交通工程信号配时设计课程设计(1)

交通工程信号配时设计课程设计论文摘要通过对现交叉口早晚高峰交通量的调查、统计与分析，确定设计流量。

通过对车头时距的调查，确定饱和流量。

根据点样本法计算交叉口的延误,发现存在的具体问题。

服务等级为F级，为了提供更加方便的公共交通,十分有必要对该交叉口的信号配时进行一定的调整和优化。

由于东西方向直行和左转的车流很大，确定设立东西方向直行的立交桥进行优化，根据高峰小时交通量，运用交叉口配时的相关理论，即webster法确定信号配时时间，确定交叉口的配时方案，为三相位，并对配时方案进行软件模拟、仿真评价，计算延误。

通过对比分析发现该交叉口优化的结果。

学会vIssim软件制作设计，具有道路模仿功能。

关键词：交通流信号配时软件模拟解决方案目录第一章交叉口数据的调查 (1)第二章信号控制设置的必要性 (9)第三章交叉口配时设计 (11)3.1原交叉口进口道渠化 (11)3.2设计交通量 (12)3.3饱和流量的计算 (14)3.4现有交叉口信号配时参数及评价 (14)3.5改进配时方案： (20)3.6改进后的延误 (26)3.7服务水平 (28)第四章其他的问题及解决办法 (29)4.1行人过街难问题 (29)4.2交通标志不明显 (30)第五章vissim软件模拟过程及评价 (30)5.1延误 (30)5.2软件模拟 (32)第六章小结 (40)参考文献 (42)附录 (43)第一章交叉口数据的调查1.1交叉口基本数据1.11交叉口描述五一路、西南路交叉口是大连市较为拥堵、车流量较大的交叉口之一。

该交叉口位于大连市城区的西南部，西南路从南北向连接星海公园黑石礁和周水子咽喉部，五一路从东西向连接市区和高新园区，是西南路、五一路这两条连接居住区和工作区的城市主干道之间的交叉口。

平面图如下所示:图1-1交叉口平面图具体的几何尺寸:调查方法:通过学生现场观察的方法,运用米尺等工具测量,得出交叉口基本数据如下表1-1所示表1-1交叉口车道尺寸1.1.2交通数据的调查对早高峰的配时要素进行观测和记录，包括交通量的调查、各车道饱和车头时距的调查和调查初始车道内车辆积余量记录，点样本法估测交叉口实际延误情况。

获得的数据如下所示：1、交通量的调查:调查方法:每个交叉口入口道安排了两个同学,记录早上高峰时期每隔五min的交通量,具体包括小型汽车,中型汽车,大型汽车。

每个入口道分为直行、左转。

右转。

调查时间为一小时。

具体所得的数据见附录。

总结数据如下表1-2所示(phf=0.75)表1-2五一路和西南路交叉口机动车高峰小时交通量2、信号灯的数据调查调查方法：对高峰时期既有信号配时进行掐表观测，得出既有配时的周期时长、绿灯间隔时间、黄灯时间、各相位显示绿灯时间。

交叉口现有信号灯相位图如1-2所示：图1-2交叉口现有相位图第四相位第三相位第一相位 第二相位图1-2信号配时图各信号灯具体的数据如下表1-3所示：表1-3信号灯的基本数据南北方向直行南北方向左转西方向直行左转东直行左转第一相位 第二相位 第三相位 第四相位3、车头时距的调查：调查方法：在早晚高峰时段进行调查，记录调查时的天气状况。

车辆进入引道后，由于红灯信号的作用要在停车线前排队等候，一旦绿灯开始显示，则排队车辆顺次驶过停车线。

以停车线为基准，可以观测到车辆驶过停车线的时间。

把信号交叉口进口道每车道上绿灯初期连续流中车辆通过停车线的时间分别记录下来，直到所有排队车辆均驶过停车线。

剩余绿灯时间内未经过排队驶过交叉口的车辆不进行记录。

平面示意图如下1-3所示。

图1-3测量车头时距示意图测量三次，取其平均值，测得数据如下表1-4所示：原始数据于附录所示表1-4交叉口车头时距总结4、延误的调查：调查方法：（1）由调查人员用秒表和计数器测定车辆通过交叉口的停好车数量及累计停车时间（2）定时段测定。

选择测试时段（如15s）由调查人员记录每时段内通过和停车的数量数，然后计算求得延误。

调查数据见附录，总结如下例如西南路北入口直行的具体数据如下表1-5所示：表1-5西南路北入口延误数据第二章信号控制设置的必要性美国《统一交通控制设施手册》所制定的依据。

第三条依据——高峰小时(1)在平时的一小时内同时出现以下三种情况：a.停车标志管制的次路进口道上，单向一条车道的总停车延误大于或等于4车小时，货单向两车道的停车延误大于或等于5车小时。

b.在次路上同一进口道上，一条车道的单向流量大于或等于100辆/小时，或两车道的单向流量大于或等于150辆/小时；c.在这一小时进入三岔交叉口的总流量大于或等于650辆/小时，或进入四岔口或多岔交叉口的总流量大于或等于800辆/小时。

（2）我国于1994年颁布实施国家标准《道路交通信号灯安装规范》（GB 14886——94）。

该规范对我国各道路交叉口和路段上交通信号的安装依据、安装方式和安装要求作出了规定。

该交叉口的每条车道延误都大于4车小时，符合条件一；在次路的同一进口道上，车流量都大于100/小时，符合条件二；总流量都大于800辆/小时；符合条件三；所以有必要在该交叉口设置信号灯。

第三章交叉口配时设计3.1原交叉口进口道渠化交叉口渠化图3-1和表格3-1下所示表3-1交叉口渠化数据表图3-1叉口渠化图3.2设计交通量流量应为高峰小时最高15min流率换算的小时交通量。

可按下式估算：Qd（mn）=Q（15mn）*4 (3-1)式中：Q15mn——配时时段中，进口道m，流向n的高峰小时最高15min 交通量（pcu/h）表3-2设计交通量3.3饱和流量的计算饱和流量S d ，通过实地测量饱和车头时距获得。

3600mn d S h =（3-2）式中：S dmn ——配时时段中，进口道m 、流向n 的饱和流量，pcu/h ； h ——实测平均饱和车头时距。

解得如表格3-4所示表3-3个交叉口的饱和流量3.4现有交叉口信号配时参数及评价1现有交叉口流量比 总流量比计算，根据公式[]11max ,',max ,',0.9jjd d j j j j d d j j q q Y y y Y S S ==⎡⎤⎛⎫⎛⎫==< ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦∑∑……,且 (3-3)式中：Y ——组成周期的全部信号相位的各个最大流量比y j 或y ’j 值之和；j ——一个周期内的相位数；y j 、y ’j ——第j 相的流量比； q d ——设计交通量，pcu/h ； S d ——设计饱和交通量，pcu/h ；带入数据解得综合如表3-4表3-4各叉口流量比将Y 的结果与0.9比较大小，如果大于0.9，说明该交叉口设计并不是很合理，因为这样配时出来的信号周期时长太大，导致停车等待的时间太长，延误大，服务水平很低，不能符合人们出行的需求。

需要对原交叉口进行改进，进行进口道设计。

2实际信号灯的参数信号总损失时间：()s k kL L I A =+-∑ =5*4=20s (3-3)总有效绿灯时间：0e G C L =- =158-20=138s各相位显示绿灯时间：Ge1=30s Ge2=9s Ge3=39s Ge4=60s各相位绿信比：0ej j g C λ=(3-4)λ1=30/158=0.19 λ2=9/158=0.057 λ3=39/158=0.247 λ4=60/158=0.383现有通行能力计算：道路通行能力表征道路交通设施能够处理交通的能力，即道路交通设施中，在要考察的地点或断面上，单位时间内能够通过的最多交通单元。

这里提到的通行能力，按小车当量单位计；信号交叉口的通行能力（CAP ）是各进口道通行能力之和，进口道通行能力是该进口道中各车道的通行能力之和。

[1,4]各车道的饱和度是各车道实际到达交通量与该车道通行能力之比。

1）进口道的通行能力：e i i j i j i ji j jjjjg C A P C A P S S C λ⎛⎫=== ⎪⎝⎭∑∑∑ (3-5)CAP 东t=1482*0.247=366 CAP 东l=1218*0.247=301 CAP 东r=1314CAP 西t=1709*0.38=649 CAP 西l=1392*0.38=529 CAP 西r-1715CAP 南t=1781*0.19=338 CAP 南l=1412*0.057=85 CAP 南r-1139CAP 北t-1437*0.19=273 CAP 北l=1376*0.057=79 CAP 北r=1309式中：CAP i ——第i 个进口道的通行能力，pcu/h ； CAP ij ——第j 条车道的通行能力，pcu/h ； S ij ——第j 条车道的饱和流量，pcu/h ； λij ——第i 条车道所属信号相位的绿信比； g e ——该相位有效绿灯时间，s ； C ——周期时长，s 2）交叉口的通行能力：i iCAP CAP =∑(3-6)式中：CAP ——交叉口的通行能力，pcu/h 。

3）原交叉口延误：计算例如西南路北入口延误数据如表1-5所示。

表1-5西南路北入口延误数据根据公式总延误=观测停车总量数*观测周期【1】(3-7)=1033*15=15495停止车辆每台平均延误=总延误/停止车辆台数【1】(3-8)=15495/88=176（s）驶入交叉口的每台平均延误=总延误/驶入车辆台数【1】(3-9)=15495/88=176停止车辆比例=停止车辆台数/驶入车辆台数【1】(3-10)=88/88=100.0%同理可得其他入口道的平均延误如下表1-6所示：表1-6所示交叉口平均延误3.5改进配时方案：改进方案：架设立交桥，只在东西方向架设直行的立交桥，东西直行的车辆与其他方向的车流没有冲突点，类似无东西直行的平面交叉口，其他不变，其渠化方案相当于如图3-2所示图3-2渠化图其相位为三相位相位图如下3-3所示：第一相位为南北直行。

第二相位为南北左转，第三相位为东西直行。

图3-3优化后的相位图根据韦伯斯特计算调整后的信号配时（1）设计交通量流量应为高峰小时最高15min流率换算的小时交通量。

可按下式估算：Qd（mn）=Q（15mn）*4 (3-11)式中：Q15mn——配时时段中，进口道m，流向n的高峰小时最高15min 交通量（pcu/h）表3-5设计交通量（2）饱和交通量饱和流量S d ，通过实地测量饱和车头时距获得。

3600mn d S h（3-12）式中：S dmn ——配时时段中，进口道m 、流向n 的饱和流量，pcu/h ； h ——实测平均饱和车头时距。

解得如表格3-6所示表3-6个交叉口的饱和流量（3）总流量比计算，根据公式[]11max ,',max ,',0.9jjd d j j j j d d j j q q Y y y Y S S ==⎡⎤⎛⎫⎛⎫==< ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦∑∑……,且 (3-13) 式中：Y ——组成周期的全部信号相位的各个最大流量比y j 或y ’j 值之和；j ——一个周期内的相位数；y j 、y ’j ——第j 相的流量比； q d ——设计交通量，pcu/h ； S d ——设计饱和交通量，pcu/h ；带入数据解得综合如表3-5表3-5各叉口流量比（4）信号总损失时间L=∑-+kA I Ls ）（ (3-14)Ls ——启动损失时间，应实测，无实测数据时可取3s A ——黄灯时长，可定为3s I ——绿灯间隔时间，s k ——一个周期内的绿灯间隔数解：设绿灯时间间隔为3s ，黄灯时间为3sL=3*3=9s（5）信号配时①最佳周期时长 YLC O -=1 (3-15) 解：Co=9/（1-0.884）=76s②总有效绿灯时长 L C G O e -= (3-16) 解： Ge=76-9=67s ③各相位有效绿灯时间 YG y g ei i e *=(3-17) Ge1=Ge0*0.275=67*0.275=17s Ge2=67*0.183=12s Ge3=67*0.426=28s④各相位的实际显示绿灯时间 g i =g ei －A i ＋ll i ——第i 相位启动损失时间解，由于没有全红时间G1=17s G2=12s G3=28s⑤各相位绿信比 0ej j g C λ=解得：λ1=17/67=0.25λ2=12/67=0.18 λ3=28/67=0.42⑥最短绿灯时间 g min =7+I v l pp- (3-19) lp ——行人过街道长度，m Vp ——行人过街步速，取1.0m/s I ——绿灯间隔时间，s 解得：G=7+35-3=39计算的显示绿灯时间小于相应的最短绿灯时间时，应延长计算周期时长（以满足最短绿灯时间为度），重新计算。