【交叉口管理与控制问题探究19000字（论文）】

交叉口管理与控制问题研究摘要汽车数量的增长是我国人民生活水平提升的直观反映，而道路状况不再能够适应汽车增长的速度，则是我国城市发展依然滞后的体现，交通是城市的动脉，只有处理好车与人、城市与交通之间的关系，才能促进城市的进步。另一方面贯穿城市的道路在十字路口。如果该区域拥挤将影响周围的道路网络。为了确保城市路网的安全高效和有效运行，必须在道路的规划和建设水平上根据交通流的分析和预测以及标准设计来选择合适的路线。增加容量以减少交通冲突和道路延误。本文以长春市新月路与基隆北街交叉口为研究对象，研究了交叉口管理与控制问题，通过对该交叉口的特征分析，发现该交叉口存在车道排布混乱、拥堵事故频发等问题。其中，十字路口的设计是问题之一。特别是现代城市建设在密度，密度和复杂功能方面正在增长。基于人性化的道路交通系统管理原则，本文提出增加过街天桥或地下人行通道、固定时段限行与增加隔离防护栏等建议，促进该交叉口道路交通环境的改善。关键词：渠化设计信号配时二次过街左转交通目录15960摘要 I4752第一章绪论 1322641.1研究背景与意义 153701.1.1研究背景 1106271.1.2研究意义 1285371.2国内外研究现状 291751.2.1国外研究现状 22981.2.2国内研究现状 247031.3研究内容及技术路线 323012第二章交叉口现状分析 4281152.1信号交叉口交通基本理论分析 478722.1.1区间车速调查 53192.1.2基隆北街与新月路交叉口功能区调查 519462.2交叉口现状与分析 64942.2.1基隆北街与新月路交叉口现状分析 6261002.2.2行人通过交叉路口的过街方式设计理念 839202.2.3行人过街方式区分方式 9265312.3本章小结 99058第三章基隆北街与新月路交叉口目前所存在的问题分析 1072123.1交叉口日常运作调查分析 10325583.1.1交叉口行人过街状况 10147773.1.2交叉口交通问题分析 10154403.2交叉口信号配时问题分析 12181943.2.1交通量与交叉口信号配时调查 13132253.2.2路人通过路口所使用的基础设施调查 13148453.3交叉口特性分析 13109193.3.1信号交叉口机动车交通特性分析 13219943.3.2基新交叉口调查及区间车速 149693.4本章小结 1513544第四章基隆北街与新月路交叉口信号配时优化 16215764.1交叉口渠化设计 16299874.2交叉口信号配时设计方案 1641124.2.1交叉口信号时间配置 1660194.2.2交叉口信号控制配时方案优化 17155614.3交叉口通行能力分析 20180244.3.1通行能力计算 20164274.3.2交叉口服务水平分析 21319984.4本章小结 2220443第五章基隆北街与新月路交叉口优化设计 23256535.1基新交叉口主路优化设计 2345275.1.1交叉口车道进口拓宽 2378205.1.2合理划分车道优化设计 2443895.2交叉口的渠化设计 2540895.2.1交叉口设施与标线的设置 2578205.2.2合理划分自行车等待区的设置 2678205.2.3合理划分行人等待区的设置 26163945.3小结 2712521第六章结论与展望 28247276.1结论 2859816.2不足与展望 2826510参考文献 31第一章绪论1.1研究背景与意义1.1.1研究背景公安部交通管理局发布的信息显示，到2020年，我国私家车保有量已超过3.48亿辆，长春作为传统汽车城市，机动车保有量也超过全国平均水平。到2020年，长春市机动车保有量已达210万辆，且数量仍在持续增加，这给道路交通带来极大挑战。我国大规模的现代城市建设历史较短，近几十年来逐步发展起来。但在城市规划之初，机动车生产水平还没有达到目前的规模，造成城市道路狭窄，停车场人车不足。显然，城市道路的水平需要改变。长春作为一个传统的重工业基地，发展较早，道路规划也较为陈旧。随着经济水平的提高，问题不断出现。城市道路改造受诸多因素影响，城市中大量建筑物的存在也给道路改造带来了困难。现阶段，城市道路的改造只能从微观层面进行，通过改变信号配时、改变行车方向、防止人车冲突、交通系统的微观外科手术，可以优化交通效率。本文所研究的新月路与基隆北街交叉口具有典型的城市交通特征：人多车多，开放空间少，可玩空间有限。需要对道路使用条件进行更详细的划分，以促进道路的演变。1.1.2研究意义随着城市化建设进程的不断加快,城市道路网的规模也在不断扩大。平面交叉口作为城市道路网中最为重要的一个节点,是行人、车辆的汇合、转向、分流的地方,是道路网灵活性的关键所在,但同时由于交又口处交通量大、冲突点多,是交通事故多发地。我国对国内城市的交通事故抽样统计表明,发生在交又口的交通事故数约为30%。由此可见,对交又口进行优化设计,使其发挥最大效能显得尤为重要。城市道路系统多为网状结构,其主要特点是道路网密度高,路网节点一一交又路口数量多,交又路口已成为城市道路系统的重要组成部分,城市道路系统整合设计是目前道路发展的最高层次,是可持续发展思想在道路设计行业的体现,它要求道路设计方法要进行观念的调整、目标的调整,以及系统结构的调整。由此可见，对于城市道路交叉口的管理控制研究具有十分重要的意义，本文以青年路与基隆北街交通信号控制问题为研究对象，以交通信号控制等相关理论为依据，针对青年路与基隆北街交叉口的交通问题进行细化分析，为我国交叉口信号管控的研究提供研究经验。1.2国内外研究现状1.2.1国外研究现状交通运输是现代经济体系中不可替代的组成部分。运输能力的优劣决定着城市经济发展的效果。因此，国内外许多学者对运输问题进行了大量的研究。与我国相比，国外建立现代交通方式的时间较长。现代交通方式中的许多要素，如人行道、信号灯、安全岛、交通限制等，都是国外首创的，国外学者也对这些要素进行了大量的研究.国外许多学者提出了信号配时的优化方案，如abdhul-khadhir；莱利莎·德维·瓦纳贾克希；Ashish-Bhaskar在2020年提出了一种基于微观仿真的信号配时方案，利用SPSA梯度下降算法实现交通信号随交通随机性的出现而变化的预期目标。雷扎尔·拉赫曼；SamiulHasan在2020年研究了一种利用长期和短期神经记忆网络优化信号定时的方法。该方法能在下一周期开始前合理预测下一周期的交通流和人流，实时改变信号方案，实现信号配时的灵活性。在行人与车辆关系的研究方面，有CohenRachel;FernieGeoff;RoshanFekrAtena在2020年以多伦多城市人行道系统为研究对象，研究了行人在道路上的安全问题，他提出采用摄像头来监控人行道并且提取危险及时警告行人的方式来避免事故的发生。LeeHyunjung;MayerHelmut在2020年研究了道路两旁的行道树等绿化措施对行人舒适度的影响，他认为行道树可以对道路产生热力缓解的效果，提升行人舒适度。HippiMarjo;KangasMarkku;RuuhelaReija;RuotsalainenJohanna;HartonenSari在2020年建立起一个人行道安全模型，通过模型来分析行人在人行道上发生危险的概率，并提前行动以避免危险的发生。BandaraDedunu;HewawasamChamali在2020年研究了斯里兰卡不同经济发展水平的城市建设地下通道和过街天桥的问题，通过对行人行为模式的研究，他认为过街天桥的建立可以分散道路交通的压力，减少车辆与行人发生冲突的可能性，从而增强道路安全性。在交叉口的优化方面，有KaidiYang;MonicaMenendez;S.IlginGuler在2019年提出了一种基于公共交通系统的交通信号优先级的方案，他提出应该将车辆信息进行互联，从而对行车方向、目的地等作出预判，结合公共交通体系，实现车辆的合理分配。ThammavongAnousackSoysouvanhBoualinh于2016年提出了路网过度饱和协调问题，他指出，路网管理应该对未来情况进行预测，并通过现行、分流、隔离等操作来协调过于饱和的交通状况。1.2.2国内研究现状在交叉口的研究方面，侯露露在2020年提出一种基于仿真的交叉口优化设计方案，她提出对交叉口直行待行区域进行改造，解决汽车在交叉口位置停留时间过长的问题。季刚在2020年对城市道路改造的相关要点进行了分析，他以苏州工业园区内的道路设置为例，提出了道路管理应该增强机动性和灵活性的观点。马争锋;杨华;郭建华;马生元在2020年以西宁市为例，提出一种基于市区内学校、企业分布情况而设计交通信号灯的方案，该方案顺应了西宁市的情况，西宁市相比起其他城市人口较少，更能够实现这一设想。在道路环境管理方面，项宏艳、朱隆斌、王强在2020年提出交叉口车辆的停留会增加碳排放，最终导致环境恶化。李长寿在2020年提出了人性化设计交通系统的观点，他认为，人性化是道路交通设计的出发点和落脚点，只有在设计中将人性化考虑进入，才能保证道路的设计不过时。滕珊珊在2020年的论文中研究城市健康中心的交叉口设计方案，在方案中着重指出车辆滞留时间与环境污染的关系，提出提高车辆运转效率以缓解污染的方案。1.3研究内容及技术路线本文通过收集具体交叉路口的相关资料，结合课程所学相关知识对具体的城市道路交叉口及其周边的交通相关问题进行调査与分析，通过调研实际交叉口的交通运行情况及服务水平现状分析道路交叉口在设计及信号配时是否存在不足，并对改善现有交通问题给出方案和建议。基于以上研究思路，构建如下研究路线。城市道路交通问题城市道路交通问题城市道路信号交叉口交通特性分析城市道路信号交叉口交通特性分析交叉口交通信号控制交叉口交通信号控制城市道路信号交叉口多相位渠化控制优化方案的设计（软件仿真）城市道路信号交叉口多相位渠化控制优化方案的设计（软件仿真）图1-1论文的技术路线图第二章交叉口现状分析交叉口作为城市交通网络中的重要组成部分，是城市交通拥挤的主要发生地。对于信号控制的单点平面交叉口来说,其评价指标一般有通行能力、饱和度、行程时间、延误、停车次数、排队长度及油耗等。我国对于交叉口定时信号的配时方法一直处在不断地研究、改进之中，许多学者从不同的评价指标出发，采用各种优化算法寻求其它更合理的配时方法。本文从交叉口交通现状分析入手总结交叉口交通特点进而达到交通配时合理优化的目的。2.1信号交叉口交通基本理论分析首先，交叉口是由两条交通线路相交而形成的，所谓交通问题就是指在两条交通车流在交叉点产生的交通冲突。理论上我们将车辆的行驶方向叫做交通线，代表车辆行走的路线和方向。所以交叉口交通问题实质上就是交通流线的车辆分流通过问题。其次，由于实际通过的车型、人员等存在区别，导致不同车辆在交叉口的通过速度都存在差别，此外车流高峰以及交通压力大时会导致驾驶员减速慢行且观察路面情况，这也无形间减慢了车流的速度影响的车辆的通过率，以及交叉口的交通安全。最后，交叉口交通线路的冲突点与发散点是影响交叉口交通情况的主要因素，车辆的回合与冲突是交叉口车辆通过缓慢的主要因素。当平面交叉口为三条路时，其特征点、冲突点、分流点均为三条。当平面交叉口为四条路时，交叉冲突点16条，分流点8条，汇合点8条。由此可以总结出交叉点的计算公式： （2-1） （2-2）其中： —交叉冲突点总数；—交叉分流点总数；—交叉合流点总数； —相交道路数。基于以上理论以及计算公式，可以对基隆北街与新月路交叉口的交通情况进行计算分析。长春市普遍使用的两相位信号控制基隆北街与新月路交叉口也不例外。基隆北街与新月路交叉口的相位状况与交通量如下所示。图2-1基隆北街与新月路交叉口的相位状况表2-1小时机动车交通量汇总表项目北进口南进口东进口西进口左转（pcu/h）453259391551直行（pcu/h）357531737851右转（pcu/h）300351247300总量（pcu/h）11101141137517022.1.1区间车速调查为了在追加点控制和线路控制设计上建立数据基础，需要对基隆北街与新月路交叉点做有关相近路段车辆行驶速度的研究与走访。因为周边具体现存环境会对车速产生无法统计的影响，因此本人对基隆北街与新月路交叉口车速进行车速调研和分析，调查可在12月2日、12月9日、12月16日、12月23日和12月30进行。表2-1区间车速调查调查区基隆北街调查时间12月2日、12月9日、12月16日、12月23日、12月30日调查人员本人2.1.2基隆北街与新月路交叉口功能区调查此次调查包含了对基隆北街整体道路走向、周边环境、道路宽度、具体交通形式规范（是否允许路边停车、是否有双黄线禁止调头形式等）的内容，具体执行时间为2021年1月1日——1月3日。2.2交叉口现状与分析2.2.1基隆北街与新月路交叉口现状分析基隆北街与新月路交叉口为十字形交叉，又因为此交叉路口位于长春市绕城高速公里方向，四个方向的都是商业和居民楼，地处较为远离市区，车流量相对较少些。表SEQ表格\*ARABIC2-3交叉口东侧行驶车辆入口流量表时间段左转直行右转总计东侧入口9:10-9:2507079:25-9:4008089:40-9:5507079:55-10:1001001010:10-10:25090910:25-10:400606根据调查，东进口9：10-9：25车流量均为直行，9：10-9：25直行的车流量为7，总计车流量为7。9：25-9：40直行的车流量为8，总计得车流量为8。9：40-9：55直行的车流量为7，总计得车流量为7。9：55-10：10直行的车流量为10，总计的车流量为10。10：10-10：25直行的车辆为9，总计的车流量为9。10：25-10：40直行的车辆为6，左转右转的车流量为0，总计的车流量为6。由于基隆北街为城市主干路，所以直行车辆较多。表SEQ表格\*ARABIC2-4交叉口西侧行驶车辆入口流量表时间段左转直行右转总计西侧入口9:10-9:2581017359:25-9:40101115369:40-9:5511914349:55-10:10813163710:10-10:25616123410:25-10:409121536根据调查，西进口9：10-10：40的车流量均为右转较多，9:10-9:25左转的车流量为8、直行的车流量为10、右转的车流量为17、车流量的总计为35，9:25-9:40左转的车流量为10、直行的车流量为11、右转的车流量为15、车流量的总计为36，9:40-9:55左转的车流量为11、直行的车流量为9、右转的车流量为14、车流量的总计为34，9:55-10:10左转的车流量为8、直行的车流量为13、右转的车流量为16、车流量的总计为37，10:10-10:25左转的车流量为6、直行的车流量为16、右转的车流量为12、车流量的总计为34，10:25-10:40左转的车流量为9、直行的车流量为12、右转的车流量为15、车流量得总计为36，三个方向各时段流量大体比较均匀。总体看车流量还是相对来说比较多。表SEQ表格\*ARABIC2-5交叉口南侧行驶车辆入口流量表时间段左转直行右转总计南侧入口9:10-9:2527099:25-9:4036099:40-9:55290119:55-10:10160710:10-10:253701010:25-10:40110011根据调查，南侧入口9：10-10：40车辆右转为0，9:10-9:25左转的车流量为2、直行的车流量为7、车流量的总计为9。9:25-9:40左转的车流量为3、直行的车流量为6、车流量的总计为9。9:40-9:55左转的车流量为2、直行的车流量为9、车流量的总计为1。9:55-10:10左转的车流量为1、直行的车流量为6、车流量的总计为7。10:10-10:25左转的车流量为3、直行车流量7、车流量总计10。10:25-10:40左转车流量为1、直行车流量为10、车流量总计为11。右转车流量一直为0。表SEQ表格\*ARABIC2-6交叉口北侧形式车辆入口流量表时间段左转直行右转总计北侧入口9:10-9:251146219:25-9:403168279:40-9:550105159:55-10:1051332110:10-10:252941510:25-10:40114520根据调查，北侧入口9:10-9:25左转的车流量为1、直行的车流量为14、右转的车流量为6、总计的车流量为21。9:25-9:40左转的车流量为3、直行的车流量为16、右转的车流量为8、总计的车流量为27。9:40-9:55左转的车流量为0、直行的车流量为10、右转的车流量为5、总计的车流量为15。9:55-10:10左转的车流量为5、直行的车流量为13、右转的车流量3、总计的车流量21。10:10-10:25左转的车流量2、直行的车流量9、右转的车流量4、总计的车流量15。10:25-10:40左转的车流量1、直行的车流量14、右转的车流量5、总计的车流量20。直行的车流量相对较多，较易出现堵车情况。图2-1基隆北街与新月路交叉口流量流向图由图可见，交叉口北入口车流量为216，南入口车流量为222，西入口车流量为283，东入口为149，东南西北四个方向的交通流都比较大，会出现拥堵等状况发生。2.2.2行人通过交叉路口的过街方式设计理念交叉路口位置的行人通过路口的方式依照不同的空间定位可以区分成平面方式通过与立体方式通过。其中平面方式通过路口包括了信号灯指示、专用人行横道以及交叉路中的行人岛等具体方式，而立体方式通过路口的具体内容包括了地下通道的建设与人行天桥的使用。具体而言，在平面方式中，交通信号灯可以通过动态变换行人专用信号灯的时长以及与行人通行方向相关机动车道信号灯的时长与变换趋势等具体方式来控制行人通过路口的速度与频率。而调整相应方向机动车道信号灯的方式包括了禁止方向相反的机动车进入转向车道或者是允许相反方向车辆进入转弯车道的情况下调整行人信号灯时间。在选择使用行人通过交叉路口的具体过街方式时应要结合包括人流量、机动车流浪在内的种种影响原因进行综合考量。比如如若选择在交叉口中央设置安全岛进行行人的二次过街，虽然提升了对于路人的保护程度，但需要路人等候更久的时间才能完成过马路的行为。如若选择建设人行天桥或者地下通道，路人的安全受到充分保障，但同时硬件建设的投资额更为巨大，也会因为施工封闭部分道路造成时间成本。路人是城市区域内交通非常重要的组成，如若路人通过路口的有关方式可以得到合理设置，则交叉口处的相关人车冲突发生的可能性会得到有效降低与改善，提升整个交叉口位置的运营效率。所以有关针对路人通过交叉口的具体方式的研究对提升运作能力与保护路人安全有着非常重要的意义。2.2.3行人过街方式区分方式行人过街方式不同，过街效率也会不同。为得到较为准确的过街效率首先需要对行人过街方式进行划分。在实际的道路环境中，行人过街方式可根据道路环境及交通管理方法的不同而分为不同形式，按照控制方式划分可分为无信号控制行人过街、信号控制行人过街。根据道路条件、交通情况的不同，可将这两种过街方式分为一次过街、二次过街等方式。不同的过街方式对行人过街效率的影响也会不同。交叉口处行人过街形式按空间位置不同可划分为立体过街和平面过街。立体过街形式主要有人行天桥和地下通道；平面过街形式主要有人行横道、信号灯控制、行人安全岛等。采用不同行人过街配时方案时需综合考虑人流、车流及其相互干扰程度等因素，如在设有安全岛的二次过街形式中，行人过街时等待时间较长，且易受道路宽度限制，但安全性有所提高采用立体过街形式时，行人过街安全性高，但投资额较大，若设置不合理可能无法达到预期目标。2.3本章小结本章讨论基隆北街与新月路交叉口的基本情况，对交通量与交叉口信号配时进行调查，行人的过街方式进行区别分类解析，例如平面方式通过，立体方式通过路口等等。平面方式通过街口又主要包括了专用人行横道、信号灯控制、行人安全岛等。在本章中可以了解交叉口的基本情况。第三章基隆北街与新月路交叉口目前所存在的问题分析3.1交叉口日常运作调查分析3.1.1交叉口行人过街状况当前行人过街的交通状况，行人穿越机动车流、过街信号设置不合理和过街设施设置不当。（1）无秩序横向穿过机动车道部分路段由于道路级别设置等原因，两个路口之间距离比较长，为使机动车可以保证较快速度进行通行，一般不会专门为路人设置过马路的相关设施，这一情况在城市主干路上发生的较多。如果这样的路段产生路人过马路的需求之时，由于距离最近的路口距离实在过远，路人缺少动力寻找较为安全的过街方式，一般会选择直接强行从机动车流中横穿来达到过马路的目的地。而同时这类道路的机动车通行量巨大，如果没有交通信号灯指示，遇到连续车流的情况下，路人难以找到合适的时间与空间满足过马路的需求。等待时间过长的情况下，超出路人所能接受的预期等待时间，路人非常容易选择危险方式从车流间隙冒险过路，容易造成车流不畅，也容易导致交通事故。（2）相关管理措施有所缺失即使存在红绿灯的管控，但相关的管理细则有所缺失，即使路人在通过路口时违背了有关法律法规，也缺少相关具体措施予以惩戒。同时路人通行时难免抱有从众心态，一旦有人违反相关规定，也一定会有更多路人做出相同举动。同时即使路人违反法律法规，但对于行人而言信号灯只能做到划分与提示相关通行权利的作用，没有任何具备强制力的手段，相关的规章制度遵守还是需要依靠政府部门进行管控。因此并非全部的路人与驾驶员素质较为底下，更多的还是富有动力的管理有所缺少。（3）路口处信号灯安排不符合实际情况目前有部分城市的道路交汇口的信号灯控制还是以机动车的通行顺畅度为首要的考量，缺失了对于非机动车和路人通过路口时的需求考虑，绝大多数城市没有专设与路人过马路时的信号位置与处理系统，最为明显的表现便是路人的通行时间不够长，无法有效在时间维度上将路人与机动车相区分。3.1.2交叉口交通问题分析基隆北街与新月路交叉口附近的重要建筑物较多，周边小区较多，所以此交叉口的通行需求在早晚高峰时段会有一个明显的增长，除此之外由于此交叉口地理位置临近长春的绕城高速，通行需求也比较强。交叉口西侧是一个较大的居民小区，行人与非机动车通行量较大，但这一交叉口设计初期并未将此考虑充分，四周信号灯周期比较久，路人与非机动车行驶需求并未被充分考虑至交叉口设计中，交通安全事故发生的可能性较大。根据前文所调查得出的基隆北街与新月路交叉口的实际现状可以得知，此交叉口南北两侧入口分别有2条通行空间，东西两侧入口各有5条通行空间，分别通过交通信号灯进行管理。所有信号灯显示周期为85秒，其中南北两侧入口绿灯通行时间为42秒，东西两侧入口绿灯通行时间为40秒。通行车辆群体主要为小型私家车，平均通过路口的时间为2.5秒每辆，南北东西四个方向左转车辆分别占到各个方向车流量的19%、28.5%、16%、6%，右转车辆分别占到各个方向车流量的46%、40.6%、13%、20.5%。a.估算南侧道路入口直行方向道路的负荷能力（3-1）取。则（3-2）估算南侧道路入口左右转方向道路的负荷能力南侧入口如若设置专用转向车道时，入口道路负荷能力为（3-3）其中左转专用通道的负荷能力为（3-4）右转专用通道的负荷能力为 （3-5）b.估算北侧道路入口直行方向道路的负荷能力北侧道路入口处一条直行车道的负荷能力与南侧路口的负荷能力相同，即为644pcu/h。北侧入口如若设置专用转向车道时，入口道路负荷能力为（3-6）其中左转专用通道的负荷能力为（3-7）右转专用通道的负荷能力为 （3-8）c.估算东侧道路入口直行方向道路的负荷能力（3-9）取。则（3-10）计算左右转车道的设计通行能力东侧入口如若设置专用转向车道时，入口道路负荷能力为（3-11）d.估算西侧道路入口直行方向道路的负荷能力西侧道路入口处一条直行车道的负荷能力与东侧路口的负荷能力相同，即为613pcu/h。西侧入口如若设置专用转向车道时，入口道路负荷能力为（3-12）其中左转专用通道的负荷能力为（3-13）右转专用通道的负荷能力为（3-14）交叉口的总体负荷能力为四周通道所设计的负荷能力的总和C=1840+2084+863+834=5621（3-15）已知高峰小时交通量V=1076，得到服务水平计算V/CV/C=1076/5621=0.19（3-16）表3-1基隆北街与新月路交叉口的通行能力与服务水平表进口道进口道通行能力交叉口通行能力高峰小时流量V/C服务水平东863562110760.19A西834南1840北20843.2交叉口信号配时问题分析2017年11月1日，基隆北街贯通全线，是往来最快的线路，全长4.5公里，金宇大路位于南部新城中心，东起高速公路长春南部的入口，西到芳草街，但在长春宽城区还有基隆北街一段路，出发点是越达街，终点是超胜街。华康街全长963米，北起华庆路、南止金宇南路。基隆北街与新月路的交叉口位于二者的中段，周边路段相对繁华，为十字交叉口。3.2.1交通量与交叉口信号配时调查以基隆北街与新月路交叉口，进行交通调查。由于该路段是长春市南部城区的一条城市道路，车辆与行人流量相比较小，因此安排时间对此交叉口进行实地研究与调查，在实际调查前，我们首先对交叉口的信号配时进行了调查。表3-2时间计划交叉口名称基隆北街与新月路交叉口调查时间12月2日、12月9日、12月16日调查人员本人3.2.2路人通过路口所使用的基础设施调查如若路口并未设置诸如安全岛之类的设施，在一次过街的过程中，行人会使用到包括专用人行横道、路口信号指示灯、地下通道、专用过街天桥等等的基础设施。（1）人行横道在机动车通行道路上画出指定区域并使用标线予以确认的专门为路人通过路口的区域为人行横道。在具体设立使用中通常包含斑马线式以及平行式两种具体使用方法、斑马线式人行横道是通过条纹状平行实线所构成，如若路口有信号指示灯则按照信号灯指示通行，如若无信号指示灯则路人通行优先权高于机动车。（2）路口信号指示灯路人通过路口的一个有效管控方法表示通过信号指示灯来进行控制。信号灯的控制办法包含了感应与定时两种手段。具体而言，感应控制手段的操作是在行人路口安装检测感应装置，相关控制方案可以实时检测出对应的流量信息，随着流量的变化改变控制时间的方式。如若是通过检测路人流量，则可通关安装按钮检测装置，路人需要通过路口时需要按动装置。而如若是探测车辆通行量，在马路上安装不同感应方式的检测装置，如若感应器一段时间未被触发则可以安排路人通过。3.3交叉口特性分析采用例如信号灯等控制手段来管理路口交汇处交通主体通行秩序的路口被称为信号交叉口。如若路口的通行流量比较大，可以通过信号管控的方式进行管理，一般这样的交叉口存在于市区内主干线的交叉口当中，其他的车流量比较大的路口也可以适用。3.3.1信号交叉口机动车交通特性分析信号交叉口机动车流与无信号交叉口的运动特性有所不同，由于信号交叉口采用了信号配控制，不同流向的车流被分配了不同时段的通行权，因此车辆在各个进口道上的运行具有明显的周期性停驶的特征。当某一相位的绿灯启亮时，安排在该相位的车流获得通行权，车辆启动后依次通过交叉口，由于车辆启动后车流不能立即达到饱和流率，因此存在一个前损失时间，也称为绿初损失。3.3.2基新交叉口调查及区间车速基隆北街与新月路位于长春市宽城区，并不属于主干路范围。但由于新城区正在建设过程当中，其重要程度也非常高。如果要有效布局整体道路组织。其周边状况应作为研究的重要组成部分。对金宇大路也进行区间车速的调查，进行记录。表3-4基新交叉口情况路段位置道路等级断面形式路幅宽度（m）车道宽度（m）车道数人行道宽度（m）是否有中央分隔带停车数（若有路边停车）进口道出口道进口道出口道基隆北街起点—往北111米处一一块板37.53.53.5432.8无0111米处—与新月路交叉口一三块板29.833223.1无0在基隆北街上，交叉口西面取200米为测量区间记住车辆车牌号的后三位，得到行驶时间，进而得到区间车速。表3-5基隆北街区间车速车牌颜色时间(s)018红13.02632黑17.63425黑15.51275黑17.24681棕15.21A58白14.98421白21.24964棕14.12H56灰11.72224黑16.523.4本章小结本章主要对交叉口现状进行分析，对交叉口环境分析，对交叉口直行车道，左转车道，右转车道的通行能力进行计算。对交叉口的整体情况进行分析，对基隆北街区间车速进行调查记录。第四章基隆北街与新月路交叉口信号配时优化4.1交叉口渠化设计首先我们利用路口交叉处趋化的相关理论针基隆北街与新月路交汇处做具体实景分析，依照上文的数据可以得知，此交叉路口的东西两侧车辆入口的平均车辆通行数量几乎相同，直行车辆数字高于向左右两侧道路转向的车辆数目。但南北两侧的车辆入口的交通流量比较低。此道路交汇处起初设计的通行效率是可以满足目前的车辆通行需要的，然而四个方向的车辆入口都存在同样问题在于没有给向左侧转向的机动车留出可以转向的空间，下图是此交叉口的渠化图。图4-1基隆北街与新月路交叉口渠化图4.2交叉口信号配时设计方案4.2.1交叉口信号时间配置整个交通控制体系的安排应当综合考虑时间空间范畴上所有主次干道上交通主体分布，从点线面逐步拓展到系统化的管理之下。道路的交汇处是不同道路相间的点，各种交通参与主体包括机动车、非机动车以及路人在这一狭窄空间中得到集合，是重要的交通控制主题。因此，正确设计道路交叉口，合理的对话与组织到路交汇处的交通是一个提升通行效率与安全得到保障的重要角度。在大多数城市，信号控制是一个进行综合管理的重要方法。信号配时的最重要的是确实最佳周期长度。如果信号灯过于短，交叉口的通行能力会大大下降。但如果信号灯过于长，交叉口又无法提高通行能力。控制范围内的各个路口交通信号配时，必须以交通流量和流向为根据，满足区域控制的基本要求。交通信号控制系统尽量有交通信息的采集与传输功能。4.2.2交叉口信号控制配时方案优化信号灯的具体控制务必需要相应的监管中心来予以管理，可以实时对全市范围内的所有信号灯进行远距离监管与安排，实时控制全部信号装置的时间控制，实时管理与维护信号灯的日常运营。（1）交叉口渠化设计与相位方案设计第一需要整理各个方向车辆入口的具体功能划分，从之前的研究不难发现，全部的车辆入口都没有安排专用的左转车道。第二，研究各个方向的车辆入口应不应当安排左转专用的保护位置。东西南北四个方向路口进入流量分别为20、59、19以及65，均小于200的设置阀值，因此四个进口道都不需要设置左转保护相位，因此，该路口信号灯设置为两相位。（2）各车道直行当量计算依照前文所进行的数据整理与有关分析，结合之前整理得到的各个路口分别转向车流的有关系数、通过计算得到不同方向入口的车流直行当量。表4-1车道组直行西进口当量计算进口方向转向流量直行当量系数直行当量车道组直行当量平均单车道直行当量西进口左592.86169475158直2501250右461.2156根据计算西进口车道组直行当量为475，平均单车道直行当量为158。表4-2车道组直行东进口当量计算东进口左203.1262368123直2291229右641.2177根据计算东进口车道组直行当量为368，平均单车道直行当量为123。表4-3车道组直行南进口当量计算南进口左191.63011338直31131右441.2153根据计算南进口车道组直行当量为113，平均单车道直行当量为38。表4-4车道组直行北进口当量计算北进口左651.318526688直68168右931.21113根据计算北进口车道组直行当量为266，平均单车道直行当量为88。（3）流率比分析与关键车流确定对于所有进口道均满足理想条件，因此直行饱和流率值为1650veh/h。各相位的关键流率比如下： （4-1）（4-2）各相位的关键流率比之和为：（4-3）满足要求，可以进行下一步设计。（4）确定黄灯时间和全红时间黄灯时长表达式： （4-4）全红时长表达式：（4-5）依照上面两个数据式针对黄灯以及全红灯进行时长的分别计算，车辆通过路口时速采取相关道路安全规定的40公里每小时进行计算。因为不同入口的车速设计数值一样，因此路口的黄灯时长全部相同，数据结果为：（4-6）为了方便计算，对黄灯时长取整，A=3s。全红时长与交叉口道路宽度有关，因此相位一与相位二全红时长相同，相位三与相位四全红时长相同，因为该交叉口各进口道都设有行人过街保护相位，所以具体计算过程如下： （4-7）（4-8）为计时方便，相位一取整数3s，相位二取整数3s。因此，各相位的绿灯间隔时间为：（4-9）（4-10）（5）确定信号损失时间一个周期的信号损失时间由所有相位的启动损失及全红时间组成。在没有实测数据的情况下，一般启动损失取3s，一个周期的总的信号时间损失如下：（4-11）（6）确定信号周期时长根据实用信号周期公式，该交叉口的最佳信号周期为：（4-12）为了便于进行信号控制，对计算周期取整，则得到的信号周期时长为C=50s。（7）绿时分配根据公式求得各相位的有效绿灯时长为：（4-13）（4-14）根据公式计算各相位绿灯显示时间并取整，可得：（4-15）（4-16）为避免绿灯显示时间取整过程中产生误差，对绿灯显示时间、黄灯时间和全红时间进行累加，检验是否与周期长相等。检验结果符合进入下一步设计。（8）行人过街时间检验因为金宇大路位于新城区，过街行人较少，忽略不计。因此不需要对相位时间进行检验。对于信号控制交叉口而言，饱和度是衡量该交叉口设施交通服务水平的重要指标。4.3交叉口通行能力分析依照对于基隆北街与新月路交叉路口的调查研究不难发现，南北两侧入口分别有4条道路，东西两侧入口分别有5条道，通过交通信号灯进行交通管制，每个信号灯时间周期为50秒，南北两侧入口绿灯亮起14秒，东西两侧入口绿灯亮起24秒。车流以小型车辆为主，通过时间平均为2.5秒，南北东西四个方向左转车辆分别占到各个方向车流量的19%、28.5%、16%、6%，右转车辆分别占到各个方向车流量的46%、40.6%、13%、20.5%。4.3.1通行能力计算a.计算南进口直行车道的设计通行能力：（4-17）取。则 （4-18）计算左右转车道的设计通行能力南进口属于设有专用左转与右转车道时，进口道通行能力为：（4-19）专用左转车道的通行能力为：（4-20）专用右转车道的通行能力为： （4-21）b.计算北侧入口直行车道的设计通行能力北侧入口直行车道的设计通行能力与南侧入口的设计通行能力相同，即为368pcu/h。北侧入口属于设有专用左转与右转车道时，进口道通行能力为：（4-22）左转弯专用车道的通行能力为：（4-23）右转弯专用车道的通行能力为： （4-24）c.计算东侧入口直行车道的设计通行能（4-25）取。则（4-26）计算左右转车道的设计通行能力南进口属于设有专用左转与右转车道时，进口道通行能力为：（4-27）专用左转车道的通行能力为：（4-28）专用右转车道的通行能力为：（4-29）d.计算西侧入口直行车道的设计通行能力西进口进口道一条直行车道的设计通行能力与东进口的设计通行能力相同，即为627pcu/h。北进口属于设有专用左转与右转车道时，进口道通行能力为：（4-30）专用左转车道的通行能力为：（4-31）专用右转车道的通行能力为：（4-32）交叉口设计通行能力等于四个进口设计通行能力之和故：C=1051+1190+883+853=3977（4-33）已知高峰小时交通量V=1076，得到服务水平计算V/C：V/C=1076/3977=0.27（4-34）4.3.2交叉口服务水平分析能有作用于路口交界处相关安全方向服务水平的影响因素分类可以包括为主观与客观两个方向。其中以主观原因包含了所有能够与人相谈的原因，例如驾驶员的车辆控制以及主观层面上的安全意识等等。而客观原因主要是指非以人的意识而控制的包括路口附近环境特征、路口系统性控制、单一路口行车通过量等等。我们结合了前人相关研究结论与实地考察结果，得出如下表所示的基隆北街与新月路交叉口的通行能力与服务水平。表4-5基隆北街与新月路交叉口的通行能力与服务水平表进口道进口道通行能力交叉口通行能力高峰小时流量V/C服务水平东883397710760.27A西853南1051北1190通过表4-5可知基隆北街与新月路交叉口通行能力是3977，高峰小时流量是1076，V/C是0.27，服务水平为A。4.4本章小结本章的主要内容包含了交叉路口处的渠化设计方案以及信号灯时间方案的具体优化。对整个交叉路口不同方向的相位进行针对性设计，估算具体的通行容量。进而进行分析，针对交叉口直行车道通行能力，左转车道通行能力，右转车道的通行能力逐一进行计算分析优化第五章基隆北街与新月路交叉口优化设计5.1基新交叉口主路优化设计合理设置车道，提高通行能力。可以把各车道的进口拓宽，进行交叉口的渠化，合理的设置行人等待区和自行车等待区，对此提出以下几个改进措施和建议。车道进口可以扩大幅度。增加进口车道的数量。南面进口，扩大北面进口，提高进口路的宽度。通过扩大交叉口的空间宽度，缩小导流岛，合理分配车道宽度，调整道路的设施和标线，除去妨碍交通的建筑物和构筑物等措施，充分挖掘潜交叉口利用空间，在满足规范的同时增加车道数量道路区间的改造和专用车专用道的运行相结合，避免交叉口车辆之间发生冲突。5.1.1交叉口车道进口拓宽进口途径扩大。东、南、西三条进口通道都没有拓宽进口通道的宽度。只有北方的进口路在交叉口打开车道然后左转。为了使平面交叉口的出入口的通行能力尽可能与道路的通行能力致，需要增加进出口车道的数量。交叉口比马路多一两条车道，也就是说，车道的宽度变宽了。图5-1交叉口进口拓宽图汽车在拓宽车道的过程中，通过驾驶员的感知反应，通过减速缓行横向移动等环节，拓宽车道长度，对道路的交通效率和交通安全产生重要影响。车道的设计长度不够的话，排队的车容易溢出，对汽车的安全减速也没有作用。道路中线的偏移法是在进行交叉口的水路化设计时，为了增加进口道的车道数量，提高通行能力，将道路的中心线向出口道的方向错开这样的表示措施。如果增加进口车道的数量，入口和出口的车道就会错开。因此，道路中间线偏移法的设计目的主要是为了增加进口路，增加左转专用车道，消除错位的影响，这种方法在城市道路的交叉点改造的设计中经常使用。要解决堵车交叉口的交通问题，要与周边的交叉口联动控制，控制周边车辆的流动，同时调整进入堵车交叉口的车辆流动，形成“外断内稀”的控制模式，减少堵车交叉口的交通压力有必要让集中的车流急速避难。形成上下交叉路口和协调控制，精确控制上下交叉口车辆流动的通行时间，减少车辆行驶损失时间，达到提高道路通行效率的目的。5.1.2合理划分车道优化设计通过合理划分道路，汽车、行人在各自的道路上行走，交通变得顺畅，市民的通行不仅更加便利，而且视野也更加开阔。行人和自行车在同一区域等红绿灯，但是上下班高峰时会有点混乱。整修后，行人和自行车的待机区域被分离，不仅安全，通行效率也大幅增加。市民刘先生对记者说。在东西方向和南北方向分别增加直行车道。东、西、北三个方向的岔路和车道比较清晰，南道口车道的岔路线模糊，司机很难判断自己的驾驶轨道。四个方向的人行横道很清楚。停车线在人行横道后1米处。增加非机动车道，交叉口位置通过标准线将非机动车等区设置在导流岛外侧，导流岛只供行人过马路等，这样不仅解决了非汽车、行人的混行问题非汽车在过了十字路口的效率后也得到了有效的提高。图5-2交叉口左转弯车道设计图增加道路交叉口范围内的车道数量。扩大车道宽度的设计主要是利用车道边的木洞带和人行道空间部分扩大，目的是增加城市道路交叉口范围内的车道数量，提高通行能力。扩大车道宽度的设计原则上应该不受相邻车辆的车长影响。有交通数据的情况下，相邻车辆的队列长度是在峰值时15min以内的信号周期的车道的列数乘以9m决定的。宽车道的长度比这条相邻车道的队伍长。设置两条转弯专用车道时，应加宽上述计算长度60%。没有交通量资料的情况下，扩宽的设计长度必须在以下。支路30至40m,次干道50至70m,主干道70至90m，与支路交叉时取下限，与主干道交叉时取上限。调整车道宽度，增加车道数量进行改造的项目一般受使用地管道等条件的限制，在车道空间难以扩展的情况下，通过缩小现有车道的宽度，可以考虑增加车道的数量。根据规定的要求，进口车道困难时，最小幅3m为宜。限制用地时最好2.8m。5.2交叉口的渠化设计城市的空间很大，但是也有设计科学而不合理的一面。特别是重点道路交叉口的设计。交叉口的存在提高了交通的柔软性和到达性，不过，因为交叉口交的流量大，冲突点多，视线的盲点大，交通事故也多发生了。建议上下班时，每次有大量车辆滞留，都会对通行能力产生巨大影响，加快改造。两个路口的优化必须从水路化的设计着手，但是高度精密化的设计有着交叉优化的灵魂。在这种情况下，可以对两个畸形交叉点进行精密化，进行车道的功能区分、车辆的轨道引导、标识板的配置、电子监视运用等，充分考虑交叉设计的枝叶末节，从整体的优化角度进行设计，实现交叉点控制的精密化、体现了个性化的理念。图5-3交叉口车道划分及车流轨迹图渠化道路的交叉口，应当从目前最拥堵的交叉口入手进行分析，并本着交通安全第一的首要原则，对目前城区内部的交叉口进行具体的实物测算排查，通过对目前主要交叉口上的多余物再排查实现交通能力的提升。提升道路通行效率；优化道路线型；渠化一条左转、调头车道；对右转弯车道实施优化处理。通过利用立体的通行优化方式实现周边建筑以及交通流的联动，实现最优的交叉口效率优化方案的设计。5.2.1交叉口的设施和标线的设置因为目前交叉口并没有较为明确的实体指引，所以在进行渠化的过程当中进行实体指引存在极强的必要性。因此，为了能够规范司机的路上行驶，减少行车道路上的主观随意性，故采用了“渠化交叉”的构造法，即通过交通岛的设置，封闭部分交叉口，以禁行的方式实现分散车辆流动交叉的冲锋点。以此证明渠化作为十分重要的行车效率提升手段，能够在提升通行效率的同时，降低交通事故发生的频率。道路交叉口面积与行车效率并非成正相关关系，交叉口的面积过大会使得交叉口中心与排队线距离过远，从而无法实现效率的提升，从横到道缘延长线留有一辆的位置开始向外作为步行者用的人行横道的位置。人行横道外侧的移动量根据交叉口的进口车道数量和右边的换乘交通量来调整。问题的提出应当基于设计的原则，若不遵守，则很容易得到相反的结果。5.2.2合理划分自行车等待区的设置增设了自行车左转等候区，规范了左转自行车的行驶路线。各进口的停车线向前移动，尽量减少交叉口的大小，缩短车辆出来的时间。在各个进口道路上必须更新配车线和导游箭头。各进口车道在停车前需要追加新的指示箭头。各进口应增加指示方向、地点、距离等的标识，作为指示车道、非机动车道、车道方向的标识来使用。在这个右侧的安全岛附近的非机动车道路上，从停车线前开始纵向宽约3米的正方形区域正在延伸。区域内部显示自行车标志的图形。在左年等候区和配套使用的自行车等候区。但是，和左转的等候区不同，不是车的信号灯亮了的话，就可以进入自行车的等候区。像汽车一样，直行灯亮了的话可以进入左边。摩托车和电动车都可以进入自行车等候区，所有的通行周期多可以通过七八辆左右，在增加交叉口的通行率的同时，也减少了后方等红灯非汽车对右侧汽车的阻挡有利于缓解十字交叉口的交通压力。导流岛交通组织型，根据通常的交叉口，利用汽车通行的剩余空间配置导流岛，在汽车以外的人通过的城市交叉口，可以兼导流岛制作街的安全岛。合理设置导流岛的话，直行、右转车的通行能力会显著提高。导流岛有两个横断设施。导流岛交通机关设置了右转专用车道，适合旋转半径较大的交叉口。5.2.3合理划分行人等待区的设置原交叉口的红灯区行人和车辆以外的车辆停车等候的情况非常混乱。红灯亮后，不是汽车的车也在继续行驶。大约3、4米左右，停在右边的转弯处。许多交叉口都停止了协商，但后面涌来的车流已经阻挡了前面越线的退路。协管也一边苦笑一边摇头。在很短的时间内，不是车，开车有三分之二。另一方面，过铁道的停车更多，行人无视信号灯走的人也不少。每当红灯时，有人会穿过白线，或走到马路中间。不仅影响了右转的车辆通行，也给自己的安全带来了危险。管理人员几乎每天都会因为这件事和人吵架。这个混乱是为了“强制诱导”行人等候区，与以前的自动车道前端的简单的白线不同，这个非自动车道前端的表示线是黄色的，有行人等候区的文字。在交叉口的各步行者等候区可以立巨大的太阳伞。每当遇上烈日和雨天，行人等候区都会为行人提供遮阳伞。红灯亮了，行人在黄色显示线前等着，以前的红绿灯强盗的混乱发生了很大的变化。对于步行者等候区这种新的东西，很多人不是故意用自行车无视信号灯，而是地面上的表示线不清楚。也有行人不小心横过马路的。其实大家也知道。红灯亮了，往前走就没意义了。但是，时间一长，很多人就会觉得这件事很奇怪，成为习惯。图5-6行人等待区设置图因为行人等待区的标识变得明确了，所以步行者当然要注意。时间长了，这个好习惯就会自然形成。5.3小结本章反映了长春市基隆北街与新月路的交叉口位于市中心的北部。基隆北街以中心市区的东西为主要通道，所以现状的条件很好。新月路是长春市南北干线道路，沿线建筑密集，土地利用强度高。经过交叉口渠化以及合理增设行人与自行车等待区的设置，交叉口存在的问题得到了适当的解决方法。第六章结论与展望6.1结论道路十字路口是交通系统的关键节点。公路交叉口的交通效率决定了交通系统的综合效率。本论文的主要成果如下：（1）我们研究了在复杂的交通条件下红绿灯处车辆流动，非车辆流动和行人流动的交通特性和规则，以及红绿灯路口交通流量的原因。（2）也有关于信号十字路口人行横道设定的研究。首先，为了将人行道的基本速度和人行横道步数相组合，确保人行横道的人行横道，分析设定形状的现有问题，设定十字路口的距离和设定位置，计算人行横道的最小宽度。对人行道的绿色时间、车道宽度等问题进行了定性分析，制定了优化计划。（3）基于实际信号控制道路交叉点的研究成果的应用，分析了通道数量的通道化，车道方向的功能，出口车道的数量等。高速公路十字路口的非汽车交通路和行人十字路口的东，西，南和北道路的入口道路的拓宽部的解析和优化。十字路口和车辆的十字路口起着重要的作用。另一方面，为了提高驾驶员和行人的安全性，有必要修正道路十字路口的交通流转换推进方向。由于交通量大幅度减少等平面道路交叉路口的诸多缺点，车辆的集会也会产生相互干涉，是交通事故多发的地方。本文主要针对交叉口设计方法进行优化，利用基隆北街与新月路交叉口的基础数据进行研究，根据计算结果进行信号配时的设计。与公共交叉点连锁方法相比，采用了合理的信道方案来减少交叉点处的碰撞并确保行人的安全性。6.2不足与展望交叉路口信号灯的设计是重工作，需要很多数据与特定道路状况的分析相结合。这不能只基于时间内的业务数据安装。同时，也要考虑到地区经济的发展和居民的满意。这样做的话，就能达到设计的目的。本文提供了信号灯设计的理论数据支持，但有几个缺点需要改进，这可以大致分为四个方面。（1）通过这项调查，发现信号控制设备中存在缺陷和交叉点上的具体计划。有几个特定的理由。第一个路口是在十字路口不仅存在汽车信号，还存在非汽车信号，还设置了行人横穿信号的点。在某种意义上，这是路混沌的主要原因之一。第二点是时机时间不正确。在车辆的研究中，外出的情况一般不被考虑。因此，需要尽可