转车道（2条）：Cel=(∑Cs+ Csr)(1-βl)=（544×4+544）/ (1-0.151)=3204pcu/h 左转专用道通行能力：Cl=Cel×βl=3204×0.151=484pcu/h

Cle’=4×3600/110=131pcu/h Cle=Ce×βl=3204×0.151=484pcu/h

因为Cle>Cle’所以应当折减进口道各直行车道（包括直行、直左、直右、直左右车道）的设计通行能力，因此本面进口道折减后的设计通行能力为Ce’=Ce-ns(Cle-Cle’)=3204-2(484-131)=2497pcu/h 北进口设计通行能力同南进口通行能力

东进口道通行能力：（进口道设有专用左转车道和专用右转车道） 直行车道（1条）：Cs=3600/T((tg-t0)/ti+1)ψ

=3600/110((17-2.3)/2.5+1)×0.9=203pcu/h Celr=∑ Cs/(1-βl-βr)=(203)/(1-0.231-0.323)=455pcu/h 左转专用道通行能力：Cl=Celr×βl=455×0.231=105pcu/h 右转专用道通行能力：Cr=Celr×βr=455×0.323=147pcu/h

（2）交叉口服务水平分析

城市道路和交叉口交通供需状态是用服务水平来衡量的，所谓服务水平是指道路

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使用者根据交通状态，从速度、舒适度、方便、经济、和安全等方面所得到的服务程度。影响服务水平的因素很多，最主要的是负荷度——V/C（实际标准车流量/通行能力），所以通常我们采用负荷度指标作为服务水平的划分依据，服务水平具体划分标准见表4.

表4 信号交叉口服务水平

服务水平等级 A B C D E F

饱和度范围 S≤0.25 0.25-0.5 0.5-0.7 0.7-0.85 0.85-0.95 S<0.95 运行状况 十分畅通 比较畅通 不甚畅通，但可接受 拥挤 十分拥挤 阻塞 表5 早高峰交叉口服务水平计算表

方向 实际流量(pcu/h) 计算通行能力(pcu/h) 饱和度 服务水平 运行状况

东 457 560 0.81 D 拥挤 西 478 560 0.85 E 十分拥挤 南 2203 2497 0.88 E 十分拥挤 北 2197 2497 0.88 E 十分拥挤 表6 交叉口整体服务水平

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《交通控制与管理》课程设计 交叉口名称 韶山南路—木莲西路交叉口 高峰交通量（pcu/h） 5335 计算通行能力（pcu/h） 6114 负荷度 服务水平 0.87 E级 从以上三个表格可以看出韶山南路—木莲西路交叉口的整体服务水平不高，南进口和北进口的饱和度达到了0.85以上，这说明南北进口的拥堵情况严重，与实际情况是比较吻合的，东西进口排队现象严重，车辆延误较大。

2.3.2 交叉口周边公共交通现状分析

韶山南路—木莲西路交叉口周边有井湾子北，木莲路韶山路口、木莲路林大路口三个公交站。经过井湾子北的公交车有17路、102路、103路、107路、116路、120路、123路、137路、145路、152路、502路、602路、7路、702路、703路、705路、801路、802路、805路、806路

可知通过韶山南路—木莲西路交叉口的公交车数量很多，对交叉口及其周边道路的交通状况影响很大。

2.3.3 交叉口信号配时现状分析

交叉口信号现状相位配时图如下图

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