呼和浩特单个道路交叉口的改善措施研究

1、内蒙古工业大学本科毕业论文摘要本文主要讨论呼和浩特单个道路交叉口的改善措施研究。通过交通工程学的交通量调查和延误调查分析和评价现有交叉路口，从而找出道路交叉口需要改善的方面，接下来对需要改善的方面重新进行道路渠化和配时设计，最后得出改善结果和提出改善建议。本文选取的是海拉尔大街与兴安北路交叉口进行改善措施研究，开篇首先对该交叉口进行了大致描述并对交通量和延误进行了观测从而可以得出数据评价交叉口的现有渠化和配时方案，发现该交叉口的信号周期、南向交叉口的渠化和南北向的信号配时有待改善，因此，本文对该交叉口进行了一系列的重新渠化和信号配时设计，得出了适合当前交叉口交通量的渠化和相位配时方案，最后根据

2、所学专业知识提出了该交叉口的一些渠化建议和改善方向建议，目的是为了使我们的城市环境更怡人更健康。关键词：交叉口；改善措施；信号配时；交通量内蒙古工业大学本科毕业论文AbstractThis article focuses on the improvement of Hohhot individual measures of road intersections. Traffic through the traffic engineering investigation and analysis and evaluation of existing delays intersection inv

3、estigation in order to identify areas for improvement in road intersection, then again on the need to improve aspects of road drainage and timing of the design came to the conclusion improve outcomes and recommendations for improvement. This selection is Hailar Street and Xing Road intersection impr

4、ovement measures carried out research, opening the first general description of the intersections and traffic and delays were observed which can draw data evaluation and the intersection of the existing drainage timing plans, found that the intersection signal period, the south and north-south inter

5、section channelization signal timing to be improved, therefore, this paper, the intersection of a series of re-canalization and signal timing design, obtained for the current intersection traffic channelization and phase timing scheme, and finally learned expertise based on the intersection of some

6、of the proposed drainage improvement suggestions and direction of proposals intended to make our city environment more pleasant and more healthy.Keywords: Intersection; Improvement measures; Signal timing; Traffic volume内蒙古工业大学本科毕业论文目录引言.1第一章 交叉路口概论.21.1 周边环境概论 .21.1.1 交叉路口所处位置叙述.21.2 交叉路口外形及几何条件 .3

7、1.2.1 交叉路口外形描述.31.2.2 交叉路口几何条件.41.3 交叉路口交通状况 .51.3.1 交通量调查.51.3.2 交叉口信号控制状况.81.3.3 交叉路口通行能力现状评价.91.4 交叉口延误调查 .111.4.1 调查背景.111.4.2 点样本法观测记录交叉口延误.111.4.3 交叉口延误评价.13第二章 交叉路口问题分析及解决方案.152.1 信号配时研究 .152.1.1 定时信号配时设计内容.152.1.2 定时信号配时设计程序.162.1.3 渠化选用方案.172.1.4 设置信号相位.182.1.5 信号配时时段划分.192.2 信号配时计算 .192.2.

8、1 设计交通量.192.2.2 信号周期时长.192.2.3 信号配时及绿信比.202.2.4 服务水平评估.212.3 交叉口通行能力 .212.3.1 交叉口通行能力说明.212.3.2 交叉口通行能力估算方法.22内蒙古工业大学本科毕业论文2.3.3 饱和流量.222.4 延误及交叉口服务水平 .252.4.1 延误与服务水平解释.252.4.2 延误估算公式及方法.262.5 交叉口渠化与配时设计 .282.5.1 交叉口基本交通条件.282.5.2 渠化设计与信号配时.29第三章 改善措施研究.373.1 改善措施分类 .373.1.1 土木方法.373.1.2 非土木方法.373.

9、2 改善措施分析 .393.2.1 交叉口几何外形改变措施.393.2.2 立体化和信息化控制交叉口.393.2.3 交叉口的负面因素 .403.2.4 全方面考虑交叉口的交通安全.41第四章 结论.42参考文献.43谢辞.44内蒙古工业大学本科毕业论文1引言本文研究工作的开展是通过交通工程学中的交叉口通行能力和信号控制原理来综合评价城市道路交叉口，以期得到道路交叉口的改善措施的研究的方法和方向。中国现阶段，由于城市汽车保有量的逐渐增加，城市交通面临巨大的压力，关于解决交通拥堵的方法几乎都借鉴国外已大体成型的交通学理论，但是由于国内的交通问题与国外有着不小的区别，大多数的理论并不能完美地嵌入到

10、中国城市的城市交通规划和设计中，因此，中国城市的道路交叉口的问题还需要在基于中国实际交通的情形加以研究。本文旨在通过交通工程学的观测方法和评价标准来分析道路交叉口现有问题，提出改善措施建议和方案，通过一系列计算分析得出交叉口的改善研究方案，使交叉口更好地适应城市交叉口所面临的挑战和压力，缓解道路交叉口的服务水平不高的情况。本文选取的是位于呼和浩特新城区的海拉尔大街与兴安北路交叉路口进行改善措施研究，通过实地观测、计算分析和讨论研究得出该交叉口的改善措施。内蒙古工业大学本科毕业论文2第一章 交叉路口概论1.1 周边环境概论1.1.1 交叉路口所处位置叙述海拉尔大街与兴安北路交叉路口地处新城区中心

11、地带，由北穿过内蒙古财经大学和呼市阿尔泰游乐园并与北二环交叉，由南进入呼市正在大力发展中的新城区商业地带，由西进入呼市军区及呼市几个主要旅游景点最终进入回民区，由东进入呼市市政府区域，穿过市政府所在区域后进入大学城及呼市工业园区。由此看来，该交叉路口连系着呼市新旧区经济、政府、高等学校、休闲娱乐的交通运输，是交通量产生与消失的联系枢纽。因此，该交叉路口的交通量势必会在未来与日俱增，积极地研究该交叉路口的几何及交通特性，未雨绸缪地针对该交叉路口提出优化措施对已经存在或将要发生的交通问题提出改善意见，减轻该交叉路口的交通压力，以便为行人和车辆提供更安全更舒适的交通环境。 图 1-1 交叉路口所在位

12、置内蒙古工业大学本科毕业论文31.2 交叉路口外形及几何条件1.2.1 交叉路口外形描述显而易见该交叉路口基本为十字形交叉口，海拉尔大街和兴安北路均为三板块路，海拉尔大街东西向进口道、出口道分别为四车道和五车道，兴安北路进口道、出口道均为四车道。南北向道路比东西向略窄，各路口均有机非分隔带和交通岛。图 1-2 交叉路口外观1.2.2 交叉路口几何条件 海拉尔大街是呼市新城区的主干道，西起西二环路，东至东二环路，整条路横穿新城区和回民区两个区。兴安路北起 G110 国道，南至南二环路，纵贯呼市新城区和赛罕区两个主区。因此，本文所研究的该交叉口严格按照有关城市交叉口设计规程设计，海拉尔大街和兴安路

13、都为城市主干道。表 1-1 交叉路口几何条件进口道名各项参数单位名称北路东路南路西路道路等级主干道主干道主干道主干道内蒙古工业大学本科毕业论文4断面形式三块板三块板三块板三块板设计车速Km/h50505050红线宽度m40504050车道数车道5656车道宽m3.753.753.753.75人行道宽m4.51.3 交叉路口交通状况1.3.1 交通量调查 调查背景描绘交通流特征最主要的参数之一就是交通量，想要了解交通量在时间、空间上的变化，为交通运行分析提供必要的数据储备，就需要获得人和车辆在城市公路或道路系统的特定点处的运行情况的数据，这就是交通量调查所做的工作

14、。根据调查目的和用途确定某段时间长短，用这段时间内通过的车辆数表示交通量。此次调查海拉尔大街与兴安北路交叉路口采用人工计数法，参与调查的人数为四人，其中单个人在预先选好的道路口引道一侧进行调查，队员组织协调方便，活动方式和派遣人员灵活，测量工具简单易得，可以使用计时器（手表或秒表） ，手写输入调查数据在记录用的记录表。 交通量组成根据交通量是设计交叉口的基本数据来源，因此，在新建和改造交叉口时应注重交通量数据的真实可靠性。交通量分为长期统计交通量和短期测量交通量。长期统计交通量包括年、季度、月的统计交通量，短期包括早高峰、午高峰、下午高峰、晚高峰和平峰小时交通量，本文就晚高峰交

15、通量进行了调查，得到了后续计算的基本交通量数据。 高峰小时流量表表 1-2 交叉口 6：30-7：30 高峰小时交通流量表道路口小汽车（辆每小时）公交车（辆每小时）左41121东直73034内蒙古工业大学本科毕业论文5右41529左41537直85052西右47226左50127直71135南右44028左23513直75636北右18414合计6120352内蒙古工业大学本科毕业论文 交通量流向图图 1-3 交通量流向图内蒙古工业大学本科毕业论文71.3.2 交叉口信号控制状况 多相位信号控制原理及实施状况图 1-4 交叉口四相位简化图信号周期

16、T=42+39+37+51+4*3=181s，周期偏长。周期长一方面可以增加交叉口的通行能力，但是另一方面也同时降低了交叉口的服务水平，延误、排队长度、停车次数和油耗都会受到影响，交通收益评价指标会降低，因此，改善方向是既可以刚好满足道路的通行能力，又可以减小信号周期，从而减少延误和排队长度，司机和乘客可以较快通过交叉路口，使交通服务水平得到提高。 相位间协调状况和干扰情况东西方向由于直行和左转相位分离开，对向直行车流对本向左转车流的影响可忽略，所以两个方向交通流不存在冲突，南北方向由于信号灯分别控制，同一方向左转有专用车道，所以也不存在冲突状况。计算左转专用车道通行能力时都可以

17、用计算一条直行车道的通行能力，即： （1-1）136000ttghttTC符号意义：折减系数，取 0.9 T信号灯周期（s）绿灯占每个周期的时间（s）gt绿灯改变之后，最先出发的车启动并驶过停车线的时间（s） ，一0t般取=2.3s0t直行车通过停车线的车头时距，取 2.65sth多相位信号控制高峰期交叉路口时，右转一直处于放行通过，当右转交通量比较大时，右转交通流与绿灯通行时的行人、自行车交通流的轨迹线相交的部分成为交通冲突多发点。通过对行人与自行车对右转通行影响的考虑，北京市研究院针对内蒙古工业大学本科毕业论文8右转专用车道通行能力提出了一个计算方法，关于计算右转专用车道的通行能力本文借鉴

18、了此方法。方法具体说明如下：一条右转车道的通行能力在不计人和其他因素的情况下一般能达到1000pcu/h1200pcu/h。可是现实情况却因为人和自行车的影响而有所不同，正所谓兵来将挡水来土掩。只要刨去行人、自行车的占用时间，右转车道的通行能力就可以这样计算：Cr=（3600/tr）（Tc-Ts）/Tc （1-2）式中：Cr 一条专右车道的设计通行能力，辆/ h ；tr 前后两车右转连续驶过停车线断面的间隔时间，根据观测，只有小车其平均值为 3.0s3.6s，大、小车各占一半时平均为 4.5s。 Tc信号灯周期 行人、自行车穿行道路时的信号控制和管理在交叉口每个进口方向都设置行人

19、过街交通信号灯，绿灯时间和相应入口方向直行车辆通过绿灯时间一样。人行横道的长度与交叉口的周期之间有必然联系。交叉口的交通安全是交叉口的信号控制的首要考虑对象。为了确保行人的安全通行过程，要进行信号灯配时时，行人通过人行横道的时间要符合如下约束条件：t （1-3）mint=7 +- I （1-4）mintppvw式中：交叉口机动车道总长度pw行人的行走速度，这里取1.2 m/s。pv绿灯间隔时间交叉路口南北人行横道宽度30米，东西人行横道宽度37.5米，根据上述计算方法可以得到行人通行的最小信号相位时长：南北 = 7 + 253 = 29smint东西 = 7 + 37.53 = 35.25sm

20、int原信号配时下，南北向行人信号时长为51秒，东西向行人信号时长为42秒。明显可以看出南北向都完全能满足要求，后续将对南北向行人信号时长进行改善研究。内蒙古工业大学本科毕业论文91.3.3 交叉路口通行能力现状评价 交叉口通行能力计算南交叉口三条直行车道的通行能力=2523=757pcu/h左转专用车道的通行能力=252pcu/hLC右转专用车道的通行能力=583pcu/hRC南交叉口的通行能力 C=757+252+583=1592pcu/h北交叉口三条直行车道的通行能力 3473=1041pcu/h左转专用车道的通行能力=347pcu/hLC右转专用车道的通行能力=583pc

21、u/hRC北交叉口的通行能力 C=1041+347+583=1971pcu/h东交叉口三条直行车道的通行能力 2863=858pcu/h左转专用车道的通行能力=256.8pcu/hLC右转专用车道的通行能力=583pcu/hRC东交叉口的通行能力 C=858+265.82+583=1973pcu/h西交叉口三条直行车道的通行能力 2863=858pcu/h左转专用车道的通行能力=256.8pcu/hLC右转专用车道的通行能力=583pcu/hRC西交叉口的通行能力 C=858+531+583=1973pcu/h整个交叉口的通行能力 C=1592+1971+1973+1973=7509pcu/h

22、 交叉口的实际高峰小时交通量南交叉口的高峰小时交通量 528+746+468=1742pcu/h北交叉口的高峰小时交通量 248+792+198=1238pcu/h东交叉口的高峰小时交通量 432+764+444=1640pcu/h西交叉口的高峰小时交通量 452+902+498=1852pcu/h 各个进口道的饱和度南进口饱和度=1742/1592=1.09内蒙古工业大学本科毕业论文10北进口饱和度=1238/1592=0.63东进口饱和度=1640/1973=0.83西进口饱和度=1852/1973=0.94 以上数据可以大致看出，该交叉口在高峰期的服务水平不是

23、很高，南向饱和度大于 1，出现过饱和现象，西向饱和度达到 0.9 出现拥堵现象，只有北向和东向基本可以满足通行要求，所以要做进一步优化。1.4 交叉口延误调查1.4.1 调查背景一般经常产生交通堵塞的交叉口需要延误调查，一般只对时常发生交通堵塞的一个或几个进口进行调查。但是本文为了评价整个平面交叉口的运行效率，需要该交叉口的各个方向全面的数据，因此各个方向都要调查。在高峰时期，一般都会出现较大的延误，本文根据调查目的选取晚高峰点样本法调查，目的是找出延误的原因，为交叉口交通优化措施、减少延误提供基本样本。对于车辆行程时间和损失时间的准确数据可以由延误调查直接得到，便于评价道路交通交叉口及其设施

24、的服务质量。1.4.2 点样本法观测记录交叉口延误表 1-3 南进口延误观测表地点 南 进口 路口形式 十字形路口交叉口出口处停止车辆个数交叉口驶入车辆数记录时间（从记时起开始）0s15s30s45s停车辆数未停车辆数6:3037394245066:31454648049176:320242732056:3336373941066:3444464704723小计1621922031189657合计675153总延误=观测停车总量数 观测周期=6755=3375 辆*s每一停止车辆平均延误=总延误停止车辆台数=35.2s每一驶入车辆平均延误=总延误驶入车辆台数=22s内蒙古工业大学本科毕业论文1

25、1停止车辆百分比 =停止车辆台数驶入车辆台数=63%表 1-4 北进口延误观测表地点 北 进口 路口形式 十字形路口交叉口出口处停止车辆个数交叉口驶入车辆数记录时间（从记时起开始）0s15s30s45s停车辆数未停车辆数6:300192224036:3127313639046:324300047326:3312151721056:342527323702小计107921071214746合计42793总延误= 4275=2135 辆*s每一停止车辆平均延误 =45.4s每一驶入交叉口车辆平均延误 = 23s停止车辆百分比 = 51%表 1-5 东进口延误观测表地点 东 进口 路口形式 十字形0

26、s15s30s45s停车辆数未停车辆数6:30356111326146:31172325817116:321318202328126:33613182115186:3425293681915小计96891107310570合计368175总延误= 3685=1840 辆*s每一停止车辆平均延误 = 17.5s每台驶入交叉口车辆平均延误 = 10.5s停驶车辆百分比=60%表 1-6 西进口延误观测表地点 西 进口 路口形式 十字形记录时间交叉口出口处停止车辆个数交叉口驶入车辆数内蒙古工业大学本科毕业论文12（从记时起开始）0s15s30s45s停车辆数未停车辆数6:3033581328166:

27、3117192471486:321318202927146:33610161816186:34242832372515小计938010010411071合计377181总延误= 3775=1885 辆*s每台停止车辆平均延误= 17.1s每一驶入交叉口车辆平均延误= 10.4s停止车辆百分比=65%表 1-7 交叉口初步观测延误数据表进口通行能力（pcu/h）饱和度总延误（辆*s）停车平均延误（s）驶入平均延误（s）停车比例（%）左2522.09直7570.98南右5830.80337535.22263左3470.71直10410.76北右5830.33213545.42351左5310.81

28、直8580.89东右5830.76184017.510.560左5310.85直8581.05西右5830.85188517.110.465合计合计7509内蒙古工业大学本科毕业论文131.4.3 交叉口延误评价由上表可以看出，南向进口总延误和平均延误比较大，短期高峰时段内甚至出现过饱和现象，行车偶尔出现时开时停，司机和乘客会有些无法忍受，这和现场的观测实际情况基本吻合，北向进口平均延误比较大，对于司机和乘客会感到有些不适，东向和西向延误相对来说比较小，高峰期内还是可以忍受的，所以该交叉路口的南北向需要进一步优化来满足司机的驾车体验和乘客的乘车感受。内蒙古工业大学本科毕业论文14第二章 交叉路

29、口问题分析及解决方案2.1 信号配时研究2.1.1 定时信号配时设计内容某个平面交叉口交通信号配时规划内容一般含有以下方面：关于多段式信号配时时段的确切划分、信号周期内的设计交通量、初步估算周期时间长度与交通配时相位方案以及信号配时时长，除此之外还需算出每个相位信号配时绿信比、评估各个交叉口服务水平，最后绘制信号配时图。内蒙古工业大学本科毕业论文152.1.2 定时信号配时设计程序确定配时时段内各进口道各流向的设计交通量确定各进口道车道渠化方案确定信号相位方案估算各相各类车道的设计饱和流量确定绿间隔时间Y0,9是计算最佳周期时间计算总有效绿灯时间各相有效绿灯时间各相绿信比及显示绿灯时间满足最短

30、绿灯时间画出信号配时图是否否各类车道设计交通量确定信号总损失时间确定各相各类车道设计流量比计算各相最大设计流量比总和确定多段式信号配时的时段划分计算延误服务水平满足要求是否内蒙古工业大学本科毕业论文16图 2-1 定时配时设计程序2.1.3 渠化选用方案 在交通量数据不是很全面的情况下，交叉口的渠化方案和选用几相位方案参考下表。表 2-1 交叉口渠化备选方案进口车道数渠化方案信号相位方案54443422内蒙古工业大学本科毕业论文172.1.4 设置信号相位在设置道路十字形交叉口的进口车道渠化（即车道功能划分）方案时一定要同步设置信号相位。信号相位常用基本方案在左右转弯交通量及其专用车道的布置时

31、要对应选择如图(4.2)。两相位 双向左转 专用相位 四相位（单向左转） 单向左转 专用相位 四相位（双向左转） 双向左转 专用相位 三相位内蒙古工业大学本科毕业论文18图 2-2 信号相位常用基本方案PS：在没有直行车通行以及通行快结束时允许左转方向车辆通行时，表示这个相位的左转车应让直行车先行。设置左转专用车道时，左转车一个周期内平均到达 3 辆时在左转车辆流向设计交通量计算数据支持下，可以用左转专用通行相位。相同相位各个有关进口道左转车在一个周期内平均到达交通量接近时选用两向左转专用相位；如果是相反情况则采用单向左转专用相位。2.1.5 信号配时时段划分由于单个交叉口每天的交通量时变规律

32、不同，信号灯配时设计应采用多段式信号配时设计。开始是早高峰时段、中午高峰时段、晚高峰时段，然后是早、晚低峰时段、中午低峰时段，最后是一般平峰时段，在这些时段中选取所需要的时段进行配时设计。通过选择的不同时段中的设计交通量，要分开对应计算各时段信号配时方案。2.2 信号配时计算2.2.1 设计交通量根据选定的每个配时时段，城市交叉口每个进口道方向不同的流向分别确定信号配时设计的设计交通量。在每个配时时段中的高峰小时中，选取最高 15 分钟流率通过计算得到的小时交通量来计算交叉口各个进口道不同流向的设计交通量，有实际数字时最为合适，一般按下式计算： （2-1）mnmnQqd154 式中：进口数 m

33、、流向 n 的设计交通量（pcu/h）在所选取信号配时时段中mndq进口数 m、流向 n 的高峰小时中最高 15 分钟的流率（pcu/15min）mnQ15在所选取信号配时时段中但是没有最高 15 分钟流率的实际数字情况下，可以考虑选择以下式子进行估算： （2-2）mnmndPHFQqmn内蒙古工业大学本科毕业论文19式中： 进口数 m、流向 n 的高峰小时交通量(pcu/h) 在所选取信号配时mnQ时段中进口道 m、流向 n 的高峰小时系数在所选取信号配时时段中，主mnPHF要进口道可取 0.75，次要进口道可取 信号周期时长计算信号周期时长的最佳周期时长： （2-3）YL

34、C10计算信号总损失时间： （2-4）kksAILL式中：可取 3s， 一般实测得到起动损失时间，没有实际数字就算了sL 一般取 3s 黄灯时间A 绿灯间隔时间（s）I k 在一个周期内的绿灯间隔数目计算绿灯间隔时间： （2-5）satuzI式中： 冲突点到停车线距离（m）z 行驶车速（m/s）在进口道行驶时的数据au 车辆制动时间（s）st 计算绿灯间隔时间分为两种情况：第一种 I3s 时，取出 3s 配给黄灯时长，剩下的时间配给红灯时长。流量比总和，按下式计算：（0.9） （2-6）jjjddjddjjjjSqSqyyY1/1/,max,maxY式中：各个组成周期的全部信号相位最大流量比值

35、之和。Yy j 相位数在一个信号周期内的的数字 第 j 相的流量比jy 设计交通量（pcu/h）dq 设计饱和流量(pcu/h)dS内蒙古工业大学本科毕业论文20重新设计信号相位方案和改建进口道设计在计算 Y 值大于 0.9 时的情况下才启动。计算设计饱和流量2.2.3 信号配时及绿信比总有效绿灯时间： （2-7）LCGe0各相位有效绿灯时间： （2-8）YyyGgjjeej,max各相位的绿信比： （2-9）Cgejj各相位实际显示绿灯时间： (2-10)jjejjlAgg式中：lj 启动损失时间在第 j 相位时的时间最短绿灯时间 （2-11）IVLgpp 7min式中： 人行横道长度(m)

36、pL 过马路时路人的步速，可取 1.2m/spV 绿灯间隔时间(s)I不满足最短绿灯时间的话，需要重新计算周期时长使所得的显示绿灯时间小于对应的最短绿灯时间。2.2.4 服务水平评估平均停车延误是对交通信号交叉口延误十字路口交通信号配时的设计和服务水平评价指标。信号灯的设计和服务水平,根据计算平均停车拖延得到。B 级用于设计服务和建设交叉口，C 级用于治理交叉路口。不合格的服务水平,需要更改设计的渠道各进口信号相位程序重新设计。内蒙古工业大学本科毕业论文212.3 交叉口通行能力2.3.1 交叉口通行能力说明表征道路交通道路容量和交通设施能力来处理交通量。它的一般定义是:道路交通设施,在你想考

37、查的某一截面或地点处测量单位时间内可以通过的最大交通流量单位。是交通运输规划、交通工程和交通管理等有关交通工程的各个领域是至关重要的指标。为此,发达国家有一套专门的 道路交通容量规则(或指导),其中包括公路、高速公路和入口交织段部分等各种十字路口和其他道路交通设施容量的估算方法。特别是交叉口的交通通行容量,因为不仅随交叉口的几何因素有关,还与交叉口交通管理和交通需求到达有关,其中研究是相当复杂的,一些发达国家已经有了专业的十字路口通行能力规定(或指导) 。中国尚未制定一个类似的规程。因此有必要准备相应的基于交叉口设计程序的道路交叉口通行能力的估算方法。计算交叉口车辆通行容量,有着很多的因素影响

38、,从理论上讲,是一个非常复杂的问题。尽管目前许多国家颁布了规定,但仍有许多问题值得探讨,且使用的方法通常是太复杂,现在还研究改进。2.3.2 交叉口通行能力估算方法想要进行交叉口的通行能力估算，要先得到相位配时中的绿信比和设计交通量的数据，交通量以标准小汽车的小时交通量为标准，单位为 pcu/h。一个方向的交叉口通行能力是这个方向上的各个车道的通行能力的总和。估算一个车道的通行能力，可以同该交叉口某方向上的饱和流量乘以这个车道的绿信比得出，公式如下： （2-12）iieiiiiiicgSSCAPCAP式中：表示在某条进口车道例如第 i 条的通行能力（pcuh）iCAP 表示在某条进口车道例如第

39、 i 条的饱和流量（pcuh）iS 表示在某条进口车道例如第 i 条所属信号相位的绿信比i在对应的信号相位的有效绿灯时间（s）eg 信号周期时长（s）C内蒙古工业大学本科毕业论文222.3.3 饱和流量 饱和流量定义在一次不间断的绿灯时间内，某条进口道上有一队连续车流通过进口道停车线，那么其中的最大限度的通过流量就为饱和流量，单位是 pcu/绿灯小时。饱和流量的定义是可以这样表述的。交叉口渠化方式、几何因素、各流向交通冲突及信号配时等情况的可以影响饱和流量，影响分情况而不同，相对复杂。可是我们如果想用饱和流量来计算相位信号配时时苦于没有实测数据，或者对于刚刚建成的道路交叉口，那么

40、我们只能考虑用估算的方法来实现了。用实际观测或者借用其他路口的实测数据的平均基础饱和流量乘以每个干扰因素就可以得出饱和流量。如果想知道某个车道的饱和流量，就要乘以这些系数，公式可以表示为： （2-13） ibifFfSS式中：表示在某条进口车道例如第 i 条的基本饱和流量(pcu/h)biS 表示在进口车道的干扰因素的校正系数 iFf 基本饱和流量基本饱和流量的计算符号通常情况用表达，信号相位不同，那么他的基本饱biS和流量也会有差距，根据有关学者长期统计研究，推荐使用如下表所示数据 (pcu/h)：表 2-2 专有相位的基本饱和流量专有相位进口车道biS直行车道14002000

41、平均 1650左转车道13001800平均 1550右转车道1550说明：1.以上的数字来自于无其他因素影响的交叉口一小时内的观测交通量；2.进口车道宽度 3.0-3.5（m） 。内蒙古工业大学本科毕业论文 各类车道通用校正系数车道宽度校正： （2-14）5 . 3)5 .16(05. 00 . 37 . 25 . 04 . 05 . 30 . 31WWWWWfW其中：W 车道的测量宽度（m）坡度及大车校正：=1- (G+HV) （2-15）gf其中：G 表示道路的纵坡，一般下坡时可以用数值 0HV 大车率 直行车道的通行能力自行车校正系数：由于直行车交通流在绿

42、灯亮起时会和左转的自行车车流发生交汇，形成冲突，因此，我们想要知道直行车道的通行能力就必须考虑左转自行车车流的影响，直行车道的饱和流量应该既考虑通用校正，还必须加入自行车校正，算法如下： （2-16）eLbgbf11其中： 绿灯初期左转的自行车流数（vcyc）Lb无法得到实际测量数字时可以进行估算：Lb （2-17）CgCBbebL其中：B自行车流数（vcyc）自行车左转率b周期的时长（s） ，计算初始周期时长为第一步C有效的绿灯时间长度（s） ，eg直行车道饱和流量： （2-18）bgWbTTfffSS其中：基本饱和流量，直行车道的数据见（表 2-2）bTS直行车道上的通行能力可以用下式计算

43、： （2-19）TTSCAP内蒙古工业大学本科毕业论文 左转车道的通行能力有左转专用相位：专用相位时的左转专用车道饱和流量：LS （2-20）gWbLLffSS式中： 左转专用车道有专用相位时的基本饱和流量，见表 2.2bLS无左转专用相位：左转专用车道无专用相位时的饱和流量：LS （2-21）LgWbLLfffSS无左转专用相位时的校正系数： （2-22）1 . 0001. 0exp0:TLqf其中：干扰系数在相对方向直行车道数时的数值(见表 2-3)直行车流量在相对方向时( pcu/h)0Tq绿信比左转专用车道通行能力 （2-23）LLSCAP表 2-3 干扰系数在对向直

44、行车道数的数值2.4 延误及交叉口服务水平2.4.1 延误与服务水平解释反映车辆的驱动信号路口被封锁与时间上的损失评价指标即为信号交叉口延误。影响延误大小的原因繁杂，包括道路口的几何设计，还有可能受信号相位的顺序影响，因此，判断一个交叉口的设计优劣和配时的合理或不合理，延误作为它们的评价指标再好不过了，是可以整体评估交叉口的有效标准。在分析过程中，用作交叉口延误服务工作水平评估是 15 分钟中平均每车的信号控制延误（简称为信控延迟） 。交叉口的服务水平是一个交叉口的最重要的指标，可以用每车停车延误来评价划分服务水平的等级，如表 2-4 所示：对向直行车道数12341.00.6250.510.4

45、4内蒙古工业大学本科毕业论文25表 2-4 延误服务水平服务水平每车停车延误（s）A10B1120C2135D3655E5680F802.4.2 延误估算公式及方法作为评价交叉口的标准，延误肩负着的使命很艰巨，它的任何一个方面的影响因素的改变都会引起整体交叉口的服务水平。理论总是和实际有所差别，因为理论上的考虑方法常常跟不上实际的变化，用实测数据计算延误是最为接近实际延误的一个方法，但是如果我们没有这些数据，那么只能用经过实践可行的理论来估算延误，计算所得的延误可以同原来的设计作比较评出优劣。这样一来，比较分析各方案交叉口的设计所得的延误来确定实施方案。当然如果未能在现场观察，只能进行估算延误

46、值。延误必须是按照每个进口的方式分别估计交叉口的平均每车延误的信控延误，进道口每部车辆平均延误时间是加权平均每条车道的平均延误，各进道口的每辆车平均对面延迟的加权平均值是整个交叉口的信控延误。 一个车道的平均信控延误 (2-24)321dddd说明：每车道一辆车的平均信控延迟（s/pcu）d全部车辆均匀到达时所产生的均匀延误1d额外延误随车辆随机到达超过饱和周期而产生2d初始排队额外延误，即一时间内的延迟分析的开头部分，上一时段累3d计剩余将离开初始排队车辆进而影响后续的额外延迟设计交叉口时：因为设计交叉口必须达到设计服务水平的要求，所以不该出现在分析期内初始时留有排队的情况，也

47、就是说不该出现初始排队额外延误，则估算每个车道延误时用下式：内蒙古工业大学本科毕业论文26 （2-25）21ddd （2-26） xCd, 1min115 . 021 （2-27）CAPexTxxTd81190022说明： 周期时间长度（s）C 所计算车道的绿信比 所计算车道的通行能力CAP 分析时段的持续时长（h） ，取 0.25h。T 单独交叉口信号控制类型的校正系数，e=0.5 是定时信号；感应信e号控制时，e 随着绿灯延长时间和饱和度改变，建议的平均 e 值（绿灯延长时间为25 秒时）详细见于表 2-5。实际交通量与通行能力之比，即所计算车道的饱和度。x表 2-5 建议的平均 e 值（

48、绿灯延长时间为 25 秒时）xe平均值0.50.04-0.13-0.22-0.340.280.80.32-0.390.350.90.41-0.450.431.00.50.5评估已存在交叉口时参考初始排队的延误用来对原本的道路交叉口做延误评价，可是表示： （2-28）321dddd其中用公式（2-29）计算：1d （2-29）TtTdfTtdduuaus1式中：饱和延误sd （2-30）15 . 0 Cds不饱和延误ud内蒙古工业大学本科毕业论文27 （2-31） xCdu, 1min115 . 02积余车辆的持续时间（h） ，周期为 T=0.25hu

49、t （2-32） xCAPQTtbu, 1min1,min分析期初始积余车辆（辆） ，须实测。bQ绿灯期车流到达校率正系数 （2-33）11PfaP绿灯期到达车辆占周期到达量之比，可实地观测。其中用公式（2-27）计算：2d其中在 T 中随式（2-32）算得的数值积余车辆的持续时间而定，3dut )352（,。若1800)342( ，若,1min1180036003TtuCAPTtQTtxTCAPQdubub 一个交叉口方向的平均信控延误加权平均此方向交叉口中各车道延误的数值然后进行概算： （2-36）AAAAIqqdd/式中：平均信控延误在交叉口的数值AdA 平均信控延误在交叉

50、口中第 车道的idAi 高峰期小时中的 15min 交通流率可以用交叉口中第 车道的小时交iqAi通量转换。 整体交叉口的平均信控延误加权平均此交叉口中各进口道延误的数值： （2-37）AAAAIqqdd/式中： 进口道一辆车的平均信控延误 Id 进口道的高峰 15 分钟交通流率AqA内蒙古工业大学本科毕业论文282.5 交叉口渠化与配时设计2.5.1 交叉口基本交通条件 交叉口高峰小时的设计交通量表 2-6 交叉口高峰小时设计交通量进口道Qmn(pcu/h)大车率（%）qdm(pcu/h)左转5282704直行7462995南进口右转4681624总计176023

51、23左转2482331直行79221056北进口右转1981264总计12381651左转4322576直行76421018东进口右转4441592总计16402186左转4522565直行90221128西进口右转4981664总计1852235 高峰小时自行车设计交通量可以大体测得自行车左转率北进口为 25%，其他进口为 10%；右转率均为15%，有了这些数据，我们可以判断出高峰期高峰小时自行车交通量 Qmn、最高 15分钟交通量的平均流率，如表 2-7。表 2-7 高峰小时自行车交通量 Qmn进口道Qmn（辆/h）平均流率（辆/min）内蒙古工业大学本科毕业论文29西进口

52、126028东进口135030北进口90020南进口12152 行人设计高峰小时交通量每个方向行人流量大约为 600 人/h。2.5.2 渠化设计与信号配时 第一次试算通过第一章第二部分所讨论的交叉口的交通量和通行能力，初步划分进口车道功能，初定信号相位为四相位：东西向直行相位；东西向双向左转专用相位；南北向直行相位；南北向双向左转专用相位。取初始周期时长 C0为 120s，计算结果记录在表 2-8 中，从表 2-8 中可以看出总流量 Y 不满足要求的设计，说明进口车道不足，通行能力无法满足实际流量的需求，需重新设计。 第二次试算增加南向交叉口的进口

53、车道，重新划分车道功能，定信号相位为四相位：东西向直行相位绿灯时间 36s；东西向双向左转专用相位绿灯时间 30s；南北向直行相位绿灯时间 33s；南北向双向左转专用相位 36s。此次试算初始周期时长为150s，计算周期时长 147s。计算结果列于算表 2-92-11，计算数据可得，计算周期时长 147s 较为合适，行人穿过道路的最短时间小于绿灯显示时间，满足设计交叉口基本条件，其中东西向行人绿灯时间为 36s，南北向行人绿灯时间为 33s，服务水平B 可以符合设计要求，延误和饱和度也较原先的信号配时有所减少，司机的驾车感受和乘客的乘车体验可以得到改善，计算结果列于表 2-12。

54、 配时方案确定第二次试算的成果比较满意。因此该交叉口的渠化与配时设计方案可以确定下来。内蒙古工业大学本科毕业论文30表 2-8 交通信号配时设计计算十字形交叉口 初始周期时长 C。=120s 计算周期时长设计交通量qdQ15或进口道车道车道数QPHFqd每周转弯车数车道渠化方案信号相位方案设计饱和流量Sd流量比yqd/Sd最大流量比流量比总和 Y总损失时间 L周期时长C总有效绿灯时间 Ge有效绿灯时间ge绿信比显示绿灯时间g最短绿灯时间gmin左14525652115190.371直左直39021128148990.230直右西右14986641相位1：东西直行通行15190.437相位 1:

55、0.230左14325763115190.379直左直37641018148990.207直右东右14445921相位2：东西左转通行15190.389相位2：0.379左12483311115190.217直左直37921056148990.216直右北右11982641相位3：南北直行通行15190.173相位3：0.216左15287042115190.463直左直3746995148990.203南直右0.75相位4：南北左转通行相位4：0.4631内蒙古工业大学本科毕业论文31右1458624115190.411内蒙古工业大学本科毕业论文32表 2-9 饱和流量校正系数十字形交叉口

56、初始周期时长 150s 计算周期时长 147s进口道车道车道数车道宽度校正坡度大车校正直行车道自行车校正左转校正右转校正直左校正直右校正转弯校正WfWG+HVfgBge或Ge/jbLfb qT或Ge/jCfLrfr干扰校正fpbqTqLkLfTLqTqRKRfTR左210.021直左直310.020.981直右西右110.021左210.02直左直310.020.981直右东右11左110.02直左直310.020.98200.251直右北右110.021左210.021直左直310.020.98270.10171.941直右南右110.021270.10171.941内蒙古工业大学本科毕业论

57、文33表 2-10 交通信号配时设计计算十字形交叉口 初始周期时长 C。=150s 计算周期时长 C=147s 设计交通量qdQ15或进口道车道车道数QPHF4Q15周转弯数车道渠化方案信号相位方案设计饱和流量Sd流量比yqd/Sd最大流量比流量比总和 Y总损失时间 L周期时长C总有效绿灯时间 Ge有效绿灯时间ge绿信比 显示绿灯时间g最短绿灯时间gmin左24525652130380.185直左直39021128148990.230直右西右14986641相位1：东西直行通行15190.437相位1：0.23035.85s0.2536s35.25s左24325763130380.189直左直

58、37641018148990.207直右东右14445921相位2：东西左转通行15190.389相位2：0.18929.46s0.2030s左12483311115190.217直左直37921056148990.216直右北右11982641相位3：南北直行通行15190.173相位3：0.21633.67s0.2333s29s左25287042130380.231直左直3746995148990.203直右南右14580.756241相位4：南北左转通行15190.411相位4：0.2310.86612s147s135s36.01s0.2536s内蒙古工业大学本科毕业论文34表 2-11

59、 饱和流量与通行能力计算十字形交叉口 初始周期时长 150s 计算周期时长 147s 右转校正基本饱和流量车道宽度校正坡度大车校正自行车校正左转校正转弯校正自行车干扰直左校正直右校正左右校正校正饱和流量绿信比通行能力饱和度进口道车道车道数SbfWfgfbfLfrfpbfTLfTRfLRSdCAPx直左右车道通行能力左右合用车道通行能力左2310010.9830380.206080.74直左直3495010.98148990.2512250.73直右西右1155010.991左2310010.9830380.206080.71直左直3495010.98148990.2512250.62直右东右1

60、155010.991左11550.0.9815190.253800.65直左直34950.0.98148990.2311270.70直右北右115500.991左23100.0.9830380.257600.69直左直34950.0.98148990.2311270.66直右南右115500.9911519内蒙古工业大学本科毕业论文35表 2-12 延误及服务水平估算十字形交叉口 初始周期时长 150s 计算周期时长 147s均匀延误随机附加延误进口道延误交叉口延误周期时间绿信比饱和度均匀延误通行能力控制类型校正随机附加延误车道信控延误车道高峰 15分钟流率进口道信控延误进口道高峰 15分钟流