交叉口信控流量分析论文(交通控制)

1 课程设计目的与背景········································································································· 2 课程设计基本要求············································································································· 3 课程设计基本资料············································································································· 4 课程设计计算书················································································································· 5 设计方案仿真····················································································································· 6 设计总结····························································································································· 7 参考文献····························································································································· 8 附表·····································································································································

《交通控制技术》课程设计

1 课程设计目的与背景

交叉口是城市道路网中的瓶颈，是制约道路通行能力的咽喉，决定着城市道路系统通行能力、行程时间、行车延误和营运效率及安全，我国城市的交通拥堵及交通事故主要发生在平面交叉口。在交叉口处，机动车、非机动车、行人之间的干扰较多，交通流通行的顺畅性、安全性都比路段低，道路的运输效率，行车安全、车速、运营费用和通行能力很大程度上取决于交叉口的精心设计，因此,如何科学地规划、设计城市道路平面交叉口，合理地进行交叉口信号配时显得尤为重要。

本设计以某一交叉口为背景，并已知交通流量数据，对信号交叉口的交通进行数据分析，并用所学的方法进行新建交叉口交通控制设计。通过该课程设计，使学生加深对课堂教学内容的理解，掌握交叉口渠化设计与信号配时设计方法，增强学生分析和解决实际交通问题的能力，为在交通工程设计和施工中应用相关知识解决实际问题打下基础。

2课程设计基本要求

1、要求了解和掌握数据分析和处理的基本方法。

2、要求紧密结合交叉口相交道路条件，通过查阅相关资料，分析、计算、比较、论证，制订出合理的设计方案，为今后从事专门技术和科学研究工作打下基础。

3、能初步应用AutoCAD或计算机辅助绘制车道渠化方案图、相位图及信号配时图。

4、能应用VISSIM仿真软件对设计方案进行验算。 5、排版需按规定要求进行。

3 课程设计基本资料

已知某交叉口为主干道与次干道相交的“十”字形交叉口，东西主干道宽度为26.5米，南北次干道的宽度为23米。道路条件满足规划要求，交叉口基本交通条件如下（公交车数统计在大车里）。

（1）晚高峰时机动车、非机动车高峰小时交通量如表1和表2所示。

2

《交通控制技术》课程设计

表1 晚高峰机动车流量

大车 (辆/h)

中车 (辆/h)

小车 (辆/h)

标准车 (pcu/h)

进口道 转向 直行

西进口 左转 右转 直行

东进口 左转 右转 直行

2 1 0 5 6 8 6 5 5 2 4 6

96 120 80 20 24 32 92 110 64 101 262 44

230 132 100 120 86 140 198 320 69 123 110 62

378 314 220 160 132 204 348 495 175 279 511 140

北进口 左转 右转 直行

南进口 左转 右转

表2 晚高峰非机动车流量

位置 西进口 东进口 北进口 南进口

左(辆/h) 8 6 20 10

直(辆/h) 12 8 32 40

右(辆/h) 4 8 4 4

总计(辆/h) 24 22 56 54

（2）晚高峰时各向行人流量为500人/h。

4 课程设计计算书

4.1 数据处理

包括机动车与非机动车数据的处理，如机动车折算成标准小客车，机动车设计交通量，各进口道各向大车率，非机动车最高15分钟交通量的平均流率、各向左转率等。

标准小汽车（pcu）折算系数：将表1中大车按2.0计算，中车按1.5折算。

主干道高峰小时系数PHF：0.75 次干道高峰小时系数PHF：0.80 设计交通量qdijk

qijkPHFijk

3

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进口道数据处理

进口道 转向 大车率 标准车

机动车设计交通量

西进口

东进口

北进口

南进口

直行 左转 右转 直行 左转 右转 直行 左转 右转 直行 左转 右转 1% 0 0 3% 5% 4% 2% 1% 4% 9% 1% 5% 378 314 220 160 132 204 348 495 175 278.5 511 140 189 314 220 160 132 204 348 248 175 279 256 140

4.2 交叉口渠化设计与相位初定

初始周期时长C= 60s、相位数j=4、计算相位损失时间tFL=3s、总损失时间L=12s、总有效绿灯tEG=48s。计算各进口每周期左转和右转的车辆数：

西进口：每周期左转弯车辆数314605.2辆/min 每周期右转弯车辆数220603.7辆/min 东进口：每周期左转弯车辆数132602.2辆/min 每周期右转弯车辆数204603.4辆/min 北进口：每周期左转弯车辆数248604.1辆/min 每周期右转弯车辆数175602.9辆/min 南进口：每周期左转弯车辆数256604.3辆/min 每周期右转弯车辆数140602.3辆/min

由于各进口的每周期左转都至少有两辆车通过，所以各进口都必须设置左转专用车道，东南进口的右转也至少有两辆车通过，所以东南进口也需要设置右转专用车道。

4

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4.2.1 渠化设计

交叉口渠化方案及各车道宽度设置。渠化方案图示例如图1。

图1 初定渠化方案

车道宽度设置示例如表3。

表3 车道宽度设置 方位 车道转向 直行 西进口 机动车 左转 直右 非机动车 直行 东进口 机动车 左转 右转 非机动车 左转 北进口 机动车 直行 直右 非机动车 左转 南进口 机动车 非机动车

5

进口道宽度（m） 出口道宽度（m） 3.0 3.0 3.0 1.5 3.0 3.0 3.0 1.5 3.0 3.0 3.0 1.5 3.0 3.0 3.0 1.5 1.5 3.0 1.5 3.0 1.5 3.0 1.5 3.0 直行 右转 《交通控制技术》课程设计

4.2.2 相位初定

初设信号周期为60s，相位方案为4个相位，相位图如图2所示。

第一相位 第二相位 第三相位 第四相位

图2 交叉口相位图 4.3 饱和流量和交通流量比计算 4.3.1 各进口饱和流量计算

计算饱和流量校正系数及对应的校正饱和流量、各车道交通流量比y。 （1）西进口

①西直行 sbT2000，fg10.010.99，fb1pcu/h，fw1（宽度为3.0m）（有左转专用相位），所以

pcu/h sTsbTfwfgfb200010.9911980y西直行qdmnsT18919800.0955

pcu/h，fw1，fg101 ②西左转（有专用相位）sbL1800pcu/h sLsbLfwfg1800111800y西左转qdmnsL15718000.0872 ③西右转（有专用相位）

sbr=1550pcu/h ，fw1，fg101

6

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pcu/h Srsfwfgfr15501111550bry西右qdmnsr22015500.1419

（2）东进口

①东直行 sbT2000pcu/h，fw1，fg10.030.97，fb1，所以

pcu/h sTsbTfwfgfb200010.9711940y东直行qdmnsT16019400.0825

②东左转（有专用相位）sbL1800pcu/h，fw1，fg10.050.95

pcu/h sLsbLfwfg180010.951710y东左转qdmnsL13217100.0772 ③东右转（有专用相位）

sbr=1550pcu/h ，fw1。fg10.040.96

pcu/h Srsbrfwfgfr155010.9611488

y东右qdmnsTR22014480.1371

（3）北进口

pcu/h，fw1，fg10.020.98，fb1，所以 ①北直行 sbT2000pcu/h sTsbTfwfgfb200010.9811960y北直行qdmnsT34819600.1776

②北左转（有专用相位）sbL1800pcu/h，fw1，fg10.010.99

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pcu/h sLsbLfwfg180010.991782 y北左转qdmnsL19817820.1111③北右转（有专用相位）

sbr=1550pcu/h ，fw1，fg10.010.99

pcu/h Srsbrfwfgfr155010.9611488y北右qdmnsr17514880.1176 （4）南进口

①南直行 sbT2000pcu/h，fw1，fg10.090.91，fb1，所以

pcu/h sTsbTfwfgfb200010.9111820y南直行qdmnsT27918200.1533

②南左转（有专用相位）sbL1800pcu/h，fw1，fg10.010.99

pcu/h sLsbLfwfg180010.991782y南左转qdmns25617820.1437

l③南右转（有专用相位）

sbr=1550pcu/h ，fw1，fg

10.050.95

pcu/h Srsbrfwfgfr155010.9511473y南右qdmnsr14014730.095 4.3.2 计算总交通流量比Y

Ymaxyj,yj,（即组成周期的全部信号相位的各个最大流量比y之和）

j1由上述计算结果得y10.1776，y20.1437，y30.1419，y40.1744

j 8

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所以Yy1y2y3y40.17760.14370.14190.17440.63760.9 4.4 信号配时计算 4.4.1信号配时

已知相位损失时间tFL3s，黄灯时间tY3s，故总损失时间L12s

C0L1233.1s，取C60s，则tEG601248s 1Y10.6376tEG1tEGy10.17784813s Y0.6376y20.14374811s Y0.6376tEG2tEGtEG3tEGy30.14194811s Y0.6376y40.17444813s Y0.6376tEG4tEG最小绿灯时间验算

gmin17LpVpLpVpI7272315.2s 1.2242314s 1.2gmin27I7此时第二、四相位显示tEG2周期为80秒计算得tEG2gmin2，tEGEG，所以配时方案不可行。取

4gmin1gmin2，t

4gmin14.4.2重新计算饱和流量和交通流量比计算

根据确定的信号配时参数重新计算相关的饱和流量校正系数、校正饱和流量、对应车道的交通流量比。重新计算后，校正饱和流量、对应车道的交通流量比。

知y10.1776，y20.1437，y30.1419，y40.1744

所以Yy1y2y3y40.17760.14370.14190.17440.63760.9

9

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4.5 服务水平估算 4.5.1计算各相位的绿信比

1tEG1190.24C80tEG3150.19C802tEG2150.19C80

34tEG1190.24C804.5.2计算西进口的信控延误 （1）计算各车道的饱和度和通行能力

x西直y西直3y西右0.09550.500.190.14190.70.190.17440.750.24Q西直S西直20000.19380pcu/h3x西右3y西左Q西右S西右315500.19294pcu/hx西左

4Q西左S西左418000.24432pcu/h（2）计算各车道的均匀延误和随机延误

①均匀延误：

d1西直0.5C1min1,x西直31320.58010.19210.50.1928s/pcud1西右0.5C1min1,x西右31320.58010.19210.50.1930s/pcu

d1西左0.5C1min1,x西左41420.58010.24210.50.2427s/pcu②随机延误：

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d2西直8ex西直2900Tx西直1x西直1Q西直T80.50.5 29000.250.510.513800.253.1s/pcu8ex西右2900Tx西右1x西右1QT西右80.50.75 29000.250.7510.7512940.2512.1s/pcud2西右8ex西左2d2西左900Tx西左1x西左1QT西左80.50.75 29000.250.7510.7514320.2513.1s/pcu（3）车道信控延误

d西直d1西直d2西直283.131.1s/pcud西右d1西右d2西右3012.142.1s/pcu d西左d1西左d2西左2713.130.1s/pcu（4）进口道信控延误

d西进口dqii133i31.1qi1i18931430.14421.2s/pcu 189220314444

4.5.3计算东进口的信控延误

（1）计算各车道的饱和度和通行能力

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x东直0.43Q东直380pcu/sx东右0.73Q东右294pcu/s x东左0.32Q东左432pcu/s（2）计算各车道的均匀延误和随机延

①均匀延误：

d1321东直0.5C1min1,x28.55s/pcu东直3d1231东右0.5C1min1,x30.3s/pcu东右3

d1241东左0.5C1min1,x25.2s/pcu东左4②随机延误：

d2东直900Tx东直1x128ex东直东直Q东直Td900Tx东右1x128ex东右2东右东右Q东右Td900Tx东左1x128ex东左2东左东左Q东哦T（3）车道信控延误

d东直d1东直d2东直28.553.732.2s/pcud东右d1东右d2东右30.31343.3s/pcud东左d1东左d2东左25.2227.2s/pcu

（4）进口道信控延误

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3.7s/pcu13s/pcu

2s/pcu

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d东进口dqii133i17s/pcu

qi1i4.5.4计算北进口的信控延误 （1）计算各车道的饱和度和通行能力

x北直0.74y北右Q北直S北直1480pcu/hQ北右S北右1372pcu/h

x北直右10.34x西左y西左40.70Q北左S北左4432pcu/h（2）计算各车道的均匀延误和随机延误

①均匀延误：

d1北直0.5C1min1,x北直111225.5s/pcud1北右0.5C1min1,x北右111227.3s/pcu

d1北左0.5C1min1,x北左212230.5s/pcu②随机延误：

d2北直900Tx北直1x北直8ex北直1Q北直T210.3s/pcu

d2北右900Tx北直右1900Tx北左1xx北直右8ex北直右1Q北直右T224.6s/pcu

d2北左北左8ex北左1Q北左T13

7.41s/pcu

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（3）车道信控延误

d北直d1北直d2北直25.510.328.8s/pcud北右d1北右d2北右27.34.631.9s/pcu d北左d1北左d2北左30.57.437.9s/pcu（4）进口道信控延误

d北进口30.87s/pcu

4.5.5计算南进口的信控延误 （1）计算各车道的饱和度和通行能力

x南直y南直1y南右0.64Q南直S南直1480pcu/hx南右1y南左0.4Q南右S南右1372pcu/h

x南左20.76Q南左S南左2342pcu/h（2）计算各车道的均匀延误和随机延误

①均匀延误：

d1南直0.5C1min1,x南直111226s/pcud1南右0.5C1min1,x南右111226s/pcu

d1南左0.5C1min1,x南左212230.6s/pcu②随机延误：

d2南直900Tx南直1x南直8ex南直1Q南直T26.7s/pcu

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d2南右900Tx南右1900Tx南左1x南右8ex南右1Q南右T23.2s/pcu

d2南左x南左8ex南左1Q南左T215.2s/pcu

（3）车道信控延误

d南直d1南直d2南直266.732.7s/pcud南右d1南右d2南右263.229.2s/pcud南左d1南左d2南左30.615.245.8s/pcu（4）进口道信控延误

d南进口dqii133i35.02s/pcu

qi1i4.5.6计算服务水平

dIdi14i14AqAAq21.29121749630.87101835.0293027.2s/pcu

91249610189304.6信号相位图与配时图 4.6.1信号相位图

第一相位 第二相位 第三相位

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第四相位

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4.6.2信号配时图

80s 相位一 19s 3s 58s 相位二 22s 15s 3s 40s 相位三 40s 15s 3s 22s 相位四 58s 193s 表示绿灯时间 表示红灯时间 表示黄灯时间 5 设计方案仿真

通过运用VISSIM软件对设计方案进行仿真，得出了整个交叉口的平均信号控制延误时间，具体数据如下： Table of Delay

File: c:\\documents and settings\\administrator\\桌面\\课程设计\\wq\\wangqiao.inp Comment:

Date: 2009年6月9日 星期二 19:51:19 No. 1: Travel time section(s) 1 No. 2: Travel time section(s) 2

Time; Delay; Stopd; Stops; #Veh; Pers.; #Pers; Delay; Stopd; Stops; #Veh; Pers.; #Pers; VehC; All;;;;;; All;;;;;; No.:; 1; 1; 1; 1; 1; 1; 2; 2; 2; 2; 2; 2; 200; 5.0; 1.2; 0.06; 16; 5.0; 16; 10.8; 5.6; 0.33; 6; 10.8; 6; 400; 9.1; 3.8; 0.29; 17; 9.1; 17; 9.1; 1.9; 0.25; 4; 9.1; 4; 600; 12.0; 5.4; 0.50; 28; 12.0; 28; 5.8; 1.2; 0.25; 4; 5.8; 4; 800; 0.0; 0.0; 0.00; 0; 0.0; 0; 0.0; 0.0; 0.00; 0; 0.0; 0; 1000; 0.0; 0.0; 0.00; 0; 0.0; 0; 0.0; 0.0; 0.00; 0; 0.0; 0; 1200; 0.0; 0.0; 0.00; 0; 0.0; 0; 0.0; 0.0; 0.00; 0; 0.0; 0; Total; 9.3; 3.8; 0.33; 61; 9.3; 61; 8.9; 3.3; 0.29; 14; 8.9; 14;

从仿真数据的行程时间检测段1可以看出，该设计交叉口的车辆总延误的平均值为9.3s，每辆车的平均停车时间为3.8s，每辆车的平均停车次数为0.33

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次，通过车辆数为61辆，人均延误为9.3s，通过的乘客数为61人；从仿真数据的行程时间检测段2可以看出，该设计交叉口的车辆总延误的平均值为8.9s，每辆车的平均停车时间为3.3s，每辆车的平均停车次数为0.29次，通过车辆数为14辆，人均延误为8.9s，通过的乘客数为14人。

6设计总结

6.1 结论

该交叉口直行直行车辆与右转车辆相对较少，各路口左转车辆较多。而且东西方向左转车辆相对于南北方向左转车辆少。左转车辆达到了设立专用左转车道的要求。。因此在该路口的东西方向各设立一个左转专用车道，南北方向左转设立两个专用车道。各相位直行和右转的车流量较少，但满足设立专用车道的要求，由于车道宽度限制，故各设一个车道即可满足要求。

由于各进口左转都需要专用相位，故设置东西左转为一相位，南北左转为一相位，在这种条件下对于其他转向的相位，采取东直行、东直右、西直行、西右行为一相位，北直行、北直右、南直行、南右行为一相位。最终确定下来的相位次序为东直行、东直右、西直行、西右行为第一相位，东西左转为第二相位，北直行、北直右、南直行、南右行为第三相位，南北左转为第四相位。

经过试算最终取周期为60s，其第一相位和第三相位的有效绿灯时间均满足行人过街所需的最短时间，最后根据该配时方案计算各相位的绿信比和各车道的饱和度、通行能力、均匀延误、随机延误、信控延误。由以上的计算结果可得到各进口到的信控延误和交叉口信控延误，最后根据交叉口信控延误的时间判定服务水平为B级，符合项目要求。 6.2 心得体会

通过这次《交通控制技术》课程设计，本人加深了对课堂教学内容的理解，掌握了交叉口渠化设计与信号配时设计的方法，增强了自己的分析和理解实际交通问题的能力，为在交通工程设计和施工中应用相关知识解决实际问题打下了基础。

7参考文献

[1] 徐建闽. 交通管理与控制.北京：人民交通出版社，2007.11

[2] 吴兵，李晔编.交通管理与控制（第三版）.北京：人民交通出版社，2005.8 [3] 上海市工程建设规范《城市道路平面交叉口规划与设计规程》

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