交叉口信号配时

信号配时课程设计题目：
院（系）：
专业班级：
学号：
学生姓名：
指导教师：
教师职称：
起止时间：
课程设计任务及评语院（系）：教研室：
目录
1 课程设计的目的和要求 (1)
1.1课程设计的目的 (1)
1.2课程设计的基本要求 (1)
2 中央大街与南宁路交叉口交通设计 (1)
2.1中央大街与南宁路交叉口简介 (1)
2.2中央大街与南宁路交叉口数据调查 (2)
2.2.1 中央大街与南宁路交叉口几何数据 (2)
2.2.2 中央大街与南宁路交叉口交通数据 (3)
2.3中央大街与南宁路交叉口目前交通设计情况分析 (6)
2.3.1 中央大街与南宁路交叉口交通现状 (6)
2.3.2 中央大街与南宁路交叉口设置交通控制信号依据 (6)
2.4 重新设计 (7)
2.4.1 交叉口渠化 (7)
2.4.2 平峰信号配时方案设计 (7)
2.4.3 平峰配时参数计算 (8)
2.4.4 平峰配时方案验证 (10)
2.4.5 新旧交叉口渠化比较分析 (12)
参考文献 (13)
附表 (14)
课程设计总结 (16)
1 课程设计的目的和要求
1.1课程设计的目的
城市交通管理与控制课程设计，是交通工程专业课程设计的一部分，是交通工程专业高年级学生进行的专业实践课程。

课程设计目的在于让学生比较全面的掌握交叉口信号灯配时的设计和优化方法，巩固课堂上所学过的交通管理与控制知识，对城市道路平面交叉口进行交通设计，锻炼我们综合运用所学专业知识解决实际问题的能力，进而使我们具备简单的工程设计及实践动手能力。

1.2课程设计的基本要求
本课程设计对象为锦州市某一实际道路交叉口进行交通设计，要求我们进行实际交通数据调查，独立完成设计的各部分内容。

并进行相关资料查阅，有自己的见解，在课程设计结束时交一份详细的课程设计说明书。

2 中央大街与南宁路交叉口交通设计
2.1中央大街与南宁路交叉口简介
本小组进行的是锦州市中央大街与南宁路交叉口的交通设计，中央大街地处锦州市商业繁华地带。

中央大街与南宁路交叉口四周分布着交通银行、中大购物广场和中国银行以及锦州华联家具广场的，交叉口交通较为复杂，是一个比较旧的交叉口。

中央大街和南宁路的路面标线很难看清。

经过实地调查和观测，中央大街为双向四车道，对向行驶的机动车分离，机动车与非机动车没有分离，道路宽度为30m ,南宁路是双向二车道，对向行驶的机动车没有分离，机动车与非机动车也没有分离，道路宽度为9m 。

中央大街正在修路，使现有的道路宽度变窄，中央大街与南宁路交叉口是一个无信号控制的交叉口，仅在早、晚高峰时才产生一些轻微的拥堵。

比较特殊的是，南宁路在6点
以后为锦州古塔夜市，此时南宁路已无机动车行驶，而中央大街由于南宁路过往人流非常大，而导致过了晚高峰以后造成拥堵现象。

2.2中央大街与南宁路交叉口数据调查
2.2.1 中央大街与南宁路交叉口几何数据
通过我们对中央大街与南宁路交叉口的步行测量和观测得知该交叉口的几何数据如下表所示：
表1 中央大街与南宁路交叉口的几何数据表
道路机动车道数
（双向）
机动车道
宽（m）
非机动车道
数（双向）
机动车道
宽（m）
道路总宽
（m）
道路类
型
行驶方
式
中央大街 4 3.75 2 7.5 30 干路直左右南宁路 2 3.5 2 1 9 支路直左右中央大街与南宁路交叉口的示意图如下图所示
图1 交叉口示意图
2.2.2 中央大街与南宁路交叉口交通数据
通过对中央大街与南宁路交叉口的实地调查可以得到以下几方面：
1）当前中央大街与南宁路交叉口车辆到达情况。

当前交叉口在早高峰与晚高峰中，车流量较大，晚高峰车流量更大一些。

此交叉口没有信号灯设置，不能对车辆进行有效地分流，在交叉口有冲突点很多，易发生拥堵和交通事故，且中央大街正在施工作业，如不对交叉口合理的布置，此处的交通隐患非常多。

2）中央大街与南宁路交叉口东西进口平峰交通量的调查，结果详见表2、3。

3）中央大街与南宁路交叉口东西各进口道饱和流率的调查。

到中央大街与南宁路交叉口实地进行饱和流率的调查，具体方法是：绿灯亮起后，将前三辆放过停车线，从第四辆开始计数，直到绿灯期间最后一辆为止，先算东西各进口道饱和流率，再计算其他各进口道饱和流率。

由于中央大街与南宁路交叉口无交通信号，故选择在高峰期，当车辆能形成车流时，根据东西方向的南宁路道路上正在过车，南北方向的中央大街道路上的车辆需要排队等候，等到南北方向开始经过时，我们将前三辆放过停车线，从第四辆开始计数，直到下一次东西方向通车而南北方向停车等候时，这一期间最后一辆通过为止。

根据饱和流率的公式为：3600⨯=t
n
S 计算的各进口道的饱和流率如下： 饱和流率的公式为：3600⨯=
t n
S 东进口直左右车道：180036003216
1=⨯=S （pcu/h ）
185836003116
2=⨯=S （pcu/h ）
197436003117
3=⨯=S （pcu/h ）
1920360030164=⨯=S （pcu/h ）
1738360029
145=⨯=S （pcu/h ）
取平均值： 18585
5
4321=++++=S S S S S S 东直左右（pcu/h ）
西进口直左右车道：229136003321
1=⨯=
S （pcu/h ） 2280360030192=⨯=S （pcu/h ） 243936003121
3=⨯=S （pcu/h ） 2160360030184=⨯=S （pcu/h ） 2285360029
195
=⨯=S （pcu/h ） 取平均值： 22915
5
4321=++++=S S S S S S 西直左右（pcu/h ）
南进口直右转车道：2206360031
19
1=⨯=
S （pcu/h ）
3222671360031233=⨯=S （pcu/h ）
2312360028184=⨯=S （pcu/h ）
1929360029145=⨯=S （pcu/h ）
取平均值： 22065
5
4321=++++=S S S S S S 南直右（pcu/h ）
南进口左转车道： 162636003114
1=⨯=
S （pcu/h ） 1614360029132=⨯=S （pcu/h ） 1688360032153=⨯=S （pcu/h ） 151036003113
4=⨯=S （pcu/h ） 1575360032
145
=⨯=S （pcu/h ） 取平均值： 16035
5
4321=++++=S S S S S S 南左（pcu/h ）
北进口直右车道： 205736002816
1=⨯=
S （pcu/h ） 2025360032182=⨯=S （pcu/h ） 2110360029173=⨯=S （pcu/h ） 2234360029184=⨯=S （pcu/h ） 1688360032
155
=⨯=S （pcu/h ） 取平均值： 20235
5
4321=++++=S S S S S S 北直右（pcu/h ）
北进口左转车道： 216036003018
1=⨯=
S （pcu/h ） 2250360032202=⨯=S （pcu/h ）
1986360029
163=⨯=S （pcu/h ）
3242156360025155=⨯=S （pcu/h ）
取平均值： 21385
5
4321=++++=
S S S S S S 北左（pcu/h ）
2.3中央大街与南宁路交叉口目前交通设计情况分析
2.3.1 中央大街与南宁路交叉口交通现状
根据实地观测，目前由于中央大街现在正在修路，使路面宽度变窄，现在无交通信号灯。

中央大街与南宁路交叉口的交通是以道路的类型等级为主要标准，中央大街做为干路，道路上车辆比较多，而优先通行。

南宁路为支路，道路上的车辆比较少，而让干路中央大街先行，南宁路本路段上的车辆在干路上车辆较少时，穿插通过中央大街到达对面的路面上。

由于目前的交叉口没有信号灯，支路上的驾驶员有不避让干路上车辆直接驶入干道的现象，而极易发生交通事故。

另外在南宁路上为锦州夜市地点，到晚上人流非常大，使得中央大街拥堵不堪。

2.3.2 中央大街与南宁路交叉口设置交通控制信号依据
目前中央大街与南宁路早高峰时车辆拥堵现象不明显，车辆延误时间短，而晚高峰时延误较大，由于此处曾设置过信号灯，交通信号装置还在，致使有些驾驶员到达此处时仍然停车等待。

高峰时由于无信号灯设置，交叉口冲突点会增多，易发生交通事故。

根据实际测量同时出现了下列三种情况：
（1）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4车•h ； （2）在次路同一进口道上，一条车道的单向流量大于100辆/h ； （3）在1h 内进入本交叉口的总流量大于800辆/h 。

2.4 重新设计
2.4.1 交叉口渠化
根据实际观测和现有交叉口的状况，新渠化设计南北进口为双向4车道，东西进口为双向2车道，由调查数据分析确定交叉口相位，并根据交叉口实际情况，在交叉口适当位置添加相应的交通标志及标线，合理的安置交通信号灯。

中央大街与南宁路交叉口新的渠化图如图5所示：
图2 中央大街与南宁路交叉口新的渠化图
2.4.2 平峰信号配时方案设计
进行重新设计成3相位，相位图如图6所示。

图3 新设计的相位图
2.4.3 平峰配时参数计算
配时参数计算：包括流量比、绿灯间隔时间、相位损失时间、最佳周期时长、有效绿灯时长、最短绿灯时长；
根据对中央大街与南宁路交叉口的实际观测的数据分析可知，该交叉口应该设置三个相位，其三个相位分别为： 第一相位 南北方向的直右转 第二相位 南北方向的直左右转 第三相位 东西方向的直左右转
（1）各进口道的设计交通量：
东进口直左右车道： 338497=⨯=东直左右q （pcu/h ） 南进口直右行车道： 5484137=⨯=南直右q （pcu/h ） 南进口直左右转车道：5604140=⨯=南直左右q （pcu/h ） 西进口直左右车道： 6324158=⨯=西直左右q （pcu/h ） 北进口直右行车道： 5324133=⨯=北直右q （pcu/h ） 北进口直左右车道： 4764139=⨯=北直左右q （pcu/h ） 则在东西进口：西直左右q ＞东直左右q 632=东西直左右q （pcu/h ） 在南北进口： 南直右q ＞北直右q 548=南北直右q （pcu/h ） 南直左右q ＞北直左右q 560=南北直左右q （pcu/h ）
（2）各进口道的设计饱和流量： 根据饱和流量的公式为： 3600⨯=
t
n
S 的计算和比较可得： 东进口直左右车道： 1858=东直左右S （pcu/h ） 南进口直右行车道： 2206=南直右S （pcu/h ） 南进口直左右转车道：1603=南直左右S （pcu/h ） 西进口直左右车道： 2291=西直左右S （pcu/h ） 北进口直右行车道： 2023=北直右S （pcu/h ） 北进口直左右转车道：2138=北直左右S （pcu/h ）
则在东西进口：2291=西直左右S ＞1858=东直左右S 2291=东西直左右S （pcu/h ） 在南北进口： 2206=南直右S ＞ 2023=北直右S 2206=南北直右S （pcu/h ）
2138=北直左右S ＞ 1603=南直左右S 2138=南北直左右S （pcu/h ） （3）各进口道的流量比、周期时长、总有效绿灯时间：
2484.02206548
1==
=南北直右y y 2912.01923560
2===南北直左右y y
2759.02291632
3===东西直左右y y
总流量比：Y=1y +2y +3y =0.2484+0.2912+0.2759=0.8155 ＜0.9 绿灯间隔时间：s a t u z I +=
35
5
+==4s 总损失时间: ∑-+=)(A I l L =（3+4-3）*3=12s 信号周期时长： Y L C -=
10=8155
.0112
-=66s 总有效绿灯时间：L G G e -=0=66-12=54s
（4）各相位有效绿灯时间：Y
y y G g e e ]
,max[111 '
=
s g g e e 17548155
.02484
.01=⨯=
=南北直右
s g g e e 18548155
.02912
.02=⨯=
=南北直左右 s g g e e 16548155
.02759
.03=⨯=
=东西直左右 （5）各相位的绿信比： 0
C g ei
i =
λ 258.06617
1==
=南北直右λλ 288.066182===南北直左右λλ 273.066
163===东西直左右
λλ （6）各相位显示绿灯时间：
l
A g g e +-=
l A g g g e +-==11南北直右=17-3+4=18s l A g g g e +-==22南北直左右=18-3+4=19s l A g g g e +-==33东西直左右=16-3+4=17s
（7）最短绿灯时间：I l l g v
p -+
=7min s 1241
9
7=-+
= 2.4.4 平峰配时方案验证
（1）通行能力验算：
通行能力验算公式为：i i i S C λ=，由公式可得：
东进口车道的通行能力东直左右东东东S S C 3λλ===0.271*1858=504（pcu/h ），而
338=东q （pcu/h ），即 东C ＞东q ，则东进口车道满足通行能力；
南进口直右行车道的通行能力南直右南直右南直右南直右S S C 3λλ===0.258*2206=652（pcu/h ），而548=南直右q （pcu/h ），即 南直右C ＞南直右q ，则南进口直右行车道满足通行能力；
南进口直左右车道的通行能力南直左右南直左右南直左右南直左右S S C 2λλ===0.288*1603=625
（pcu/h ），而560=南直左右q （pcu/h ）即，南直左右C ＞南直左右q ，则南进口直左右车道满足通行能力。

西进口车道的通行能力西直左右西西西S S C 3λλ===0.271*2291=710（pcu/h ），而
632=西q （pcu/h ），即 西C ＞西q ，则东进口车道满足通行能力。

北进口直右行车道的通行能力北直右北直右北直右北直右S S C 3λλ===0.258*2023=596（pcu/h ），而532=北直右q （pcu/h ），即 北直右C ＞北直右q ，则北进口直行车道满足通行能力。

北进口直左右车道的通行能力北直左右北直左右北直左右北直左右S S C 2λλ===0.288*2138=616（pcu/h ），而476=北直左右q （pcu/h ），即 北直左右C ＞北直左右q ，则北进口直左右车道满足通行能力。

（2）饱和度验算： 饱和度验算公式为：i
i
i C q x =
，由公式可得： 东进口车道的饱和度：东
东东C q x =
=
671.0504
338
=＜0.9，则满足要求； 南进口直右车道的饱和度：南直右
南直右南直右C q x =
=
840.0652
548
=＜0.9，则满足要求； 南进口直左右车道的饱和度：南直左右
南直左右南直左右C q x =
=
896.0625
560
=＜0.9，则满足要求； 西进口车道的饱和度：西西西C q x =
=890.0710
632
=＜0.9，则满足要求； 北进口直右车道的饱和度：北直右
北直右北直C q x =
=
893.0596
532
=＜0.9， 则满足要求； 北进口直左右车道的饱和度：北直左右
北直左右北直左右C q x ==
773.0616
476
=＜0.9，则满足要求。

（3）新方案配时表及信号配时图
由以上计算可得以下平峰信号配时表及平峰信号配时图：
新方案平峰信号配时表：
表4 新方案平峰配时表
相位周期（s）红灯时间（s）绿灯时间（s）黄灯时间（s）全红时间（s）第一相位66 45 18 3 1 第二相位66 44 19 3 1 第三相位66 46 17 3 1
新方案平峰信号配时图：
图4 平峰信号配时图
由同组同学可得早晚高峰信号配时表如下表5、6：
相位周期（s）红灯时间（s）绿灯时间（s）黄灯时间（s）全红时间（s）第一相位62 40 19 3 1 第二相位62 45 14 3 1 第三相位62 42 17 3 1
表6 新方案晚高峰配时表
相位周期（s）红灯时间（s）绿灯时间（s）黄灯时间（s）全红时间（s）第一相位61 40 18 3 1 第二相位61 43 15 3 1 第三相位61 42 16 3 1
2.4.5 新旧交叉口渠化比较分析
旧的渠化方案：
1）无交通信号灯，交叉口组织混乱，冲突点多，不利于车辆通行；
2）交叉口交通标志标线欠缺，对行车安全不利；
3）早晚高峰容易造成拥堵现象，停车延误时间长
新的渠化方案：
1)增加交通信号灯，信号相位设置合理，车辆可以顺利通行。

2)不再有交通冲突点，车辆不会发生拥挤、交通堵塞等现象。

3)新的信号配时适当的增加了黄灯时间及全红时间，有充足的清尾时间，车辆可以顺利通过交叉口。

参考文献
[1]陈昕，杨兆升，王海洋，等．城市交通控制与诱导系统协同研究[J]．公路交通科技，2007年4
月，第24卷第4期：12125
[2]吴兵，李晔等.交通管理与控制.人民交通出版社，2009.1
[3]European Commission．White Paper—EumpeaIl TraIlsport Policy for 2010：time to
decide．Italy，2001．
[4]高中岗．中国城市规划制度及其创新[D]．同济大学博士学位论文，2007.1.
[5]段里仁.城市交通概论[M].北京：北京出版社，1984.
附表
附表3 中央大街与南宁路交叉口（南）进口平峰交通量调查表
课程设计总结
为期两周的交通管理与控制课程设计已结束，我们都参加了全部的流程。

对如何为一个交叉口渠化优化设计都充分掌握。

其流程大概如下：首先，课设方案设计，这包括对所需数据的了解、数据表格的设计制作、数据获取的人员分配、拟定调查设计方案；接着是数据调查部分，其包括交叉口几何信息调查和交通信息调查，交叉口几何信息包括交叉口几何尺寸、进口道车道数、车道功能划分等调查，交通信息调查包括机动车与非机动车交通量调查，需划分车型及车流的行驶方向；然后是对数据的处理，这部分包括进口道饱和流量计算、流量比计算、信号损失时间和有效绿灯时长计算、配时参数确定及配时方案验证等；接下来是配时方案设计，按照计算所得参数值设计相位相序，画出相位图和交叉口渠化方案示意图；最后是方案的验证，通过通行能力和饱和度两方面进行验证。

就本次课程设计而言，据我们现场调查，中央大街与南宁路交叉口存在交通设施设置不完善，交通管理不到位，缺少信号控制等问题。

但道路硬件设施也确实存在不能满足庞大的交通需求的现象。

现将本人通过此次课程设计所学及同学在课程设计过程中所遇问题，对平面交叉口综合治理的几点意见阐述如下：
1、现有设施能满足交通增长的需求时，采取有效的交通管理措施，减少交通冲突，提高交叉口的服务水平；
2、当现有设施的能力不能满足交通需求时，应对交叉口进行局部工程改造。

如：增加进口车道数，渠化交通，拓宽交叉口减少交通冲突，提高通行能力等，如果无交通控制信号的，则考虑设置交通信号灯；
3、交叉口远远不能满足交通增长的需求时，以扩建平面交叉口为宜，应尽可能地考虑多方面因素；
4、合理利用交通管理措施，如：指定方向的禁止通行，分时段禁止通行；停车、临时停车规则等。

交通管理与控制是一项长期、复杂的社会系统工程。

这需要我们在学好课本知识的同时，充分借鉴学习国外先进管理方法。

将交通系统管理发挥到最优化，在此基础上引导人们采取科学的交通行为，理智的使用道路交通设施的有限资源。

但要实现理想交通状况，还需要我们共同的努力。