交通设计案例.docx
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交通设计案例
交通设计案例
选择河北省邢台市两条主干路中兴路和新华路的交叉口为交通设计案例。
该交叉口为规则十字型交叉口,东西向中兴路为三块板道路,北向新华北路为三块板道路,南向新华南路为一块板道路,路段上均为双向四条机动车道。
南、北、东三进口处将车道划分改变为三进一出;西进口处禁止左转,保持两进两出。
本交叉口地处最繁华的地段,相交道路为,是全市最为重要的路口,周围分布着新世纪商业广场、市百货大楼、客运总公司、顺德宾馆等大型交通吸引点。
该交叉口车辆组成以小汽车和自行车为主。
自行车交通量非常大,机动车中摩托车所占比例很大。
西进口禁止左转,信号控制采用两相位控制。
非机动车在交叉口内二次过街。
交通流量见表1。
表1 晚高峰小时交通流量
进口方向
机动车(pcu/h)
非机动车(veh/h)
普通机动车(pcu/h)
摩托车(veh/h)
合计(pcu/h)
东
左
228
211
312
2015
直
441
445
619
2126
右
195
47
213
94
西
左
0
0
0
822
直
453
344
590
1685
右
322
179
394
722
南
左
138
144
195
534
直
351
234
445
1931
右
225
302
346
444
北
左
178
73
207
890
直
271
141
327
1080
右
401
272
509
771
合计
3200
2392
4157
13114
晚高峰时段
17:
30~18:
30
1改善前的问题点
采用两相位控制信号,直行机动车与对向左转机动车冲突严重,不利于安全。
非机动车通行采用二次过街,但渠化设计不够规范,非机动车通行空间过大,致使机动车通行空间太小。
右转机动车行驶轨迹穿过左转自行车停车区,右转车与同向的行人和非机动车冲突严重,形成交通事故隐患。
摩托车与普通机动车行驶特性不同,在交叉口区域内的混行导致相互干扰严重。
进口道车道数不足,交叉口的可能通行能力不够。
2实施的对策
采用多相位控制;
在交叉口内部将非机动车通行空间压后,以增加机动车通行空间;
对右转机动车进行适当控制;
各进口道均设置摩托车专用通道,在机动车停车线前设置摩托车待行区;
在各进口道处占用小部分非机动车道增设一机动车道。
3改善前后对比
将两相位控制改为四相位控制,避免了直行机动车与其对向左转机动车之间的相互干扰;
将非机动车通行空间适当压后,使机动车通行空间得以增大,又设置了左右转导流线,使机动车行驶轨迹线比较平顺;
由于对右转机动车进行信号控制,使右转机动车和非机动车在通行时间上得以分离,在保证右转机动车延误增加不多的前提下,有效地解决了右转机动车和非机动车之间的冲突问题;
通过摩托车专用通道和摩托车待行区的设置,将大部分摩托车交通流从机动车交通流中分离出来,明显提高了交通的有序性、安全性和通行效率;
通过增设机动车道,使机动车通行能力有明显的提高;
中央驻足岛的设置使行人过街安全性大大提高,同时,也使行人过街所需最小绿灯时间减小。
评价指标前后对比见标2
表2 现状渠化和信号控制方案评价(晚高峰时段)
进口方向
通行能力
(pcu/h)
流量
(pcu/h)
饱和度
单车平均
延误(s)
最大排队
长度(pcu)
东
左
344
312
0.91
60
6
直
688
619
0.90
58
12
右
1,200
213
0.18
0
0
西
左
—
—
—
—
—
直
688
590
0.86
49
12
右
1,200
394
0.33
1
0
南
左
285
195
0.69
32
5
直
569
445
0.78
41
10
右
1,200
346
0.29
0
0
北
左
285
207
0.73
35
5
直
569
327
0.57
25
8
右
1,078
509
0.47
3
2
总计
8107
4157
0.51
30
—
总计(不考虑右转)
3,429
2,695
0.79
—
—
交通流基础理论(通行能力计算案例)
该部分选择一个信号控制交叉口通行能力的计算作为案例。
预测通车时交叉口各流向高峰时段高峰小时Qmn(直行车大车率:
东西路4%,南北路2%;左、右转大车率为0)、最高15分钟流率换算的小时交通量qdm(PHF取0.75)如下表:
进口道
Qmn(pcu/h)
大车率(%)
qdm(pcu/h)
西进口
直行
555
4
740
左转
124
0
166
右转
64
0
86
总计
743
992
东进口
直行
574
4
766
左转
187
0
250
右转
120
0
160
总计
881
1176
北进口
直行
486
2
648
左转
46
0
62
右转
58
0
78
总计
590
788
南进口
直行
570
2
760
左转
64
0
86
右转
61
0
82
总计
695
928
预测高峰时段高峰小时自行车交通量Qmn(估计左转率北进口为25%,其他进口为10%;右转率均为15%)、最高15分钟交通量的平均流率如下表:
进口道
Qmn(辆/h)
平均流率(辆/min)
西进口
1260
28
东进口
1350
30
北进口
900
20
南进口
1215
27
估计各向行人流量为600人/h。
按最短绿灯时间的要求,定计算周期时长为60s,结果见表1~3。
交通调查与分析
1交通调查与分析
以上海市典型信号控制交叉口的车头时距调查与分析作为案例。
在现有的道路几何条件与交通条件下,对信号控制交叉口直行车道的车头时距进行现场测定,通过对数据的分析处理,得出饱和车头时距的分布、初始时距的分布、饱和流率的估算值及其单个周期内的启动延误估计。
1.1饱和车头时距的现场测定
在调查过程中,采用了“变停车线”的方法采集数据,即在红灯期间停车线前第一辆车前车轮所在地为所谓的“变停车线”,绿灯启亮后,第一辆车启动时调查人员摁下秒表,依次记录下在红灯期间排队等待通行的车辆通过“停车线”的时刻,直到认定的最后一辆车开出“停车线”。
考虑到每个周期红灯切换为绿灯后,车辆启动必然引起启动延误,所以在所有采集得到的数据中,一般头四辆车头时距是不饱和的,因此计算饱和车头时距所用的数据都是剔除掉每周期前四辆车的车头时距后得到的。
下面以中山北一路(南进口内侧直行)-大连西路,车道宽度为2.7米的直行车道上调查的数据为例进行如下分析:
(1)饱和车头时距观测值的统计直方图和经验分布曲线
图1饱和车头时距观测值的统计直方图
(2)饱和车头时距的特征参数
表1饱和车头时距的特征参数
饱和时距
N
Minimum
Maximum
样本均值
样本标准差
180
1.28
3.94
2.2836
0.5619
ValidN(listwise)
180
极差
(3)有统计直方图可以看出饱和车头时距近似地服从正态分布,为此作正态概率分析图如下:
图2饱和车头时距的正态概率分析图
可以看到,实际数据值与假设正态分布的数值非常吻合,为此假定饱和车头时距
,可以得出
和
的1-0.05的置信区间分别为[2.2010,2.3663]、[0.3754,0.7460]。
因此,
2.2836,
0.7460。
4、对
进行
拟和检验
经检验得在置信度为95%的水平下
。
1.2饱和流率的近似计算
利用公式
来计算饱和流率。
v/h/lane
1.3启动车头时距的统计分析
(1)启动车头时距观测值的统计直方图和经验分布曲线
图3 启动车头时距观测值的统计直方图
对其进行单样本的K-S检验后发现启动车头时距不满足正态分布,而是近似的满足
分布。
(2)启动车头时距的特征参数
表2启动车头时距的特征参数
启动车头时距
N
Minimum
Maximum
样本均值
样本标准差
90
1.53
6.58
2.9191
1.0796
ValidN(listwise)
90
极差
1.4每周期启动延误的近似计算
每一周期内的启动延误可以分为两部分:
绿灯启亮后头车的反应延误时间和后四两车以非饱和车头时距通过“停车线”所造成的损失时间。
即
――绿灯启亮后头车的反应延误时间;一般取2s
――后四辆车以非饱和车头时距通过“停车线”所造成的损失时间,等于到
。
因此
=1+4*(2.9191-2.2836)
=3.542秒
交通控制案例
选择廊坊市市中心两条主干路新华路和金光道的交叉点为交通控制案例。
该路口为规则的十字形交叉口,相交道路均为三块板道路。
交叉口100米范围内的机非分隔带已经拆掉,各向进口道均为三车道,出口道为两车道。
交叉口范围内的道路条件是:
各方向的行车道(包括自行车道)均为30米,机动车与非机动车以分隔栏隔离。
周围分布着市委市政府等机关单位、明珠大厦等商业设施和明珠礼堂等大型公共娱乐设施,是全市地位最为重要的路口。
1交通量调查
交通流量通过在交叉口的高峰时间和平峰时间各观测2小时获得,整理后的高峰小时流量和平峰小时流量见表1和2。
表1 高峰小时流量表
进口
机动车(pcu/h)
自行车(辆/h)
行人
东
左
254
172
—
直
636
538
120
右
276
115
—
西
左
208
156
—
直
588
536
180
右
92
102
—
南
左
148
550
—
直
520
1330
240
右
380
669
—
北
左
244
450
—
直
472
1112
240
右
268
562
—
合计
4086
6292
表2 平峰小时流量表
进口
机动车(pcu/h)
自行车(辆/h)
行人
东
左
170
80
—
直
377
286
100
右
207
83
—
西
左
150
110
—
直
410
302
150
右
80
60
—
南
左
111
231
—
直
310
449
180
右
243
215
—
北
左
175
157
—
直
294
388
190
右
198
176
—
合计
2725
2537
图1现状相位相序图
2交叉口控制状况调查
该交叉口为四相位信号控制,信号周期为122s,相位、相序如图1所示:
3现状评价分析
采用上海市工程建设规范《城市道路平面交叉口规划与设计规程》提供方法,交叉口现状评价结果见表3。
表3 交叉口现状评价表
进口
通行能力(pcu/h)
饱和度
延误
排队长度
东
左
295
0.86
52
11
直
607
1.05
66
15
西
左
295
0.71
49
7
直
607
0.97
45
10
南
左
295
0.5
47
8
直
455
1.14
—
—
北
左
295
0.83
51
10
直
455
1.04
67
13
合计
3304
0.94
—
—
注:
由于未对右转车进行控制,故对右转车的评价未列入表中。
由表中数据可以看出,各进口直行车道已过饱和,相应的排队长度和延误过大;同时车道的饱和度很不均匀。
4交叉口问题分析
结合现状踏勘与定量评价,交叉口存在问题主要是:
由于将直行相位放于左转相位之前,有部分左转自行车随直行自行车驶入交叉口,在对向人行道前待行;当左转机动车放行时,横向直行驶出交叉口,此时与对向的左转机动车发生冲突;
进口道只设一个直行车道,无法满足高峰时的交通需求,高峰期间直行车排队较长;
由于未对右转机动车进行信号控制,右转机动车与自行车的冲突与干扰在每一相位的绿灯初期比较严重;
路口行人过街通道上缺乏无障碍设计,未考虑残疾人、老人等交通弱者的需求;
交叉口内及车道变化处缺少必要的导行线,导致左转自行车与机动车的行车轨迹不明确;
信号周期时长及绿灯时间分配不合理,导致饱和度不均匀。
5概略设计
图2设计相位相序图
依据机动车与非机动车概略设计方案,采用四相位的信号控制方案;结合上述问题分析,相位相序设置如图2。
6信号配时初步检验
通过流量比计算来检验概略设计方案。
进行饱和流量的计算采用《城市道路平面交叉口规划与设计规程》中提供的方法。
基本饱和流量:
=1800pcu/h,
=1800pcu/h,
=1650pcu/h。
由于对右转机动车进行了控制,同时自行车分方向与机动车同相位过街,因此自行车对机动车的干扰基本消失,在饱和流量修正时,取自行车的修正系数均为1。
该路口为市中心交叉口,禁止大型车辆驶入,只有为数很少的公交车,机动车以小汽车为主,根据观测,统一取大车率为2%。
交叉口坡度取0,进口道宽度可先按3米计,宽度修正系数fW=1。
交叉口路缘石半径为35米,右转车道转弯半径校正系数
=1。
1)东进口道
直行车道:
;
左转车道:
;
右转车道:
;
2)西进口道
直行车道:
;
左转车道:
;
右转车道:
;
3)南进口道
直行车道:
;
左转车道:
;
右转车道:
;
4)北进口道
直行车道:
;
左转车道:
;
右转车道:
。
5)汇总
通过对四个进口各流向车道饱和流量的计算,该交叉口设计流量比见表4。
表4 流量比计算表
进口道
东
西
南
北
左
直
右
左
直
右
左
直
右
左
直
右
车道数
1
2
1
1
2
1
1
2
1
1
2
1
饱和
流量
1764
1764
1617
1764
1764
1617
1764
1764
1617
1764
1764
1617
交通量
339
848
368
277
784
123
197
693
507
325
629
357
流量比
0.192
0.240
0.157
0.222
0.112
0.196
0.184
0.178
yi
Y
相位1
0.192
—
—
0.157
—
—
—
—
—
—
—
—
0.192
0.812
相位2
—
0.240
—
—
0.222
—
—
—
—
—
—
—
0.240
相位3
—
—
—
—
—
—
0.112
—
—
0.184
—
—
0.184
相位4
—
—
—
—
—
—
—
0.196
—
—
0.178
—
0.196
注:
Y=0.812<0.9,可以认为概略设计方案满足交通需求,进入详细设计阶段。
7信号配时详细设计
1)高峰时段信号配时方案
l 绿灯间隔时间的确定
车辆在进口道上的行驶车速ua取6m/s,此时对应的车辆制动时间ts取2s。
根据相位的排序,从停车线到冲突点距离z取20m,绿灯间隔时间
,取I=5s。
l 信号总损失时间
。
l 信号最佳周期时长
,取
=110s。
l 信号配时
总有效绿灯时间
;
相位1:
,
取
;
相位2:
,
取
;
相位3:
,
取
;
相位4:
,
取
。
各相位显示绿灯时间
相位1:
;
相位2:
;
相位3:
;
相位4:
。
l 对行人过街最短时间的检验
最短绿灯时间按下式计算:
行人在2、4相位通行,绿灯时间满足最短时间要求。
2)平峰时间的信号配时方案
l 信号相位、相序的确定:
平峰时间的交通量较小,可采用两相位的信号控制方案,信号周期时长需重新计算。
饱和流量修正:
基本饱和流量:
=1800pcu/h,
=1800pcu/h,
=1650pcu/h。
该路口为市中心交叉口,禁止大型车辆驶入,只有为数很少的公交车,机动车以小汽车为主,根据观测,统一取大车率为2%。
交叉口坡度取0,进口道宽度可先按3米计,修正系数
=1。
a) 东进口道:
直行车道:
自行车影响校正系数按下式计算:
;
左转车道:
左转校正系数
右转车道:
交叉口路缘石半径为35米,转弯半径校正系数
=1;
行人影响校正系数
:
查表取
自行车影响校正系数fb:
b)西进口道:
直行车道:
自行车影响校正系数按下式计算:
;
左转车道:
左转校正系数
右转车道:
交叉口路缘石半径为35米,转弯半径校正系数
=1;
行人影响校正系数
:
查表取
自行车影响校正系数fb:
c)南进口道:
直行车道:
自行车影响校正系数按下式计算:
;
左转车道:
左转校正系数
右转车道:
交叉口路缘石半径为35米,转弯半径校正系数
=1;
行人影响校正系数
:
查表取
自行车影响校正系数fb:
d)北进口道:
直行车道:
自行车影响校正系数按下式计算:
;
左转车道:
左转校正系数
右转车道:
交叉口路缘石半径为35米,转弯半径校正系数
=1;
行人影响校正系数
:
查表取
自行车影响校正系数fb:
l 流量比计算
计算结果见表5。
表5 平峰时段流量比计算表
进口道
东
西
南
北
左
直
右
左
直
右
左
直
右
左
直
右
车道数
1
2
1
1
2
1
1
2
1
1
2
1
饱和
流量
880
1637
1423
924
1626
1423
840
1556
1439
810
1526
1439
交通量
170
377
204
150
410
80
111
310
243
175
294
198
流量比
0.193
0.115
0.162
0.126
0.13
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