交叉口信号周期优化调查

第一章交叉口简介1.1目标交叉口1.1.1目标交叉口现状及特征目标交叉口：文明大道、杨公路与飞龙岛大桥相交形成的十字交叉口。道路交通环境分析：(1)文明大道属赣州市章贡区内的主要通道，连接城市中心商业区，城郊与新老城区。是城市交通网络中占有重要位置的一条道路。(2)交叉口往南约400米处是飞龙岛大桥，该桥连接黄金区与章贡区，它是城市居民进出赣州市城区最重要的通道之一。很多政府机关及事业单位位于黄金区内，例如赣州市计划生育办公室、赣州章贡区职业卫生学校、人事大厦等，上下班高峰时期文明大道就成为职工进出城区的主要道路。图1-1文明大道——飞龙岛大桥交叉口示意图标注：此图方向为上北右东型，东西、南北基本对称。北进口道断面为三块板形式，设计车速35km/h。车道宽为6.9m，中央分隔带宽（双黄线）0.49m，人行横道宽5.1m，有专用右转车道，其宽为4.45m。且为双向4车道，右转专用车道宽为4.9m。东进口道断面为三块板形式，设计车速为35km/h.车道宽为9.5m，中央分隔带宽0.55m，人行横道宽为4.4m，有右转专用车道，其宽为4.57m.且为双向4车道，右转专用车道宽为5.2m。具体尺寸如下表：项目单位进口方向东西南北进口道出口道进口道出口道进口道出口道进口道出口道道路等级主干道主干道主干道主干道断面形式三块板（机非绿化分隔带）三块板（机非绿化分隔带）三块板（机非绿化分隔带）三块板（机非绿化分隔带）设计车速km/h35353535设计车辆车种小车小车小车小车小车小车小车小车车道数车道22332222车道宽m9.57.67.26.9右转专用车道m4.574.24.34.45车道功能划分直、直左专用车道直、直左专用车道直、左转专用车道直、左转专用车道中央分隔带宽

(双黄线）m0.550.520.50.49机非分隔绿化带宽m1.751.751.741.741.731.7322非机动车道宽m5.15.15.435.434.354.354.854.85人行横道宽

（机动车道）m4.454.75.1人行横道宽

（右转专用车道）m5.25.44.44.9(3)交叉口以北约600米有三康庙市场，目标交叉口附近还有章贡区国税局、市人事局、大众超市、太平洋娱乐城等公共场所，在交通高峰时期这些潜在交通源大大增加了目标交叉口的交通压力。(4)交叉口附近是居民住宅聚集区，例如金樽花园、越秀花苑等居民区。这些区域都是交通的主要发生吸引源，它们都可能是文明大道——飞龙岛大桥交叉口交通正常运行产生影响。图1-2文明大道——飞龙岛交叉口尺寸图目标交叉口中文明大道为东北走向，北端为三康庙，南端为飞龙岛大桥，西向为杨公路，东南两端夹角大约为80度，不是严格正交交叉口。其路面宽度为9.5m，两侧均是宽分别为2.55m的非机动车道，机动车道为单向双车道，即双向4车道。文明大道为市区主干道与红旗大道平行，路面宽度为27.1m。两侧均由宽度为1.8m的车道绿化带隔离出宽度为5.1m的非机动车道。机动车道为单向双车道，即双向四车道，每个车道的宽度为3.3m。车道渠化标志标线尚不完善。1.1.2交叉口几何结构文明大道——飞龙岛交叉口东西采用绿化带将机动车与非机动车分离，机动车道为双向4车道，有中央分隔带；南北向也采用绿化带将机动车与非机动车分离，机动车道为双向4车道，有中央分隔带。车道视距基本满足要求，标志标线较齐全，具体交叉口道路交通条件见图1-2。1.2目标交叉口的现状分析1.2.1相邻交叉口与目标交叉口相互影响目标交叉口位于赣州市的城市主干道——文明大道上，它的方圆1000米内有红环路——文明大道交叉口、杨公路——章江北大道交叉口、东阳山路——文明大道等众多交叉口，而且这些交叉口的交通通畅与否直接影响着目标交叉口交通状态。1.2.1.1红环路—文明大道交叉口与目标交叉口相互影响红环路——文明大道交叉口位于目标交叉口东500m处，其周边有众多企事业单位等，很多职工开私家车或摩托车上下班，为了应对这一情况，交警在上下班高峰期间对红环路——文明大道交叉口实行交通管制，在不影响文明大道直行车辆的情况下，少量放行此交叉口车辆驶入红环1.2.1.2东阳山路——文明大道交叉口与目标交叉口相互影响东阳山大市场交叉口实际上是个丁字路口，东阳山大市场是个大型农贸市场，客流密集，在下班高峰期，附近居民多去此处购买农贸产品和生活用品，这个路口交通拥堵不仅仅会对目标交叉口南进口直行的通行能力产生影响，也同时会对目标交叉口其它相位进道口的通行能力产生影响。1.2.1.3杨公路—章江北大道交叉口与目标交叉口相互影响杨公路——章江北大道交叉口距离文明大道—飞龙岛大桥交叉口约800米，因此两个交叉口相互的交通影响非常明显，这两个路口的任何一个路口出现交通问题都会对另一个路口的通行能力产生非常严重的影响，所以在对目标交叉口信号进行优化配时设计时，必须同时考虑新方案实行后对杨公路——章江北大道交叉口的影响。1.2.2目标交叉口周边环境对目标交叉口的影响目标交叉口周围的各种环境特点也是影响交叉口正常运行的重要因素。就文明大道-飞龙岛大桥交叉口而言，市政部门、居民小区，餐饮行业，大型娱乐中心以及各色汽车服务市场是此目标交叉口的主要环境因素。1居民小区通过对目标交叉口周边环境的调查，我们可以发现，在目标交叉口东北方向多处是大型居民住宅区。我们通过实地调查和搜索地图发现，赣州城区住区东南部，而目标交叉口附近的居民小区正是处于此区域，所以此处人口密度较大，交通出行压力也随之增大。交叉口图示如下所示：

2.大型购物中心

出行购物既给城市带来了经济效益，同时也带来了大量交通流。赣州商业圈主要位于文清路，虽然上述居民区居民前去购物可以通过营角上路到达目的地，但这最多也就能为目标交叉口分担一半由购物出行带来的交通压力，剩下的交通量依然要目标交叉口来承担，实质上还是增加了目标交叉口的交通压力。3.各色市场在文明大道沿线分布着各种规模的市场，它们为居民提供了便利，多数市场位于目标交叉口东侧，虽然靠近居民小区，但是距离目标交叉口较近，无形中也为目标交叉口带来了很大交通压力。第二章交通调查2.1交通基本情况近年来，赣州市区，特别是建成区交通拥堵现象越来越严重，并出现了一些新特点:（1）道路车流量增大,形成高峰时间延长，平峰时段流量不减,拥堵路段数量和拥堵程度总体上升；（2）新司机增多,导致事故发生频率、事故起数和交通管理难度增加；（3）双休日、节假日机动车出行量增大,导致节假日交通拥堵日益严重。（4）城市的经济发展带动生活节奏提高，致使越来越多的城市居民选择汽车、摩托车作为代步工具。导致这些新特点的主要原因为:一城市的机动车保有量增长过快,而道路并未进行相对应的改造，致使现有的道路不能缓解出现的交通拥挤以及道路堵塞等交通现况。二市区大容量、快捷的公共交通严重不足,导致对交通需求越来越多的出行者选择私家车、出租车或摩托车，作为代步工具。三赣州市中心区开发强度过大,导致交通流量的时空分布失调,高峰时段中心区交通流量为郊区的数倍，超出市中心现有的交通负荷。四路网结构不合理,虽然棋盘式城市道路网络骨架已初步形成,但仍处于网络稀,支线、次干道少的境地，仍不能有效解决城市交通问题。城市平面交叉口是道路交通的枢纽，城市的交通问题往往突出地表现在交叉口上，因此了解平面交叉口的交通状况对整个道路的交通现象分析和解决是十分重要的。为了解决城市交叉口的交通拥堵及其他道路交通问题的情况，这就需要收集并掌握道路交通车流的活动信息,摸清交通流相关变化的规律，特别是道路各路段的引道交叉口的交通情况。2.2交通调查方法此次调研报告将文明大道—飞龙岛大桥交叉口作为目标交叉口，并对其进行相关交通流量进行调查，以及以此交叉口为中心的附近相关连的交叉口也进行了高峰时段交通流量的调查。考虑到交通调查的工作量及调查人员数量、素质等问题，本次调查使用人工计数法进行交通调查。2.3调查时间为使调查数据不失客观性，同时又考虑交通调查的要求，我们对目标交叉口进行四天的定时时段的交通调查。表2-1交通调查表组长调查人员调查 调查人调查日期：年月日时间：时分——时分车型：口大车口小车口摩托车转向：口左转口直行口右转以10分钟为一周期12345口东口西口南口北进口道第一时间段第二时间段第三时间段第四时间段第五时间段第六时间段第七时间段第八时间段第九时间段第十时间段第十一时间段第十二时间段全天时段交通调查(7：30—21：00)有四天，具体情况如下示：20102010年12010年12010具体调查时段周期划分见调查表2-1。高峰时段主要是工作上下班以及学生上学和放学时间，选取的调查日期前后没有重要节日，时间跨度长达一个星期，所以具有普遍性和代表性。调查时间为7：30—11:30、16：30——18：30时间段的交通流量状况，全面掌握道路交通的活动信息。在每个调查时段中,由于该交叉口信号周期约为2min，因此将5个信号周期划分为一个时间段，将该时段调查得到的数据进行统计整理。2.4调查内容此次课题调查内容主要是对文明大道—飞龙岛大桥交叉口进行以下内容的调查。（1）延误在道路或路网的总延误中，交叉口的延误所占比例一般都在80%以上，可见交叉口的延误调查对分析道路交通运行状况的重要性。此次课题调查设计的延误也主要是交叉口延误调查。交叉口延误主要的影响因素有：一是道路条件，包括交叉口各进口的车道数、宽度、入口控制方式等；二是交叉口的交通条件，包括各进口的高峰交通量及其流向分配、车辆类型、驶进交叉口的车速等。三是交叉口的交通管制方式，包括交叉口的类型、信号周期、信号配时、绿信比、行人过街横道控制等。（2）交叉口的基本参数包括交叉口各进口的车道宽度、车道组成、隔离带相关数据以及交叉口的平面线形等内容，为交叉口的交通状况分析及信号配时提供依据。（3）交叉口的交通量构成包括交叉口各进口车辆种类调查、车头时距调查与计算、交通流向分配等内容。主要是对交叉口现有的不合理交通现象提供数据证明，以及对交叉口改进设计提供数据来源。（4）交叉口车辆的相关车速包括大车、小车、摩托车的地点车速、区间车速以及各进口直行和转向的车速等。同样是为交叉口信号优化提供数据分析和论证。（5）交叉口沿线交通调查主要内容包括沿线的交通环境、交通秩序的调查，具体细分的调查内容是沿途主要交通发生及吸引点的情况、车辆通往顺畅性、交通影响管制设施情况以及周边自然环境等。2.5调查数据整理根据要求将调查获得的各项交通资料进行整理和分析,并折合成小汽车当量数。其中机动车当量折合换算系数为:小型车当量折合系数为1,大型车换算系数为2,摩托车换算系数为0.2。具体统计数据见表2-2到2-4所示，我们将在第三章和第四章进行数据分析，这里暂不进行数据分析。表2-2文明大道—东阳山路交叉口早高峰时段数据统计表进口道行车方向合计交通量左转直行右转东167.8262175.4605.2西79.422424.4327.8南236.262471.4931.4北88.6817.436.8942.8表2-3文明大道—东阳山路交叉口平峰时段观测数据表进口道行车方向合计交通量左转直行右转东122.6236149.2507.8西52256.829337.8南58.6548.289.6696.4北104691.459.2854.6表2-4文明大道—东阳山路交叉口晚高峰时段观测数据表进口道行车方向合计交通量左转直行右转东170.3270.35160.31600.96西60.9180.6576.28317.83南86.58649.63155.73915.94北127.42724.5251.98903.92注：上示表格中交通量均已转化为标准小客车，单位为：，下面章节中未加特殊说明的交通量均已转化为标准小客车，单位为：，第三章现行信号控制方案及评价3.1现行信号控制方案3.1.1目标交叉口信号配时图图3-1目标交叉口现行信号配时图3.1.2目标交叉口现行信号相位图图3-2目标交叉口现行信号相位图3.2现行信号控制方案评价3.2.1各进口道车辆的通行能力及饱和度计算参考《城市交通设计指南》相关理论资料和实际调查，将车辆的启动损失时间定为2s。即各个相位黄灯时间与全红时间之和等于启动损失时间，周期为118s，实际交通量为实际调查得到的数据，由于平峰时段目标交叉口基本能通满足交通需求，故这只对高峰时段现行信号相位及配时进行评价，各个数据若未加说明则均指高峰时段数据。具体计算公式如3-1到3-4所示。(3-1)(3-2)(3-3)(3-4)各个进口道数据如下示。（1）第一相位：绿信比实际交通量饱和流量通行能力饱和度（2）第二相位：绿信比实际交通量饱和流量通行能力饱和度（3）第三相位：绿信比实际交通量q=326.8265(pcu/h)饱和流量S=1300(pcu/h)通行能力1300=639.6(pcu/h)饱和度（4）西进口车道：绿信比实际交通量饱和流量通行能力饱和度反映了交叉口各个进口道的饱和程度，若该比率超过了1.00，则说明有一个或多个车道组合处于过饱和状态，这时，交叉口交通管理、配时设计等均不适合交通现状及要求。而从上面的计算可知文明大道——飞龙岛大桥交叉口的四个进口道中四个进口道饱和度均小于1，这说明现行信号相位配时及交通管制措施能满足交叉口的现状交通需求。3.2.2各进口道车辆延误及服务水平计算延误是反映车辆在信号交叉口上受阻、行驶时间损失等的评价指标。信号控制交叉口的服务水平反映了交叉口所提供的道路、交通及信号条件满足驾驶员便捷性、安全性、舒适性等需要的程度。通过参考交通调查的资料，得到延误计算公式为：（3-5）（3-6）(3-7)(3-8)以下为各个进口车道的延误计算表，各表已将调查的大小车、摩托车换算成小汽车当量，并且换算值已经四舍五入处理。3.2.2.1东进口延误表3-1东进口道车辆延误表交叉口延误记录表日期：2010-1-13进口道：东车型：小车当量开始时间在下列时间内停在进口道停止线之后的车辆数驶入交叉口的车辆数0s-15s15s-30s30s-45s45s-60s停驶车数不停驶车数2.725.98.310.85.45.213.99.108.28.12.16.19.28.5131.89.7003.66.99.84.66.63.204.93.703.32.17.912.42.51412.5046.55.11.87.635.874.81003.33.310.13.55.13.905.36.3小计44.657.136.441.478.357.6总计179.5135.93.2.2.2西进口延误表3-2西进口道车辆延误表交叉口延误记录表日期：2010-1-13进口道：西车型：小车开始时间在下列时间内停在进口道停止线之后的车辆数驶入交叉口的车辆数0s-15s15s-30s30s-45s45s-60s停驶车数不停驶车数33.534.93839.666.41.53.6023.923.840.83.230.742.950.3648.51.516.318.929.532.856.30.643.243.71.512.950.20.920.129.642.945.151.61.224.7100.316.858.73.631.829.339.535.844.41.8013.927.53341.30.935.139.4443050.41.2小计239262.6297.4275.8508.616.4合计1074.8525（s）(s)3.2.2.3北进口延误表3-3北进口道车辆延误表交叉口延误记录表日期：2010-1-13进口道：北车型：小车在下列时间内停在进口道停止线之后的车辆数驶入交叉口的车辆数0s-15s15s-30s30s-45s45s-60s停驶车数不停驶车数7.210.36.96.813.13.99.412.212.5012.72.5224.68.78.7410.301.31.69.52.61.92.55.83.25.25.33.223.34.53.63.64.27.15.909.14.61.94.56.89.38.73.35.30.36.28.214.53.29.210.116.111.215.53.3小计54.65169.453.5100.631.3合计228.5131.9(s)(s)3.2.2.4南进口延误表3-4南进口道车辆延误表交叉口延误记录表日期：2010-1-13进口道：南车型：换算后车型开始时间在下列时间内停在进口道停止线之后的车辆数驶入交叉口的车辆数0s-15s15s-30s30s-45s45s-60s停驶车数不停驶车数17:2010.927.719.933.927.102215.421.320.14.521.830.117.1016.91.913.317.12021.921.5019.635.6112.415.21.91826.229.532.126.61112.42117.8181.537.125.610.32620.63.725.214.528.522.824.501826.5724.424.30.9小计166.9217.7169.7212.6214.815.4总计766.9230.2(s)(s)每车平均延误数值与信号交叉口服务水平的对应关系列表如表3-5所示。按照表格所示，文明大道——飞龙岛交叉口个别进口道延误较大，尤其是南北两个进口道的延误，其服务水平达到C、D级，车辆在交叉口延误比较严重，需要采取措施减少车辆在交叉口的延误，提高交叉口的通行能力。表3-5延误——服务水平表服务水平每车信控延误（s）服务水平每车信控延误（s）A≤10B11-20C21～35D36～55E56～80F>803.2.3各进口道停车率计算信号控制交叉口每辆车平均停车次数的多少，将直接决定驾驶员的舒适程度，并反映油耗、污染等情况，也可作为评价交叉口环境的间接指标，尤其反映了交叉口的通行能力和交通运行状况的好坏。因此我们也将停车率作为一个重要的评价指标。其中进口道车辆的每周期的平均停车次数计算公式为：（3-9）式中：N—每周期的平均停车次数；q—进口道车流的到达量（）；y—流量比；r—有效红灯时间。（3-10）式中：R—显示红灯时间；L—启动损失时间；停车率E计算公式为：（3-11）式中：—周期时长—绿信比y—流量系数各车道停车率如下：（1）东进口：（2）西进口（3）南进口（4）北进口3.3评价结果表3-6现行信号相位评价表进口道交通量Q饱和流量S流量比y绿灯时间有效绿灯时间绿信比通行能力饱和度延误服务水平东19818250.1715140.122180.91319.812B西29118250.4120190.162940.9930.71C南32713000.1130290.2466400.5149.97D北104617000.1645440.37312680.8325.99C注：设计交通量、饱和流量S、通行能力的单位为：；绿灯时间、有效绿灯时间、周期C的单位为：s；延误、进口道延误的单位为：；其中各相位周期为118s，各相位黄灯1s、启动损失时间均为2s。从上表和前面的分析可知，该交叉口通行能力偏低，尤其是南北向道路，交通压力较大，通行能力不能满足交通需求，各进口道延误非常严重，东、南、北三个进口道路的饱和度都超过了1，这反映出该交叉口的交通资源不能满足交通需求，若不尽快采取措施缓解该交叉口的交通压力，日后必将产生严重的交通拥堵和交通安全隐患，对社会，集体和个人都是有百害而无一利的。第四章信号控制方案优化设计4.1交叉口问题分析经过对文明大道-飞龙岛大桥交叉口为期一周的交通调查，发现该交叉口北进口道在早晚高峰时段车流量远大于该路口的通行能力，车道处于将近饱和状态，而导致文明大道进口道车辆数激增的原因主要有三个：第一，近年来，随着飞龙岛大桥完工，车辆要到达城外一是通过此大桥抵达目的地，这是导致文明大道车辆激增的最重要的原因之一；第二，随着经济的发展，城外开发区的建设也如火如荼地进行，很多城区中心的居民都已经举家或者正在迁往开发区，这可从南河大桥附近的时间公园、中航城等建筑物看出来，这里的居民也是重要的交通发生吸引源，故而导致文明大道-飞龙岛大桥交叉口交通量迅猛增加；第三，生活水平的提高使人民有足够的条件购买私家车，满足日常交通出行需求，这样也使飞龙岛大桥—文明大道交叉口车辆数较以往有较大增长。综上所述，该交叉口交通量的增加成为必然。由于城市规划建设部门在早期规划过程中并未充分考虑到赣州市机动车保有辆的增长速度，没有给将来道路的改建和拓宽留有余地，这样，交叉口中文明大道交通量的迅速增长而交叉口道路无法满足其需求，再者交叉口信号相位配时也不够合理，第一，在交叉口的南进口车辆相对其他进口道而言，车辆较少，调查数据显示，该进口的车流量相当于东进口车辆的百分之五十，却与东进口的相位有相同的绿灯时间，因此浪费部分绿灯时间。第二，在高峰时段东西进口车辆中直行和右转车较多，左转车辆较少，完全可以在南北方向同时放行，而南北方向不必一个相位一个相位放行。总之，该交叉口车流量随着经济增长而迅速增长，但道路条件和交叉口信号控制方案却无法满足车辆的出行需求，最终导致高峰时段车辆无法在一个信号周期内顺利通过交叉口，出现车辆行驶拥挤，交通秩序混乱的局面。而要解决该交叉口的交通问题，现有条件决定了不能单纯通过拓宽道路来缓解交通压力，只能从优化交叉口的信号配时角度出发来解决这个问题。4.2优化方案现有相位是各个进口道车辆单独放行，并未充分利用各个相位的绿灯时间，因此优化方案将各个进口道车辆在进入交叉口时的不会发生交通冲突的车辆同时放行，基于这一原理，初步将交叉口信号相位也设成四相位，由于交叉口的平峰时段交通车辆和高峰时段交通车辆有明显差别，因此从减少延误，提高道路通行能力，绿灯利用率和出行效率的角度出发给交叉口配时。4.2.1优化配时设计4.2.1.1高峰时段优化配时设计(一)整理调查数据在为期一周的交通调查中，我们重点调查了高峰时段的交通量，并对其进行综合整理，我们使用高峰时段交通量大的数据，得到表4-1所示的表格，作为下一步计算周期和延误的数据来源。表4-1高峰时段交通数据表平均高峰小时交通量汇总进口道车流转向总计左转直行右转北进口198.3125287.7125303.2789.225南进口89.6125290.6625178.6125565.8875西进口349696.9142.68751188.588东进口117.875208.9875624.7625951.625（二）确定信号相位考虑到目前的道路条件，大量增建和拓宽道路基本上不可行，而且在实际调查中发现，东西车道的车辆在一个绿灯时间内都可完全通过交叉口，数据显示调查的时间段的各个周期中，大约99.4%的周期东西向车辆均可通过，只有0.06%的周期车辆需要排队，即在早上七点半到晚上七点半的十二个小时三百六十个信号周期内，只有两个周期车辆会二次排队，而且排队的车辆在下个绿灯时间内均可离开交叉口，不会有三次排队的现象发生，所以东西相位保持不变，只需调节两个相位的绿灯时间即可。由于南北车辆中直行右转车高达80%，所以给这两个进口道车辆分开放行将浪费很多的绿灯时间资源，故将南北方向划分为左转专用相位和直行右转专用相位，由于交叉口面积较窄，高峰时段中南北相位的车辆无法在一个绿灯和黄灯后完全驶离交叉口，为了避免由此带来的交通冲突，各个相位中均设有全红时间，相位草图见图4-1。图4-1高峰时段优化方案相位图(三)计算相位各个参数1饱和流量经过现场的实地测量和调查，确定了各个进口车道的饱和流量分别为:东进口饱和流量1300；南进口饱和流量1825；西进口饱和流量1700；北进口饱和流量1050。2各相位流量比各相位流量比计算公式，所以各个相位的流量系数分别为：相位1南北左转相位2南北直行相位3东直左相位4西直左流量系数和为：3各相损失时间及总损失时间T参照华南理工大学出版的城市交通信号配时设计相关专业书籍，将此交叉口相位的黄灯时间设为2秒，而各个相位的绿灯间隔时间设为3秒，所以绿灯间隔损失时间即为全红时间为1秒,由于各相位有全红时间，所以启动损失时间设为1s，由于相位数是四相位，因此，总损失时间为：4计算最佳周期C根据韦伯斯特提出的最佳周期公式求得最佳周期。5各相有效绿灯时间及总有效绿灯时间各相有效绿灯时间按流量系数与总流量系数之比确定：（4-1）相位1的有效绿灯时间为14秒，相位2的有效绿灯时间为21秒，相位3的有效绿灯时间为23秒，相位4的有效绿灯时间为54秒。6各相位显示绿灯时间（4-2）参照华南理工出版的城市交通设计相关专业书籍，启动损失时间取为1秒，因此，相位1的绿灯时间为14秒，相位2的绿灯时间为21秒，相位3的绿灯时间为23秒，相位4的时间为54秒。7绿信比绿信比为各个相位的有效绿灯时间除以周期时长，因此，不难得出各个相位的绿信比分别为0.109，0.159，0.171，0.410，以上计算出各个相位的绿灯，红灯及黄灯时长，具体的配时方案如下图4-2所示。图4-2高峰时段优化方案配时图 4.2.2方案评价前面内容是通过相关的理论知识对目标交叉口进行优化配时，但是优化后的方案能否比现有方案更好地解决交叉口交通拥堵问题，能否达到预期的目的，还需从理论上进一步的探讨，即将优化方案与现有方案的几个重要指标进行对比，证明方案的可行性。这里结合目标交叉口交通现状及相关的实际因素，选取有效绿灯时间、通行能力、延误、停车率四个指标进行评价，首先评价高峰时段优化方案。1有效绿灯时间在上一小节中，已通过计算分别得到优化方案的各个相位的有效绿灯时间，该指标反映了进口道信号相位中绿灯的实际利用效率，计算表明东向相位、南北左转、南北直行右转三个相位的有效绿灯时间均有所提高，能够满足车辆通行要求，西向相位由于车辆较少，所以绿灯时间减少，但同样可以满足车辆交通需求。而现行方案虽然东西向车辆在高峰时段基本能通过交叉口，但现行方案各相位绿灯没有得到充分利用，而新方案则提高了西向信号的有效绿灯时间，即新方案中的各相位有效绿灯时间都比旧相位有效绿灯时间有所提高。2通行能力由于现有信号相位在高峰时段常常出现南北向车辆二次甚至三次排队，而东西向却基本不用二次排队即可通过交叉口，即南北向进口道通行能力不能满足实际交通需求，优化方案通过重新设置相位和配时，最终使交通需求较大的南北向车辆交通需求得到满足，同时又保证东西向车道的通行能力满足交通需求，这可从表4-3的新旧各相位通行能力表得到证实。表4-3新旧方案通行能力表现行方案通行能力表优化方案通行能力表相位通行能力实际交通量相位通行能力实际交通量南向770930南北左265235北向770942南北直右950854东向490605东向673605西向490328西向365328表4-3显示对交叉口的相位进行优化配时之后，通行能力从旧方案南（北）相位的770增加到南北直行右转相位的950，通行能力提高了20%。3延误衡量交叉口信号配时成功的一个重要指标就是交叉口进口道车辆的延误，它反映出交叉口的各个相位各个车道车辆因为信号控制而需要的等待损失时间。上面一章中已经算出各个进口道在现行信号方案下的延误时间和与之对应的服务水平，具体数据见表4-4。表4-4现行信号相位各进口道车辆延误表现行相位停车延误南进口北进口东进口西进口总延误4155289519201710已停每车延误37.432440.208327.42925.147驶入交叉口每车延误33.2433.66282423.108停车比例0.8880.83720.8750.918从表4-4可看出南北进口道车辆延误最严重，北进口道每台停车延误时间为40.2083s，其服务水平达到D级，即车辆在北进口道的延误在这个交叉口各进口道延误最为严重，南进口车辆延误也比较严重，这就意味着需要改善交叉口南北向信号配时，减少交叉口南北向延误，提高服务水平，而东西向车辆延误在允许范围内，服务水平相对而言令人满意，在优化方案中尽量提高东西向车道的服务水平，而分析其它的延误指标，如停车比例，驶入交叉口每车延误等均可得出相同的结论。通过查阅《城市道路交通设计指南》相关的估算公式，优化方案中南北左转相位和南北直行右转相位的延误均达到C级，满足交通优化设计方案标准，而且东向相位和西向相位延误水平也均符合要求。4停车率停车率与延误均是信号控制交叉口交通效益评价的重要指标，停车率的大小直接反映交叉口信号配时的合理程度，因此这里也将新旧两套信号控制方案高峰时段的停车率进行对比。在前面一章中已经求得各个相位的停车率，其具体数值如表4-5所示。表4-5新旧方案停车率表现行方案停车率优化方案停车率相位停车率相位停车率南向1.09南北左0.978373北向1.1南北直右0.950911东向1.05东向0.96911西向0.93西向0.85173通过表4-5可以看出将信号相位进行重新设计配时后，停车率都有较大程度的减少，如将旧方案的南向和北向两个相位设计成南北左转和南北直行右转两个相位后，停车率均减少了百分之十以上，据保守估算，现行方案南北左转一天在该交叉口车辆停车数有4500辆，而实行优化方案后最多只有4020辆车需在交叉口停车等待通过交叉口，而交通量较大的南北直行和右转车辆数停车数减少地更加明显，现行方案南北直行和右转车辆数一天在该交叉口车辆停车数有13500辆，而实行优化方案后最多只有11545辆车需在交叉口停车等待，停车数减少了约13%，即新方案较旧方案而言，南北向车辆一天减少了1755辆车等待绿灯通过交叉口，一个月减少了53650辆车需要等待绿灯通过交叉口，一年减少了631800辆车次需要等待绿灯通过交叉口，而西向虽然旧方案比新方案停车率低，但是该进口车辆数远未达到车道的通行能力，所以新方案的西进口停车率适当提高并不会对交叉口该进口道交通状况产生很大的影响。从上面的四个交通评价指标均可看出新方案在对目标交叉口影响最大的几个指标上都能满足车辆通行，而且新方案考虑到了南北向车流量（东阳山路）与东西向车流量分布不均的现实，在尽量减少东西向车流量的延误及等待时间的情况下，适当增加了南北向车辆的绿灯时间，以保证车辆能够在高峰时段顺利通过交叉口，不会产生车辆排队过长的现象。因此，优化方案较现行方案而言更能适合道路车流的运行，能更加有效地利用绿灯时间，提高了道路的通行能力，具有很强的可行性。关于平峰时段优化方案的评价，参照高峰时段优化方案的评价过程进行评价，这里不再赘述。4.3优化方案实施条件该优化方案在具体实施过程需要对现有交叉口及相邻交叉口进行适当地交通管制和微量调节目标交叉口几何参数。首先需要对交叉口南北方向的机动车道进行拓宽，当然，由于现实条件的限制，我们只能将南北向非机动车道宽度进行少量压缩，且非机动车道利用率也不是很高，因此将南北向非机动车道宽压缩为3.2米，以微量增加机动车道宽。其次，目标交叉口应该进行渠化，即交叉口南北向两个车道需要分别补全渠化的标志标线，例如，交叉口南向外侧车道需有左转和直行标志，而南向内侧车道需有右转和直行标志，类似地补全北向交通渠化标线。最后，在高峰时段，应该对交叉口西向进口进行交通管制，由于车辆在此交叉口处于交通高峰时段时，该交叉口的西向进口车辆将对直行车辆产生交通拥挤，会严重干扰道路通行能力，因此，需要在高峰时段对交叉口西进口进行交通管制。综上所述，只需将文明大道——飞龙岛大桥交叉口南北向在距离目标交叉口50米处开始压缩非机动车道至3.2米，以拓宽这段距离的机动车道，将道路渠化的标志标线补全，及在高峰时段对东阳山路-汽压机厂形成的交叉口进行高峰时段交通管制，以确保车辆在高峰时段顺利通行即可。第五章总结经过了二十多天的努力，在江西理工大学机电学院交通教研室各位老师帮助下，尤其在赵书玲老师精心指导下，在交通专业各个年级同学的共同努力下，本课题小组最终提出了优化文明大道-飞龙岛大桥交叉路口信号配时的方案。课题小组通过对赣州市章贡区文明大道-飞龙岛大桥交叉路口的交通现状进行调查分析，并对路口各个进口道交通拥堵原因进行深入剖析，结合路口实际与相关理论知识，确定了最后的优化方案，高峰时段的配时为四相位，具体参数如下：周期时长113秒，相位一为南北左转相，绿灯时长为14s，相位二为南北向直行右转，绿灯时长为21s，相位三为西向进口通行，绿灯时长为19秒，相位四为东向进口通行，绿灯时长为35s，并且此次优化信号配时中使用2s的全红时间，即以上各相位黄灯时间均为3s，各相全红时间为2s，高峰时段优化方案实施条件见第四章第三节内容，这里不再赘述。平峰时段周期时长为117s，相位一为南北左转相，绿灯时长为11s，相位二为南北向直行右转，绿灯时长为41s，相位三为西向进口通行，绿灯时长为18秒，相位四为东向进口通行，绿灯时长为27s，并且此次平峰时段优化信号配时中也使用2s的全红时间，即以上各相位黄灯时间均为3s，各相全红时间为2s，。上述两种优化配时方案已经从理论上证实是可行的，并且在现有的道路条件下也是高峰时段和平峰时段的最佳配时，目前只需将此优化方案应用于文明大道-东阳山路交叉路口，以期达到缓解交叉口交通压力，方便人们的日常出行的目的。附录一平峰时段调查数据表东进口平峰小时调查流量表左转直行右转换算值摩托车大车小车摩托车大车小车摩托车大车小车左转