交通工程課程設計

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 課程設計目的與背景?。?lt;/p><p>　　2 課程設計基本要求　３</p><p>　　3 課程設計基本資料?。?lt;/p><p>　　4 課程設計計算書?。?lt;/p><p>　　5 設計方案仿真１５<

2、;/p><p>　　6 設計總結(jié)１６</p><p>　　7 參考文獻１８</p><p><b>　　8 附表１８</b></p><p>　　1 課程設計目的與背景</p><p>　　交叉口是城市道路網(wǎng)中的瓶頸，是制約道路通行能力的咽喉，決定著城市道路系統(tǒng)通行能力、行程時間、行車延誤

3、和營運效率及安全，我國城市的交通擁堵及交通事故主要發(fā)生在平面交叉口。在交叉口處，機動車、非機動車、行人之間的干擾較多，交通流通行的順暢性、安全性都比路段低，道路的運輸效率，行車安全、車速、運營費用和通行能力很大程度上取決于交叉口的精心設計，因此,如何科學地規(guī)劃、設計城市道路平面交叉口，合理地進行交叉口信號配時顯得尤為重要。</p><p>　　本設計以某一交叉口為背景，并已知交通流量數(shù)據(jù)，對信號交叉口的交通進行數(shù)

4、據(jù)分析，并用所學的方法進行新建交叉口交通控制設計。通過該課程設計，使學生加深對課堂教學內(nèi)容的理解，掌握交叉口渠化設計與信號配時設計方法，增強學生分析和解決實際交通問題的能力，為在交通工程設計和施工中應用相關(guān)知識解決實際問題打下基礎(chǔ)。</p><p><b>　　2課程設計基本要求</b></p><p>　　1、要求了解和掌握數(shù)據(jù)分析和處理的基本方法。</p&g

5、t;<p>　　2、要求緊密結(jié)合交叉口相交道路條件，通過查閱相關(guān)資料，分析、計算、比較、論證，制訂出合理的設計方案，為今后從事專門技術(shù)和科學研究工作打下基礎(chǔ)。</p><p>　　3、能初步應用AutoCAD或計算機輔助繪制車道渠化方案圖、相位圖及信號配時圖。</p><p>　　4、能應用VISSIM仿真軟件對設計方案進行驗算。</p><p>　　

6、5、排版需按規(guī)定要求進行。</p><p>　　3 課程設計基本資料</p><p>　　已知某交叉口為主干道與次干道相交的“十”字形交叉口，東西次干道寬度為19米，南北主干道的寬度為35米。道路條件滿足規(guī)劃要求，交叉口基本交通條件如下（公交車數(shù)統(tǒng)計在大車里）。</p><p>　?。?）晚高峰時機動車、非機動車高峰小時交通量如表1和表2所示。</p>

7、<p>　　表1 晚高峰機動車流量</p><p><b>　　續(xù)表1</b></p><p>　　表2 晚高峰非機動車流量</p><p>　?。?）晚高峰時各向行人流量為500人/h。</p><p><b>　　4 課程設計計算書</b></p><p>

8、<b>　　4.1 數(shù)據(jù)處理</b></p><p>　　4.2 交叉口渠化設計與相位初定</p><p>　　從交叉口數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn)，南北進口比東西進口大，設計如下交叉口的渠化方案圖4-2-1.同時將相位設置成四相位，第一相位東西進口直行，第二相位東西進口左轉(zhuǎn)放行，第三相位南北進口直行，第四相位南北左轉(zhuǎn)放行。</p><p>　　4.2.1 渠化

9、設計</p><p>　　交叉口渠化方案及各車道寬度設置。渠化方案如圖4-2-1。</p><p>　　圖4-2-1 初定渠化方案</p><p>　　車道寬度設置示例如表3。</p><p>　　表3 車道寬度設置</p><p>　　4.2.2 相位初定</p><p>　　東西進口左轉(zhuǎn)設

10、置專用車道，相位設定專用相位。南北進口設置專用車道，相位設定專用相位。初定相位圖4-2-2。</p><p>　　第一相位 第二相位 第三相位 第四相位 </p><p><b>　　圖4-2-2 相位</b></p><p>　　4.3 飽和流量計算</p><p>

11、　　基本飽和流量：直行車道Sbt=1650(pcu/h)</p><p>　　左轉(zhuǎn)車道 Sbl=1550(pcu/h)</p><p>　　右轉(zhuǎn)車道Sbr=1550(pcu/h)</p><p>　　車道寬度校正：因為設計車道寬度為W=3.0和W=3.25所以fw= 1 </p><p><b>　　西進口：</b>&l

12、t;/p><p>　　自行車影響校正系數(shù)：</p><p>　　fb=1(有左轉(zhuǎn)專用相位)</p><p><b>　　坡度及大車校正：</b></p><p>　　fg=1-(G+HV)=1-(0+0.031)=0.969</p><p><b>　　直行車道飽和流量：</b>

13、</p><p>　　ST=SbT×fw×fg×fb=1650*1*0.969*1=1599(pcu/h)</p><p><b>　　左轉(zhuǎn)車道飽和流量：</b></p><p><b>　　坡度及大車校正：</b></p><p>　　fg=1-(G+HV)=1-(0

14、+0.022)=0.978</p><p>　　SL=SbL×fw×fg =1550*1*0.978=1516(pcu/h)</p><p><b>　　東進口：</b></p><p>　　自行車影響校正系數(shù)：</p><p>　　fb=1(有左轉(zhuǎn)專用相位)</p><p>

15、<b>　　坡度及大車校正：</b></p><p>　　fg=1-(G+HV)=1-(0+0.022)=0.978</p><p><b>　　直行車道飽和流量：</b></p><p>　　ST=SbT×fw×fg×fb=1650*1*0.978*1=1614(pcu/h)</p&g

16、t;<p><b>　　左轉(zhuǎn)車道飽和流量：</b></p><p><b>　　坡度及大車校正：</b></p><p>　　fg=1-(G+HV)=1-(0+0)=1</p><p>　　SL=SbL×fw×fg =1550*1*1=1550(pcu/h)</p><

17、p><b>　　北進口</b></p><p>　　自行車影響校正系數(shù)：</p><p>　　fb=1(有左轉(zhuǎn)專用相位)</p><p><b>　　坡度及大車校正：</b></p><p>　　fg=1-(G+HV)=1-(0+0.01)=0.99</p><p>&

18、lt;b>　　直行車道飽和流量：</b></p><p>　　ST=SbT×fw×fg×fb=1650*1*0.99*1=1634(pcu/h)</p><p><b>　　左轉(zhuǎn)車道飽和流量：</b></p><p><b>　　坡度及大車校正：</b></p>

19、<p>　　fg=1-(G+HV)=1-(0+0.032)=0.968</p><p>　　SL=SbL×fw×fg =1550*1*0.968=1516(pcu/h)</p><p><b>　　南進口：</b></p><p>　　自行車影響校正系數(shù)：</p><p>　　fb=1(有

20、左轉(zhuǎn)專用相位)</p><p><b>　　坡度及大車校正：</b></p><p>　　fg=1-(G+HV)=1-(0+0.013)=0.987</p><p><b>　　直行車道飽和流量：</b></p><p>　　ST=SbT×fw×fg×fb=1650*1

21、*0.987*1=1629(pcu/h)</p><p><b>　　左轉(zhuǎn)車道飽和流量：</b></p><p><b>　　坡度及大車校正：</b></p><p>　　fg=1-(G+HV)=1-(0+0)=1</p><p>　　SL=SbL×fw×fg =1550*1*1

22、=1550(pcu/h)</p><p><b>　　流量比總和:</b></p><p><b>　　車道交通流量比y：</b></p><p>　　東西直行：y1=（230/1599,255/1614）max=0.158</p><p>　　東西左轉(zhuǎn): y2=(130/1516,150/155

23、0)max =0.097</p><p>　　南北直行: y3=(551/2/1634,533/2/1629)max=0.169</p><p>　　南北左轉(zhuǎn): y4=(197/1500,193/1550)max =0.131</p><p>　　Y=y1+y2+y3+y4=0.555<0.9</p><p>　　4.4 信號配時參

24、數(shù)計算</p><p><b>　　信號總損失時間:</b></p><p><b>　　=3*4s=12s</b></p><p><b>　　信號周期：</b></p><p>　　C=L/(1-Y)=12/(1-0.555)=27s</p><p>

25、;<b>　　綠燈間隔：</b></p><p><b>　　I=3s</b></p><p><b>　　總有效綠燈時間：</b></p><p><b>　　=15s</b></p><p>　　各相位有效綠燈時間：</p><p&

26、gt;<b>　　最短綠燈時間：</b></p><p><b>　　=1.0m/s</b></p><p>　　=7+9.75/1-3=13.75s</p><p>　　=7+9/1-3=13s</p><p>　　為了滿足行人要求，發(fā)現(xiàn)配時無法滿足行人過街所需的最短時間，需擴大周期重新進行計算各

27、配時參數(shù)，滿足行人最短時間要求。</p><p>　　計算初始配時時發(fā)現(xiàn)Ge<Gmin 因此原配時方案需要擴大處理</p><p>　　按最短綠燈時間要求將周期擴大為60s</p><p><b>　　C0=60s</b></p><p><b>　　總有效綠燈時間:</b></p>

28、;<p>　　G= C0-L=60-12=48s</p><p>　　各相位有效綠燈時間：</p><p><b>　　s</b></p><p><b>　　各相位綠信比：</b></p><p>　　4.5 服務水平估算</p><p>　　4.5.1車道通

29、行能力</p><p>　　道路交通通行能力表征道路交通設施能夠處理交通的能力。其通用的定義式：道路交通設施中，在要考察的地點或斷面上，單位時間內(nèi)能夠通過的最多交通單元。是交通規(guī)劃、交通工程設計與交通管理等交通工程有關(guān)的領(lǐng)域中必不可少的一個重要指標。</p><p>　　一條進口道的通行能力：</p><p>　　————第i條進口車道的通行能力（pcu/h）<

30、;/p><p>　　————第i條進口車道的飽和流量（pcu/h）</p><p>　　————第i條進口車道所屬信號相位的綠信比;</p><p>　　————該信號相位有效綠燈時間（s）</p><p>　　————信號周期時長</p><p><b>　　西進口：</b></p>

31、<p><b>　　直行道通行能力:</b></p><p>　　=0.23*1599=368</p><p>　　飽和度=161/368=0.44</p><p><b>　　左轉(zhuǎn)道通行能力:</b></p><p>　　=0.13*1516=197</p><p&g

32、t;　　飽和度=92/197=0.47</p><p><b>　　東進口：</b></p><p><b>　　直行道通行能力:</b></p><p>　　=0.23*1614=436</p><p>　　飽和度=178/436=0.41</p><p><b>

33、;　　左轉(zhuǎn)道通行能力:</b></p><p>　　=0.13*1550=202</p><p>　　飽和度=100/202=0.495</p><p><b>　　北進口：</b></p><p><b>　　直行道通行能力:</b></p><p>　　=0.

34、25*1634=409</p><p>　　飽和度=384/2/409=0.50</p><p><b>　　左轉(zhuǎn)道通行能力:</b></p><p>　　=0.18*1500=270</p><p>　　飽和度=124/270=0.46</p><p><b>　　南進口：</b

35、></p><p><b>　　直行道通行能力:</b></p><p>　　=0.25*1629=407</p><p>　　飽和度=375/2/407=0.46</p><p><b>　　左轉(zhuǎn)道通行能力:</b></p><p>　　=0.18*1550=279&

36、lt;/p><p>　　飽和度=125/279=0.45</p><p>　　4.5.2車道延誤計算</p><p><b>　　車道延誤估算公式：</b></p><p><b>　　西進口車道延誤：</b></p><p><b>　　直行道：</b>&

37、lt;/p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　=19.79+0.995=20.785</p><p><b>　　同理，左轉(zhuǎn)專用道</b></p><p>　　=24.18+2.09=26.27<

38、;/p><p><b>　　西進口延誤</b></p><p>　　=(26.27*26+20.785*46+0*26)/(26+46+26)=16.7s</p><p><b>　　東進口車道延誤:</b></p><p><b>　　直行道：</b></p>&l

39、t;p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　=19.64+0.86=20.5</p><p><b>　　同理左轉(zhuǎn)：</b></p><p>　　=24.27+2.27=26.54s</p><p>

40、<b>　　東進口延誤</b></p><p>　　=(26.54*30+20.5*51+0*18)/(30+51+18)=18.6s</p><p><b>　　北進口車道延誤：</b></p><p><b>　　直行道：</b></p><p><b>　　=&

41、lt;/b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　=19.29+0.57=19.86s</p><p><b>　　同理，左轉(zhuǎn)專用道</b></p><p>　　=22+1.47=23.47</p><p><b>　　北進口延誤<

42、;/b></p><p>　　=(23.47*37+19.86*52*2+0*26)/(37+52*2+26)=17.6s</p><p><b>　　南進口車道延誤：</b></p><p><b>　　直行道：</b></p><p><b>　　=</b></

43、p><p><b>　　=</b></p><p>　　=19.07+0.98=20.05s</p><p><b>　　同理，左轉(zhuǎn)專用道</b></p><p>　　=21.95+1.36=23.31s</p><p><b>　　南進口延誤：</b>&l

44、t;/p><p>　　=(23.31*36+20.05*50*2+0*14)/(36+50*2+14)=19.0s</p><p><b>　　交叉口延誤：</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　?。?6.7*98+18.6*99+17.6*167+19.0*150）/（98

45、+99+167+150）=18.03s</p><p>　　通過計算可得各個流向飽和度均小于0.7交叉口的總延誤時間為18.03達到B級標準。符合各項要求。因此將這次試算的結(jié)果作為該交叉口進口道的渠化與配時設計方案。</p><p>　　4.6信號相位圖與配時圖</p><p>　　最終確定的相位圖4-6-1與配時圖4-6-2。</p><p&g

46、t;　　第一相位 第二相位 第三相位 第四相位</p><p>　　圖4-6-1 相位圖</p><p>　　圖4-6-2 信號配時圖</p><p><b>　　5 設計方案仿真</b></p><p>　　運用VISSIM對設計方案進行仿真，得出整個交叉口的平均信號

47、控制延誤時間，并對仿真結(jié)果進行分析。</p><p><b>　　仿真過程：</b></p><p><b>　　仿真結(jié)果：</b></p><p><b>　　仿真結(jié)果分析：</b></p><p>　　過程中我們設計的右轉(zhuǎn)為一直綠燈，延誤為0，仿真結(jié)果比計算結(jié)果的延誤更小，

48、說明我們設計的交叉口合理。</p><p><b>　　6設計總結(jié)</b></p><p><b>　　6.1 結(jié)論</b></p><p>　　第一次我們設計的渠化方案，根據(jù)我們的主干道車道為35m，所以我們設計的信號配時的周期為90s，每個相位要符合最短綠燈時間，所以我們的配時方案為：第一相位：綠燈17s； 第二相位

49、：綠燈22s； 第三相位：綠燈23s；s第四相位：綠燈20s 。我們計算出交叉口整體延誤為28.03s（見附表１,２,３和４），不過我發(fā)現(xiàn)我們的每個相位的綠燈時間都是為了符合最短綠燈時間，而實際的車流量，每個相位最多的是413輛\h，而需要的時間為6s，所以我們設計的配時方案不合理，浪費的時間太多，于是重新設計,把行人過街時間減少。</p><p>　　接下來我們依照第一次的錯誤之處，從每個進口處的車流量的大小入

50、手，重新設計渠化方案，發(fā)現(xiàn)第一次設計的東西進口的車道，有直行車道，又有直右車道，這樣會增加右轉(zhuǎn)車的延誤，所以我們把直右改為右轉(zhuǎn)專用車道；而南北主干道的直行有三個車道，平均每個車道每個周期的車流量只有1.5輛，所以我們決定把直行的3個3m的車道，改為2個3.25m的車道，以減少行人過街時間，減少延誤。由新的渠化方案，得到車道交通流量比y1=0.158；y2 =0.097；y3 =0.169；y4 =0.131；所以Y=y1+y2+y3+y

51、4=0.555<0.9，符合要求；從而得到周期為27s，第一相位的綠燈時間為4.3s<最短綠燈時間13.7s。，需擴大周期時長重新計算。</p><p>　　第三次試算：按最短綠燈要求，將周期時長定為60s，保持第二次試算的設計方案，渠化設計最終方案如上交叉口所示，采用四相位模式（上圖），配時方案（見附表５,６,７和８）：</p><p>　　第一相位：綠燈14s 黃燈3s 紅

52、燈43s </p><p>　　第二相位：綠燈8s 黃燈3s 紅燈49s</p><p>　　第三相位：綠燈15s 黃燈3s 紅燈42s</p><p>　　第四相位：綠燈11s 黃燈3s 紅燈46s </p><p>　　車到飽和度均小于0.7，非高峰期可保持路面通暢。交叉口整體延誤為18.03s，達到B級要求， 符合該交叉口的設計要求。&

53、lt;/p><p><b>　　6.2 心得體會</b></p><p>　　交通控制技術(shù)是一門很有趣的課程，任何一個系統(tǒng)都是一個復雜的整體，學習交通控制原理是要涉及到整體的每一部分。在循序漸進的課堂教學過程中，我總是處于“學會了一些新知識，弄清了一些原來保留的問題，又出現(xiàn)了一些新問題”的循環(huán)中，直到課程結(jié)束時，我才把最終的不懂之處得到解決。 　 學習該門課程知識時，其

54、思維方法也和其它課程不同，該課程偏重于自主設計，具體地說，在了解了交叉口的原理以后，剩下是如何將原理用于實際道路系統(tǒng)中，設計實用、效率高、耗資低、延誤小的交叉口，再配上交通仿真和道路工程ＣＡＤ軟件，達到學以致用的目的 。 這次實驗并不是很難，主要的困難來自對交叉口的渠化設計方案。功夫不負有心人，經(jīng)過兩個人的合作和努力，我們最后對實驗的原理有了清晰的認識。通過對交叉口的設計與仿真，我們對交通控制的知識將會有一個更廣泛的認識，而且它對我

55、們以后的學習也會有幫助的。實驗中個人的力量是不及群體的力量的，我們兩個人分工合作，做事的效率高了很多。雖然有時候會為了一些細節(jié)爭論不休，但最后得出的總是最好的結(jié)論。而且實驗也教會我們在團隊中要善于與人相處，與人共事，不要一個人解決所有問題?！　】傊?，這次課程設計</p><p><b>　　7參考文獻</b></p><p>　　[1] 徐建閩. 交通管理與控制.北

56、京：人民交通出版社，2007.11</p><p>　　[2] 吳兵，李曄編.交通管理與控制（第三版）.北京：人民交通出版社，2005.8</p><p>　　[3] 上海市工程建設規(guī)范《城市道路平面交叉口規(guī)劃與設計規(guī)程》</p><p><b>　　8 附表</b></p><p>　　附上所有校正系數(shù)表。</p