交通工程課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 課程設(shè)計(jì)目的與背景?。?lt;/p><p>　　2 課程設(shè)計(jì)基本要求?。?lt;/p><p>　　3 課程設(shè)計(jì)基本資料　３</p><p>　　4 課程設(shè)計(jì)計(jì)算書?。?lt;/p><p>　　5 設(shè)計(jì)方案仿真１５<

2、;/p><p>　　6 設(shè)計(jì)總結(jié)１６</p><p>　　7 參考文獻(xiàn)１８</p><p><b>　　8 附表１８</b></p><p>　　1 課程設(shè)計(jì)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(shí)間、行車延誤

3、和營運(yùn)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(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)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(yùn)輸效率，行車安全、車速、運(yùn)營費(fèi)用和通行能力很大程度上取決于交叉口的精心設(shè)計(jì)，因此,如何科學(xué)地規(guī)劃、設(shè)計(jì)城市道路平面交叉口，合理地進(jìn)行交叉口信號(hào)配時(shí)顯得尤為重要。</p><p>　　本設(shè)計(jì)以某一交叉口為背景，并已知交通流量數(shù)據(jù)，對(duì)信號(hào)交叉口的交通進(jìn)行數(shù)

4、據(jù)分析，并用所學(xué)的方法進(jìn)行新建交叉口交通控制設(shè)計(jì)。通過該課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生加深對(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容的理解，掌握交叉口渠化設(shè)計(jì)與信號(hào)配時(shí)設(shè)計(jì)方法，增強(qiáng)學(xué)生分析和解決實(shí)際交通問題的能力，為在交通工程設(shè)計(jì)和施工中應(yīng)用相關(guān)知識(shí)解決實(shí)際問題打下基礎(chǔ)。</p><p><b>　　2課程設(shè)計(jì)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(jì)算、比較、論證，制訂出合理的設(shè)計(jì)方案，為今后從事專門技術(shù)和科學(xué)研究工作打下基礎(chǔ)。</p><p>　　3、能初步應(yīng)用AutoCAD或計(jì)算機(jī)輔助繪制車道渠化方案圖、相位圖及信號(hào)配時(shí)圖。</p><p>　　4、能應(yīng)用VISSIM仿真軟件對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行驗(yàn)算。</p><p>　　

6、5、排版需按規(guī)定要求進(jìn)行。</p><p>　　3 課程設(shè)計(jì)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(jì)在大車?yán)铮?lt;/p><p>　?。?）晚高峰時(shí)機(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)車高峰小時(shí)交通量如表1和表2所示。</p>

7、<p>　　表1 晚高峰機(jī)動(dòng)車流量</p><p><b>　　續(xù)表1</b></p><p>　　表2 晚高峰非機(jī)動(dòng)車流量</p><p>　?。?）晚高峰時(shí)各向行人流量為500人/h。</p><p><b>　　4 課程設(shè)計(jì)計(jì)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(shè)計(jì)與相位初定</p><p>　　從交叉口數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn)，南北進(jìn)口比東西進(jìn)口大，設(shè)計(jì)如下交叉口的渠化方案圖4-2-1.同時(shí)將相位設(shè)置成四相位，第一相位東西進(jìn)口直行，第二相位東西進(jìn)口左轉(zhuǎn)放行，第三相位南北進(jìn)口直行，第四相位南北左轉(zhuǎn)放行。</p><p>　　4.2.1 渠化

9、設(shè)計(jì)</p><p>　　交叉口渠化方案及各車道寬度設(shè)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(shè)置示例如表3。</p><p>　　表3 車道寬度設(shè)置</p><p>　　4.2.2 相位初定</p><p>　　東西進(jìn)口左轉(zhuǎn)設(shè)

10、置專用車道，相位設(shè)定專用相位。南北進(jìn)口設(shè)置專用車道，相位設(shè)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(jì)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?yàn)樵O(shè)計(jì)車道寬度為W=3.0和W=3.25所以fw= 1 </p><p><b>　　西進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(hào)配時(shí)參

24、數(shù)計(jì)算</p><p><b>　　信號(hào)總損失時(shí)間:</b></p><p><b>　　=3*4s=12s</b></p><p><b>　　信號(hào)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(shí)間：</b></p><p><b>　　=15s</b></p><p>　　各相位有效綠燈時(shí)間：</p><p&

26、gt;<b>　　最短綠燈時(shí)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(shí)無法滿足行人過街所需的最短時(shí)間，需擴(kuò)大周期重新進(jìn)行計(jì)算各

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

28、;<p>　　G= C0-L=60-12=48s</p><p>　　各相位有效綠燈時(shí)間：</p><p><b>　　s</b></p><p><b>　　各相位綠信比：</b></p><p>　　4.5 服務(wù)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(shè)施能夠處理交通的能力。其通用的定義式：道路交通設(shè)施中，在要考察的地點(diǎn)或斷面上，單位時(shí)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(shè)計(jì)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(gè)重要指標(biāo)。</p><p>　　一條進(jìn)口道的通行能力：</p><p>　　————第i條進(jìn)口車道的通行能力（pcu/h）<

30、;/p><p>　　————第i條進(jìn)口車道的飽和流量（pcu/h）</p><p>　　————第i條進(jìn)口車道所屬信號(hào)相位的綠信比;</p><p>　　————該信號(hào)相位有效綠燈時(shí)間（s）</p><p>　　————信號(hào)周期時(shí)長</p><p><b>　　西進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jì)算</p><p><b>　　車道延誤估算公式：</b></p><p><b>　　西進(jìn)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(jìn)口延誤</b></p><p>　　=(26.27*26+20.785*46+0*26)/(26+46+26)=16.7s</p><p><b>　　東進(jìn)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(jìn)口延誤</b></p><p>　　=(26.54*30+20.5*51+0*18)/(30+51+18)=18.6s</p><p><b>　　北進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jì)算可得各個(gè)流向飽和度均小于0.7交叉口的總延誤時(shí)間為18.03達(dá)到B級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。符合各項(xiàng)要求。因此將這次試算的結(jié)果作為該交叉口進(jìn)口道的渠化與配時(shí)設(shè)計(jì)方案。</p><p>　　4.6信號(hào)相位圖與配時(shí)圖</p><p>　　最終確定的相位圖4-6-1與配時(shí)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(hào)配時(shí)圖</p><p><b>　　5 設(shè)計(jì)方案仿真</b></p><p>　　運(yùn)用VISSIM對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行仿真，得出整個(gè)交叉口的平均信號(hào)

47、控制延誤時(shí)間，并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)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?cè)O(shè)計(jì)的右轉(zhuǎn)為一直綠燈，延誤為0，仿真結(jié)果比計(jì)算結(jié)果的延誤更小，

48、說明我們?cè)O(shè)計(jì)的交叉口合理。</p><p><b>　　6設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p><b>　　6.1 結(jié)論</b></p><p>　　第一次我們?cè)O(shè)計(jì)的渠化方案，根據(jù)我們的主干道車道為35m，所以我們?cè)O(shè)計(jì)的信號(hào)配時(shí)的周期為90s，每個(gè)相位要符合最短綠燈時(shí)間，所以我們的配時(shí)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(jì)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(gè)相位的綠燈時(shí)間都是為了符合最短綠燈時(shí)間，而實(shí)際的車流量，每個(gè)相位最多的是413輛\h，而需要的時(shí)間為6s，所以我們?cè)O(shè)計(jì)的配時(shí)方案不合理，浪費(fèi)的時(shí)間太多，于是重新設(shè)計(jì),把行人過街時(shí)間減少。</p><p>　　接下來我們依照第一次的錯(cuò)誤之處，從每個(gè)進(jìn)口處的車流量的大小入

50、手，重新設(shè)計(jì)渠化方案，發(fā)現(xiàn)第一次設(shè)計(jì)的東西進(jìn)口的車道，有直行車道，又有直右車道，這樣會(huì)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(gè)車道，平均每個(gè)車道每個(gè)周期的車流量只有1.5輛，所以我們決定把直行的3個(gè)3m的車道，改為2個(gè)3.25m的車道，以減少行人過街時(shí)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(shí)間為4.3s<最短綠燈時(shí)間13.7s。，需擴(kuò)大周期時(shí)長重新計(jì)算。</p><p>　　第三次試算：按最短綠燈要求，將周期時(shí)長定為60s，保持第二次試算的設(shè)計(jì)方案，渠化設(shè)計(jì)最終方案如上交叉口所示，采用四相位模式（上圖），配時(shí)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(dá)到B級(jí)要求， 符合該交叉口的設(shè)計(jì)要求。&

53、lt;/p><p><b>　　6.2 心得體會(huì)</b></p><p>　　交通控制技術(shù)是一門很有趣的課程，任何一個(gè)系統(tǒng)都是一個(gè)復(fù)雜的整體，學(xué)習(xí)交通控制原理是要涉及到整體的每一部分。在循序漸進(jìn)的課堂教學(xué)過程中，我總是處于“學(xué)會(huì)了一些新知識(shí)，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(shí)，我才把最終的不懂之處得到解決。 　 學(xué)習(xí)該門課程知識(shí)時(shí)，其

54、思維方法也和其它課程不同，該課程偏重于自主設(shè)計(jì)，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(shí)際道路系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)實(shí)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(dá)到學(xué)以致用的目的 。 這次實(shí)驗(yàn)并不是很難，主要的困難來自對(duì)交叉口的渠化設(shè)計(jì)方案。功夫不負(fù)有心人，經(jīng)過兩個(gè)人的合作和努力，我們最后對(duì)實(shí)驗(yàn)的原理有了清晰的認(rèn)識(shí)。通過對(duì)交叉口的設(shè)計(jì)與仿真，我們對(duì)交通控制的知識(shí)將會(huì)有一個(gè)更廣泛的認(rèn)識(shí)，而且它對(duì)我

55、們以后的學(xué)習(xí)也會(huì)有幫助的。實(shí)驗(yàn)中個(gè)人的力量是不及群體的力量的，我們兩個(gè)人分工合作，做事的效率高了很多。雖然有時(shí)候會(huì)為了一些細(xì)節(jié)爭論不休，但最后得出的總是最好的結(jié)論。而且實(shí)驗(yàn)也教會(huì)我們?cè)趫F(tuán)隊(duì)中要善于與人相處，與人共事，不要一個(gè)人解決所有問題?！　】傊?，這次課程設(shè)計(jì)</p><p><b>　　7參考文獻(xiàn)</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(shè)規(guī)范《城市道路平面交叉口規(guī)劃與設(shè)計(jì)規(guī)程》</p><p><b>　　8 附表</b></p><p>　　附上所有校正系數(shù)表。</p