交叉口信號周期優(yōu)化調(diào)查

第一章交叉口簡介1.1目標(biāo)交叉口1.1.1目標(biāo)交叉口現(xiàn)狀及特征目標(biāo)交叉口：文明大道、楊公路與飛龍島大橋相交形成的十字交叉口。道路交通環(huán)境分析：(1)文明大道屬贛州市章貢區(qū)內(nèi)的主要通道，連接城市中心商業(yè)區(qū)，城郊與新老城區(qū)。是城市交通網(wǎng)絡(luò)中占有重要位置的一條道路。(2)交叉口往南約400米處是飛龍島大橋，該橋連接黃金區(qū)與章貢區(qū)，它是城市居民進(jìn)出贛州市城區(qū)最重要的通道之一。很多政府機(jī)關(guān)及事業(yè)單位位于黃金區(qū)內(nèi)，例如贛州市計劃生育辦公室、贛州章貢區(qū)職業(yè)衛(wèi)生學(xué)校、人事大廈等，上下班高峰時期文明大道就成為職工進(jìn)出城區(qū)的主要道路。圖1-1文明大道——飛龍島大橋交叉口示意圖標(biāo)注：此圖方向?yàn)樯媳庇覗|型，東西、南北基本對稱。北進(jìn)口道斷面為三塊板形式，設(shè)計車速35km/h。車道寬為6.9m，中央分隔帶寬（雙黃線）0.49m，人行橫道寬5.1m，有專用右轉(zhuǎn)車道，其寬為4.45m。且為雙向4車道，右轉(zhuǎn)專用車道寬為4.9m。東進(jìn)口道斷面為三塊板形式，設(shè)計車速為35km/h.車道寬為9.5m，中央分隔帶寬0.55m，人行橫道寬為4.4m，有右轉(zhuǎn)專用車道，其寬為4.57m.且為雙向4車道，右轉(zhuǎn)專用車道寬為5.2m。具體尺寸如下表：項(xiàng)目單位進(jìn)口方向東西南北進(jìn)口道出口道進(jìn)口道出口道進(jìn)口道出口道進(jìn)口道出口道道路等級主干道主干道主干道主干道斷面形式三塊板（機(jī)非綠化分隔帶）三塊板（機(jī)非綠化分隔帶）三塊板（機(jī)非綠化分隔帶）三塊板（機(jī)非綠化分隔帶）設(shè)計車速km/h35353535設(shè)計車輛車種小車小車小車小車小車小車小車小車車道數(shù)車道22332222車道寬m9.57.67.26.9右轉(zhuǎn)專用車道m(xù)4.574.24.34.45車道功能劃分直、直左專用車道直、直左專用車道直、左轉(zhuǎn)專用車道直、左轉(zhuǎn)專用車道中央分隔帶寬

(雙黃線）m0.550.520.50.49機(jī)非分隔綠化帶寬m1.751.751.741.741.731.7322非機(jī)動車道寬m5.15.15.435.434.354.354.854.85人行橫道寬

（機(jī)動車道）m4.454.75.1人行橫道寬

（右轉(zhuǎn)專用車道）m5.25.44.44.9(3)交叉口以北約600米有三康廟市場，目標(biāo)交叉口附近還有章貢區(qū)國稅局、市人事局、大眾超市、太平洋娛樂城等公共場所，在交通高峰時期這些潛在交通源大大增加了目標(biāo)交叉口的交通壓力。(4)交叉口附近是居民住宅聚集區(qū)，例如金樽花園、越秀花苑等居民區(qū)。這些區(qū)域都是交通的主要發(fā)生吸引源，它們都可能是文明大道——飛龍島大橋交叉口交通正常運(yùn)行產(chǎn)生影響。圖1-2文明大道——飛龍島交叉口尺寸圖目標(biāo)交叉口中文明大道為東北走向，北端為三康廟，南端為飛龍島大橋，西向?yàn)闂罟?，東南兩端夾角大約為80度，不是嚴(yán)格正交交叉口。其路面寬度為9.5m，兩側(cè)均是寬分別為2.55m的非機(jī)動車道，機(jī)動車道為單向雙車道，即雙向4車道。文明大道為市區(qū)主干道與紅旗大道平行，路面寬度為27.1m。兩側(cè)均由寬度為1.8m的車道綠化帶隔離出寬度為5.1m的非機(jī)動車道。機(jī)動車道為單向雙車道，即雙向四車道，每個車道的寬度為3.3m。車道渠化標(biāo)志標(biāo)線尚不完善。1.1.2交叉口幾何結(jié)構(gòu)文明大道——飛龍島交叉口東西采用綠化帶將機(jī)動車與非機(jī)動車分離，機(jī)動車道為雙向4車道，有中央分隔帶；南北向也采用綠化帶將機(jī)動車與非機(jī)動車分離，機(jī)動車道為雙向4車道，有中央分隔帶。車道視距基本滿足要求，標(biāo)志標(biāo)線較齊全，具體交叉口道路交通條件見圖1-2。1.2目標(biāo)交叉口的現(xiàn)狀分析1.2.1相鄰交叉口與目標(biāo)交叉口相互影響目標(biāo)交叉口位于贛州市的城市主干道——文明大道上，它的方圓1000米內(nèi)有紅環(huán)路——文明大道交叉口、楊公路——章江北大道交叉口、東陽山路——文明大道等眾多交叉口，而且這些交叉口的交通通暢與否直接影響著目標(biāo)交叉口交通狀態(tài)。1.2.1.1紅環(huán)路—文明大道交叉口與目標(biāo)交叉口相互影響紅環(huán)路——文明大道交叉口位于目標(biāo)交叉口東500m處，其周邊有眾多企事業(yè)單位等，很多職工開私家車或摩托車上下班，為了應(yīng)對這一情況，交警在上下班高峰期間對紅環(huán)路——文明大道交叉口實(shí)行交通管制，在不影響文明大道直行車輛的情況下，少量放行此交叉口車輛駛?cè)爰t環(huán)1.2.1.2東陽山路——文明大道交叉口與目標(biāo)交叉口相互影響東陽山大市場交叉口實(shí)際上是個丁字路口，東陽山大市場是個大型農(nóng)貿(mào)市場，客流密集，在下班高峰期，附近居民多去此處購買農(nóng)貿(mào)產(chǎn)品和生活用品，這個路口交通擁堵不僅僅會對目標(biāo)交叉口南進(jìn)口直行的通行能力產(chǎn)生影響，也同時會對目標(biāo)交叉口其它相位進(jìn)道口的通行能力產(chǎn)生影響。1.2.1.3楊公路—章江北大道交叉口與目標(biāo)交叉口相互影響楊公路——章江北大道交叉口距離文明大道—飛龍島大橋交叉口約800米，因此兩個交叉口相互的交通影響非常明顯，這兩個路口的任何一個路口出現(xiàn)交通問題都會對另一個路口的通行能力產(chǎn)生非常嚴(yán)重的影響，所以在對目標(biāo)交叉口信號進(jìn)行優(yōu)化配時設(shè)計時，必須同時考慮新方案實(shí)行后對楊公路——章江北大道交叉口的影響。1.2.2目標(biāo)交叉口周邊環(huán)境對目標(biāo)交叉口的影響目標(biāo)交叉口周圍的各種環(huán)境特點(diǎn)也是影響交叉口正常運(yùn)行的重要因素。就文明大道-飛龍島大橋交叉口而言，市政部門、居民小區(qū)，餐飲行業(yè)，大型娛樂中心以及各色汽車服務(wù)市場是此目標(biāo)交叉口的主要環(huán)境因素。1居民小區(qū)通過對目標(biāo)交叉口周邊環(huán)境的調(diào)查，我們可以發(fā)現(xiàn)，在目標(biāo)交叉口東北方向多處是大型居民住宅區(qū)。我們通過實(shí)地調(diào)查和搜索地圖發(fā)現(xiàn)，贛州城區(qū)住區(qū)東南部，而目標(biāo)交叉口附近的居民小區(qū)正是處于此區(qū)域，所以此處人口密度較大，交通出行壓力也隨之增大。交叉口圖示如下所示：

2.大型購物中心

出行購物既給城市帶來了經(jīng)濟(jì)效益，同時也帶來了大量交通流。贛州商業(yè)圈主要位于文清路，雖然上述居民區(qū)居民前去購物可以通過營角上路到達(dá)目的地，但這最多也就能為目標(biāo)交叉口分擔(dān)一半由購物出行帶來的交通壓力，剩下的交通量依然要目標(biāo)交叉口來承擔(dān)，實(shí)質(zhì)上還是增加了目標(biāo)交叉口的交通壓力。3.各色市場在文明大道沿線分布著各種規(guī)模的市場，它們?yōu)榫用裉峁┝吮憷?，多?shù)市場位于目標(biāo)交叉口東側(cè)，雖然靠近居民小區(qū)，但是距離目標(biāo)交叉口較近，無形中也為目標(biāo)交叉口帶來了很大交通壓力。第二章交通調(diào)查2.1交通基本情況近年來，贛州市區(qū)，特別是建成區(qū)交通擁堵現(xiàn)象越來越嚴(yán)重，并出現(xiàn)了一些新特點(diǎn):（1）道路車流量增大,形成高峰時間延長，平峰時段流量不減,擁堵路段數(shù)量和擁堵程度總體上升；（2）新司機(jī)增多,導(dǎo)致事故發(fā)生頻率、事故起數(shù)和交通管理難度增加；（3）雙休日、節(jié)假日機(jī)動車出行量增大,導(dǎo)致節(jié)假日交通擁堵日益嚴(yán)重。（4）城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶動生活節(jié)奏提高，致使越來越多的城市居民選擇汽車、摩托車作為代步工具。導(dǎo)致這些新特點(diǎn)的主要原因?yàn)?一城市的機(jī)動車保有量增長過快,而道路并未進(jìn)行相對應(yīng)的改造，致使現(xiàn)有的道路不能緩解出現(xiàn)的交通擁擠以及道路堵塞等交通現(xiàn)況。二市區(qū)大容量、快捷的公共交通嚴(yán)重不足,導(dǎo)致對交通需求越來越多的出行者選擇私家車、出租車或摩托車，作為代步工具。三贛州市中心區(qū)開發(fā)強(qiáng)度過大,導(dǎo)致交通流量的時空分布失調(diào),高峰時段中心區(qū)交通流量為郊區(qū)的數(shù)倍，超出市中心現(xiàn)有的交通負(fù)荷。四路網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理,雖然棋盤式城市道路網(wǎng)絡(luò)骨架已初步形成,但仍處于網(wǎng)絡(luò)稀,支線、次干道少的境地，仍不能有效解決城市交通問題。城市平面交叉口是道路交通的樞紐，城市的交通問題往往突出地表現(xiàn)在交叉口上，因此了解平面交叉口的交通狀況對整個道路的交通現(xiàn)象分析和解決是十分重要的。為了解決城市交叉口的交通擁堵及其他道路交通問題的情況，這就需要收集并掌握道路交通車流的活動信息,摸清交通流相關(guān)變化的規(guī)律，特別是道路各路段的引道交叉口的交通情況。2.2交通調(diào)查方法此次調(diào)研報告將文明大道—飛龍島大橋交叉口作為目標(biāo)交叉口，并對其進(jìn)行相關(guān)交通流量進(jìn)行調(diào)查，以及以此交叉口為中心的附近相關(guān)連的交叉口也進(jìn)行了高峰時段交通流量的調(diào)查?？紤]到交通調(diào)查的工作量及調(diào)查人員數(shù)量、素質(zhì)等問題，本次調(diào)查使用人工計數(shù)法進(jìn)行交通調(diào)查。2.3調(diào)查時間為使調(diào)查數(shù)據(jù)不失客觀性，同時又考慮交通調(diào)查的要求，我們對目標(biāo)交叉口進(jìn)行四天的定時時段的交通調(diào)查。表2-1交通調(diào)查表組長調(diào)查人員調(diào)查 調(diào)查人調(diào)查日期：年月日時間：時分——時分車型：口大車口小車口摩托車轉(zhuǎn)向：口左轉(zhuǎn)口直行口右轉(zhuǎn)以10分鐘為一周期12345口東口西口南口北進(jìn)口道第一時間段第二時間段第三時間段第四時間段第五時間段第六時間段第七時間段第八時間段第九時間段第十時間段第十一時間段第十二時間段全天時段交通調(diào)查(7：30—21：00)有四天，具體情況如下示：20102010年12010年12010具體調(diào)查時段周期劃分見調(diào)查表2-1。高峰時段主要是工作上下班以及學(xué)生上學(xué)和放學(xué)時間，選取的調(diào)查日期前后沒有重要節(jié)日，時間跨度長達(dá)一個星期，所以具有普遍性和代表性。調(diào)查時間為7：30—11:30、16：30——18：30時間段的交通流量狀況，全面掌握道路交通的活動信息。在每個調(diào)查時段中,由于該交叉口信號周期約為2min，因此將5個信號周期劃分為一個時間段，將該時段調(diào)查得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計整理。2.4調(diào)查內(nèi)容此次課題調(diào)查內(nèi)容主要是對文明大道—飛龍島大橋交叉口進(jìn)行以下內(nèi)容的調(diào)查。（1）延誤在道路或路網(wǎng)的總延誤中，交叉口的延誤所占比例一般都在80%以上，可見交叉口的延誤調(diào)查對分析道路交通運(yùn)行狀況的重要性。此次課題調(diào)查設(shè)計的延誤也主要是交叉口延誤調(diào)查。交叉口延誤主要的影響因素有：一是道路條件，包括交叉口各進(jìn)口的車道數(shù)、寬度、入口控制方式等；二是交叉口的交通條件，包括各進(jìn)口的高峰交通量及其流向分配、車輛類型、駛進(jìn)交叉口的車速等。三是交叉口的交通管制方式，包括交叉口的類型、信號周期、信號配時、綠信比、行人過街橫道控制等。（2）交叉口的基本參數(shù)包括交叉口各進(jìn)口的車道寬度、車道組成、隔離帶相關(guān)數(shù)據(jù)以及交叉口的平面線形等內(nèi)容，為交叉口的交通狀況分析及信號配時提供依據(jù)。（3）交叉口的交通量構(gòu)成包括交叉口各進(jìn)口車輛種類調(diào)查、車頭時距調(diào)查與計算、交通流向分配等內(nèi)容。主要是對交叉口現(xiàn)有的不合理交通現(xiàn)象提供數(shù)據(jù)證明，以及對交叉口改進(jìn)設(shè)計提供數(shù)據(jù)來源。（4）交叉口車輛的相關(guān)車速包括大車、小車、摩托車的地點(diǎn)車速、區(qū)間車速以及各進(jìn)口直行和轉(zhuǎn)向的車速等。同樣是為交叉口信號優(yōu)化提供數(shù)據(jù)分析和論證。（5）交叉口沿線交通調(diào)查主要內(nèi)容包括沿線的交通環(huán)境、交通秩序的調(diào)查，具體細(xì)分的調(diào)查內(nèi)容是沿途主要交通發(fā)生及吸引點(diǎn)的情況、車輛通往順暢性、交通影響管制設(shè)施情況以及周邊自然環(huán)境等。2.5調(diào)查數(shù)據(jù)整理根據(jù)要求將調(diào)查獲得的各項(xiàng)交通資料進(jìn)行整理和分析,并折合成小汽車當(dāng)量數(shù)。其中機(jī)動車當(dāng)量折合換算系數(shù)為:小型車當(dāng)量折合系數(shù)為1,大型車換算系數(shù)為2,摩托車換算系數(shù)為0.2。具體統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表2-2到2-4所示，我們將在第三章和第四章進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，這里暫不進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。表2-2文明大道—東陽山路交叉口早高峰時段數(shù)據(jù)統(tǒng)計表進(jìn)口道行車方向合計交通量左轉(zhuǎn)直行右轉(zhuǎn)東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—東陽山路交叉口平峰時段觀測數(shù)據(jù)表進(jìn)口道行車方向合計交通量左轉(zhuǎn)直行右轉(zhuǎn)東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—東陽山路交叉口晚高峰時段觀測數(shù)據(jù)表進(jìn)口道行車方向合計交通量左轉(zhuǎn)直行右轉(zhuǎn)東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轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)小客車，單位為：，下面章節(jié)中未加特殊說明的交通量均已轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)小客車，單位為：，第三章現(xiàn)行信號控制方案及評價3.1現(xiàn)行信號控制方案3.1.1目標(biāo)交叉口信號配時圖圖3-1目標(biāo)交叉口現(xiàn)行信號配時圖3.1.2目標(biāo)交叉口現(xiàn)行信號相位圖圖3-2目標(biāo)交叉口現(xiàn)行信號相位圖3.2現(xiàn)行信號控制方案評價3.2.1各進(jìn)口道車輛的通行能力及飽和度計算參考《城市交通設(shè)計指南》相關(guān)理論資料和實(shí)際調(diào)查，將車輛的啟動損失時間定為2s。即各個相位黃燈時間與全紅時間之和等于啟動損失時間，周期為118s，實(shí)際交通量為實(shí)際調(diào)查得到的數(shù)據(jù)，由于平峰時段目標(biāo)交叉口基本能通滿足交通需求，故這只對高峰時段現(xiàn)行信號相位及配時進(jìn)行評價，各個數(shù)據(jù)若未加說明則均指高峰時段數(shù)據(jù)。具體計算公式如3-1到3-4所示。(3-1)(3-2)(3-3)(3-4)各個進(jìn)口道數(shù)據(jù)如下示。（1）第一相位：綠信比實(shí)際交通量飽和流量通行能力飽和度（2）第二相位：綠信比實(shí)際交通量飽和流量通行能力飽和度（3）第三相位：綠信比實(shí)際交通量q=326.8265(pcu/h)飽和流量S=1300(pcu/h)通行能力1300=639.6(pcu/h)飽和度（4）西進(jìn)口車道：綠信比實(shí)際交通量飽和流量通行能力飽和度反映了交叉口各個進(jìn)口道的飽和程度，若該比率超過了1.00，則說明有一個或多個車道組合處于過飽和狀態(tài)，這時，交叉口交通管理、配時設(shè)計等均不適合交通現(xiàn)狀及要求。而從上面的計算可知文明大道——飛龍島大橋交叉口的四個進(jìn)口道中四個進(jìn)口道飽和度均小于1，這說明現(xiàn)行信號相位配時及交通管制措施能滿足交叉口的現(xiàn)狀交通需求。3.2.2各進(jìn)口道車輛延誤及服務(wù)水平計算延誤是反映車輛在信號交叉口上受阻、行駛時間損失等的評價指標(biāo)。信號控制交叉口的服務(wù)水平反映了交叉口所提供的道路、交通及信號條件滿足駕駛員便捷性、安全性、舒適性等需要的程度。通過參考交通調(diào)查的資料，得到延誤計算公式為：（3-5）（3-6）(3-7)(3-8)以下為各個進(jìn)口車道的延誤計算表，各表已將調(diào)查的大小車、摩托車換算成小汽車當(dāng)量，并且換算值已經(jīng)四舍五入處理。3.2.2.1東進(jìn)口延誤表3-1東進(jìn)口道車輛延誤表交叉口延誤記錄表日期：2010-1-13進(jìn)口道：東車型：小車當(dāng)量開始時間在下列時間內(nèi)停在進(jìn)口道停止線之后的車輛數(shù)駛?cè)虢徊婵诘能囕v數(shù)0s-15s15s-30s30s-45s45s-60s停駛車數(shù)不停駛車數(shù)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小計44.657.136.441.478.357.6總計179.5135.93.2.2.2西進(jìn)口延誤表3-2西進(jìn)口道車輛延誤表交叉口延誤記錄表日期：2010-1-13進(jìn)口道：西車型：小車開始時間在下列時間內(nèi)停在進(jìn)口道停止線之后的車輛數(shù)駛?cè)虢徊婵诘能囕v數(shù)0s-15s15s-30s30s-45s45s-60s停駛車數(shù)不停駛車數(shù)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小計239262.6297.4275.8508.616.4合計1074.8525（s）(s)3.2.2.3北進(jìn)口延誤表3-3北進(jìn)口道車輛延誤表交叉口延誤記錄表日期：2010-1-13進(jìn)口道：北車型：小車在下列時間內(nèi)停在進(jìn)口道停止線之后的車輛數(shù)駛?cè)虢徊婵诘能囕v數(shù)0s-15s15s-30s30s-45s45s-60s停駛車數(shù)不停駛車數(shù)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小計54.65169.453.5100.631.3合計228.5131.9(s)(s)3.2.2.4南進(jìn)口延誤表3-4南進(jìn)口道車輛延誤表交叉口延誤記錄表日期：2010-1-13進(jìn)口道：南車型：換算后車型開始時間在下列時間內(nèi)停在進(jìn)口道停止線之后的車輛數(shù)駛?cè)虢徊婵诘能囕v數(shù)0s-15s15s-30s30s-45s45s-60s停駛車數(shù)不停駛車數(shù)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小計166.9217.7169.7212.6214.815.4總計766.9230.2(s)(s)每車平均延誤數(shù)值與信號交叉口服務(wù)水平的對應(yīng)關(guān)系列表如表3-5所示。按照表格所示，文明大道——飛龍島交叉口個別進(jìn)口道延誤較大，尤其是南北兩個進(jìn)口道的延誤，其服務(wù)水平達(dá)到C、D級，車輛在交叉口延誤比較嚴(yán)重，需要采取措施減少車輛在交叉口的延誤，提高交叉口的通行能力。表3-5延誤——服務(wù)水平表服務(wù)水平每車信控延誤（s）服務(wù)水平每車信控延誤（s）A≤10B11-20C21～35D36～55E56～80F>803.2.3各進(jìn)口道停車率計算信號控制交叉口每輛車平均停車次數(shù)的多少，將直接決定駕駛員的舒適程度，并反映油耗、污染等情況，也可作為評價交叉口環(huán)境的間接指標(biāo)，尤其反映了交叉口的通行能力和交通運(yùn)行狀況的好壞。因此我們也將停車率作為一個重要的評價指標(biāo)。其中進(jìn)口道車輛的每周期的平均停車次數(shù)計算公式為：（3-9）式中：N—每周期的平均停車次數(shù)；q—進(jìn)口道車流的到達(dá)量（）；y—流量比；r—有效紅燈時間。（3-10）式中：R—顯示紅燈時間；L—啟動損失時間；停車率E計算公式為：（3-11）式中：—周期時長—綠信比y—流量系數(shù)各車道停車率如下：（1）東進(jìn)口：（2）西進(jìn)口（3）南進(jìn)口（4）北進(jìn)口3.3評價結(jié)果表3-6現(xiàn)行信號相位評價表進(jìn)口道交通量Q飽和流量S流量比y綠燈時間有效綠燈時間綠信比通行能力飽和度延誤服務(wù)水平東19818250.1715140.122180.91319.812B西29118250.4120190.162940.9930.71C南32713000.1130290.2466400.5149.97D北104617000.1645440.37312680.8325.99C注：設(shè)計交通量、飽和流量S、通行能力的單位為：；綠燈時間、有效綠燈時間、周期C的單位為：s；延誤、進(jìn)口道延誤的單位為：；其中各相位周期為118s，各相位黃燈1s、啟動損失時間均為2s。從上表和前面的分析可知，該交叉口通行能力偏低，尤其是南北向道路，交通壓力較大，通行能力不能滿足交通需求，各進(jìn)口道延誤非常嚴(yán)重，東、南、北三個進(jìn)口道路的飽和度都超過了1，這反映出該交叉口的交通資源不能滿足交通需求，若不盡快采取措施緩解該交叉口的交通壓力，日后必將產(chǎn)生嚴(yán)重的交通擁堵和交通安全隱患，對社會，集體和個人都是有百害而無一利的。第四章信號控制方案優(yōu)化設(shè)計4.1交叉口問題分析經(jīng)過對文明大道-飛龍島大橋交叉口為期一周的交通調(diào)查，發(fā)現(xiàn)該交叉口北進(jìn)口道在早晚高峰時段車流量遠(yuǎn)大于該路口的通行能力，車道處于將近飽和狀態(tài)，而導(dǎo)致文明大道進(jìn)口道車輛數(shù)激增的原因主要有三個：第一，近年來，隨著飛龍島大橋完工，車輛要到達(dá)城外一是通過此大橋抵達(dá)目的地，這是導(dǎo)致文明大道車輛激增的最重要的原因之一；第二，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城外開發(fā)區(qū)的建設(shè)也如火如荼地進(jìn)行，很多城區(qū)中心的居民都已經(jīng)舉家或者正在遷往開發(fā)區(qū)，這可從南河大橋附近的時間公園、中航城等建筑物看出來，這里的居民也是重要的交通發(fā)生吸引源，故而導(dǎo)致文明大道-飛龍島大橋交叉口交通量迅猛增加；第三，生活水平的提高使人民有足夠的條件購買私家車，滿足日常交通出行需求，這樣也使飛龍島大橋—文明大道交叉口車輛數(shù)較以往有較大增長。綜上所述，該交叉口交通量的增加成為必然。由于城市規(guī)劃建設(shè)部門在早期規(guī)劃過程中并未充分考慮到贛州市機(jī)動車保有輛的增長速度，沒有給將來道路的改建和拓寬留有余地，這樣，交叉口中文明大道交通量的迅速增長而交叉口道路無法滿足其需求，再者交叉口信號相位配時也不夠合理，第一，在交叉口的南進(jìn)口車輛相對其他進(jìn)口道而言，車輛較少，調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，該進(jìn)口的車流量相當(dāng)于東進(jìn)口車輛的百分之五十，卻與東進(jìn)口的相位有相同的綠燈時間，因此浪費(fèi)部分綠燈時間。第二，在高峰時段東西進(jìn)口車輛中直行和右轉(zhuǎn)車較多，左轉(zhuǎn)車輛較少，完全可以在南北方向同時放行，而南北方向不必一個相位一個相位放行?？傊?，該交叉口車流量隨著經(jīng)濟(jì)增長而迅速增長，但道路條件和交叉口信號控制方案卻無法滿足車輛的出行需求，最終導(dǎo)致高峰時段車輛無法在一個信號周期內(nèi)順利通過交叉口，出現(xiàn)車輛行駛擁擠，交通秩序混亂的局面。而要解決該交叉口的交通問題，現(xiàn)有條件決定了不能單純通過拓寬道路來緩解交通壓力，只能從優(yōu)化交叉口的信號配時角度出發(fā)來解決這個問題。4.2優(yōu)化方案現(xiàn)有相位是各個進(jìn)口道車輛單獨(dú)放行，并未充分利用各個相位的綠燈時間，因此優(yōu)化方案將各個進(jìn)口道車輛在進(jìn)入交叉口時的不會發(fā)生交通沖突的車輛同時放行，基于這一原理，初步將交叉口信號相位也設(shè)成四相位，由于交叉口的平峰時段交通車輛和高峰時段交通車輛有明顯差別，因此從減少延誤，提高道路通行能力，綠燈利用率和出行效率的角度出發(fā)給交叉口配時。4.2.1優(yōu)化配時設(shè)計4.2.1.1高峰時段優(yōu)化配時設(shè)計(一)整理調(diào)查數(shù)據(jù)在為期一周的交通調(diào)查中，我們重點(diǎn)調(diào)查了高峰時段的交通量，并對其進(jìn)行綜合整理，我們使用高峰時段交通量大的數(shù)據(jù)，得到表4-1所示的表格，作為下一步計算周期和延誤的數(shù)據(jù)來源。表4-1高峰時段交通數(shù)據(jù)表平均高峰小時交通量匯總進(jìn)口道車流轉(zhuǎn)向總計左轉(zhuǎn)直行右轉(zhuǎn)北進(jìn)口198.3125287.7125303.2789.225南進(jìn)口89.6125290.6625178.6125565.8875西進(jìn)口349696.9142.68751188.588東進(jìn)口117.875208.9875624.7625951.625（二）確定信號相位考慮到目前的道路條件，大量增建和拓寬道路基本上不可行，而且在實(shí)際調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，東西車道的車輛在一個綠燈時間內(nèi)都可完全通過交叉口，數(shù)據(jù)顯示調(diào)查的時間段的各個周期中，大約99.4%的周期東西向車輛均可通過，只有0.06%的周期車輛需要排隊(duì)，即在早上七點(diǎn)半到晚上七點(diǎn)半的十二個小時三百六十個信號周期內(nèi)，只有兩個周期車輛會二次排隊(duì)，而且排隊(duì)的車輛在下個綠燈時間內(nèi)均可離開交叉口，不會有三次排隊(duì)的現(xiàn)象發(fā)生，所以東西相位保持不變，只需調(diào)節(jié)兩個相位的綠燈時間即可。由于南北車輛中直行右轉(zhuǎn)車高達(dá)80%，所以給這兩個進(jìn)口道車輛分開放行將浪費(fèi)很多的綠燈時間資源，故將南北方向劃分為左轉(zhuǎn)專用相位和直行右轉(zhuǎn)專用相位，由于交叉口面積較窄，高峰時段中南北相位的車輛無法在一個綠燈和黃燈后完全駛離交叉口，為了避免由此帶來的交通沖突，各個相位中均設(shè)有全紅時間，相位草圖見圖4-1。圖4-1高峰時段優(yōu)化方案相位圖(三)計算相位各個參數(shù)1飽和流量經(jīng)過現(xiàn)場的實(shí)地測量和調(diào)查，確定了各個進(jìn)口車道的飽和流量分別為:東進(jìn)口飽和流量1300；南進(jìn)口飽和流量1825；西進(jìn)口飽和流量1700；北進(jìn)口飽和流量1050。2各相位流量比各相位流量比計算公式，所以各個相位的流量系數(shù)分別為：相位1南北左轉(zhuǎn)相位2南北直行相位3東直左相位4西直左流量系數(shù)和為：3各相損失時間及總損失時間T參照華南理工大學(xué)出版的城市交通信號配時設(shè)計相關(guān)專業(yè)書籍，將此交叉口相位的黃燈時間設(shè)為2秒，而各個相位的綠燈間隔時間設(shè)為3秒，所以綠燈間隔損失時間即為全紅時間為1秒,由于各相位有全紅時間，所以啟動損失時間設(shè)為1s，由于相位數(shù)是四相位，因此，總損失時間為：4計算最佳周期C根據(jù)韋伯斯特提出的最佳周期公式求得最佳周期。5各相有效綠燈時間及總有效綠燈時間各相有效綠燈時間按流量系數(shù)與總流量系數(shù)之比確定：（4-1）相位1的有效綠燈時間為14秒，相位2的有效綠燈時間為21秒，相位3的有效綠燈時間為23秒，相位4的有效綠燈時間為54秒。6各相位顯示綠燈時間（4-2）參照華南理工出版的城市交通設(shè)計相關(guān)專業(yè)書籍，啟動損失時間取為1秒，因此，相位1的綠燈時間為14秒，相位2的綠燈時間為21秒，相位3的綠燈時間為23秒，相位4的時間為54秒。7綠信比綠信比為各個相位的有效綠燈時間除以周期時長，因此，不難得出各個相位的綠信比分別為0.109，0.159，0.171，0.410，以上計算出各個相位的綠燈，紅燈及黃燈時長，具體的配時方案如下圖4-2所示。圖4-2高峰時段優(yōu)化方案配時圖 4.2.2方案評價前面內(nèi)容是通過相關(guān)的理論知識對目標(biāo)交叉口進(jìn)行優(yōu)化配時，但是優(yōu)化后的方案能否比現(xiàn)有方案更好地解決交叉口交通擁堵問題，能否達(dá)到預(yù)期的目的，還需從理論上進(jìn)一步的探討，即將優(yōu)化方案與現(xiàn)有方案的幾個重要指標(biāo)進(jìn)行對比，證明方案的可行性。這里結(jié)合目標(biāo)交叉口交通現(xiàn)狀及相關(guān)的實(shí)際因素，選取有效綠燈時間、通行能力、延誤、停車率四個指標(biāo)進(jìn)行評價，首先評價高峰時段優(yōu)化方案。1有效綠燈時間在上一小節(jié)中，已通過計算分別得到優(yōu)化方案的各個相位的有效綠燈時間，該指標(biāo)反映了進(jìn)口道信號相位中綠燈的實(shí)際利用效率，計算表明東向相位、南北左轉(zhuǎn)、南北直行右轉(zhuǎn)三個相位的有效綠燈時間均有所提高，能夠滿足車輛通行要求，西向相位由于車輛較少，所以綠燈時間減少，但同樣可以滿足車輛交通需求。而現(xiàn)行方案雖然東西向車輛在高峰時段基本能通過交叉口，但現(xiàn)行方案各相位綠燈沒有得到充分利用，而新方案則提高了西向信號的有效綠燈時間，即新方案中的各相位有效綠燈時間都比舊相位有效綠燈時間有所提高。2通行能力由于現(xiàn)有信號相位在高峰時段常常出現(xiàn)南北向車輛二次甚至三次排隊(duì)，而東西向卻基本不用二次排隊(duì)即可通過交叉口，即南北向進(jìn)口道通行能力不能滿足實(shí)際交通需求，優(yōu)化方案通過重新設(shè)置相位和配時，最終使交通需求較大的南北向車輛交通需求得到滿足，同時又保證東西向車道的通行能力滿足交通需求，這可從表4-3的新舊各相位通行能力表得到證實(shí)。表4-3新舊方案通行能力表現(xiàn)行方案通行能力表優(yōu)化方案通行能力表相位通行能力實(shí)際交通量相位通行能力實(shí)際交通量南向770930南北左265235北向770942南北直右950854東向490605東向673605西向490328西向365328表4-3顯示對交叉口的相位進(jìn)行優(yōu)化配時之后，通行能力從舊方案南（北）相位的770增加到南北直行右轉(zhuǎn)相位的950，通行能力提高了20%。3延誤衡量交叉口信號配時成功的一個重要指標(biāo)就是交叉口進(jìn)口道車輛的延誤，它反映出交叉口的各個相位各個車道車輛因?yàn)樾盘柨刂贫枰牡却龘p失時間。上面一章中已經(jīng)算出各個進(jìn)口道在現(xiàn)行信號方案下的延誤時間和與之對應(yīng)的服務(wù)水平，具體數(shù)據(jù)見表4-4。表4-4現(xiàn)行信號相位各進(jìn)口道車輛延誤表現(xiàn)行相位停車延誤南進(jìn)口北進(jìn)口東進(jìn)口西進(jìn)口總延誤4155289519201710已停每車延誤37.432440.208327.42925.147駛?cè)虢徊婵诿寇囇诱`33.2433.66282423.108停車比例0.8880.83720.8750.918從表4-4可看出南北進(jìn)口道車輛延誤最嚴(yán)重，北進(jìn)口道每臺停車延誤時間為40.2083s，其服務(wù)水平達(dá)到D級，即車輛在北進(jìn)口道的延誤在這個交叉口各進(jìn)口道延誤最為嚴(yán)重，南進(jìn)口車輛延誤也比較嚴(yán)重，這就意味著需要改善交叉口南北向信號配時，減少交叉口南北向延誤，提高服務(wù)水平，而東西向車輛延誤在允許范圍內(nèi)，服務(wù)水平相對而言令人滿意，在優(yōu)化方案中盡量提高東西向車道的服務(wù)水平，而分析其它的延誤指標(biāo)，如停車比例，駛?cè)虢徊婵诿寇囇诱`等均可得出相同的結(jié)論。通過查閱《城市道路交通設(shè)計指南》相關(guān)的估算公式，優(yōu)化方案中南北左轉(zhuǎn)相位和南北直行右轉(zhuǎn)相位的延誤均達(dá)到C級，滿足交通優(yōu)化設(shè)計方案標(biāo)準(zhǔn)，而且東向相位和西向相位延誤水平也均符合要求。4停車率停車率與延誤均是信號控制交叉口交通效益評價的重要指標(biāo)，停車率的大小直接反映交叉口信號配時的合理程度，因此這里也將新舊兩套信號控制方案高峰時段的停車率進(jìn)行對比。在前面一章中已經(jīng)求得各個相位的停車率，其具體數(shù)值如表4-5所示。表4-5新舊方案停車率表現(xiàn)行方案停車率優(yōu)化方案停車率相位停車率相位停車率南向1.09南北左0.978373北向1.1南北直右0.950911東向1.05東向0.96911西向0.93西向0.85173通過表4-5可以看出將信號相位進(jìn)行重新設(shè)計配時后，停車率都有較大程度的減少，如將舊方案的南向和北向兩個相位設(shè)計成南北左轉(zhuǎn)和南北直行右轉(zhuǎn)兩個相位后，停車率均減少了百分之十以上，據(jù)保守估算，現(xiàn)行方案南北左轉(zhuǎn)一天在該交叉口車輛停車數(shù)有4500輛，而實(shí)行優(yōu)化方案后最多只有4020輛車需在交叉口停車等待通過交叉口，而交通量較大的南北直行和右轉(zhuǎn)車輛數(shù)停車數(shù)減少地更加明顯，現(xiàn)行方案南北直行和右轉(zhuǎn)車輛數(shù)一天在該交叉口車輛停車數(shù)有13500輛，而實(shí)行優(yōu)化方案后最多只有11545輛車需在交叉口停車等待，停車數(shù)減少了約13%，即新方案較舊方案而言，南北向車輛一天減少了1755輛車等待綠燈通過交叉口，一個月減少了53650輛車需要等待綠燈通過交叉口，一年減少了631800輛車次需要等待綠燈通過交叉口，而西向雖然舊方案比新方案停車率低，但是該進(jìn)口車輛數(shù)遠(yuǎn)未達(dá)到車道的通行能力，所以新方案的西進(jìn)口停車率適當(dāng)提高并不會對交叉口該進(jìn)口道交通狀況產(chǎn)生很大的影響。從上面的四個交通評價指標(biāo)均可看出新方案在對目標(biāo)交叉口影響最大的幾個指標(biāo)上都能滿足車輛通行，而且新方案考慮到了南北向車流量（東陽山路）與東西向車流量分布不均的現(xiàn)實(shí)，在盡量減少東西向車流量的延誤及等待時間的情況下，適當(dāng)增加了南北向車輛的綠燈時間，以保證車輛能夠在高峰時段順利通過交叉口，不會產(chǎn)生車輛排隊(duì)過長的現(xiàn)象。因此，優(yōu)化方案較現(xiàn)行方案而言更能適合道路車流的運(yùn)行，能更加有效地利用綠燈時間，提高了道路的通行能力，具有很強(qiáng)的可行性。關(guān)于平峰時段優(yōu)化方案的評價，參照高峰時段優(yōu)化方案的評價過程進(jìn)行評價，這里不再贅述。4.3優(yōu)化方案實(shí)施條件該優(yōu)化方案在具體實(shí)施過程需要對現(xiàn)有交叉口及相鄰交叉口進(jìn)行適當(dāng)?shù)亟煌ü苤坪臀⒘空{(diào)節(jié)目標(biāo)交叉口幾何參數(shù)。首先需要對交叉口南北方向的機(jī)動車道進(jìn)行拓寬，當(dāng)然，由于現(xiàn)實(shí)條件的限制，我們只能將南北向非機(jī)動車道寬度進(jìn)行少量壓縮，且非機(jī)動車道利用率也不是很高，因此將南北向非機(jī)動車道寬壓縮為3.2米，以微量增加機(jī)動車道寬。其次，目標(biāo)交叉口應(yīng)該進(jìn)行渠化，即交叉口南北向兩個車道需要分別補(bǔ)全渠化的標(biāo)志標(biāo)線，例如，交叉口南向外側(cè)車道需有左轉(zhuǎn)和直行標(biāo)志，而南向內(nèi)側(cè)車道需有右轉(zhuǎn)和直行標(biāo)志，類似地補(bǔ)全北向交通渠化標(biāo)線。最后，在高峰時段，應(yīng)該對交叉口西向進(jìn)口進(jìn)行交通管制，由于車輛在此交叉口處于交通高峰時段時，該交叉口的西向進(jìn)口車輛將對直行車輛產(chǎn)生交通擁擠，會嚴(yán)重干擾道路通行能力，因此，需要在高峰時段對交叉口西進(jìn)口進(jìn)行交通管制。綜上所述，只需將文明大道——飛龍島大橋交叉口南北向在距離目標(biāo)交叉口50米處開始壓縮非機(jī)動車道至3.2米，以拓寬這段距離的機(jī)動車道，將道路渠化的標(biāo)志標(biāo)線補(bǔ)全，及在高峰時段對東陽山路-汽壓機(jī)廠形成的交叉口進(jìn)行高峰時段交通管制，以確保車輛在高峰時段順利通行即可。第五章總結(jié)經(jīng)過了二十多天的努力，在江西理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院交通教研室各位老師幫助下，尤其在趙書玲老師精心指導(dǎo)下，在交通專業(yè)各個年級同學(xué)的共同努力下，本課題小組最終提出了優(yōu)化文明大道-飛龍島大橋交叉路口信號配時的方案。課題小組通過對贛州市章貢區(qū)文明大道-飛龍島大橋交叉路口的交通現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查分析，并對路口各個進(jìn)口道交通擁堵原因進(jìn)行深入剖析，結(jié)合路口實(shí)際與相關(guān)理論知識，確定了最后的優(yōu)化方案，高峰時段的配時為四相位，具體參數(shù)如下：周期時長113秒，相位一為南北左轉(zhuǎn)相，綠燈時長為14s，相位二為南北向直行右轉(zhuǎn)，綠燈時長為21s，相位三為西向進(jìn)口通行，綠燈時長為19秒，相位四為東向進(jìn)口通行，綠燈時長為35s，并且此次優(yōu)化信號配時中使用2s的全紅時間，即以上各相位黃燈時間均為3s，各相全紅時間為2s，高峰時段優(yōu)化方案實(shí)施條件見第四章第三節(jié)內(nèi)容，這里不再贅述。平峰時段周期時長為117s，相位一為南北左轉(zhuǎn)相，綠燈時長為11s，相位二為南北向直行右轉(zhuǎn)，綠燈時長為41s，相位三為西向進(jìn)口通行，綠燈時長為18秒，相位四為東向進(jìn)口通行，綠燈時長為27s，并且此次平峰時段優(yōu)化信號配時中也使用2s的全紅時間，即以上各相位黃燈時間均為3s，各相全紅時間為2s，。上述兩種優(yōu)化配時方案已經(jīng)從理論上證實(shí)是可行的，并且在現(xiàn)有的道路條件下也是高峰時段和平峰時段的最佳配時，目前只需將此優(yōu)化方案應(yīng)用于文明大道-東陽山路交叉路口，以期達(dá)到緩解交叉口交通壓力，方便人們的日常出行的目的。附錄一平峰時段調(diào)查數(shù)據(jù)表東進(jìn)口平峰小時調(diào)查流量表左轉(zhuǎn)直行右轉(zhuǎn)換算值摩托車大車小車摩托車大車小車摩托車大車小車左轉(zhuǎn)