交通运输物流毕业论文2

毕业论文中文摘要城市道路信号交叉口是城市道路的重要节点，它把城市道路相互连接起来构成道路网，其通行能力直接影响城市道路的通达，交叉口的交通流密度过大，将会造成路口的拥挤与堵塞，影响城市道路的正常运行，而提高信号交叉口通行能力、减少交叉口停车延误是城市道路交通追求的目标，鉴于此，以信号交叉口为研究对象，通过典型交叉口的调查，探究其通行能力，并分析信号交叉口的运行状况。和田地区纳尔巴格街与古江巴格街交叉口的通行能力及延误进行交通调查，计算交叉口的通行能力，分析交叉口的运行状况，分析其存在的问题，在此基础上提出提高了信号交叉口通行能力的建议。关键词城市道路；信号交叉口；通行能力；混合交通流目录1绪论 11.1选题的背景与意义 11.2国内外城市道路交叉口的研究现状 21.2.1国外研究现状 21.2.2国内研究概况 31.3研究的思路与内容 41.3.1研究思路 41.3.2研究内容 42信号交叉口交通流特征分析 42.1信号交叉口机动车的组成 42.2信号交叉口处车流运行特征 52.3通行能力及其影响因素 62.3.2非机动车对通行能力的影响 82.3.3通行能力其他影响因素 93纳尔巴格街与古江巴格街交叉口的调查与现状 103.1纳尔巴格街与古江巴格街交叉口现状 103.2交叉口调查设计 103.2.1调查的地点和时间 103.2.2主要调查内容 103.2.3调查方法 113.3交叉口的调查 114纳尔巴格街与古江巴格街交叉口的分析与评价 134.1纳尔巴格街与古江巴格街交叉口通行能力的计算 134.2纳尔巴格街与古江巴格街交叉口延误的计算 164.3.纳尔巴格街与古江巴格街交叉口服务水平的评价 215纳尔巴格街与古江巴格街交叉口拥堵的原因及解决方法 235.1通慧桥拥堵的原因分析 235.2解决建议 24结论 26致谢 27参考文献 281绪论1.1选题的背景与意义近年来，随着我国城市机动车拥有量的急剧增长，交通量的日益增加，城市道路交通状况日趋紧张；同时，道路交通设施不完善、交通结构不合理、混合交通严重等问题，加重了城市道路的交通压力。如今，交通拥堵已经成为备受关注的世界性问题，几乎所有的城市都不同程度地受这一问题的困扰。国内外许多研究表明，路段上一般不会发生阻塞和拥堵现象。路段不会因为通行能力不足而产生堵塞，所以交通拥挤现象的症结主要在交通路口，即城市道路信号交叉口。城市道路信号交叉口是城市道路的重要节点，是人、车的主要交汇处，也是冲突点多、秩序混乱、交通事故的多发地带，车辆和行人的交织使该处的交通状况尤其复杂，其复杂性使得越来越多的信号交叉口交通量趋于饱和。大量的事实证明城市道路信号交叉口的拥堵现象严重，资料显示，85%以上的交通延误集中在城市道路信号交叉口，平面交叉口的通行能力不及普通路段的50%，日常交通拥堵大部分是由于平面交叉口的通信能力不足造成的。近几年省城石家庄交通路口拥堵情况也日益严重，主要原因有：①、机动车数量增长速度过快，道路车流量日益增大。②、道路建设在结构和功能上无法满足交通需要。③、道路交通管理还有很多地方不到位。其中，交叉口秩序混乱，通行能力低是和田交叉口拥堵最主要的原因之一。通过研究，造成现交通状况的原因有三点：第一，汽车保有量增长迅速。据我国国家统计局资料，1949年底，全国民用汽车仅有5万余辆；到1978年底，全国民用汽车达到135.84万辆；到2008年底，全国民用汽车到达5099.61万辆。至2009年底，我国汽车保有量已达7619.31万辆，与2008年相比，增加了1152.10万辆，增长17.81%。国家统计局发布的2010年国民经济和社会发展统计显示，2010年末全国民用汽车保有量达到9086万辆，比上年末增长19.3%，其中私人汽车保有量6539万辆，增长25.3%。第二，城市交通总供给不足。城市交通用地的不足，引发了一系列城市交通问题。例如，由于城市路段过于狭窄或交叉口面积太小，本可以通过拓宽道路或改造交叉口就很容易解决的问题，由于再无多余可利用空间，问题就不能很好的解决。第三，信号交叉口的配时方案不合理。从2000年在全国开展“畅通工程”检查以来，交叉路口的信号配时合理性成为评价城市道路交通管理设施水平越来越重要的指标。信号交叉口的信号相位、绿信比等指标均严重影响信号交叉口的实际通行能力。通过以上的分析可知，在供给不能增加的情况下，需求仍在激增，造成一系列不可避免的交通问题。这些问题延缓了城市交通的发展，不能很好的满足居民对出行条件的基本要求。应对交通的各个方面进行改进，以顺应我国的发展。1.2国内外城市道路交叉口的研究现状1.2.1国外研究现状道路通行能力的研究始于美国，从20世纪40年代起，尤其是第二次世界大战结束以后，美国为了加强国防和适应战后经济发展的需要，加速建成了全国公路网。在建设中，针对公路的规划、设计、修建养护及运营管理中出现的问题，开始了道路通行能力方面的研究，以求使公路建设在合理、科学、规范的基础上进行。1950年美国交通工程师协会在道路通行能力研究成果基础上，编写出版了《道路通行能力手册》(HighwayCapacityManual)（HCM）第一版，1965年修订出版了第二版，1985年出版了第三版。第三版详细论述了公路与城市道路的通行能力的同时，又分析了高速公路、自行车道、人行道和无信号交叉口等交通设施通行能力的内容。1994年修订了第四版，继第四版问世后，一个名为《HCM2000》的新手册已完成。随着交通运输事业的飞速发展，道路通行能力的标准一直在不断调整，通行能力的指标也在不断提高。许多国家继美国之后均根据本国实情组织专门研究队伍开展了实地调研，编制出版适合各自国情的通行能力手册。例如英国的TRRL（TransportandRoadLab）方法：英国的TRRL法对信号交叉口车辆延误进行了深入的调查、分析和研究，并由韦伯斯特（Webster）建立了延误模型，提出了信号配时和通行能力计算方法、平均延误时间和最佳信号周期的方法。其方法也是建立在饱和流率模型的基础之上的。通过观测和实验，得出不准停放车辆的进口车道的饱和流量与车道宽度（不小于5.5米）成正比，比例系数为525，通过饱和流量与绿信比的乘积得出信号交叉口进口车道上的通行能力。日本于1982年利用修改《道路工程技术标准》的机会，将研究成果编入日《道路通行能力手册》中，从而使日本道路通行能力的计算标准化，其对信号交叉口通行能力的计算，基本原理与美国相同。日本交通工程研究会编写的《平面路口的规划与设计》在信号管制平面交叉口通行能力的研究的第一节中，以一个拓宽设置右转专用车道的十字交叉口为例，计算了各进道口的通行能力，其中以右转弯车道的基本饱和流量1800辆/绿灯小时为基础，考虑车道宽度及大型车混入率等修正，但其饱和交通量基本值和修正系数均是根据日本的实测结果确定的，而我国的交通特性与国外显著不同。目前，国外有许多交通工程学者都已从不同的研究角度分析了城市各种类型交叉口的通行能力，并针对不同类型的交叉口提出了相应的通行能力模型。纵观世界许多国家道路交叉口通行能力的研究过程，大部分是以美国HCM为基础，结合本国的具体情况，进行有针对性的开发和补充，并在一定领域内进行深入研究，取得相应成果。 1.2.2国内研究概况根据对比研究发现，中国目前的交通状况类似于美国的四五十年代，汽车数量急剧增加，公路建设处于发展状态。我国现有的通行能力指标研究成果并不能满足现在的交通状况，长期以来由于我国对道路通行能力的研究尚未形成统一的、系统的方法，缺少适合我国国情的参数、模式和通行能力分析体系，我国通行能力的研究一直是一个薄弱环节。《公路工程技术标准》中所采用的通行能力，基本上沿用了国外的一些研究成果，不能反映我国道路交通的实际运行特征。与国外长时间持续深入的研究相比，我国由于资金和人力所限，对于通行能力的研究起步较晚，也不够系统。在八十年代前期，基本上是引用美国的通行能力手册，然而中国的交通坏境、交通组成、管理方式和车辆性能与国外有很大差别，最主要的是混合交通比较普遍。为此，我国自1983年以来，由交通部牵头，连同一些大专院校，先后对通行能力进行了较大规模的研究，如和田、喀什、阿图什、阿克苏等市的有关交通科技部门分别开展了混合交通双向双车道公路研究工作。但这些研究是地方性的、逐步的，并未纳入统一规划的轨道，未能形成通行能力的核心与框架，难以作为修订标准和规范的技术依据。因此，于1996年，国家计委批准立项“国家主干线集成系统开发与研究”项目，成立了“九五”科技攻关“公路通行能力”课题组，并由交通部公路科研所、交通部规划设计院、东南大学和北京工业大学四家联合河北、河南、北京、新疆、辽宁和广东六省市科研设计单位组成联合攻关课题组进行专题研究。该项目对我国道路通行能力进行全方位系统的研究，形成了符合我国国情的通行能力研究方法和指标体系，取得了出版《公路通行能力》的最终研究成果。根据我国的交通情况，各研究机构提出了不少计算信号交叉口通行能力的计算方法，现行的《城市道路设计规范》采纳了两种方法，根据所考察的断面不同，分别称为“停车线法”和“冲突点法”。 1.3研究的思路与内容1.3.1研究思路本论文首先通过论述国内外相关研究，叙述了研究的国内外的背景条件，然后详细介绍了外在因素对信号控制交叉口通行能力影响，接着简述了国内外信号控制交叉口通行能力的计算方法，最后根据这些方法对纳尔巴格街与古江巴格街交叉口信号控制下通行能力进行计算，得出这个路口的通行能力。根据计算结果找到这个交叉口存在的问题，并提出相应的解决问题的建议。1.3.2研究内容本文立足点是研究纳尔巴格街与古江巴格街信号控制交叉口的实际通行能力，学会研究通行能力的基本方法；论文的主要内容分为以下几个方面：1.城市道路多相位信号控制交叉口交通流特性。主要对和田地区的交叉口进行了调查，了解国内大中城市交叉口渠化和信号控制现状，分析交叉口道路设施水平、信号控制方法、交通组成、转向比例等影响下的交通流运行特征。2.信号交叉口各转向车道通行能力的分析。根据交叉口信号控制方案和道路设施条件，分车道计算其通行能力。根据调查数据，计算出混合交通流下纳尔巴格街与古江巴格街交叉口各进口道左转、直行车道的通行能力。3.根据计算出的交叉口通行能力，找出纳尔巴格街与古江巴格街交叉口的问题并提出改进建议。2信号交叉口交通流特征分析2.1信号交叉口机动车的组成机动车混合交通流是指由不同车型或不同转向的机动车组成的交通流。我国城市中机动车种类繁多，性能各不相同，行驶状态也不同。为了调查及数据处理的方便要尽量简化车型划分，但为了研究的准确性，又需要明确各类型车辆。2.2信号交叉口处车流运行特征要研究交叉口的通行能力，首先要对交叉口处车流进行分析，在信号控制下，进入交叉口的车流按照要求，在不同的车道上分配通行权，在信号周期的变化过程中，车流做周期性的行驶。1直行车流的运行特征在红灯时间，行车排队在停车线等候绿灯，当信号显示绿灯时，驾驶者做出反映，但并不能马上通过停车线驶入交叉口，而是要有几秒钟反应时间，包括驾驶者自身的反应和车辆本身的反应时间，这个时间的车头时距要明显大于后面排队车流的车头时距，这段时间也被称为启动损失时间。最前面的车辆第一个驶入交叉口，后面的依次驶入，慢慢的车流进入了一个稳定的行驶状态，直至车流全部通过交叉口，或者绿灯时间完毕，没有通过的车流在停车线等待下一次绿灯，这个时间出现了黄灯时间，驶入交叉口的车流，这个时间为清空时间。2左转车流的运行特征左转车流按照车道功能的不同划分，分为直左混行车流、左转车流和直左右车流，其中，当设立了专门的左转相位后，无论是车头时距还是行车速度都和直行车流没有什么不同，只是在路程上要比直行车流行驶的远些，而在直、左车流和直、左、右车流当中，因为公用了一条车道，左转车流受到了其他方向车流的阻碍，车头时距要比一般情况下要大，这样就增加了车流通过交叉口的运行时间。3右转车流的运行特征在设有专门的右转车道的情况下；右转车流通常产生的冲突点比较少，在我国交通法规下，右转车流不受信号控制的约束，可以连续的通行；但当和其他车流公用一个车道的时候，右转车辆很可能被不同流向的车辆阻碍以致于不能够通行。因此，在右转车流达到一定的比例情况下，要设计专门的右转车道，否则会影响交叉口的通行能力。2.3通行能力及其影响因素信号交叉口通行能力是对每个引道定义的。根据定义，所研究引道的通行能力可以定义如下：式中：c—通行能力；S—饱和流率；g—有效绿灯时间；C—周期时间。因此，通行能力和饱和流率有关，也和有效绿灯时间以及信号周期有关。并且，对上述参数影响的因素自然会影响到通行能力的变化。2.3.2非机动车对通行能力的影响目前，我国城市信号交叉口大多是自行车与机动车共同行驶，这使得信号交叉口的情况变得更加复杂。自行车与机动车的行驶特性相差很大，与机动车相比。自行车是一种灵活的、低速的、不稳定的交通工具。它所形成的交通流不均匀，特别是在信号交叉口，不像机动车那样呈线性跟随并严格保持一定的横向和竖向距离，而是呈现出一种“集团状”的行驶交通流，即成团的向前行驶，与其他交通流容易产生冲突，并形成了一个冲突区，左转自行车与机动车的冲突见图2-2。在这个冲突区中，任意一点都可能产生冲突。图2-2信号交叉口自行车与机动车的冲突区示意图由信号交叉口的观察资料得知，自行车在绿灯信号开启后在0~5秒时段内通过停车线的车辆数占每周期内全部通过车数的18.8%~35%，随后迅速下降，15秒钟后通过率趋于平缓。原来在停车线后排队的自行车基本上在20秒内可完全通过停车线而进入交叉口内。图2-3通过停车线的交通量比例随时间变化曲线图2-4所示曲线是根据两个主要信号交叉口主干道方向观测统计资料所绘制。在同一张图上，绘有同一时刻所观察到的机动车和自行车通过停车线比例的曲线。机动车在绿灯开启后，需要一定的反应、加速时间，因而在0—5秒内通过率一般较小，不超过6%；此后通过率趋于稳定。据调查，对于无左转专用相位的信号交叉口，停留在交叉口内左转弯待转区的自行车，一般等待20-30秒后，即显出急躁情绪，力图尽快寻找机动车之间的间隙而横穿过去。当直行机动车车流内有6-8秒间隙时，待行的左转自行车立即横穿，导致自行车流阻断，阻断时间持续10秒以上。对于有左转专用相位的信号交叉口，在左转显示绿灯的同时，停留在交叉口左转弯待转区内的自行车就能迅速起动。2.3.3通行能力其他影响因素由以上分析可知，车辆起动损失时间、清尾损失时间和交通需求对每个周期通行能力有着一定的影响。此外，对每个周期通行能力有影响的因素还有冲突车流：由于冲突车流的存在，使获得通行权的车辆不能马上起动，延迟了车辆起动时间，使得周期通行能力减小。行人和自行车流也会造成对机动车流的干扰：部分路口由于道路条件和控制等因素的影响，绿灯启亮后，部分行人和自行车滞留在交叉口中央，干扰了冲突方向上车辆的起动，尤其是靠近外侧车道的车辆起动滞后时间有时长达八、九秒，这在路口较宽的交叉口特别明显。司机对道路设施的熟悉程度也会对通行能力产生影响，司机对信号交叉口的设置不熟悉会导致通行能力的下降，但这一指标无法量化。5纳尔巴格街与古江巴格街交叉口拥堵的原因及解决方法5.1通慧桥拥堵的原因分析（1）信号周期设置的不合理在信号控制交叉口中，信号周期一般设置在40秒和180秒之间，并不推荐长周期，因为周期过长，不但不能明显提高通行能力，而且车辆延误会随之增加，出行者若停车等待的时间过长，会极大地增加出行者的烦躁感。调查中发现体育南大街-槐安路交叉口的早高峰时段信号周期长达170秒，导致该交叉口有5个方向的饱和度超过1，整个交叉口的平均饱和度达到1.10.而且所有左转转向绿信比较低，导致左转通行能力比较低，延误时间较长。（2）交叉口交通组织的不合理性1、行人和非机动车对机动车的干扰。红灯停，绿灯行，这是最基本的交通规则，但是有很多行人和非机动车喜欢乱闯红灯，在我国现行的交通法规中对行人和非机动车的限制远远低于机动车驾驶员的限制，因而机动车驾驶员不得不避让这些行人和非机动车，从而增加了机动车在交叉口的延误。2、机动车驾驶员交通意识的浅薄。在通过该交叉口时，我经常看见在红灯期间，直行车辆为了抢时间行驶在左转专用车道上或者右转专用道上，严重影响了这两个方向的行车。还有，需要通过对向的摩托车和电动车本应该走交叉口，但是他们常常是右转后走旁边的人行横道。3、公交车站对交叉口的影响。南进口道的公交停靠站设置在非机动车右边，且离交叉口非常近，只有30m，直行的公共汽车必须左转才能到达路口，这样就会与西进口道的右转车（主要是小轿车）产生冲突点，产生延误。（3）其他原因车辆组成的复杂性。通过纳尔巴格街与古江巴格街交叉口的车辆组成比较复杂，既有公共汽车、小轿车、中型面包车、小型商务车：也有东风汽车、敞篷车。还有摩托车、电动车等等。车辆的复杂性使得该交叉口的进口道不得不设置的比较宽，浪费了车道资源。5.2解决建议1路口渠化交叉口拓宽渠化是最常用的渠化方法之一，渠化可以配合专用左转车道，专用右转车道的设置，以保证进口道各向车流的顺畅通过。车辆进入交叉口的驶入段，车速降低，按车道行驶，因此可以适当缩减车道宽度。在交叉口入口渠化和设置左转车道和/或右转车道的过程中，如果存在宽度限制，可以通过缩减车道宽度实现增加车道数量。车道宽度的设定以保证交通安全、提高运行效率、便于车辆行驶、舒适为原则。一般车道宽度为2.75～3.50m。当渠化设计中道路宽度有困难时，直行车宽度可以缩减到2.75m（小型车辆）或3.00m（大型车辆），左、右转车道以3.00m为基准，可适当调整，但一般不小于2.75m,最小不得小于2.50m。[8]。在出口段要考虑车辆加速通过路口，车道宽度应比进口段宽，一般与路段车道等宽。对于纳尔巴格街与古江巴格街交叉口来说，主要是左转的通行能力低，而且车辆较多，所以应当进行左转弯车道渠化设计。左转车道的设置长度根据交叉口交通量和左转车比例确定，一般可取40-100m，常见的左转车道设置方式有以下两种：道中心线的移动和车道宽度的减少图5.1移动车道中心线将交叉口进口道的中心线向左移，腾出左转车道的宽度，如图5.1所示。在实施过程中，通常要缩小出口处的宽度和进口处各车道的宽度。去掉中央分隔带当中央分隔带宽度与欲设置的左转车道所必须的宽度相当时，可以将中央分隔带消除来设置左转车道，如图5.2。在仅仅消除中央分隔带不能完全满足左转车道的宽度时，可同时减少车道宽度来保证左转车道宽度来保证左转车道的宽度。图5.2去处中央分隔带设置左转车道图示2信号控制的优化在平面交叉口设置信号控制的目的，是通过为不同流向、不同种类交通流提供通过路口的时间路权，从时间上消除路口内交通流的冲突点。优化信号配时可减小城市道路网络上的车辆延迟、降低交通事故、减小环境污染和燃油消耗，从而可有效利用道路设施。对于纳尔巴格街与古江巴格街交叉口这个路口来分析，可知直行的绿灯时间足够，而左转车辆延误的时间比较长，造成一定时间的拥堵，尤其是东、南、北进道口只设置一个左转专用车道。所以比较实际可行的方法是增加各进口道左转的绿灯时间，使左转车辆的延误可以减小，尽可能在一个绿灯时间内通过。3交通设施改造用于行人过街的安全岛的面积相对于停留在此的行人来说比较大，我们可以减少安全岛的面积，以增加机动车道。路缘石在大部分时间内都处于空闲状态，是否可以将其拆除，以增加机动车道的宽度。4提高素质通过对驾驶员违规行为的惩罚和教育，对非机动车和行人通过交叉口时行为的规范，来维护交叉口的秩序。总之，通过教育和惩罚等措施来提高驾驶员和行人的素质。

结论本文在分析通行能力研究现状的基础上，对城市道路信号交叉口通行能力进行了分析研究。通过介绍交叉口通行能力的研究方法，使我们了解交叉口的一般特性。本文主要针对和田市纳尔巴格街与古江巴格街交叉口，进行了数据采集和分析，计算信号交叉口通行能力。主要研究成果如下：对和田市纳尔巴格街与古江巴格街交叉口进行数据采集，调查路口的道路情况和信号周期情况，根据调查出的交通量计算出路口的通行能力和延误时间，并对其进行分析，得出这个交叉口左转通行能力比较低，延误时间也比较长，车辆左转通过交叉口需要很长时间。针对纳尔巴格街与古江巴格街交叉口的存在的问题，提出问题解决的建议：需要延长左转绿灯时间。致谢本论文是在老师亲切关心和悉心指导下完成的。老师严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深的感染和激励着我。从论文的选题到开题报告，从写作提纲到论文的最终完成，老师始终给予我细心地指导和不懈的支持。在论文的写作过程中，老师不厌其烦的为我指出论文稿中的错误，严格把关，循循善诱，指导我们做数据的实地调查，讲解论文中的疑难问题。张老师深厚的理论基础、丰富的实践经验、严谨求实的治学态度，让我受益匪浅。在论文的完成之际，首先，我要感谢张老师，张老师作为我的指导老师和课程老师，给予了我很多帮助和支持，老师，您辛苦了！再次，我还要感谢我所有的大学老师，不积跬步无以至千里，这次论文能够顺利完成，归功于各位老师的认真负责，是你们的认真教学让我能够很好地把握专业知识，并在毕业论文中得以体现。感谢各位老师的辛勤栽培！最后，感谢我的同学们，谢谢你们在完成论文的过程中对我的帮助。在此，谨向四年来给与我关心的良师益友和亲