环形交叉口分方向流量观测实验

1、 山东理工大学实验报告纸 第 页姓名 * 交通与车辆工程学院*级 交工*班 同组者 成 绩_室温: 气压: 课程名称: 教师签字_实 验 项 目 编码(B1205203 ) 环形交叉口分方向流量观测实验指导老师郇荣实 验 目 的1. 通过实验，使学生加深对交通量概念、交叉口交通量分布规律和车型换算等课堂内容的理解。 2. 通过实验，掌握环形交叉口分方向流量观测的方法和实验方案设计。 3. 通过观测数据的整理分析，锻炼学生分析问题的能力和计算机应用能力。 4.本实验课是交通工程学教学的重要辅助手段。增强学生认识交通现象，解决交通实际问题的能力。实验仪器(编号)材料、工具 秒表、记录板，机械式计数

2、器（原理概述） 环形交叉口及其各向流量之间，它们之间有下列关系： （1）各进口引道的进入环道的交通量Q进 等于其左转、直行和右转交通量(Q左、 Q直、 Q右 )之和，即： Q进1=Q直1+Q右1+Q左1 Q进2=Q直2+Q右2+Q左2 Q进3=Q直3+Q右3+Q左3 Q进4=Q直4+Q右4+Q左4 (式1） (2)环道各交织段上的交通量Q交织，等于其上游各入口引道进入的有关交通量之和，即： Q交织1=Q直1+Q右1+Q左1+Q直4+Q左4+Q左3 Q交织2=Q直12+Q右2+Q左2+Q直1+Q左1+Q左4 Q交织3=Q直3+Q右3+Q左3+Q直1+Q左1+Q左4 Q交织4=Q直4+Q右4+Q左

3、4+Q直3+Q左3+Q左2 （式2） （3）若将(式1)中有关交通量的关系式带入到(式2)中，则可得到： 实验室名称： 年 月 日第 页 山东理工大学实验报告纸 Q交织1=Q进1+Q进4-Q右4+Q左3 Q交织2=Q进2+Q进1-Q右1+Q左4 Q交织3=Q进3+Q进2-Q右2+Q左1 Q交织4=Q进4+Q进3-Q右3+Q左2 （式3） 进一步化简可得： Q左1=Q交织3-Q进3-Q进2+Q右2 Q左2=Q交织4-Q进4-Q进3+Q右3 Q左3=Q交织1-Q进1-Q进4+Q右4 Q左4=Q交织2-Q进2-Q进1+Q右1 （式4） （4) 各出口的交通量Q出由车流关系可建立下列关系式： Q出1=

4、Q右4+Q直3+Q左2 Q出2=Q右1+Q直4+Q左3 Q出3=Q右2+Q直1+Q左4 Q出4=Q右3+Q直2+Q左1 （式5）式中：Q进i第i 个进口的总交通量(i=1,2,3,4) Q直i第i 个进口进入的直行交通量 Q右i第i 个进口进入的右转交通量 Q左i第i 个进口进入的左转交通量 Q出i第i 个进口的出口总交通量 Q交织i第i 个交织段的总交通量 由以上各式可以看出，利用式4和式1所建立的关系，只要实测各出入口和各交织段的下列交第 页 山东理工大学实验报告纸 通量：Q进i，Q右i，Q交织i，即可计算出无法直接观测的Q直i和Q左i；并可通过实测各个Q出i来对调查进行复核。 （实验内容

5、步骤）1. 确定调查地点 交叉口交通量调查是以研究交叉口交通组织管理为主要目的，调查地点一般选择有代表性的环形交叉口进行观测，具体观测地点在所选交叉口各入口、出口和交织断面。 2.选择调查时间 制定交叉口交通组织管理的方案应考虑平峰期间和高峰期间的交叉口交通量，因此调查时间的选择常采用抽样方式： 在全年内选择实测日期，然后对抽样日做全天观测； 当以每天部分时间的实测交通量换算全天交通量时，应选择交通量集中时段； 作16h观测时可选上午6时至晚上22：00时； 作12h观测时可选上午7时至傍晚19：00时； 当进行高峰小时交通量调查时应选择包括高峰小时在内的连续3个3小时。通常应观测3天的数据（

6、工作日2天，非工作日1天）。 3.调查方法 交叉口交通量调查比较复杂，可采用有人工观测法(计数)、仪器自动计测法、摄影(象)法等。本实验采用录像后人工观测法，并配以机械计数器。 十字环形交叉口分方向、分车型进行交叉口交通量进行观测时（录像后人工观测法），一般要对每个方向的进口、右转、交织和出口交通量分车型进行观测，每个方向需要4名观测员观测车辆的交通量，这样四个方向需安排16名观测员，此外还需要1名报时人员。如果需要观测交叉口行人交通量，还需每个方向安排1名观测员。调查时间一般选在高峰时间段内进行，数据记录时至少每隔15min做一次记录，最好每5min记录一次将。 人工观测法简单、易行，可分行

7、车方向、车道、车种进行，也可对整个道路的全部车辆进行测量。但需要人力多，长时间易疲劳、不易保持精度。 4.调查表格设计 表1为交叉口交通量调查表，计时间隔为5min，也可根据需要增加行人观测。 5.实地观测 6.数据资料整理分析 观测人员安排和数据资料整理分析可参考试验原理相关内容进行。 第 页 山东理工大学实验报告纸 （1） 交通量换算 在实测交通量时，一般分车型计测车辆数，在交通流中不同车型的车辆由于其占有的空间与时间的不同，同一车道的通过数量也不同，而在交通运营中常常需要将其换算成某种单一车型的数量，通称之为交通量换算。获得交叉口交通量数据后，一般需要进行车型换算，得到每个方向和进口的换

8、算交通量（当量交通量）。 车型换算标准可参考表1、表2。 城市道路交通规划设计规范GB 50220-95中的当量小汽车换算系数 表1 城市道路交通规划设计规范GB 50220-95中的当量小汽车换算系数 表1 车种 换算系数 车种 换算系数 自行车 0.2 旅行车 1.2 二轮摩托 0.4 大客车或小于9t的货车 2.0 三轮摩托或微型汽车 0.6 915t货车 3.0 小客车或小于3t的货车 1.0 铰接客车或大平板拖挂货车 4.0 城市道路设计规范（CJJ37-1990）规定车辆换算系数 表2 车型 小汽车 普通汽车 铰接汽车 路段上换算系数 1 1.5 2 环形交叉口换算系数 1 1.4

9、 2 信号交叉口换算系数 1 1.6 3.5 无信号控制交叉口换算系数 1 1.5 3.5 交叉口交通调查结束后，需要整理整理出交叉口交通量汇总表。 交叉口交通量汇总表中一般是对高峰小时交通量进行分析。如果机动车交通和自行车交通的高峰期间不重叠，可分别汇总机动车和非机动（自行车）的高峰小时流量。如果机动车交通和非机动（自行车）交通的高峰期间基本一致，可汇总交叉口高峰小时总流量。 第 页 山东理工大学实验报告纸 交叉口高峰小时交通量汇总表 表3 进口方向行驶方向机动车交通量小计摩托车、电动车、自行车小计总交通量大、中型机动车比例合计东进口左转2451008261032710.031111直行52

10、354577右转24023263西进口左转307901561503630.061052直行42868496右转16626192南进口左转156933181061740.031040直行48555540右转29233325北进口左转3131091632183760.041309直行46793560右转31162373合计3933393357745134513（3）交叉口流量流向图 交叉口交通调查的结果经常采用高峰小时流量流向图来表示，见图1。高峰小时交通量可以采用混合交通量，但为了与历史资料相互比较，最好换算成当量交通量。如果机动车和自行车交通的高峰期间不重叠，可分别绘制机动车和自行车的高峰小时

11、流量流向图。如果机动车和自行车交通的高峰期间基本一致，可绘制交叉口总当量交通量的高峰小时流量流向图。如果没有交叉口高峰小时交通量资料，也可以绘制某个时段的流量流向图。 第 页 山东理工大学实验报告纸 图1 某交叉口高峰小时8：459：45机动车流量流向图 （数据记录表及处理） 交叉口车流量调查表表1 调查日期 2013年月日 天气 晴 调查员 孙维富 统计员 孙维富 验收员 郇荣调查地点 莱芜市鲁中大街-文化路环形交叉口 路口编号 1 调查时段 8：45-9：45交叉口控制方式 录像监控 进口_路口类形_ 方向：左行 直行 右行 进口 出口 交织 第 页 山东理工大学实验报告纸 车型时间 客车

12、 货车 摩托车 助力车 电动车自行车小型中型大型小型中型大型 三轮 二轮 1-511915325 6-1011821620 11-1510143129 16-2010134225 21-2511224122 26-3013314316 31-3510912419 36-4012627316 41-45 46-50 51-55 56-60 小计919163023172 1-511713523 6-1010324511 11-159534918 16-2011112318 21-2510545310 26-3011416219 31-351053349 36-4011127216 41-45105

13、1438 46-5011233215 51-5511724115 56-6012025414 小计1315255050176第 页 山东理工大学实验报告纸 （实验结论及问题讨论） 实验结论：各进口引道的进入环道的交通量Q进 等于其左转、直行和右转交通量(Q左、 Q直、 Q右 )之和。环道各交织段上的交通量Q交织，等于其上游各入口引道进入的有关交通量之和。左转、交织、进口、右转的车辆之间有下列关系 Q左1=Q交织3-Q进3-Q进2+Q右2 Q左2=Q交织4-Q进4-Q进3+Q右3 Q左3=Q交织1-Q进1-Q进4+Q右4 Q左4=Q交织2-Q进2-Q进1+Q右1各出口的交通量Q出由车流关系有以下

14、关系 Q出1=Q右4+Q直3+Q左2 Q出2=Q右1+Q直4+Q左3 Q出3=Q右2+Q直1+Q左4 Q出4=Q右3+Q直2+Q左1问题讨论1. 所观测交叉口的现状信号配时方案（周期、绿灯时间、红灯时间和黄灯时间、相位）？现状信号配时方案和实际交通流量相匹配吗？ 答：无信号灯不相配。2.所观测交叉口各相位的绿灯间隔时间设置为多少，能否满足绿灯末和黄灯初已跨越停车线的机动车、非机动车和行人安全通过马路？ 3. 交叉口交通效益的评价指标有哪些？第 页 山东理工大学实验报告纸 答：基础指标、附加指标和验算指标。各指标构成如下：效益指标构成Tab.1 Benefit index符号名称类型内容B1通行

15、能力效益基础指标计算方案通行能力提高百分比B2速度效益基础指标计算速度比的提高百分比B3延误效益基础指标计算单位车辆延误下降百分比B4冲突效益基础指标冲突点个数下降及表面密度的降低百分比A1能源消耗效益附加指标根据研究目的计算能源消耗效益A2噪声效益附加指标根据研究目的计算能源噪声效益A3大气污染效益附加指标根据研究目的计算能源大气污染效益A4渠化效益附加指标是否有必要的渠化措施, 渠化是否合理C1排队长度验算验算指标基于现状流量验算方案排队长度减少百分比C2饱和度验算验算指标基于现状流量验算方案饱和度降低百分比C3驻足区容量验算验算指标基于现状行人和非机动车流量验算驻足区容量是否满足C4行人

16、过街时间验算验算指标基于现状行人和非机动车流量验算行人过街时间是否足够4. 交叉口饱和流率如何观测？交叉口的停车延误如何观测？ 答：（1）交叉口饱和流率受众多因素的影响，如交通组成、车道宽度、进口坡度、车道数、自行车和行人干扰、车道功能、驾驶人特性等。因此它的观测也很困难，都是通过饱和车头时距的计算来间接得到饱和流率。公式如下： 截尾均值 ； 其中，n为样本量；l为去掉的样本个数；l=n·/2；为截尾百分数，本文取=5%，n·/2为与n·/2最近的整数截尾均值去掉了观测数据中几个最大值和最小值，计算结果可排除异常值的干扰；s为饱和流率（辆/（h·车道）；

17、h为平均饱和车头时距（s）（2） 现场调查法通过道路交叉口现场观测调查是获得交叉口延误数据的一种最基本方法。调查方法分为停车时间法和行程时间法。，根据停车时间测定方法的不同，停车时间法分为点样本法、间断航空摄影法和延误仪测记停车时间法等。这类调查方法得到的交叉口延误只包括停车时间，没有计入加速延误和减速延误，只能得到停车延误。根据行程时间测定方法的不同，行程时间法可分为试验车法、牌照法、间断航空摄影法、车辆感应法、人工追踪法和抽样法等。这类方法是测定从交叉口前的某一点至交叉口内或交叉口之后的某一点的行程时间。得到的交叉口延误不但包括停车延误，而且还包括加速延误和减速延误，可以得到停车延误、引道延误和控制延误。数学模型估算法数学模型法是在假设车辆为随机到达的情况下，通过建立交叉口平均车辆停车延误或平均控制延误与交通负荷的关系模型，来估算车辆的平均延误值。5.所观测交叉口的道路几何设计和交通组织如何？对于存在的问题如何优化？可以从左、右转弯半径、车道宽度、车道数量，机动车、非机动车和行人的交通组织、交通标志标线的设计等方面分析。第 页 山东理工大学实验报告纸 答：所观测