交通工程課程設(shè)計

1、交通工程課程設(shè)計任務(wù)書設(shè)計任務(wù)：某路口飽和年的交通整治方案資料整理；現(xiàn)狀路口通行能力計算（機動車、非機動車）;飽和年的確定；飽和年交通組織方案；飽和年信號配時；飽和年路口分流渠化設(shè)計；路段上公交停靠站設(shè)計。設(shè)計依據(jù)1、路口現(xiàn)狀幾何尺寸，如圖1所示；圖1現(xiàn)狀路口圖2、路口歷年機動車高峰小時交通量，如表1；歷年機動車高峰小時流量表（單位：輛/小時）表1年份1994199519961997199819992000PHV2500259027102800289029803040年份2001200220032004200520062007PHV31303310350036103730386039803、2

2、007年路口機動車高峰小時流量、流向資料，如表2；表2（單位：輛/小時）小汽車出租車大客車中巴小貨車摩托車自行車北進 口右轉(zhuǎn)440002615810直行172002601908左轉(zhuǎn)4000012924南進口右轉(zhuǎn)410182149266218直行212000341960左轉(zhuǎn)3200010220東進口右轉(zhuǎn)520002824628直行274400863360左轉(zhuǎn)44662101103902西進口右轉(zhuǎn)740004618026直行35060010035628左轉(zhuǎn)36000205824、現(xiàn)狀路口的控制方式燈控路口（二相位），信號周期110秒，其中東西向綠燈各為60秒，南北向 綠燈為44秒。5、機動車流中，

3、小車占50%，大車占44%，拖掛車及通道車占6%。6、2008年時，東西向道路上擬開行15路、16路公共汽車，其中15路發(fā)車間隔 為2分鐘，16路發(fā)車間隔為3分鐘。設(shè)計內(nèi)容一、資料整理:1） 按當(dāng)量交通量換算2007年該路口流量流向表，如表3所示;表3（單位：輛/h）流 向小汽 車出租 車大客 車中 巴小貨 車摩托 車當(dāng)量合 計自行 車北進 口右轉(zhuǎn)4400026158148.810直行17200260190347.28左轉(zhuǎn)400001292964南進 口右轉(zhuǎn)4101821492662865.618直行21200034196344.80左轉(zhuǎn)32000102256.80東進 口右轉(zhuǎn)52000282

4、46195.228直行274400863365500左轉(zhuǎn)4466210110390803.22西進 口右轉(zhuǎn)7400046180219.626直行350600100356658.428左轉(zhuǎn)36000205891.22機動車當(dāng)量合 計21423442662428864376.82）機動車交通量預(yù)測：根據(jù)路口歷年機動車高峰小時交通量表，利用Excel繪出趨勢線，如圖2所示:圖2歷年機動車高峰小時流量趨勢圖趨勢線為二次多項式 y=2.822（二-墮三）I72.36 （x-1993） +2440。以此模型計算機動車總量，并與觀測所得的實際機動車總量對比，如表4所示:擬合的誤差表表4年份199419951

5、9961997199819992000PHV2500259027102800289029803040擬合PHV2515.182596.012682.482774.592872.352975.753084.8擬合誤差0.61%0.23%-1.02%-0.91%-0.61%-0.14%1.47%年份2001200220032004200520062007PHV3130331035003610373038603980擬合PHV3199.493319.823445.83577.423714.693857.64006.15擬合誤差2.22%0.30%-1.55%-0.90%-0.41%-0.06%0.6

6、6%由上表知，擬合的誤差不超過3%，誤差非常小，可以以此模型來預(yù)測未來機動車總量?，F(xiàn)狀路口通行能力1）機動車通行能力該交叉口的每個進口道由兩條機動車道組成，分別為直左車道和直右車道。按城市道路設(shè)計規(guī)范中的停車線法計算機動車能行能力。排隊待行的第一輛車從起動到通過停車線的時間，不同車種混行時取2.3S， 車隊通過停車線的間隔時間取3.26S；折減系數(shù)取0.8。燈控路口（二相位），信 號周期110秒，其中東西向綠燈各為60秒，南北向綠燈為44秒。直左車道中左 轉(zhuǎn)車輛比例取20%。直行車道通行能力計算公式：二二3600（ 二 /：+1）：/T一條直行車道的設(shè)計通行能力（pcu/h）W信號周期綠燈時間

7、（s）T信號周期時間（s）二排隊待行的第一輛車從起動到通過停車線的時間（s）；不同車種混行 時取2.3S:車隊通過停車線的間隔時間（s）取3.26S折減系數(shù)取0.8直右車道通行能力：“二二直左車道通行能力：。疽上（1132，需要按照規(guī)范公式3.2.312折減。折減后通行能力為 930.2-2186.04-132）=822.12 （輛/h）。西進口：直行車道通行能力二=3600（ （60-2.3） /3.26+1） 0.8/110=489.58 （輛/h）。直右車道設(shè)計通行能力二匚=489.58 （輛/h）。直左車道設(shè)計通行能力L f （K./2） =489.58尺（1-0.5 E.2） =44

8、40.62 （輛/h）。西進口設(shè)計通行能力為。二.+匚_=930.2 （輛/h）。驗算是否需要折減：設(shè)計左轉(zhuǎn)交通量為0.2X930.2=186.04132，需要按照規(guī)范公式3.2.312 折減。折減后通行能力為930.2-2,（186.04-132）=822.12 （輛/h）。南進口設(shè)計通行能力二二3600（6-二/：+1）；/T。-取 60,則有直行車道通行能力二二3600（ （44-2.3） /3.26+1） 0.8/110=361.08 （輛 /h）。直右車道設(shè)計通行能力“=361.08 （輛/h）。直左車道設(shè)計通行能力匚_=C（1_/2） =361.08 132,需要按照規(guī)范公式3.2

9、.312 折減。折減后通行能力為 686.05-2X (137.21-132)=675.63 (輛/h)。北進口：直行車道通行能力二二3600( (44-2.3) /3.26+1八0.8/110=361.08 (輛/h)。直左車道設(shè)計通行能力二_二二(E/2) =361.08 尺(1-0.5 E. 2) =324.97 (輛/h)。北進口設(shè)計通行能力。如+匚_=686.05 (輛/h)。驗算是否需要折減：設(shè)計左轉(zhuǎn)交通量為0.2X686.05=137.21132,需要按照規(guī)范公式3.2.312 折減。折減后通行能力為 686.05-2X (137.21-132)=675.63 (輛/h)。因此，

10、交叉口通行能力為：C 總=(822.12+675.63)X2=2995.5 (輛/h)。2 )非機動車通行能力：一條自行車車道寬1m。不受平面交叉口影響時，一條自行車車道的路段可能 通行能力按下公式計算：村伸=3600畫瓦/ 0 (平-0.5)(3-2* 2-1)式中 一一一條自行車車道的路段可能通行能力(veh/(hm)；連續(xù)車流通過觀測斷面的時間段(S)； 在 時間段內(nèi)通過觀測斷面的自行車輛數(shù)(veh)；1 一一自行車車道路面寬度(m)。路段可能通行能力推薦值，有分隔設(shè)施時為2100veh/(hm)；無分隔設(shè)施時為1800veh/(h m)。不受平面交叉口影響一條自行車車道的路段設(shè)計通行能

11、力按下式計算:Nl缶,卻的(&么2 2)式中Nb一條自行車車道的路段設(shè)計通行能力(veh/(ch m)；a b自行車道路的道路分類系數(shù)，見下表自行車道的道路分類系數(shù)道路分類快速路、主十路次十路、支路a b0.800.90受平面交叉影響一條自行車車道的路段設(shè)計通行能力，設(shè)有分隔設(shè)施時，推 薦值為10001200veh/(hm)；以路面標(biāo)線劃分機動車道與非機動車道時，推 薦值為 8001000veh/(h m)。由于此交叉口自行車交通量較小，所以采用推薦值的較小值800 veh /(hm)。3)交叉口信號配時現(xiàn)狀(黃燈時間取3S)；此路口采用了二相位的信號控制，信號周期110秒，其中東西向綠燈為6

12、0 秒，南北向綠燈為44秒。交叉口現(xiàn)狀相位圖如圖3所示:圖3交叉口現(xiàn)狀相位圖如圖交叉口現(xiàn)狀流量流向如圖4所示圖4 交叉口現(xiàn)狀流量流向圖三、流量預(yù)測及飽和率的確定1）總量預(yù)測模型機動車：根據(jù)路口歷年機動車高峰小時交通量表，利用Excel繪出趨勢線（見圖2）：趨勢線為二次多項式y(tǒng)=2.822:丁+72.36x+2440據(jù)此預(yù)測未來機動車交通量如表6所示：表6預(yù)測交通量年份200820092010201120122013201420152016預(yù)測交通量416043204485465748345016520453985597機動車總量預(yù)測5800560054005200500048004600440

13、04200400020082009 2010 20112012 2013 2014 20152016年份圖5 機動車總量預(yù)測非機動車流量預(yù)測：按年增長率的方法給出預(yù)測模型，如下圖所示，取年增長率為5%，則非機 動車總量為：N=126X m非機動車總量預(yù)測表7年份200820092010201120122013201420152016預(yù)測交通量132.3138.9145.9153.2160.8168.9177.3186.2195.46非機動車總量預(yù)測200820092010 2011201220132014 20152016年份555555555098765432211111111 晨陷郵涵、部

14、椅屆#圖6 非機動車總量預(yù)測2）飽和年的預(yù)測將機動車輛通行能力作為某年實際交通量代入機動車總量預(yù)測公式中，反算 飽和年。公式為 2996=2.822（二-二3）一+72.36（x-1993）+2440反算知機動車輛通行能力在1999年達到飽和，而此時非機動車輛通行能力 遠未達到飽和。3）機動車流量流向預(yù)測假設(shè)路口機動車流量流向比例不發(fā)生變化，故可根據(jù)飽和年的預(yù)測流量和現(xiàn)狀流量流向比例，確定未來的流向流量。預(yù)測五年后的交通量，如表8所示，2012年機動車流量流向預(yù)測表8 （單位：輛/h）2012年機動車流量流向預(yù)測（總量4834）東進口直行左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)總計流量6088882151711西進口直行左轉(zhuǎn)

15、右轉(zhuǎn)總計流量7281012421071南進口直行左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)總計流量381639571401北進口直行左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)總計流量384106164654圖7 2012年交叉口流量流向圖四、飽和年信號配時采用四相位。交叉口進口等效交通量計算公式：V=（Vs+0.5H+0.6L）/nVs交叉口進口實際交通量（輛/h）H公交車、貨車車輛數(shù)（輛/h）L左轉(zhuǎn)車輛數(shù)（輛/h）n進口有效車道數(shù)拖掛車及通道車占6%，以此作為公交車、貨車。第一相位，放行東西方向的左轉(zhuǎn)、除右轉(zhuǎn)外其他禁行Q 東左二(888X0.6+888X0.06X0.5) /2=280 (輛/h)Q 西左二(101X0.6+101X0.06X0.5) /2=

16、32 (輛 /h)V1 = max ( 280, 32) = 280 (輛/h)第二相位，放行東西方向直行、除右轉(zhuǎn)外其他禁行Q 東直=(608+608X0.06X0.5) /2=313 (輛/h)Q 西直=(728+728X0.06X0.5) /2=375 (輛/h)V2= max (313, 375) =375 (輛/h)第三相位，放行南北方向左轉(zhuǎn)、除右轉(zhuǎn)外其它禁行Q 南左二(63+63X0.6+63X0.06X0.5) /2=51.5 (輛/h)Q 北左二(106+106X0.6+106X0.06X0.5) /2=86 (輛/h)V3= max (51.5, 86) =86 (輛/h)第四

17、相位放行南北方向直行、除右轉(zhuǎn)外其它禁行Q 南直=(381+381X0.06X0.5) /2=196 (輛/h)Q 北直=(384+384 X0.06X0.5) /2=198 (輛/h)V4 =max (196, 198) =198 (輛/h)故交叉口總的等效交通量為：Ve =V1+V2+V3+V4=280+375+86+198=939 (輛/h)周期長度、相位數(shù)、等效交通量之間有以下關(guān)系：T= 13330P/(1333-Ve)式中T周期時間(s)；P相位數(shù)；Ve等效交通量(輛/h).初設(shè)周期長T=13330*4/(1333-939)=135.3s , 一般周長取5的整數(shù)倍，故 取140s，取黃

18、燈時間為3s,則總的綠燈時間為G=140-4*3=128s，分配如下：第一相位綠燈時間為G1=128X (280/939)=38s第二相位綠燈時間為G2=128X (375/939)=51s第三相位綠燈時間為G3=128X (86/939)=12s第四相位綠燈時間為G4=128X (198/939)=27s2012年信號配時驗算與確定按以上方法分配的綠燈時間是否能滿足車輛放行要求，可用下式來檢驗:G=2.1x+3.7s式中G 某一相位車輛放行所需綠燈時間(s)；X周期內(nèi)的來車數(shù)，可查表(見交通工程學(xué)256頁)而得: 柏松流平均到達率Mi與周期內(nèi)來車數(shù)xi關(guān)系表(置信度95%)：M1=280X

19、128/3600=10 x1 =15 G1=2.1X 14+3.7=35.2sM2=375X 128/3600=13.3 x2 =20 G2=45.7sM3=86X 128/3600=3.1x3=6 G3=16.3sM4 =198X128/3600=7.1 x4=12G4=28.9s需要的總綠燈時間為36+46+17+29=128s,與試算的綠燈時間吻合故而最終確定配時方案為：第一相位綠燈時間為G1=37s第二相位綠燈時間為G2=161*(386/1024)=49s第三相位綠燈時間為G3=161*(114/1024)=14s第四相位綠燈時間為G4=161*(209/1024)=28s飽和年信號

20、配時如圖8所示：圖8 2012年信號配時方案五、分流渠化可見，在2012年時，高峰小時交通量遠遠大于設(shè)計通行能力，而且在高峰時段一個信號周期內(nèi)，交叉口各進口道各方向的交通量為：表9(單位：輛/h)2012年高峰時段一個信號周期內(nèi)的流量流向預(yù)測東進口直行左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)總計流量21.631.67.660.8西進口直行左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)總計流量25.93.68.638.1南進口直行左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)總計流量13.52.23449.7北進口直行左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)總計流量13.63.85.823.2渠化方案為：東進口車道拓寬為4車道，左轉(zhuǎn)專用車道2條，直行車道、右轉(zhuǎn)專用車道各 一個。出口道拓寬為4車道，共有8條車道，每條車道寬3.25米。

21、西進口車道拓寬為4車道，直行車道2條，左轉(zhuǎn)車道，右轉(zhuǎn)車道各1條 西出口拓寬為4車道，共8車道，每條車道寬3.25米。南進口車道拓寬為4車道，2條直行車道，左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)車道各1條，出口車 道為4車道，共8車道。北進口車道拓寬為4車道，2條直行車道，左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)車道各1條，出口拓 寬為4車道，共8車道，每條車道寬3.25米。交叉口設(shè)計車速40km/h，轉(zhuǎn)彎車速20km/h,右轉(zhuǎn)車道漸變段長度Ld=30m， 減速所需長度Lb為20米。各進口等候車隊長度以一個周期內(nèi)因紅燈受阻排隊的直行車輛長度計算， 按照下公式計算：Ls=nXLnn一次紅燈受阻的車輛Ln直行車輛車身長度，取6米n=CX(1-a)X/NC每條直行車道的通行能力右轉(zhuǎn)車比例P該向紅燈占周期長的比例N每小時周期數(shù)排隊車輛數(shù)參數(shù)表表10進口CaP-N東進口3150.1250.62925.7西進口3150.2260.62925.7南進口1830.6840.77925.7北進口1830.250.77925.7東進口排隊車輛為7輛，Ls=42米 西進口排隊車輛為6輛，Ls=36米 南進口排隊車輛為2輛，Ls=12米 北進口排隊車輛為5輛，Ls=30米右轉(zhuǎn)車道長度Lr=Ld+max（Lb，Ls） 故拓寬的右轉(zhuǎn)車道長度如下表所示：右轉(zhuǎn)車道長度表11 （單位：