交通管理与控制课程设计任务书指导书计算书

交通管理与控制课程设计
设计题目
长春市自由大路与临河街交叉口交通管控设计
姓名：潘
班级：
学号：
设计时间：2009\6\8-2009\6\14
注：本设计采用EXCEL表格进行计算，EXCEL 表格见《交通管理与控制课程设计表格计算过程》。

成绩综合评定表出勤及平时表现（40%）
考核项目
成绩分布
优良中及不及
出勤情况（10%）
基础知识掌握情况（10%）独立解决问题能力（20%）
出勤及平时表现成绩
设计成果（60%）
考核项目
成绩分布
优良中及不及
计算书质量（20% ）
设计步骤及计算结果（30%）答辩情况（10%）
设计成果成绩
指导教师评语：
课程设计成绩
2008/2009学年第二学期交通管理与控制课程设计指导书
一、设计题目
长春市自由大路与临河街交叉口交通管理与控制设计
二、设计目的
《交通管理与控制》是交通工程专业和交通运输专业学生所必修的一门主要专业课，本课程设计是这门课程的重要环节，其目的在于：巩固课堂上所学过《交通管理与控制》有关知识，锻炼综合运用所学专业知识解决实际问题的能力，使学生具备简单的工程设计能力。

三、设计要求
本课程设计对象为长春市自由大路与临河街交叉口，要求学生按指导教师要求集体进行数据调查，独立完成设计的各部分内容。

要求学生在本课程设计结束时交一份较详细的课程设计说明书。

四、设计步骤和内容
1、拟定设计方案
要求学生分小组讨论、分析设计中将用到的理论、方法、模型和数据，确定交通调查方法和手段（包括所需工具），设计调查表格，拟定设计方案。

2、交通调查
1）道路信息调查
获取本课程设计所需的道路交叉口主要信息，包括：交叉口几何形状调查，要求画出交叉口示意图，并标明与本设计有关的主要几何参数。

（1）车道数、车道宽、车道位置调查
（2）左、右转弯半径调查
（3）停车线位置调查
2）交通信息调查
（1）高峰期交通量调查（按方向和车道计算）
（2）左、右转弯车比例调查
（3）车辆（包括自行车）组成调查
（4）当前运行信号配时情况调查
3、设置信号灯的必要性论证
根据调查数据和所学过的理论知识说明所设计的交叉口有无设置信号灯的必要性。

4、参数计算
（1）进口道饱和流量计算
（2）流量比计算（按方向和车道计算）
（3）信号损失时间和有效绿灯时长计算
（4）配时参数确定
5、配时方案设计
6、建议
（1）现行配时方案存在的问题。

（2）改进建议
五、撰写设计说明书
每名同学都要根据本课程设计的设计步骤和内容各项撰写一份设计说明书。

说明书中应包括所使用的方法、模型和主要图形。

附录：设计资料
一、附表
通过实际调查，自由大路与临河街交叉口的调查数据如下：
表1 调查数据（观测时间为半个小时）
小汽车小客车拖车、载
货车
摩托车人
力车
自行车
转弯半径
(m)
车道宽度
(m)
转弯比
例
东进口左车道984328/ 25 3.3 0.09 右车道491425/ 12 3.3 0.03
南进口左车道108421923 28 3.3 1 中车道40201974 / 3.3 0 右车道47221020 10 3.3 0.58
西进口左车道632017/ 28 3.2 1 中车道1585523/ / 3.2 0 右车道2136519/ 12 3.2 0.42
北进口左车道1610758 25 3.1 0.94 右车道531819/ 10 3.1 0.43
注：南北停车线距离50m，东西停车线间距60m。

附表2 各类进口道基本饱和流量（pcu/h）车道直行车道左转车道右转车道饱和流量1200 1000 1000
附表3 目前采用的信号配时：
周期绿显绿灯间隔时间黄灯全红绿信比东－西86 37 6 3 3 0.43 南－北86 37 6 3 3 0.43 附表4 城市道路交通量调查车型分类及换算系数表编号车辆类型换算系数
1 小汽车 1.0
2 小型载货汽车 1.5
3 3-5t载重汽车 2.0
4 5t以上载重汽车 2.5
5 中、小型公共汽车 2.5
6 大型公共汽车、无轨电车 3.0
7 摩托车、轻便摩托车
0.8 8
自行车
0.2
二、理论基础
（一）确定信号基本控制参数及信号配时方法 1、最佳周期时长：
Y
L C -+=
15
5.10 ∑-+=)(A I l L
其中：L —每个周期的总损失时间；
I —绿灯间隔时间（s ）；
Y —组成周期的全部信号相位的各个最大y （i i i S q y =）值之和。

2、信号配时
每周期的有效绿灯时间为：
L G G e -=0
把e G 在所有信号相位之间，按各相位的最大流量比值进行分配，得各相位的有效绿灯时间，如：
Y
y y G g e
e ]
,max[111 '
= 则各相位的实际显示绿灯时间：
l A g g e +-=
（二）饱和流率与交叉口通行能力的观测方法：
进口道饱和流率是指在一次连续的绿灯时间内，交叉口进口道上车队能够连续通过停车线的折算为小轿车的最多车辆数。

当交叉口信号变为绿色显示时，停在停车线后面的车辆便鱼贯地通过交叉口，交叉口的通行能力很快便增加到一个很大的值，即饱和流率。

在进行信号配时以前，对交叉口饱和流率进行观测，若无法观测，可按公式推导，一般取：h pcu S /18000=。

饱和流率的具体观测方法如下：
1、人员： 3人，其中2人观测交叉口某一进口道的饱和流率，1人观测相应周期的绿信比；
2、仪器：秒表两块，如信号灯有倒计时排，可以只用一块秒表；
3、过程：当绿灯起亮后，将前三辆放过停车线，从第四辆车开始，直到红灯期间的最后一辆车为止，需要记录的数据是，通过停车线的车辆数和这些车辆通过的时间，有两名观测员分别记录；同时另外一人需记录这个周期的周期时长（C ）和有效绿
灯时间（
e
g ）；
4、数据记录与处理 （1） 建议数据表格：
序号 车辆数(n ) 通行时间(t ) 饱和流率(S )
周期时长(0C )
有效绿灯（e g ）
绿信比（λ）
1 2 ……
（2） 数据处理 饱和流率：t n S /=； 绿信比：0/C g e =λ； 则可得通行能力：λ⋅=S C
一、拟定设计方案：
1.绘制交叉口平面图形。

2.对现有的数据进行分析计算，利用美国《统一交通控制设施手册》对设置交通控制信号的第1条依据-8h车流量对设置信号灯的必要性进行论证。

3.计算参数，利用英国的TRRL法（也称Webster法）进行配时计算，得到新的配时方案。

4.对现行配时及新的配时方案的评价及建议。

二、交通调查：
交叉口平面图形：
见设计资料-附表。

三、设置信号灯的必要性论证：
合理设计信号控制的交叉口，通行能力比设有停车或让路标志的交叉口大。

设有停车或让路标志的交叉口的交通量接近其通行能力时，车流就会不畅而大大增加了车辆的停车与延误，特别是次要道路上的车辆，停车、延误更加严重。

这时，把设有停车标志的交叉口改为信号控制的交叉口可能就恰到好处，可改善次要道路上的通车，减少其停车与延误。

如果交通量没有达到需要设置信号灯的时候，不合理地将停车标志交叉口改为信号控制交叉口，则结果就可能适得其反。

将停车、让路标志交叉口改为信号控制交叉口，消除了原停车或让路标志交叉口的优点。

在设有停车、让路标志的交叉口上，对主要道路车辆是保证畅通无阻的，可以看成没有这个交叉口一样，因此，主要道路车辆延误很少。

改为信号控制交叉口之后，就要为少量次要道路的车辆放绿灯，势必给主要道路车辆增加许多不必要的红灯，从而使主要道路上的车辆产生大量的停车与延误。

而在次要道路上，因车少，有些时候亮着绿灯却无车通行。

设置交通控制信号的依据：
按美国的《手册》中的第一条依据计算平常日（非周末）的任意8h 中的每个小时的车流量。

1.各进口道各车道的车辆转换标准车：（拖车、载货车按小型载货汽车折算）（按1h 流量折算） 东进口左车道标准车辆数=（98×1＋43×1.5＋28×0.8＋0×0.2）×2=369.8 pcu/h 东进口右车道标准车辆数=（49×1＋14×1.5＋25×0.8＋0×0.2）×2=180pcu/h
南进口左车道标准车辆数=（108×1＋42×1.5＋19×0.8＋23×0.2）×2=381.6 pcu/h 南进口中车道标准车辆数=（40×1＋20×1.5＋19×0.8＋74×0.2）×2=200 pcu/h 南进口右车道标准车辆数=（47×1＋22×1.5＋10×0.8＋20×0.2）×2=184 pcu/h 西进口左车道标准车辆数=（63×1＋20×1.5＋17×0.8＋0×0.2）×2=213.2 pcu/h 西进口中车道标准车辆数=（158×1＋55×1.5＋23×0.8＋0×0.2）×2=517.8 pcu/h 西进口右车道标准车辆数=（213×1＋65×1.5＋19×0.8＋0×0.2）×2=651.4 pcu/h 北进口左车道标准车辆数=（16×1＋10×1.5＋7×0.8＋58×0.2）×2=96.4 pcu/h 北进口右车道标准车辆数=（53×1＋18×1.5＋19×0.8＋0×0.2）×2=190.4 pcu/h 2.各进口道标准车辆数计算：
东进口标准车辆数（E q ）=东进口左车道标准车辆数＋东进口右车道标准车辆数=369.8＋180=549.8辆/h
南进口标准车辆数（S q ）=南进口左车道标准车辆数＋南进口中车道标准车辆数＋南进口右车道标准车辆数=381.6＋200＋184=765.6pcu/h
西进口标准车辆数（W q ）=西进口左车道标准车辆数＋西进口中车道标准车辆数＋西进口右车道标准车辆数=213.2＋517.8＋651.4=1382.4pcu/h
北进口标准车辆数（N q ）=北进口左车道标准车辆数＋北进口右车道标准车辆数=96.4＋190.4=286.8辆/h
3.确定主要道路和次要道路车辆数：
1932.21382.4549.8=+=+=W E EW q q q pcu/h 1052.4765.6286.8=+=+=S N NS q q q pcu/h
由上面计算可知，东西线的交通量比南北线的交通量要大，所以东西线为主要道路，南北线为次要道路。

主要道路车辆数（双向进口道的总和）=1932.21382.4549.8=+=+=W E EW q q q pcu/h 次要道路车辆数（单向中流量较大者）=MAX （N q ，S q ）=S q =765.6pcu/h 条件A 的计算结果见下表：（表1）
条件A 计算
进口道通车车道数 主要道路车辆数（辆/h ）（双向进口道的总和） 次要道路车辆数（辆/h ）（单向中流量较大
者）
主要道路 次要道路
100% 80% 70% 56% 100% 80% 70% 56%
2及以上
2及
以上
1932.2 1545.76 1352.54 1082.032 765.6 612.48 535.92 428.736
美国《手册》第一条依据-8h 车流量（表2）
条件A-最小车流量
进口道通车车道数 主要道路车辆数（辆/h ）（双向进口道的总和） 次要道路车辆数（辆/h ）（单向中流量较大
者）
主要道路 次要道路 100% 80% 70% 56% 100% 80% 70% 56%
2及以上
2及以上
600 480 420 336 200 160 140 112
经过两表对比可以看出，在主要道路进口道和车流量较大的次要道路进口道上，出现大于（表2）的两个100%栏的车流量。

结论：应该设置信号灯控制。

四、参数计算：
1.进口道饱和流量计算
东进口饱和流量=左车道饱和流量+右车道饱和流量=1200+1200=2400（pcu/h ）
南进口饱和流量=左车道饱和流量+中车道饱和流量+右车道饱和流量=1000+1200+1200=3400（pcu/h ）
西进口饱和流量=左车道饱和流量+中车道饱和流量+右车道饱和流量=1000+1200+1200=3400（pcu/h ）
北进口饱和流量=左车道饱和流量+右车道饱和流量=1200+1200=2400（pcu/h ） 2.设计流量计算：
67733.06666675.0/8.54975.0/===E Edm n q q (pcu/h) 1020.8765.6/0.7575.0/===S Sdm n q q (pcu/h) 1843.251382.4/0.775.0/===W Wdm n q q (pcu/h) 382.4286.8/0.7575.0/===E Edm n q q (pcu/h)
取整（表3） 东进口 南进口 西进口 北进口 交通量
734
1021
1844
383
饱和流量 2400 3400 3400 2400
3.流量比计算
3330.305833332400
734===
E E E S q y 7650.300294113400
1021===
S S S S q y 1180.542352943400
1844===
W W W S q y 3330.159583332400
383===
N N N S q y )max(i i y y =
7650.30029411==S NS y y 1180.54235294==W EW y y
8820.842647051180.542352947650.30029411=+=+=EW NS y y Y
4.信号总损失时间计算：
122)336(2)(=⨯+-=⨯+-=S L A I L
5.信号周期计算：
1682.146882
0.8426470515
125.1155.1=-+⨯=-+=
Y L C o S
取整数：147=o C S 6.总有效绿灯时间计算：
13512147=-=-=L C G o e S
7.各相位有效路灯时间计算：
4448.10994761358820.84264705765
0.30029411=⨯==e NS eNS G Y y g S 5686.8900523135882
0.842647051180.54235294=⨯==e EW eEW
G Y y g S 取整：84=eNS g S ；87=eEW g S 。

8.各相位显示绿灯时间：
483348=-+=-+=A L g g S eNS NS S 873387=-+=-+=A L g g S eEW EW S
9.配时图
五、建议：
目前采用的配时 （表4）
周期 绿显 绿灯间隔时间
黄灯 全红 绿信比 东－西 86 37 6 3 3 0.43 南－北
86
37
6
3
3
0.43
配时计算得到的新配时 （表5）
周期 绿显 绿灯间隔时间
黄灯 全红 绿信比 东－西 147 87 6 3 6 0.59 南－北
147
48
6
3
6
0.33
1.现行配时方案存在的问题：
由表4可以明显看出，两个相位的配时绿灯显示时间都是相等的，由于设置交通信号灯的作用主要是将道路上的交通流按不同的时间段让其通过，由附表1计算得到的交通量可知，两相位上的交通量是不等的，所以所配时的绿灯显示时间也应该是不同的，交通量大的相位上得到的绿灯显示时间应该比交通量少的相位上得到的绿灯显示时间多，而目前的配时中采用了相等的配时方案，所以不符合现实情况。

由表5可以明显看出，两个相位的配时绿灯显示时间是不等的，而且相差挺大，因为各相位上的交通量不等，所以根据计算得到的表5配时更加符合交通现实情况。

2.改进建议：
在配时计算中可以看到总流量比8820.84264705 Y ，其值接近标准规定0.9，这会在实际通行情况中产生较大的延误，造成交通堵塞。

出现这种情况主要发生在西进口的流量和南进口流量偏大，所以在进行配时过程中，适当的对这两个路口进行渠化，重新划分车道功能，可以有效改善这种情况的出现。

由表5可以看出全红显示时间过长，在配时过程中可以适当的减少这种情况的出现。