【交叉路口车流量管理的优化设计实例6800字（论文）】

交叉路口车流量管理的优化设计实例目录TOC\o"1-2"\h\u27483交叉路口车流量管理的优化设计实例 118851绪论 1149551.1研究背景和意义 1161831.2国内外现状研究 2320921.3研究路线 3107481.4本章小结 4186592交叉口现状调查和分析 4122982.1交叉口数据调查 4226412.2交叉口问题分析 823902.3本章小结 11279803现有的交叉口道路优化方案 11160383.1道路渠化方法 11284993.2交叉口信号灯配时优化讨论 12229894具体的交叉口道路优化方案 1394244.1交叉口交通组织优化 13257614.2本章小结 14169155总结与展望 1553105.1工作总结 15221845.2展望 16摘要：随着经济水平上升，我国各地区的汽车数量也呈上升趋势，随之而来的问题就是，汽车密度较大的城市中交通事故、交通堵塞、排队延误等各种交通问题也越来越多，通过新闻数据调查，要保障城市交通安全，处理好交叉路口通行能力成为了道路安全问题的重心。交叉口类型多样，论文将以红旗路和冰轮路交叉口作为平面型交叉口的代表。首先，在参考了国内外先相关课题的研究方法和技术路线的基础上，结合人工测量和手机摄影，开展了各项数据和各种交通问题的采集，确保真实有效。其次，考虑社会各处对该交叉口的问题反馈，进一步讨论交通流量、延误、通行能力、信号配时等数据，综合分析问题。最后，结合周边地区的实际行车情况、交叉口渠化方案等现状，用科学的方法结合仿真模型，合理改善道路现存的问题，保障机动车出行畅通，也为以后的交通路网建设提供参考。关键词：交叉口；流量；渠化方案；配时；延误绪论研究背景和意义研究背景：经烟台市统计局市发布的社会发展分析，即使是在2020年新冠肺炎疫情冲击国民经济的情况下，烟台地区的经济运行仍旧稳中向好，全市汽车保有量也增长到了187.76万辆，人民生活水平逐渐提高，要想道路交通安全不被机动车数量不断攀升所影响，城市道路建设与规划也应当快速发展，以解决交通道路堵塞、车辆排队过长等实际的交通道路问题。而交叉路口作为城市路网的重要节点，要解决城市道路拥堵的问题，交叉口是关键。本文所研究的是红旗路与冰轮路的交叉口，地理位置特殊，平日交通压力也较大，原因是红旗路是烟台市东西向的主干道，红旗路与冰轮路的交叉口更是连接烟台四区的重要交叉口之一，交叉口南北侧是科技园，通行的大货车也较多，路口大货车限行时段小型车车流量大，其余时间大货车允许通行时，交叉口交通形式更加严峻。目前交叉口针对大小货车都设置了通行管理规定，专项作业车等大型车在南北口7:00-8:30，16:30-18:30时段禁止通行，东口24小时禁止通行，而西口不限制各种车辆通行。交叉口为保证车辆通行的顺畅性还有绿波速度协调控制，红旗路与冰轮路当前均设有双向绿波控制，车速分别为55km/h和65km/h，但此速度只针对平峰时段进行研究，存在一定的限制性，经过实地考察，路口在早晚高峰时段以及大货车高峰时段，交通堵塞较为严重，希望通过改善后，路口通行能力在任意时段都能得到改善。研究意义：通过观察，大部分交叉口，特别是在早晚高峰时间段内，存在着这样的一些现象：车辆路口混行、车辆加塞、车流量大导致行车速度缓慢、车辆排队长队过长导致停车延误时间过长、信号灯与人行横道信号灯配时冲突等实际的问题。交叉口平峰一般不存在车辆拥挤、交通事故等道路交通事件，如果一开始就从某交叉口早晚高峰入手，增设一些道路交通管理办法控制车辆通行、优化交叉口配时解决人车同行的矛盾、设置有效的路口交通建设缓解通行压力、与相邻交叉口联动调整区域路网的道路负荷情况等一系列办法，那么将会使交通道路问题得到改善，进而使得城市交通网的有效运行。不过应当注意的是，交叉口车辆行驶方向比较复杂，要想在高峰时段，通过道路渠化、信号灯配时优化等方法对交叉口进行优化，应当考虑全面，如：交叉口的区位特性、交通流量、物理特性、服务对象、运行特点等，这样才能综合确定最适合红旗路与冰轮路交叉口的优化方法，优秀的交通运输方案可以最大化道路通行能力，也能为社会民众提供日常出行的安全保障。国内外现状研究1926年英国出现了第一台自动交通信号灯，二十世纪中，加拿大设立了自动控制交通信号系统，城市交通研究又迈进了一大步。道路交通发展到现在，国内外都有很多交叉路口的相关文献作为参考，以下部分将对他们进行讨论。国外现状研究1960年前后，美国开始了智能交通系统（以下简称ITS）研究，这一研究间接发展了经济，综合全面地服务于国家的交通运输系统，主要目标是充分有效利用现有的交通资源来缓解交通拥挤、减少交通事故，ITS通过提供各种有选择的信息服务，使出行者选择路径后，使路网负荷达到均化，这一方法也在导航系统中普遍运用。道路交通发展到现在，国外对交叉口的交通灯研究也越来越多，AbdoosMonireh2021年最新发表的研究交通信号灯长期以及短期记忆分层的交通信号优化一文中，在相邻交叉口优化方面涉及到交通信号与智能系统相结合，与AI这种朝阳行业关联，这一方法可以在需要对路网交通信号灯进行分布时，让智能运输系统自动进行建模，相互联系的信号灯作为智能交通系统的一部分，互相影响着，随着各部分路网的实时流量区分和计算，实现多个区域的交通信号控制。国内现状研究其实国内外对交叉口的信号配时都进行了优化研究，在对国外交叉口优化等方法有了一定的了解后，国内作者袁泓涛通过预测短时交通流量来对信号灯配时进行优化，这种方法可以对一个区域内的所有交叉口进行联动协调优化并且解决了运用繁琐的公式计算求解信号灯配时优化从而导致的时间成本较大的问题，在单点交叉口信号灯优化方面，可以利用函数精度更高的模型对符合道路实际情况的信号配时方案进行求解。另外，针对国内道路交通现状和平面型交叉口渠化设计普遍存在的问题，宋博文、王吉昌、徐嘉诚三人在平面交叉口渠化设计要点中提到，可以通过VISSIM仿真软件总结路段不同渠化方式所适用的路口形式并剖析其结果优劣，或者在系统中使用绿波带来增强道路通行能力和道路安全性。研究路线本文主要依托于综合阅读参考文献、实地调研、数据分析、资料分析、假设法，以交叉口优化设计为中心，展开研究，最终得出可行的优化方案。简单来说就是研究：交叉口存在的利弊是什么-交叉口为什么会出现这些问题-问题怎样解决-总结研究成果，具体研究任务如图1.1。图1.SEQ图1.\*ARABIC1本章小结第一章在第一小节简单介绍了课题研究的背景和意义，第二小节对国内外现有的路口优化方法进行了简单描述，最后第三小节介绍了主要准备工作和论文重要组成。交叉口现状调查和分析交叉口数据调查交叉口几何数据调查及信号配时的确定交叉口几何数据、交通流量、信号配时、车辆延误等数据，都是交通运输问题研究中的重要影响参数，我们可以通过调查相关数据和参数，对道路交通进行客观的真实性的分析。几何数据调查内容：各向通道进出口的车道数、车道宽、人行横道长度、机非分隔带宽、非机动车道宽等，具体数据如表2.1。调查项目单位进出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规定车速km/h70706060交通管理办法/重中型24小时全天限行重中型7:00～8:30+16:00～18:30限行车道数车道43434353车道宽m33.533.833.833.8中央分隔带宽m0.850.851.01.0机非分隔带宽m0.170.170.170.17非机动车道宽m无机动车道4.50.74.51.51.5人行道宽m34.4534.4534.453人行横道长度m33+0.933+1.433+1.837*1.3+1.8合计m33.934.434.849.9人行横道距路缘位置m0.450.70.90.9表2.SEQ表2.\*ARABIC1交叉口几何数据调查方法：人工观测法，几何数据调查需要通过实地调研以及借助卷尺测量获取相关数据。信号配时方案调查方法：实时观测结合搜集的资料获取。短时目测后了解到交叉口信号控制主要是对称流放行相位，有四个如图2.1。图2.SEQ图2.\*ARABIC1交叉口信号相位图交叉口车辆延误以及流量调查交叉口各时段车流量获取主要使用手机摄像，录取视频后整理数据，既节省时间，也便于后续检查实地调研的准确性，主要调查时段是交叉口小型车较多的早晚高峰和大货车较多的平峰。此外车辆延时主要采用观察法结合秒表的计时功能，记录下目标车辆的车型，测量结束后再次整合数据，统一到表2.2、表2.3、表2.4、表2.5，便于后期分析和计算，其中不同车辆的折算系数为，小型车：中型车：大型车：重型车=1:2:2:3。入口直行左转右转小型车中大型车重型车合计车流量小型车中大型车重型车合计车流量小型车中大型车重型车合计车流量东5061905441732017725730263西19510021580008012310125南3850038524010242521054北4331043532310325381040表2.SEQ表2.\*ARABIC2交叉口7:30-8:00早高峰流量表入口直行左转右转小型车中大型车重型车合计车流量小型车中大型车重型车合计车流量小型车中大型车重型车合计车流量东219101342641008418641197西2142502647140791013023230南122352215861241112408056北9841132191306014282012表2.SEQ表2.\*ARABIC3交叉口8:45-9:00平峰流量表入口直行左转右转小型车中大型车重型车合计车流量小型车中大型车重型车合计车流量小型车中大型车重型车合计车流量东33123035786409429370307西158110180413047267143南17428132695420094323038北25455738529950309641066表2.SEQ表2.\*ARABIC4交叉口16:00-16:30平峰流量表入口直行左转右转小型车中大型车重型车合计车流量小型车中大型车重型车合计车流量小型车中大型车重型车合计车流量东4441804801012010533250342西2864029473408121400214南2121102341106012212820132北3533035934430350911093表2.SEQ表2.\*ARABIC5交叉口16:50-17:20晚高峰流量表由表结合实际调查结果分析，四个方向的进口道都会发生二次停车现象，所以一定要重新分配交叉口空间上的资源，使路口拥堵现象得到改善。交叉口问题分析几何数据分析根据表2.1画出二维平面图2.2图2.SEQ图2.\*ARABIC2交叉口几何示意图经过对路口的分析，可能存在的问题有：东进口道未设置非机动车道，导致非机动车可能占用右转车道从而发生交通拥堵；南北左转车车流量较大，可以考虑改善。信号配时分析人工观测过后测得交叉口信号相位配时表2.6相位信号方向绿灯时间（s）黄灯时间（s）信号周期（s）第一相位南北左转342160第二相位东西直行443160第三相位东西左转342160第四相位南北直行383160表2.SEQ表2.\*ARABIC6交叉口信号相位配时参数表查阅网络资料得到交叉口部分时间段不同的信号配时图2.3作为路口交通拥堵等实际问题的参考。图2.SEQ图2.\*ARABIC3交叉口不同时间段的信号配时方案车辆延误和排队长度分析入口直行左转东6.25.0南5.06.5西6.04.2北5.66.6表2.SEQ表2.\*ARABIC7各进口道车辆相位延误平均值（s）入口直行左转东120202南67.5104.8西94.868.0北204.4252表2.SEQ表2.\*ARABIC8交叉口各车道车辆停车延误平均值（s）车辆延误和排队长度是评价交叉口通行能力的重要标准，车辆延误主要取决于信号灯相位时间，甚至在高峰时期车流量加大时会出现二次停车的现象，由于车辆启动时间不一致也会导致延误时间的变长，表格发现车辆启动时延误的时间可由相位延误减去相应的黄色信号灯时长得到。分析表格北进口道交通压力偏大，车辆左转直行延误时间较其余路口均较长，故分析交叉口交通问题时，选择北进口道作为参考。本章小结交叉口交通流是离散的，为了减缓道路交通压力，提高路口通行效率，人车均享有舒适的出行环境，就要规范交通道路建设搭建起车辆排队框架，使车道车辆以最大饱和流率释放，达到这一目标的方法就是对交叉口进行渠化设计和信号配时的比较计算。现有的交叉口道路优化方案道路渠化方法常见的道路渠化方法及优势合理的道路渠化方案，对保障道路交通安全和提升交叉口通行能力均有显著效果。在进行路口渠化设计时为避免车流之间相互干扰的情况，应当使用引导线参与机非分离、车道分离、人车分离的设计，此外还需注意，不同行驶方向的车辆要用行驶方向相应的车道进行疏导，不同的路段使用对象要进行空间上的分配。通过展宽路口、压缩车道宽度、削减绿化带等方法，可以增加进出口车道，合理分配交叉口断面，保证交叉口各进口道车道数与路段通行能力相当。通过调查交通流量，确定路口是否需要设置专门的转弯车道、右转车道是否存在盲区、左转车辆待行区引导线设计等，合理划分车道功能，保证了交叉口通行车辆的快速分离。观察路口是否有需要在时间和空间上对非机动车与机动车道分离、机动车道是否存在非机动车的盲区、设计非机动车道和人行道时应当进行空间上的合理分配、非机动车等待行驶时是否有安全停车区域等，非机动车的渠化设计合理，交通道路安全才会得以解决。当然，行人也是交通管理的重要环节，要有一个舒适、快速、安全的通行环境，以行人为设计中心展开研究也不会出错。过街行人是道路交通安全的弱势群体，人行横道的设置应当在机动车驾驶员清楚的视线范围内，并且尽可能取断面宽最短，以缩短行人过街的时间，另外，由于右转车辆存在视线盲区容易产生交通安全事故，所以人行横道线应当退后3-4米进行设置。从对路段进行渠化措施的各种方法可以知道，面对路口不同的服务对象，针对交叉口渠化设计存在的问题，都可以由合适的渠化方案解决。针对红旗路和冰轮路口优化时，要根据路口实际交通情况做出相应的渠化方案，改善交通环境。交叉口信号灯配时优化讨论信号灯设置条件信号配时优化设计主要目的是提升交通运行效率，在保证各路口交通需求的基础之上，优化信号交通节省车辆出行时间，基本内容包括两部分：信号相位方案和信号基本控制参数。已知红旗路与冰轮路交叉口是四相位方案交叉口，周期时长为160s，绿信比μ

μ其中，C-周期时长，s；ge-有效绿灯时长，s各相位理想状态下绿信比如表3.1，也就是忽略车辆启动损失时间下的绿信比。相位信号方向绿灯时间（s）信号周期（s）绿信比第一相位南北左转341600.21第二相位东西直行441600.27第三相位东西左转341600.21第四相位南北直行381600.24表3.SEQ表3.\*ARABIC1各相位理想状态绿信比由于车辆启动损失和绿灯将要结束时车辆减速等候时间的实际存在，而有效绿灯时长是车辆实际用于通行的绿灯时间，所以会用信号灯绿灯时间减去车辆启动损失时间得到有效绿灯时长，一般车辆启动的时间损失为3s。配时参数计算方法综合第二章表格数据，选择东北方向信号配时作为设计基础，计算新的配时方案，对比优劣后应用到交叉口信号配时方案中。计算公式参考图3.1图3.SEQ图3.\*ARABIC1具体的交叉口道路优化方案交叉口交通组织优化交叉口新渠化方法实际调查结果结合第二章数据的分析，为交叉口设置了五个新的渠化方案：建议1：通过加强交通标志线的清晰程度，分离出车道，便于不同行驶方向的车辆明确行驶轨迹，使道路通行的人车能够各行其道。建议2：由于东进口非机动车流量较大，加上东进口大型车流量不超过10%，所以将东进口车道压缩到2.75，为非机动车留出一米的车道宽，便于非机动车通行，也减少了机非混行时，由于右转车辆视野盲区导致的交通事故发生。建议3：由于路幅宽度较窄，西北进口车道早晚高峰的直行方向车流量均较大所以选择重新划分车道功能：西和北进口道的右转专用车道设置为直行与右转合并车道，这样可以缓解一定的道路通行压力。建议4：经过观察交叉口东西方向通行的非机动车流量也较大，所以在机非分隔带处设置一米左右的栏杆，使非机动车道在空间上与机动车道进行分离。建议5：加强对左转向交通流的控制，调查发现任意时期的左转车流量南北向较多，且延误时间较长，所以纵向延长南北左转待行区，使得道路车辆通过率得到提高。信号配时的优化讨论由于红旗路与冰轮路交叉口属于单点交叉口，不考虑相邻交叉口的交通流影响，优化路口信号灯配时的时候，以最小化高峰期停车延时和最大化高峰期交通量为目标，也就完成了交叉口排队长度最小化的任务，达到了一个信号灯周期内车辆通过率最大化的状态。由公式3-1~3-4计算得出新的配时方案如表4.1：入口最