交通工程學(xué)課程設(shè)計(jì)

1、目錄1 引言22 延誤調(diào)查概況22.1 調(diào)查地點(diǎn)22.2 調(diào)查時(shí)間32.3 地理位置33 延誤相關(guān)理論知識(shí)33.1 延誤概念33.2 延誤分類33.3 延誤調(diào)查的目的及意義33.4 交叉口延誤的影響因素44 延誤調(diào)查過程44.1 延誤調(diào)查方法44.2 調(diào)查過程44.2.1 樣本容量44.2.2 調(diào)查過程及注意事項(xiàng)45 數(shù)據(jù)整理及分析55.1 數(shù)據(jù)整理55.2 數(shù)據(jù)計(jì)算105.3 數(shù)據(jù)分析136 優(yōu)化方案設(shè)計(jì)146.1 方案概述146.2 方案可行性理論分析157 總結(jié)167.1 調(diào)查過程總結(jié)157.2 優(yōu)化總結(jié)167.3 感受161 引言城市道路交通的通行能力制約關(guān)鍵在交叉口,信號(hào)交叉口延誤是

2、評(píng)價(jià)交叉口的運(yùn)行效率和服務(wù)水平的重要指標(biāo)。它不僅反映了信號(hào)交叉口交通控制、交通設(shè)計(jì)的合理性,同時(shí)也反映了道路使用者的受阻程度和感受的服務(wù)質(zhì)量,以及能源消耗和環(huán)境影響等。因此信號(hào)交叉口的延誤分析對(duì)城市道路交通規(guī)劃、交叉口的信控方案等設(shè)計(jì)具有很大意義。本次課程設(shè)計(jì)針對(duì)江蘇省徐州市湖東路金山南路信號(hào)交叉口，湖南路西向，湖東路北向方向車流的延誤情況進(jìn)行調(diào)查與分析，并繪制交叉口平面圖，對(duì)現(xiàn)有交通配時(shí)下交叉口服務(wù)水平進(jìn)行評(píng)價(jià)，并適當(dāng)提出改進(jìn)意見。2 延誤調(diào)查概況2.1 調(diào)查地點(diǎn)本次調(diào)查地點(diǎn)位于湖東路，金山東路，金山南路及湖南路交叉口，金山南路與金山東路是連接徐州市第一高校中國礦業(yè)大學(xué)南湖校區(qū)與中國礦業(yè)大學(xué)

3、文昌校區(qū)的重要線路，湖南路與湖東路是通往徐州市重要風(fēng)景名勝區(qū)云龍湖風(fēng)景區(qū)的必經(jīng)之路，是徐州市西南交通路網(wǎng)的重要組成。湖東路為雙向四車道，湖南路為雙車道設(shè)計(jì)，金山南路為雙向六車道，金山東路為雙向四車道。湖南路車流量主要為進(jìn)入南湖水街車輛，車流量很小。湖東路，金山東路，金山南路在高峰時(shí)客流量很大。車流量均以小型車居多。2.2 調(diào)查時(shí)間 調(diào)查應(yīng)在天氣條件良好，交通環(huán)境正常的情況下進(jìn)行，雖然周二上午道路稍有積雪，下午觀測時(shí)積雪消融，對(duì)觀測不產(chǎn)生任何影響。調(diào)查時(shí)段選擇了15:00為平峰時(shí)段，17:00為高峰時(shí)段。調(diào)查日期為2016年1月12日周二。2.3 地理位置3 延誤相關(guān)理論知識(shí)3.1延誤的概念 延

4、誤是指車輛在行駛中，由于受到駕駛?cè)藷o法控制的或意外的其他車輛的干擾或交通設(shè)施等的阻礙所損失的時(shí)間，以秒/輛或分鐘/輛計(jì)。3.2 延誤的分類對(duì)于信號(hào)控制交叉口，從行程時(shí)間延誤的范疇，可分為停車延誤、減速延誤和加速延誤。由不同的延誤度量范圍區(qū)分為停車延誤、引道延誤和控制延誤。 停車延誤：車輛由于某種原因處于靜止?fàn)顟B(tài)所產(chǎn)生的延誤，包括停車時(shí)間和車輛由停止到車輛再次起動(dòng)時(shí)駕駛員的反應(yīng)時(shí)間之和。 引道延誤：為引道時(shí)間與車輛暢行行駛速度越過引道延誤段的時(shí)間之差。 控制延誤：車輛由于交通信號(hào)控制設(shè)施引起的延誤。為車輛通過交叉口的實(shí)際行程時(shí)間與暢行行駛速度越過交叉口的時(shí)間之差3.3 延誤調(diào)查的目的及意義 進(jìn)行

5、延誤調(diào)查，就是為了確定產(chǎn)生延誤的地點(diǎn)、類型和大小，評(píng)價(jià)道路上交通流的運(yùn)行效率，在交通阻塞路段找出延誤的原因，為制定道路交通設(shè)施的改善方案，減少延誤提供依據(jù)。信號(hào)交叉口延誤不僅反映了信號(hào)交叉口交通控制、交通設(shè)計(jì)的合理性，同時(shí)也反映了道路使用者的受阻程度和感受的服務(wù)質(zhì)量，以及能源消耗和環(huán)境影響等。因此信號(hào)交叉口的延誤分析對(duì)城市道路交通規(guī)劃、交叉口的信控方案等設(shè)計(jì)具有很大的意義。3.4 交叉口延誤的影響因素 人（駕駛員及行人）；車（車輛類型及車齡，車輛起動(dòng)，制動(dòng)和加速性能）；道路及交叉口條件（交通組成，轉(zhuǎn)向車比例及路側(cè)停車等），交通條件，交通負(fù)荷，服務(wù)水平，道路環(huán)境；各入口引道的高峰小時(shí)交通量及其流

6、量，寬度，坡度，控制方式；駛進(jìn)交叉口車輛的車速，車輛類型及組成，行人及非機(jī)動(dòng)車情況。4 延誤調(diào)查過程4.1延誤調(diào)查方法 本組采用點(diǎn)樣本法進(jìn)行調(diào)查。點(diǎn)樣本法就是觀測在連續(xù)時(shí)間間隔內(nèi)交叉口入口引道上停車的車輛數(shù)，進(jìn)而得到車輛在交叉口入口引道上的排隊(duì)時(shí)間(停車時(shí)間)。交叉口每一引道需要3-4名觀測員，其中1人為報(bào)時(shí)員，按照預(yù)先選定的時(shí)間間隔通知其它觀測員。預(yù)選時(shí)間間隔一般取15s，根據(jù)引道交通量大小，可取5s，10s等。對(duì)于定周期信號(hào)交叉口，選擇觀測時(shí)間間隔應(yīng)避免能被信號(hào)周期長整除而使數(shù)據(jù)抽樣失去隨機(jī)性。同時(shí)調(diào)查啟動(dòng)時(shí)間避開周期開始時(shí)間。1名觀測員負(fù)責(zé)清點(diǎn)停在停車線后面的車數(shù)，每到一個(gè)預(yù)定的間隔時(shí)刻

7、就要清點(diǎn)一次。1名觀測員負(fù)責(zé)清點(diǎn)經(jīng)過停車通過停車線的車輛數(shù)(停駛車輛數(shù))和不經(jīng)過停車通過停車線的車輛數(shù)(未停駛車輛數(shù))。當(dāng)引道交通量較大時(shí)，可由兩個(gè)觀測員分別清點(diǎn)，每分鐘一小計(jì)。4.2 調(diào)查過程 4.2.1 樣本容量N=1-pX2pd2N最小樣本數(shù)P在交叉口入口引道上的停駛車輛的百分率 X相應(yīng)于要求的置信度的常數(shù)。對(duì)于典型情況，置信度95%，X=1.96d停車百分比的容許誤差，可在0.01至0.10之間選取，精度要求高時(shí)取最小值為0.054.2.2調(diào)查過程及注意事項(xiàng) 具體調(diào)查過程如下(1)調(diào)查人員在入口處用秒表和計(jì)數(shù)器測定車輛通過交叉口的停車數(shù)和累積停車時(shí)間。 (2)根據(jù)規(guī)定時(shí)間間隔測定。選擇

8、時(shí)間間隔(取15s),由調(diào)查人員記錄在每個(gè)規(guī)定時(shí)間間隔內(nèi)通過停車線(分為經(jīng)過停車后通過和未經(jīng)停車直接通過兩類記錄)和停在停車線后的車輛數(shù),然后計(jì)算延誤。 (3)調(diào)查結(jié)果的分析處理:總延誤=總停車數(shù)觀測時(shí)間間隔,(輛s)。 (4)每一停駛車輛的平均延誤=總延誤停駛車輛總數(shù),s;交叉口入口引道上每輛車的平均延誤=總延誤引道交通總量,s;停駛車輛百分率=(停駛車輛總數(shù)引道交通總量)100%。 注意事項(xiàng)：1.當(dāng)路口停車車輛較多時(shí)，記錄15s內(nèi)停車數(shù)的人員應(yīng)盡量跟隨停車流并迅速記錄車數(shù)，減小誤差。 2.測量時(shí)應(yīng)注意安全，盡量在人行道處進(jìn)行數(shù)據(jù)的搜集 3.在任何情況下所取的樣本量應(yīng)不少于50輛車 4.數(shù)個(gè)

9、觀測周期間應(yīng)盡量連續(xù)，從而更好的反映車流的延誤特征 5.每個(gè)周期開始的時(shí)間應(yīng)盡量避開紅燈（或綠燈）開始的時(shí)間5 數(shù)據(jù)整理及分析5.1 數(shù)據(jù)整理 車道配置及信號(hào)燈： 現(xiàn)有信號(hào)的方案為： 東西走向綠燈35S，黃燈3S，紅燈50S，周期為88S； 南北走向綠燈48S，黃燈3S，紅燈37S，周期為88S。 現(xiàn)湖東路北直入口共設(shè)置了三條車道，一條非機(jī)動(dòng)車道，兩條機(jī)動(dòng)車道。兩條機(jī)動(dòng)車道中，一條直行右轉(zhuǎn)混合，一條直行左轉(zhuǎn)混合，其中高峰段時(shí)右轉(zhuǎn)車輛相對(duì)左轉(zhuǎn)車輛比例明顯偏小。現(xiàn)湖東路西直入口共設(shè)置一條車道，無非機(jī)動(dòng)車道，由于該道上非機(jī) 動(dòng)車眾多，嚴(yán)重影響機(jī)動(dòng)車輛行駛 下頁接調(diào)查數(shù)據(jù)表進(jìn)口觀測時(shí)間各時(shí)刻在進(jìn)口引道

10、內(nèi)的車輛數(shù)引道交通量0s15s30s45s停駛車數(shù)未停駛車數(shù)西直口第一組數(shù)據(jù)15:00-15:0100000115:01-15:0200133015:02-15:0330001015:03-15:0411101215:04-15:0501222115:05-15:0600003015:06-15:0733101115:07-15:0802333015:08-15:0930000115:09-15:10000002小計(jì)10788148合計(jì)4722西直口第二組數(shù)據(jù)15:56-15:5700111015:57-15:5800001015:58-15:5912302215:59-16:00001220

11、16:00-16:0100000216:01-16:0201101416:02-16:0301277016:03-16:0440000016:04-16:0502004016:05-16:06235531小計(jì)791315219合計(jì)4430西直口平峰段進(jìn)口觀測時(shí)間各時(shí)刻在進(jìn)口引道內(nèi)的車輛數(shù)引道交通量0s15s30s45s停駛車數(shù)未停駛車數(shù)北直口第一組數(shù)據(jù)15:43-15:440412410615:44-15:4500367815:45-15:46700001015:46-15:47055051615:47-15:4800158515:48-15:49800001115:49-15:5004405

12、615:50-15:5100111415:51-15:52000041315:52-15:53471471412小計(jì)192040235476合計(jì)102130北直口第二組數(shù)據(jù)16:18-16:19013171418516:19-16:200021017116:20-16:211913000816:21-16:2200000116:22-16:2301101318516:23-16:24174000716:24-16:25002021116:25-16:260091515016:26-16:27150005916:27-16:28555066小計(jì)563645528153合計(jì)189134北直口平峰段

13、西直口高峰段進(jìn)口觀測時(shí)間各時(shí)刻在進(jìn)口引道內(nèi)的車輛數(shù)引道交通量0s15s30s45s停駛車數(shù)未停駛車數(shù)西直口第一組數(shù)據(jù)17:00-17:0101122017:01-17:0220011217:02-17:0310000017:03-17:0400122017:04-17:0500111317:05-17:0610000017:06-17:0700022317:07-17:0800003217:08-17:0934002017:09-17:10112220小計(jì)865101510合計(jì)2925 北直口高峰段進(jìn)口觀測時(shí)間各時(shí)刻在進(jìn)口引道內(nèi)的車輛數(shù)引道交通量0s15s30s45s停駛車數(shù)未停駛車數(shù)北直口第

14、一組數(shù)據(jù)17:15-17:1609152224317:16-1717-1718-17:1902333117:19-17:20000815717:20-17:2114178814717:21-17:221212152013017:22-17:235008131317:23-17:241250001517:24-17:250681101小計(jì)6662497510355合計(jì)252158北直口第二組數(shù)據(jù)17:30-17:310912108017:31-17:32400001017:32-17:3366006917:33-17:3403787617:34

15、-17:3580088417:35-17:361414009117:36-17:370571414217:37-17:38758516617:38-17:391215005517:39-17:40888072小計(jì)596542458045合計(jì)211125 5.2 數(shù)據(jù)計(jì)算公式：總延誤=總停駛車輛數(shù)*抽樣時(shí)間間隔 每一停駛車輛的平均延誤=總延誤/停駛車輛數(shù) 入口車輛的平均延誤=總延誤/入口交通量 停駛百分比=停駛車輛數(shù)/入口交通量*100%計(jì)算結(jié)果：西直口平峰段：總延誤=總停駛車輛數(shù) X 抽樣時(shí)間間隔 =47 X 15 =705（輛*S）停止車輛每臺(tái)平均延誤=總延誤/停止車輛臺(tái)數(shù) =705/14

16、=50.4S駛?cè)虢徊婵谲囕v每臺(tái)平均延誤=總延誤/駛?cè)胲囕v臺(tái)數(shù) =705/22 =32.0S停止車輛比例=停止車輛數(shù)/駛?cè)胲囕v數(shù) =14/22 =63.6% 總延誤=總停駛車輛數(shù) X 抽樣時(shí)間間隔 =44 X 15 =660（輛*S）停止車輛每臺(tái)平均延誤=總延誤/停止車輛臺(tái)數(shù) =660/21 =31.4S駛?cè)虢徊婵谲囕v每臺(tái)平均延誤=總延誤/駛?cè)胲囕v臺(tái)數(shù) =660/30 =22.0S停止車輛比例=停止車輛數(shù)/駛?cè)胲囕v數(shù) =21/30 =70.0% 北直口平峰段：總延誤=總停駛車輛數(shù) X 抽樣時(shí)間間隔 =102X 15 =1530（輛*S）停止車輛每臺(tái)平均延誤=總延誤/停止車輛臺(tái)數(shù) =1530/54

17、 =28.3S駛?cè)虢徊婵谲囕v每臺(tái)平均延誤=總延誤/駛?cè)胲囕v臺(tái)數(shù) =1530/130 =11.8S停止車輛比例=停止車輛數(shù)/駛?cè)胲囕v數(shù) =54/130 =41.5%總延誤=總停駛車輛數(shù) X 抽樣時(shí)間間隔 =189 X 15 =2835（輛*S）停止車輛每臺(tái)平均延誤=總延誤/停止車輛臺(tái)數(shù) =2835/81 =35.0S駛?cè)虢徊婵谲囕v每臺(tái)平均延誤=總延誤/駛?cè)胲囕v臺(tái)數(shù) =2835/134 =21.2S停止車輛比例=停止車輛數(shù)/駛?cè)胲囕v數(shù) =81/134 =60.4%西直口高峰段：總延誤=總停駛車輛數(shù) X 抽樣時(shí)間間隔 =29 X 15 =435（輛*S）停止車輛每臺(tái)平均延誤=總延誤/停止車輛臺(tái)數(shù) =

18、435/15 =29S駛?cè)虢徊婵谲囕v每臺(tái)平均延誤=總延誤/駛?cè)胲囕v臺(tái)數(shù) =435/25 =17.4S停止車輛比例=停止車輛數(shù)/駛?cè)胲囕v數(shù) =15/25 =60%北直口高峰段：總延誤=總停駛車輛數(shù) X 抽樣時(shí)間間隔 =252 X 15 =3780（輛*S）停止車輛每臺(tái)平均延誤=總延誤/停止車輛臺(tái)數(shù) =3780/103 =36.69S駛?cè)虢徊婵谲囕v每臺(tái)平均延誤=總延誤/駛?cè)胲囕v臺(tái)數(shù) =3780/158 =23.92S停止車輛比例=停止車輛數(shù)/駛?cè)胲囕v數(shù) =103/158 =60.2% 總延誤=總停駛車輛數(shù) X 抽樣時(shí)間間隔 =211 X 15 =3165（輛*S）停止車輛每臺(tái)平均延誤=總延誤/停止

19、車輛臺(tái)數(shù) =3165/80 =39.56S駛?cè)虢徊婵谲囕v每臺(tái)平均延誤=總延誤/駛?cè)胲囕v臺(tái)數(shù) =3165/125 =25.32S停止車輛比例=停止車輛數(shù)/駛?cè)胲囕v數(shù) =80/125 =64.0% 5.3 數(shù)據(jù)分析信號(hào)交叉口服務(wù)水平和延誤關(guān)系表服務(wù)水平每輛車延誤時(shí)間運(yùn)行情況A5.0自由交通流(通暢)B5.1-15.0穩(wěn)定車流（稍有延誤）C15.1-25.0穩(wěn)定車流（能接受的延誤）D25.1-40.0接近不穩(wěn)定車流（能忍受的延誤）E40.1-60.0不穩(wěn)定車流（擁擠，不能忍受的延誤）F60.0強(qiáng)制性車流（阻塞）西直口平峰延誤分別為50.4S，31.4S分屬于E等級(jí)與D等級(jí)，相差較大。因該路段平峰期間

20、車流較小，導(dǎo)致數(shù)據(jù)相差個(gè)位數(shù)，結(jié)果卻截然不同的情況。西直口高峰段延誤為29.0S，與平峰差距不大，符合湖南路主要作為城市景區(qū)道路的功能，城市早晚高峰的車流對(duì)其并沒有大的影響。由西直口駛?cè)胲囕v平均延誤柱狀圖，西直口駛?cè)胲囕v平均延誤隨著時(shí)間的推延而逐漸減小，符合湖南路作為景區(qū)功能道路的車流情況。北直口平峰延誤為28.3S,35.0S均為D等級(jí)，接近不穩(wěn)定車流（能忍受的延誤）符合舊建道路的服務(wù)水平，道路基本處于通暢狀態(tài)北直口高峰延誤為36.69S，39.56S，雖仍為D等級(jí)，但車流較平峰已發(fā)生很大增長，由于無左轉(zhuǎn)專用信號(hào)燈，即使車流左轉(zhuǎn)率較小，在高峰時(shí)段仍易發(fā)生擁擠（北向車道問題更為明顯），應(yīng)對(duì)信號(hào)

21、燈進(jìn)行優(yōu)化。由北直口駛?cè)胲囕v平均延誤柱狀圖，可知湖東路方向車流隨著時(shí)間的推延由平峰逐漸到達(dá)下午高峰時(shí)段，車流逐漸增加，符合城市一般道路車流變化規(guī)律6.優(yōu)化方案設(shè)計(jì)6.1方案概述 針對(duì)湖東路，金山東路，金山南路及湖南路交叉口的具體交通情況，建議采用可變車道的方式對(duì)該交叉口進(jìn)行優(yōu)化方案設(shè)計(jì)。 可變車道，又稱“潮汐車道”，是指利用交通流隨時(shí)間變化特點(diǎn)，依據(jù)不同時(shí)段的交通量動(dòng)態(tài)調(diào)整某些車道上的行車方向或行車種類的一種交通組織方式，可設(shè)于交叉口和路段。可變車道的設(shè)置具有兩方面作用：首先是適應(yīng)潮汐交通流特征，以利于充分利用道路空間；其次，通過通行能力的差異有目的地實(shí)現(xiàn)快進(jìn)慢出，作為調(diào)整區(qū)域交通出入的手段。

22、金山南路，為市區(qū)通向京臺(tái)高速與中國礦業(yè)大學(xué)的主要道路，京臺(tái)高速車輛隨時(shí)間無明顯變化，而中國礦業(yè)大學(xué)方向，教職工與學(xué)生車流隨時(shí)間變化呈現(xiàn)出明顯的“潮汐性”，即早、中、晚高峰車流會(huì)突然增大，之后減小趨于平緩。但高峰時(shí)期車輛絕大多數(shù)為直行(左轉(zhuǎn)后進(jìn)入湖南路，湖南路為景區(qū)道路)?？稍诟叻鍟r(shí)期將左轉(zhuǎn)道變更為左轉(zhuǎn)直行道，右轉(zhuǎn)道變?yōu)橛肄D(zhuǎn)直行道，提高道路的通行能力。湖東路與金山南路相連，“潮汐性”亦然明顯。湖東路為雙向四車道，直行進(jìn)入金山南路，為市區(qū)通往中國礦業(yè)大學(xué)、京臺(tái)高速方向車流，左轉(zhuǎn)進(jìn)入金山東路，為西南市區(qū)通往東部市區(qū)道路，但左轉(zhuǎn)率并不高，因此信號(hào)燈并未設(shè)置左轉(zhuǎn)專用信號(hào)。高峰時(shí)期，應(yīng)將對(duì)向車道的一側(cè)變更

23、為可變車道，為湖東路左轉(zhuǎn)專用道（只可在信號(hào)燈為紅燈時(shí)作為左轉(zhuǎn)專用道，其余時(shí)間不可占用），便于左轉(zhuǎn)車輛通過路口，提高直行車道的通過能力。又因左轉(zhuǎn)率并不高，對(duì)對(duì)向直行車輛并不會(huì)產(chǎn)生影響（此方案只適用于一般早晚高峰，節(jié)假日不包括在內(nèi)）6.2 方案可行性理論分析可變車道方案實(shí)施的理論條件：(1)道路上機(jī)動(dòng)車車道數(shù)為三車道以上（湖東路為雙向四車道，符合該條件）(2)交通量方向分布系數(shù)最低為2/3(3)設(shè)置可變車道的道路上不存在中央分隔道7.總結(jié)7.1 調(diào)查過程總結(jié)本次課程設(shè)計(jì)的調(diào)查地點(diǎn)選取為湖東路，湖南路，金山南路，金山東路交叉路口，調(diào)查天氣情況良好，調(diào)查結(jié)果有效。調(diào)查方法使用點(diǎn)樣本法，一名人員為報(bào)時(shí)記

24、錄員，負(fù)責(zé)15s報(bào)時(shí)與1分鐘小計(jì)。一名人員記錄每隔15s在停車線后的停車數(shù)，一名人員記錄每隔1分鐘在停車線后的停車數(shù)，一名人員記錄每隔一分鐘直接通過停車線的車輛數(shù)，總共4人，測量時(shí)段為15:00至17:30，共測出7組數(shù)據(jù)。點(diǎn)樣本法各個(gè)樣本獨(dú)立，選擇觀測時(shí)間不與信號(hào)周期時(shí)間同步，可以觀測車輛的各種停車狀態(tài)。點(diǎn)樣本法適用于信號(hào)周期過長或相位階段過多的信號(hào)交叉口。觀測途中的一些問題：1.當(dāng)車道為多車道時(shí)，要想利用點(diǎn)樣本法獲得多車道的延誤，需要增加觀測小組和觀測人員。我們小組由于人員限制，多車道統(tǒng)計(jì)上難免出現(xiàn)誤差。2.高峰時(shí)間車輛擁堵過長，使用點(diǎn)樣本法難以在15s之內(nèi)清點(diǎn)出全部停在出入口的車輛數(shù)，從而產(chǎn)生一定誤差。3.有些車輛在遇到交叉路口是紅燈時(shí)，選擇減速慢行，但是并沒有停車，觀察員可能會(huì)有視覺誤差，將這類型的車輛也統(tǒng)