武汉市十个典型交叉口配时优化分析报告

1、武汉市十个典型性交叉口优化配时报告武汉市十个典型交叉口配时优化报告2015武汉力飞科技发展有限公司华中科技大学交通运输系 2015-06-25目录平安路瑞安街口信号灯控制方案修改意见错误!未定义书签。武珞路阅马场信号灯控制方案修改意见错误!未定义书签。临江大道中山路路口信号灯控制方案修改意见2团结大道湖大后门路口信号灯控制方案修改意见错误!未定义书签。友谊路才华街信号灯控制方案修改意见错误!未定义书签。鹦鹉大道拦江堤路口信号灯控制方案修改意见错误!未定义书签。鹦鹉大道翠微路口信号灯控制方案修改意见错误!未定义书签。汉阳大道百灵路口信号灯控制方案修改意见错误!未定义书签。江城大道四新南路路口信号

2、灯控制方案修改意见11琴台大道江汉四桥路口信号灯控制方案修改意见错误!未定义书签。临江大道中山路路口信号灯控制方案修改意见一、区位分析图1-1 整体区位武汉临江大道是湖北省武汉市武昌区和青山区沿着长江修建的一条道路，是武汉市主干道之一从武汉长江大桥下鱼贯而过，临江大道含包全部武昌江滩，长江观景第一台正好位于该大道正中央。由图可看出，临江大道中山南路附近，临江大道方向的主要车流为武汉长江大桥以及新建的鹦鹉洲长江大桥的上下桥车流。而中山路上，大量的车流都是沿途居民区、商业区的出入流量以及武昌火车站的往返流量。其中，武昌火车站方向的车流量非常之大，也是导致拥堵的主要车流之一。二、 交通设施与流量分析

3、2.1交通工程图图2-1临江大道中山路路口渠化图2.2现状道路设施表2-1现状道路设施进口道方向车道数（单向）直行直行道宽度(m)左转左转道宽度(m)右转右转道宽度(m)直右直右道宽度(m)直左直左道宽度(m) 北进口道213.50-0-0-13 南进口道2130-0-13.50- 东进口道30-23.7513.50-0-2.3现运行方案表2-2临江大道中山路路口当前运行方案2.4路口流量统计根据交叉口车辆折算系数表，将大型车统一转化为当量小汽车流量。表2-3临江大道中山路当量小汽车路口流量统计表（pcu/h）东左东右南直南右北直北左早高峰38413012332551124121平峰30474

4、872225100877晚高峰4469912182491092902.5微观分析2.5.1道路状况与渠化临江大道中山路交叉口现状是两相位信号控制的丁字型交叉口，临江大道方向进口道皆为双车道，中山路进口道为三车道，且设有两条左转专用道。各道路皆无完善的中央分隔带，也未设置诸如隔离栅栏一类的设施，仅由双黄线隔离。其中，中山路方向设有非机动车道，由隔离栅栏与机动车道隔开，其余方向的非机动车道与机动车道间无相应隔离设施。 图2-2临江大道方向现场图片 图2-3中山路方向现场照片2.5.2交通组织管理现状1) 机动车交通典型的最简单的丁字形路口，交通组织方面较为原始，冲突点较多。交通量较小时可以勉强保持

5、通畅，一旦车流量增大，将会非常混乱。临江大道方向的左转会与对向直行车流产生冲突，一旦两者中任意一个方向的车流量增大，则会导致大量排队压车，对于本来面积就小的交叉口非常不利。2) 非机动车交通该区域附近主要为小型的购物杂货区以及小型的居民区，非机动车需求较小。但考虑到路口对面为武昌江滩景区，在出游峰期需考虑吸引非机动车交通量。3) 行人交通同机动车，主要是出游峰期尤其是晚上，江滩附近游人会大大增加，这会进一步增加交叉口延误，对行车非常不利。图2-4中山路对向为武昌江滩2.5.3现状问题1) 临江大道南向直行车流量过大，且北向左转无保护相位在实地调查拿到交通量数据，对之进行配时时，可以明显发现，由

6、于对向（南向）直行车流量过大，且北向左转车辆无保护相位，导致其直行当量系数过大（可达8-15），这将导致之后计算的关键流率和大于0.9，不能满足交叉口的基本通行需求。这是导致该交叉口拥堵的主要问题。2) 没有设置相应的中央分隔带该交叉口正对着江滩景区，在游玩峰期，人流量是不容忽视的，考虑到行人的素质，并非所有的行人都会选择在有斑马线的地方过街，因此，没有设置中央分隔带的道路相对于在功能区增加了无数个隐藏的接入点，行人的随意穿行会进一步增加冲突域面积，导致交叉口交通状况的恶化。三、设计优化3.1拓宽车道，增设左转专用道，并配置相应保护相位临江大道北向进口道，现为双车道，一条直行加一条直左，尤其是

7、在早晚高峰期间，完全不能满足交通需求。因此，建议拓宽一条车道，并将渠化设置为两条直行加一条左转。然后，将现有的两相位设置为三相位，即增加一个北向的左转保护专用相位。具体的相位设计可参考后面的配时优化设计。3.2加强道路基础设施建设临江大道-中山路交叉口进口道道路基础设施皆不够完善，属于城市内低等级道路，与其实际承担的交通量不符合。建议各进口道皆设置隔离栅栏分隔对向车流，阻拦行人随意过街。同时，将非机动车道与机动车道也设置相应的隔离设施，防止机动车与非机动车无视标志标线管理混合穿行，增大安全隐患，降低通行能力。3.3合理设置交叉口内导流措施由之前的问题分析可知，设置合理的导流线或导流岛将有利于分

8、离和减小冲突域，增加形成效率，降低交通事故。路口导流线的形式主要为一个或几个根据路口地形设置的白色V形线或斜纹线区域，表示车辆必须按规定的路线绕过导流线行驶，不得压线或越线行驶，也不得随意在导流线区域掉头或停放。四、软件准备4.1 交叉口渠化设计与相位方案现有车道设置具体如下：北进口：一条直行+一条直左+非机南进口：一条直行+一条直右+非机东进口：两条左转+一条右转+非机现有的相位设置如下：表4-1相位一相位二4.2 大车率确定表4-2北进口南进口东进口早高峰平峰晚高峰早高峰平峰晚高峰早高峰平峰晚高峰大车率0.065860.121658990.076142130.05241940.107570

9、.07907290.108949420.11111110.099084.3 黄灯时间及全红时间确定取各进口道设计车速为40km/h，由公式可知黄灯时间应取为3s。全红时间的计算与交叉口宽度、车速、行人流量有关，应注意，此路口面积较大，行人步行时间按照设有中央安全岛来计算。计算可得：表4-3相位黄灯时间全红时间相位一30-3相位二30-24.4 最小绿灯时间确定五、软件优化5.1 仿真截图图5-1平面效果图图5-2 SIMTraffic跑车效果图：5.2三个时段仿真结果5.2.1早高峰原有配时方案为：图5-3优化后配时方案(全红时间取2s，东进口最小split取26S)：图5-4将各评价指标进行

10、比对如下：表5-1原有配时优化配时周期长度（s）115110服务水平FC整体延误(s)186.730.9最大V/C比1.81.03总CO2排放(g/hr)104583138总NOx排放(g/hr)2425637可见有明显的优化效果。5.2.2平峰原有配时：图5-5优化后配时：图5-6平峰优化前后参数对比：表5-2原有配时优化配时周期长度(s)8570服务水平DB整体延误(s)3919.8最大V/C比1.060.92总CO2排放(g/hr)31442390总NOx排放(g/hr)6124655.2.3晚高峰原有配时：图5-7优化后配时：图5-8晚高峰优化前后参数对比：表5-3原有配时优化配时周期

11、长度(s)115100服务水平FC整体延误(s)191.531.6最大V/C比1.721.01总CO2排放(g/hr)105017051总NOx排放(g/hr)204413735.3信号配时汇总表5-4绿（s）黄（s）红（s）全红（s）周期（s）早高峰相位一（东左+东右）213762100相位二（南北向）793182平峰相位一（东左+东右）23344270相位二（南北向）393282晚高峰相位一（东左+东右）253722100相位二（南北向）653322江城大道四新南路路口信号灯控制方案修改意见一、区位分析图1-1 整体区位1.1区位特点依照武汉市国土资源和规划局、武汉市主城区控制性详细规划导

12、则批前公示，所谓四新，主要可分为上面所示的四个片域，这四个片域的简介如下：片域一地区包揽整块墨水湖，北至墨水湖北路，南至杨泗港高速路，西至龙阳大道，东至国博大道延长线。片域二地区面积较小，北至墨水湖北路高速路直至鹦鹉洲大桥，南至杨泗港高速路直通杨泗港大桥。片域三地区北至杨泗港高速路，南至三环线，东至江城大道，西至龙阳大道。片域四地区北至杨泗港高速路段，南至三环线，西至江城大道，东至滨江大道。1.2路网特点如下图江城大道四新南路交叉口为片域三与片域四的分界线与交通形心连杆的交点，且主干道江城大道北至杨泗港高速路，南至三环线，其交通量是非常巨大的。片域三与片域四目前新建起来的大量住宅区也将大大增加

13、道路交通量，在入住居民不断增多的发展趋势下，随之发展起来的商业体、楼盘、教育区将使得这一块的交通设施不堪重负。 图1-2 片域三和片域四周边土地利用二、 交通设施与流量分析2.1交通工程图图2-1江城大道四新南路路口渠化图2.2现状道路设施表2-1现状道路设施进口道方向车道数（单向）直行直行道宽度(m)左转左转道宽度(m)右转右转道宽度(m)直右直右道宽度(m) 北进口道423.751413.50- 南进口道523.7523.50-13.5 东进口道423.513.5140- 西进口道523.523.513.503.52.3现运行方案表2-2江城大道四新南路路口当前运行方案路口名称时段阶段一阶

14、段二阶段三周期江城大道四新南路6:00-07:004621208707:00-08:3056212610308:30-16:305621219816:30-19:3056212610319:30-21:005621219821:00-23:004621208723:00-06:00362121782.4路口流量统计根据交叉口车辆折算系数表，将大型车统一转化为当量小汽车流量。表2-3江城大道四新南路当量小汽车路口流量统计表（pcu/h）左转直行右转北进口早高峰802422174平峰1401802158晚高峰921512274南进口早高峰365172864平峰482145278晚高峰4802415

15、86西进口早高峰31580547平峰223113435晚高峰24775368东进口早高峰814663平峰64132218晚高峰11769962.5微观分析2.5.1道路状况与渠化江城大道-四新南路交叉口现状是三相位信号控制的十字型交叉口，交叉口占地非常之大，江城大道北向为双向八车道，南向为双向十车道；四新南路西向双向十车道，东向为双向八车道。各方向皆设有较宽的中央分隔带，且皆设有与机动车道完全隔离的非机动车道。整体来看，道路基础设施良好，路侧可拓宽潜力大，符合当前新兴开发区弹性较强的交通规划。图2-22.5.2交通组织管理现状4) 机动车交通每个进口道皆设有左转专用道，有的方向甚至达到了两条。

16、车流量稍大的方向也都配有专用的右转车道。在三相位状态下，各方向机动车冲突点较少。5) 非机动车交通该路口四周虽为居民小区，但由于属于新建片域，非机动车量不大，路口衔接的两条道路皆未采取非机动车道管理措施，路口非机动车与机动车混合行驶。6) 行人交通路口面积过大，且未设置合理的行人过街安全岛，在一次绿灯时间内，特殊人群过街尤为困难。该区域非商业区，行人流量不大。2.5.3现状问题3) 江城大道方向直行车流量过大一方面，该路口附近拥有大量的住宅楼盘，早晚高峰期间从该区域进出的车流必然非常之大。曾有人推算，四新片域共有700多万方的总规划体量，且多数以住宅为主。以600万方住宅为准，全部售罄就是6万

17、户，若每户按3.5人计算则居住人口在未来饱和年后可达21万，可见该片域的由居民产生的交通量是非常巨大的。另一方面，该路口往南毗邻江城大道与三环线的相交点，即梅子立交桥。上下环线的交通量也在此汇集，大大增加了江城大道方向直行车辆，将直接影响到该交叉口的交通运行状态。图2-34) 交叉口面积过大而完全没有导流措施该交叉口四个方向进口宽度皆可达40-50m，交叉口面积非常之大，而内转向导流线不完善，也没有设置合理的导流岛进行车流线限制。这将直接导致车辆转弯轨迹多变，增大了可能冲突区域，致使车流混乱，且不安全。图2-45) 行人过街没有中央安全岛，设置不够人性化。行人在一次绿灯放行时间内往往不能完成过

18、街，常常会在中央分隔带延长线上等候，而该区域并未设置任何交通组织设施，车辆可无阻碍穿行，严重影响行人安全。图2-5三、设计优化3.1加强构建区域交通网络江城大道作为整个四新片域的南北向主干道，其对内的交通压力是非常大的。对外其往南连接着三环线以及担任着汉洪高速的入口，往北穿过整个四新区与硚口、江汉区相连。沿途各种商业CBD、大型居民区如雨后春笋纷纷建立，国博、沌口体育馆、武汉动物园也在附近落足。而且轨道线也正在修建（3号线预计2015年底通车、6号预计2016年完成），公共交通只有公交系统有较为完善的发展，这给公众出行带来了更大的不方便。分析其区位特征可见，由于是新区，道路网密度较低，路网规模

19、尚未形成，大量交通需求压迫着江城大道，导致其虽然做了大量的拓宽与增加车道数，交通状况仍不理想。如果能加强周围路网的建立（如设置平行独立单向车道），合理规划交叉口周围接入管理，将大量出入境交通提前分散到各支路上去，将会对通往此交叉口的车流量大大减少，这样交叉口的延误自然也就降低了。3.2左转待转区的设置江城大道方向南北方向，左转车辆在高峰期较多，且设有左转专用相位和左转专用道，而且交叉口面积较大，完全满足设置左转待转区的要求。设置待转区的目的，是为了增加左转车道的蓄车量，减少驾驶员左转通过路口的等待时间，在左转通行时间内，让更多的左转车顺利通行，提高路口的通行能力。图2-63.3交叉口内导流措施

20、由之前的问题分析可知，设置合理的导流线或导流岛将有利于分离和减小冲突域，增加形成效率，降低交通事故。路口导流线的形式主要为一个或几个根据路口地形设置的白色V形线或斜纹线区域，表示车辆必须按规定的路线绕过导流线行驶，不得压线或越线行驶，也不得随意在导流线区域掉头或停放。3.4行人过街安全岛设置之前的现状问题已经分析过了，在此不再赘言。3.5改变车道设置或增加车道数目（江城大道直行方向）在进行相位配时的过程中，江城大道的直行交通量非常大，导致了直行方向的饱和流率也非常大，从而使得该方向的放行时间增加，其他方向的等候时间也随之增加，整个交叉口的周期很长，延误较大，这也是该路口存在的最主要问题。要解决

21、此问题，一方面可以改变车道的设置，如将南进口方向的两条左转中的一条变成直左，将北进口方向的右转专用车道变为直右（实际上由于右转车道为完全隔离，此方法不好操作）。另一方面则是对直行车道数进行增加。尤其是江城大道北进口方向，亟需把原来的两条直行车道变为三条，这样可以大大减少整个交叉口的信号周期，减少行车延误。四、相位优化4.1 交叉口渠化设计与相位方案该路口在改建之后，路口车道增多，通行能力增强，现在保持现有渠化措施的基础上对配时进行优化。现有渠化与原设计图纸有所差别，具体如下：北进口：两条直行+一条左转+一条右转南进口：两条直行+两条左转+一条直右西进口：两条直行+一条右转+两条左转东进口：两条

22、直行+一条左转+一条右转现有的相位设置如下：表4-1相位一相位二相位三4.2 大车率确定表4-2北进口南进口早高峰平峰晚高峰早高峰平峰晚高峰大车率0.04970.02290.04090.03360.04670.0494西进口东进口早高峰平峰晚高峰早高峰平峰晚高峰大车率0.11650.15450.12050.09700.25400.08754.3 黄灯时间及全红时间确定取各进口道设计车速为40km/h，由公式可知黄灯时间应取为3s。全红时间的计算与交叉口宽度、车速、行人流量有关，应注意，此路口面积较大，行人步行时间按照设有中央安全岛来计算。计算可得：表4-3相位黄灯时间全红时间相位一30-2相位

23、二30-2相位三30-34.4 最小绿灯时间确定由于交叉口较大，且中间设有行人中央安全岛，对相位二、相位三进行最小绿灯时间计算有： 五、软件优化5.1参数输入车道渠化、流量、道路名称设置：图5-1储车道长度、右转渠化设置：图5-2PHF、大车率设置：图5-3相位设置：（由于此路口设有左转专用相位，故需把Perm改为Prot）图5-4最小绿灯时间、黄灯时间、全红时间设置：图5-5禁止早启迟断(提前在RBD窗口中将一个Bar中仅设置一对Ring即可)：图5-65.2初次优化点击optimize中的 SPLITS和CYCLE LENGTHS 进行绿信比和周期的优化。得出优化后的配时方案如下，周期时长达160s图5-7再观察其评价指标：延误和LOS（服务水平）：图5-8各进口道状况：图5-9可见路口状况较差，单凭配时无法满足，可考虑简单的渠化。5.3二次优化考虑到建设成本，在此无需对车道进行拓宽和数目的增加，观察各进口道评价指标可知，北进口的直行状态很差，而右转状态很好，因此，可考虑把右转专用道改为直右车道，将修改后的渠化设置重新输入软件进行配时，可得：图5-