單個(gè)交叉口定時(shí)信號控制的研究畢業(yè)論文

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p>　　單個(gè)交叉口定時(shí)信號控制的研究</p><p>　　學(xué) 院：能源與交通工程學(xué)院</p><p>　　專 業(yè)：交通運(yùn)輸</p><p><b>　　姓 名： </b></p><p><

2、;b>　　學(xué) 號： </b></p><p><b>　　指導(dǎo)教師： </b></p><p>　　職 稱：副教授</p><p>　　論文提交日期：二Ο一Ο年六月</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　在城市交通

3、控制中，交叉口信號控制是一個(gè)不可缺少的重要組成部分。單個(gè)交叉口是整個(gè)路網(wǎng)的最基本的被控制對象，并且定時(shí)信號控制是交叉口信號控制方法中最基本的控制方式。交通信號定時(shí)控制的主要目的就是通過交叉口信號燈的有效控制,調(diào)節(jié)和引導(dǎo)交通流,以防止或緩和交通擁擠、減少能源消耗，提高運(yùn)營效率。其目標(biāo)在于改善交通流的質(zhì)量，更好的利用現(xiàn)有運(yùn)輸能力，及時(shí)為車輛上的有關(guān)人員及行人提高交通狀況信息，實(shí)現(xiàn)交通流的安全性、快速性。本文以定時(shí)信號控制為研究對象，在F&#

4、183;韋伯斯特模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國城市交通的特點(diǎn)，討論定時(shí)信號配時(shí)的基本方法。文章最后結(jié)合交叉口的實(shí)例，通過實(shí)際大量的調(diào)查數(shù)據(jù)，根據(jù)上述方法進(jìn)行進(jìn)行多次試算得到交叉口信號的合理配時(shí)，有效地緩解了交叉口的擁堵現(xiàn)象，提高了交叉口的利用率。</p><p>　　關(guān)鍵字：配時(shí) 單交叉口 信號控制 信號周期；</p><p><b>　　Abstract</b></p

5、><p>　　Traffic signal control of intersection is an indispensable part of the urban traffic control system .Intersection is the most fundamental controlled subject of road network and timing signal control is t

6、he most basic method of traffic signal control of intersection. To prevent and alleviate traffic congestion, reduce energy consumption and improve operational efficiency, effective control of signal light is applied whic

7、h can regulate and improve the quality of traffic flow.By making full use of </p><p>　　Key words:timing;intersection;signal control;signal period;</p><p><b>　　目 錄</b></p>&

8、lt;p><b>　　引言1</b></p><p>　　1 單交叉口信號控制方式1</p><p><b>　　1.1定時(shí)控制1</b></p><p><b>　　2.2感應(yīng)控制1</b></p><p>　　2定時(shí)信號控制方案設(shè)計(jì)2</p>

9、<p>　　2.1定時(shí)信號配時(shí)設(shè)計(jì)流程2</p><p>　　2.2確定信號相位的基本方案2</p><p>　　2.3確定設(shè)計(jì)交通量2</p><p><b>　　2.4飽和流量4</b></p><p>　　2.4.1基本飽和流量4</p><p>　　2.4.2各類車道通

10、用校正系數(shù)4</p><p>　　2.5配時(shí)參數(shù)計(jì)算5</p><p>　　2.6 信號交叉口通行能力與飽和度8</p><p>　　2.7服務(wù)水平評估8</p><p>　　2.7.1延誤估算方法9</p><p>　　2.7.2服務(wù)水平10</p><p>　　3 交叉口信號配時(shí)

11、設(shè)計(jì)算例11</p><p>　　3.1交叉口現(xiàn)狀11</p><p>　　3.2交叉口調(diào)查11</p><p>　　3.3交叉口原服務(wù)水平評估14</p><p>　　3.4交叉口基本交通條件的計(jì)算16</p><p>　　3.5渠化設(shè)計(jì)與信號配時(shí)17</p><p><b&

12、gt;　　結(jié)論25</b></p><p><b>　　致謝26</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)27</b></p><p><b>　　附錄28</b></p><p><b>　　引言</b></p>&

13、lt;p>　　交又口是城市交通的關(guān)鍵，它是整個(gè)城市道路的瓶頸地交通是經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國城市化進(jìn)程進(jìn)入快速發(fā)展期，機(jī)動(dòng)車輛迅速增加，城市人口的增長和城市范圍的擴(kuò)大，使城市交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)仍處于相對滯后的狀態(tài)。同時(shí)，隨著人民生活水平的提高和汽車工業(yè)的發(fā)展，城市交通機(jī)動(dòng)化趨勢迅猛，特別是轎車的增長己顯現(xiàn)出強(qiáng)勁的勢頭。在城市化和機(jī)動(dòng)化的雙重壓力下，交通需求急劇膨脹，城市交通問題越發(fā)突出。</p>

14、;<p>　　單個(gè)交叉口定時(shí)控制是交叉口信號控制研究中最基本的單元。正確設(shè)計(jì)、合理設(shè)置和運(yùn)行交通控制信號，不僅可以達(dá)到提高交叉口的通行能力、疏散交通的目的，而且能有效改善交通安全。</p><p>　　本論文針對城市交通問題的現(xiàn)狀，對交通定時(shí)信號的控制進(jìn)行研究。</p><p>　　1 單交叉口信號控制方式</p><p>　　單路口的交通信號控制是最

15、基本的交通控制形式，其目的是通過合理的信號配時(shí)方案，消除或減少各向交通流的沖突點(diǎn)，同時(shí)使車輛和行人的總延誤最小。單路口的交通信號控制主要分為定時(shí)控制方式、感應(yīng)控制方式、現(xiàn)代控制方式等，其中定時(shí)控制和感應(yīng)控制是基本的交通控制方法，也是傳統(tǒng)意義上的信號控制方式。</p><p><b>　　1.1 定時(shí)控制</b></p><p>　　路口交通信號控制機(jī)均按事先設(shè)定的配時(shí)

16、方案運(yùn)行，稱為定時(shí)控制。一天只用一個(gè)配時(shí)方案的稱為單時(shí)段定時(shí)控制;一天按不同時(shí)段的交通量采用幾個(gè)配時(shí)方案的稱為多時(shí)段定時(shí)控制。</p><p>　　定時(shí)信號控制方法是以歷史數(shù)據(jù)(車流量飽和流量)為基礎(chǔ)的這些數(shù)據(jù)是通過交通測量、車輛計(jì)數(shù)獲得的。根據(jù)交通流的變化設(shè)置交通信號，也就是對每個(gè)時(shí)間段內(nèi)尋找出能給出最好性能指標(biāo)的最佳信號設(shè)定。在每個(gè)時(shí)間段末各個(gè)方向交通流的隨機(jī)、過飽和排隊(duì)長當(dāng)作下一個(gè)時(shí)間段內(nèi)該交通流的初始隨機(jī)

17、、過飽和排隊(duì)長。</p><p><b>　　2.2 感應(yīng)控制</b></p><p>　　感應(yīng)控制是在交叉口進(jìn)口道上設(shè)置車輛檢測器，信號燈配時(shí)方案由計(jì)算機(jī)或智能化信號控制機(jī)計(jì)算，可根據(jù)檢測器檢測到的車流信息而隨時(shí)改變的一種控制方式。感應(yīng)控制從實(shí)施方案上可分為兩種:一種是全感應(yīng)控制，是在交叉口的所有入口道上均安裝檢測器，并根各個(gè)進(jìn)口道的交通量來分配綠燈時(shí)間，這種適用于

18、等級相當(dāng)?shù)牡缆?、其交通量變化大且難于預(yù)測的交叉口上;另一種是半感應(yīng)控制，就是將檢測器安裝在次要道路上，并給予最小限度的必要的綠燈時(shí)間，而把大部分綠燈時(shí)間都給主要道路的一種控制。它適用于在主次道路相交并且交通量變化比較大的交叉口。我國設(shè)計(jì)了一種半感應(yīng)控制，把檢測器設(shè)置在主要道路上，只有當(dāng)檢測器在一段時(shí)間內(nèi)測不到車輛時(shí)，才換成次要道路的相位通車;當(dāng)干道上測得車輛到達(dá)時(shí)，通車相位又換回主要道路。這種控制方式有利于次干道上自行車的通行[1]。&

19、lt;/p><p>　　2 定時(shí)信號控制方案設(shè)計(jì)</p><p>　　到目前為止，定時(shí)信號的配時(shí)方法在國際上主要有英國的F·韋伯斯特一B·柯布理論、澳大利亞的ARRB法、美國的HCM法等。在國有“停車線法”和“沖突點(diǎn)法”等方法。隨著研究的不斷深入，定時(shí)信號的配時(shí)方法也在進(jìn)一步的改進(jìn)之中。這里，在綜合研究英國、澳大利亞和美國等國家以及我國現(xiàn)有的配時(shí)方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國城市交

20、通的特點(diǎn)，討論定時(shí)信號配時(shí)的基本方法。</p><p>　　2.1 定時(shí)信號配時(shí)設(shè)計(jì)流程</p><p>　　單個(gè)交叉口定時(shí)信號配時(shí)設(shè)計(jì)，要按照不同的流量時(shí)段來劃分信號配時(shí)的時(shí)段，在同一時(shí)段內(nèi)確定相應(yīng)的配時(shí)方案。改建、治理交叉口，具有各流向設(shè)計(jì)交通量的數(shù)據(jù)時(shí)，信號配時(shí)設(shè)計(jì)的流程如圖1[2]。</p><p>　　2.2 確定信號相位的基本方案</p>

21、<p>　　在設(shè)定交通信號相位時(shí)，應(yīng)遵循以下原則：</p><p>　?。?）信號相位必須同交叉口進(jìn)口道車道渠化（即車道功能劃分）方案同時(shí)設(shè)定；</p><p>　?。?）信號相位對應(yīng)于左、右轉(zhuǎn)彎交通量及其專用車道的布置（即信號相位要與車道相符）；</p><p>　?。?）有左轉(zhuǎn)專用車道時(shí)，根據(jù)左轉(zhuǎn)流向設(shè)計(jì)交通量計(jì)算的左轉(zhuǎn)車每周期平均到達(dá)3 輛時(shí)，宜用左

22、轉(zhuǎn)專用相位；</p><p>　?。?）同一相位各相關(guān)進(jìn)口道左轉(zhuǎn)車每周期平均到達(dá)量相近時(shí)，宜用雙向左轉(zhuǎn)專用相位，否則宜用單向左轉(zhuǎn)專用相位。</p><p>　　2.3 確定設(shè)計(jì)交通量</p><p>　　確定設(shè)計(jì)交通量時(shí)，應(yīng)按交又口每天交通量的時(shí)變規(guī)律，分為早高峰時(shí)段、下午高峰時(shí)段晚高峰時(shí)段、早、晚低峰時(shí)段、中午低峰時(shí)段及一般平峰時(shí)段等各時(shí)段，然后確定相應(yīng)的設(shè)計(jì)交通

23、量。</p><p>　　已選定時(shí)段的設(shè)計(jì)交通量，須按該時(shí)段內(nèi)交叉口各進(jìn)口道不同流向分別確定，其計(jì)算公式如下：</p><p><b>　　= （1）</b></p><p>　　式中：——配時(shí)時(shí)段中，進(jìn)口道m(xù)、流向n的設(shè)計(jì)交通量（pcu/h）；</p><p>　　——配時(shí)時(shí)段中，進(jìn)口道m(xù)、流向n的高峰小時(shí)中最高15

24、min 的流率（pcu/15min）。</p><p>　　圖1 信號配時(shí)設(shè)計(jì)流程圖</p><p>　　無最高15min 流率的實(shí)測數(shù)據(jù)時(shí)，可按下式估算：</p><p><b>　　= （2）</b></p><p>　　式中：——配時(shí)時(shí)段中，進(jìn)口道m(xù)、流向n的高峰小時(shí)交通量(pcu/h)；</p>

25、<p>　　——配時(shí)時(shí)段中，進(jìn)口道m(xù)、流向n的高峰小時(shí)系數(shù)；主要進(jìn)口道可取0.75，次要進(jìn)口道可取0.8。</p><p><b>　　2.4 飽和流量</b></p><p>　　飽和流量的定義是：在一次連續(xù)的綠燈信號時(shí)間內(nèi)，進(jìn)口道上一列連續(xù)車隊(duì)能通過進(jìn)口道停車線的最大流量，單位是pcu/綠燈小時(shí)。</p><p>　　交叉口進(jìn)口道

26、經(jīng)劃分車道并加渠化以后，進(jìn)口道飽和流量隨進(jìn)口道車道數(shù)及渠化方案而異，所以必須分別計(jì)算各條進(jìn)口車道的飽和流量，然后再把各條車道的飽和流量累計(jì)成進(jìn)口道的飽和流量。</p><p>　　飽和流量用實(shí)測平均基本飽和流量乘以各影響因素校正系數(shù)的方法估算。即：進(jìn)口車道的估算飽和流量：</p><p><b>　　= （3）</b></p><p>　　

27、式中： ——第i 條進(jìn)口車道基本飽和流量（pcu / h )；</p><p>　　——各類進(jìn)口車道各類校正系數(shù)。</p><p>　　2.4.1 基本飽和流量</p><p>　　各類進(jìn)口車道各有其專用相位時(shí)的基本飽和流量，可采用下表1：</p><p>　　表1 各類進(jìn)口車道的基本飽和流量 </p><p>　　

28、2.4.2 各類車道通用校正系數(shù)</p><p>　?。?） 車道寬度校正</p><p><b>　　（4）</b></p><p>　　式中：—— 車道寬度校正系數(shù)；</p><p>　　——車道寬度（m）。</p><p>　?。?）坡度及大車校正</p><p>&

29、lt;b>　　（5）</b></p><p>　　式中：——坡度及大車校正系數(shù)；</p><p>　　——道路縱坡，下坡時(shí)取0；</p><p>　　——大車率，這里，不大于0.50。</p><p>　?。?）直行車道飽和流量</p><p>　　直行車流受同相位綠燈初期左轉(zhuǎn)自行車的影響時(shí)，直行車道

30、設(shè)計(jì)飽和流量除須作通用校正外，尚須作自行車影響校正，自行車影響校正系數(shù)按下式計(jì)算：</p><p><b>　　（6）</b></p><p>　　式中：——自行車影響校正系數(shù)；</p><p>　　——綠初左轉(zhuǎn)自行車數(shù)（輛／周期）。</p><p><b>　　可用下式估算：</b></p&

31、gt;<p><b>　?。?）</b></p><p>　　式中：——自行車流量（輛／周期）；</p><p><b>　　——自行車左轉(zhuǎn)率；</b></p><p>　　——周期時(shí)長（s），先用初始周期時(shí)長計(jì)算；</p><p>　　——有效綠燈時(shí)長（s）。</p>

32、<p><b>　　直行車道飽和流量：</b></p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　式中：——直行車道飽和流量（Pcu / h ) ； </p><p>　　——直行車道基本飽和流量（Pcu / h )，見表1</p><p>　　左轉(zhuǎn)專用車道飽和流量</

33、p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　式中：——有專用相位時(shí)左轉(zhuǎn)專用車道飽和流量（Pcu / h) ； </p><p>　　—— 左轉(zhuǎn)專用車道有專用相位時(shí)的基本飽和流量（Pcu / h )，見表</p><p>　?。?）右轉(zhuǎn)專用車道飽和流量</p><p><b>

34、　?。?0）</b></p><p>　　式中：—— 有專用相位時(shí)右轉(zhuǎn)專用車道飽和流量（Pcu / h)；</p><p>　　—— 右轉(zhuǎn)專用車道基本飽和流量，見表1；</p><p>　　——轉(zhuǎn)彎半徑校正系數(shù)，按下式計(jì)算：</p><p><b>　?。?1）</b></p><p>

35、;　　式中：——轉(zhuǎn)彎半徑（m ）。</p><p>　　2.5 配時(shí)參數(shù)計(jì)算</p><p>　?。?）信號周期時(shí)長須選用最佳周期時(shí)長，按下式計(jì)算：</p><p><b>　?。?2）</b></p><p>　?。?）信號總損失時(shí)間，按下式計(jì)算： </p><p><b>　?。?3

36、）</b></p><p>　　式中：——應(yīng)實(shí)測，無實(shí)測數(shù)據(jù)時(shí)可取3s；</p><p>　　——黃燈時(shí)長，可定為3s；</p><p>　　——綠燈間隔時(shí)間（s）；</p><p>　　—— 一個(gè)周期內(nèi)的綠燈間隔數(shù)。</p><p><b>　　（3）綠燈間隔時(shí)間</b></p

37、><p>　　從失去通行權(quán)的上一個(gè)相位綠燈結(jié)束到下一個(gè)相位另一方向綠燈開始的時(shí)間稱為綠燈間隔時(shí)間，如圖2所示，假設(shè)需要確定在相位A失去通行權(quán)到相位B得到通行權(quán)的綠燈間隔時(shí)間，則需測量從相位A的停車線到潛在沖突點(diǎn)之間的距離，以及相位B的停車線到?jīng)_突點(diǎn)之間的距離，是為了避免相位A的最后一輛車與相位B的第一輛車在潛在沖突點(diǎn)發(fā)生沖突而確定的行駛距離。綠燈間隔時(shí)間必須大于相位A最后一輛車駛過這段距離所需的時(shí)間，這樣才能保證不發(fā)

38、生沖突。下表2是根據(jù)不同的沖突距離（）而建議采用的綠燈間隔時(shí)間[3]。</p><p>　　圖2 交叉口的潛在沖突點(diǎn)</p><p><b>　　表2 綠燈間隔時(shí)間</b></p><p>　　當(dāng)計(jì)算綠燈間隔時(shí)間< 3s時(shí)，配以黃燈時(shí)間3s；> 3s時(shí)，其中3s配以黃燈，其余時(shí)間配以紅燈，此時(shí)所有相位信號全部都是紅燈，稱為全紅時(shí)間。

39、</p><p>　?。?）流量比總和，按下式計(jì)算：</p><p><b>　　（0.9（14）</b></p><p>　　式中：——組成周期的全部信號相位的各個(gè)最大流量比y 值之和；</p><p>　　—— 一個(gè)周期內(nèi)的相位數(shù)；</p><p>　　—— 第 相的流量比；</p&g

40、t;<p>　　——設(shè)計(jì)交通量（Pcu / h）；</p><p>　　——校正飽和流量（Pcu / h）。</p><p>　　計(jì)算>0.9時(shí)，須改進(jìn)進(jìn)口道設(shè)計(jì)或結(jié)合信號相位方案，重新設(shè)計(jì)。</p><p>　?。?） 總有效綠燈時(shí)間：每周期的總有效綠燈時(shí)間按下式計(jì)算：</p><p><b>　　=（15）

41、</b></p><p>　　（6）各相位有效綠燈時(shí)間：各相位的有效綠燈時(shí)間按下式計(jì)算：</p><p><b>　?。?6）</b></p><p>　　（7）各相位的綠信比按下式計(jì)算：</p><p><b>　?。?7）</b></p><p>　?。?）各

42、相位的實(shí)際顯示綠燈時(shí)間按下式計(jì)算：</p><p><b>　?。?8）</b></p><p>　　式中：——第相位起動(dòng)損失時(shí)問；</p><p>　　——第相位的黃燈時(shí)間。</p><p>　?。?）最短綠燈時(shí)間按下式計(jì)算：</p><p><b>　?。?9）</b>&

43、lt;/p><p>　　式中：——行人過街道長度（m )；</p><p>　　——行人過街步速，取1.2 m /s；</p><p>　　——綠燈間隔時(shí)間（s）。</p><p>　　計(jì)算的顯示綠燈時(shí)間小于相應(yīng)的最短綠燈時(shí)間時(shí)，應(yīng)延長計(jì)算周期時(shí)長（以滿足最短綠時(shí)間為度），重新計(jì)算。</p><p>　　2.6 信號交叉口

44、通行能力與飽和度</p><p>　?。?）通行能力一般表達(dá)式</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。其通用定義是：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)各領(lǐng)域中必不可少的一個(gè)重要指標(biāo)。</p><p>　　信號交叉口通行能力分別按交叉口各進(jìn)口道估算

45、，一般以小車當(dāng)量單位計(jì)；信號交叉口－條進(jìn)口道的通行能力是此進(jìn)口道上各條進(jìn)口車道通行能力之和；一條進(jìn)口車道的通行能力是該車道飽和流量及其所屬信號相位綠信比的乘積。一條進(jìn)口道通行能力：</p><p><b>　?。?0）</b></p><p>　　式中：——第i條進(jìn)口車道的通行能力（Pcu / h)；</p><p>　　——第i 條進(jìn)口車道的

46、飽和流量（Pcu / h)。</p><p>　　——第i 條進(jìn)口車道所屬信號相位的綠信比；</p><p>　　——該信號相位的有效綠燈時(shí)間（s）；</p><p>　　——信號周期時(shí)長（s）。</p><p>　?。?）直行車道通行能力：</p><p><b>　?。?1）</b></

47、p><p>　?。?）左轉(zhuǎn)專用車道通行能力：</p><p><b>　?。?2）</b></p><p>　　（4）右轉(zhuǎn)專用車道通行能力：</p><p><b>　?。?3）</b></p><p><b>　　（5）飽和度</b></p>

48、<p>　　各車道飽和度是各車道實(shí)際到達(dá)交通量與該車道通行能力之比，即：</p><p><b>　?。?4）</b></p><p>　　2.7 服務(wù)水平評估</p><p>　　信號交叉口設(shè)計(jì)與交通信號配時(shí)的服務(wù)水平，根據(jù)計(jì)算的平均信號控制延誤確定。用作交叉口服務(wù)水平評價(jià)的延誤是15min 分析期間的平均每車信號控制延誤（簡稱信

49、控延誤）。信號交叉口延誤是反映車輛在信號交叉口上受阻、行駛時(shí)間損失的評價(jià)指標(biāo)。</p><p>　　延誤的影響因素眾多，涉及交叉口幾何設(shè)計(jì)與信號配時(shí)的各個(gè)方面，是一個(gè)能夠綜合反映交叉口的幾何設(shè)計(jì)與信號配時(shí)優(yōu)劣的評價(jià)指標(biāo)。</p><p>　　2.7.1 延誤估算方法</p><p>　　延誤是一個(gè)影響因素十分復(fù)雜的指標(biāo)。理論計(jì)算所得結(jié)果難于情確符合實(shí)際情況。所以應(yīng)采

50、用現(xiàn)場觀測的延誤數(shù)值作為評價(jià)依據(jù)，特別是對原有交叉口進(jìn)行評價(jià)分析或做改善效果的前后對比分析，有條件做現(xiàn)場觀測時(shí)，須用現(xiàn)場觀測數(shù)據(jù)。對設(shè)計(jì)交叉口的不同設(shè)計(jì)方案做比較分析，無法現(xiàn)場觀測時(shí)，才用估算方法。</p><p>　　延誤須對交叉口各進(jìn)日道分別估算各車道的每車平均信控延誤；進(jìn)口道每車平均延誤是進(jìn)口道中各車道延誤之加權(quán)平均值；整個(gè)交叉口的每車平均延誤是各進(jìn)口道延誤之加權(quán)平均值。</p><p&

51、gt;　?。?）各車道延誤可用下式估算：</p><p><b>　?。?5）</b></p><p>　　式中：——各車道每車平均信控延誤（s/pcu）；</p><p>　　——均勻延誤，即車輛均勻到達(dá)所產(chǎn)生的延誤（s/pcu）； </p><p>　　——隨機(jī)附加延誤，即車輛隨機(jī)到達(dá)并引起超飽和周期所產(chǎn)生的附加延誤

52、（s/pcu）；</p><p>　　——初始排隊(duì)附加延誤，即在延誤分析期初停有上一時(shí)段留下積余車輛的初始排隊(duì)使后續(xù)車輛經(jīng)受的附加延誤（s/pcu）。</p><p><b>　　①設(shè)計(jì)交又口</b></p><p>　　對于設(shè)計(jì)交叉口，因要滿足設(shè)計(jì)服務(wù)水平的要求，不應(yīng)出現(xiàn)在分析期初留有初始排隊(duì)的情況，即不應(yīng)出現(xiàn)有初始排隊(duì)附加延誤，則設(shè)計(jì)交又口

53、時(shí)各車道延誤用下列式估算：</p><p><b>　?。?6）</b></p><p><b>　?。?7）</b></p><p><b>　?。?8）</b></p><p>　　式中：——周期時(shí)長（s）；</p><p>　　——所計(jì)算車道的綠信

54、比；</p><p>　　——所計(jì)算車道的飽和度；</p><p>　　—所計(jì)算車道的通行能力（Pcu / h）；</p><p>　　——分析時(shí)段的持續(xù)時(shí)長（h），取0.25h；</p><p>　　——單個(gè)交叉口信號控制類型校正系數(shù)，定時(shí)信號取=0.5。</p><p><b>　?、?原有交又口<

55、/b></p><p>　　對原有交叉口做延誤評估時(shí)，應(yīng)考慮初始排隊(duì)的延誤，即按下公式計(jì)算。</p><p><b>　　對于: </b></p><p><b>　?。?9）</b></p><p>　　式中：——飽和延誤（s/pcu)；</p><p><b&

56、gt;　?。?0）</b></p><p>　　——不飽和延誤（s/pcu)；</p><p><b>　?。?1）</b></p><p>　　——在T 中積余車輛的持續(xù)時(shí)間（h)；</p><p><b>　　（32）</b></p><p>　　——分析期初

57、始積余車輛（輛），須實(shí)測；</p><p>　　——綠燈期車流到達(dá)率校正系數(shù)，按下式計(jì)算：</p><p><b>　?。?3）</b></p><p>　　——綠燈期到達(dá)車輛占整周期到達(dá)量之比，可實(shí)地觀測。</p><p>　　對于，用下式計(jì)算，即</p><p><b>　　（34）

58、</b></p><p>　　對于 ，其隨前式算得的在T中積余車輛的持續(xù)時(shí)間而定，</p><p><b>　?。?5）</b></p><p>　?。?）各進(jìn)口道的平均信控延誤，按該進(jìn)口道中各車道延誤的加權(quán)平均數(shù)估算：</p><p><b>　?。?5）</b></p>

59、<p>　　式中：——進(jìn)口道A的平均信控延誤（s/pcu) ；</p><p>　　——進(jìn)口道A中第i 車道的平均信控延誤（s/pcu)；</p><p>　　——進(jìn)口道A中第i 車道的小時(shí)交通量換算為其中高峰15min的交通流率（輛/15min）。</p><p>　?。?）整個(gè)交叉口的平均信控延誤，按該交叉口中各進(jìn)口道延誤的加權(quán)數(shù)估算： </

60、p><p><b>　?。?6）</b></p><p>　　式中：——交叉口每車的平均信控延誤（s/pcu)；</p><p>　　——進(jìn)口道A 的高峰15min交通流率（輛/15min）。</p><p>　　2.7.2 服務(wù)水平</p><p>　　每車平均信控延誤數(shù)值與信號交叉口服務(wù)水平的對應(yīng)

61、關(guān)系列于表3所示[4] 。</p><p>　　按照表，新建、改建交叉口設(shè)計(jì)服務(wù)水平、宜取2級，治理交叉口宜取3級。服務(wù)水平不合格時(shí)，須改變各進(jìn)口道設(shè)計(jì)或結(jié)合信號相位方案，重新設(shè)計(jì)。</p><p>　　表3 延誤一服務(wù)水平標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　3 交叉口信號配時(shí)設(shè)計(jì)算例</p><p><b>　　3.1 交叉口現(xiàn)狀</

62、b></p><p>　　交叉口要選擇較為典型的交叉口，并且要以出現(xiàn)交通擁堵、信號配時(shí)不合理等交通問題的交叉口作為研究，另一方面考慮到為了調(diào)查方便，調(diào)查地點(diǎn)要與學(xué)校較為接近，鑒于以上因素，故以呼市興安南路路與烏蘭察布西街交叉口為例。交叉口東西路口進(jìn)口道均有4個(gè)車道，北路口進(jìn)口道有5個(gè)車道，南路口的進(jìn)口道有4個(gè)車道，每車道寬均為3.5米，交叉口的示意圖見圖3。該交叉口南北截面的長度均為36米，東西截面的長度均

63、為26米,右轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎半徑為12米。交叉口的信號相位為4相位，周期時(shí)長為190s,南北與東西左轉(zhuǎn)信號時(shí)間均為32s,南北與東西直行信號時(shí)間均為55s,具體配時(shí)方案見表4。交叉口的地理位置見圖4,且向北150米為蒙族幼兒園，向西500米為三十四中，此外北向有十九中、十四中，南向有秋實(shí)中學(xué)，故車流量大，行人多，路口交通繁忙，延誤時(shí)間大。經(jīng)觀察，可發(fā)現(xiàn)尤其由東向西車輛產(chǎn)生擁堵，這是由于東西方向僅為兩個(gè)直行車道造成的。而由西向東的車流量卻很少，因?yàn)?/p>

64、該交叉口以西的昭烏達(dá)路與烏蘭察布西街相交的交叉口，也就是內(nèi)蒙醫(yī)院以北的那個(gè)交叉口擁堵嚴(yán)重， 駕駛?cè)藛T不愿意途徑此處增加行駛時(shí)間。另外，各個(gè)進(jìn)口道的自行車流量在早晚高峰時(shí)段較大，</p><p><b>　　3.2 交叉口調(diào)查</b></p><p>　　為了改善交叉口的通行能力，減少交通擁堵的現(xiàn)象，需要大量的實(shí)測數(shù)據(jù)，故需要進(jìn)行交通調(diào)查。調(diào)查時(shí)間為2010年4月20號

65、，早7:30-8：30。各個(gè)路口進(jìn)口道的交通量列于附表1，繪成折線圖列于下圖5-圖8。</p><p>　　圖3 交叉口示渠化意圖</p><p>　　圖4 交叉口地理位置示意圖</p><p>　　表4 交叉口各相位配時(shí)表</p><p>　　圖5 交叉口西進(jìn)口交通量</p><p>　　圖6 交叉口東進(jìn)口交通量&l

66、t;/p><p>　　圖7 交叉口北進(jìn)口交通量</p><p>　　圖8 交叉口南進(jìn)口交通量</p><p>　　3.3 交叉口原服務(wù)水平評估</p><p>　　利用上述評價(jià)服務(wù)水平的方法，對原有交叉口的服務(wù)水平進(jìn)行評價(jià)，計(jì)算過程列于表5-表7。</p><p>　　表5 延誤及服務(wù)水平計(jì)算表1</p>&

67、lt;p>　　表6 延誤及服務(wù)水平計(jì)算表2</p><p>　　表7 延誤及服務(wù)水平計(jì)算表3</p><p>　　由調(diào)查結(jié)果可知，該交叉口的信控延誤為132s，服務(wù)水平為4級。</p><p>　　3.4 交叉口基本交通條件的計(jì)算</p><p>　?。?）根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)計(jì)算出交叉口各流向最高15min 的流率（列于附表2），并計(jì)算出各流

68、向各車道的大車率。</p><p>　?。?）根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)計(jì)算出綠初左轉(zhuǎn)的自行車數(shù),所調(diào)查自行車的流量列于表8</p><p><b>　　表8 自行車流量</b></p><p>　　3.5 渠化設(shè)計(jì)與信號配時(shí)</p><p>　　第一次試算：現(xiàn)有交叉口進(jìn)口車道功能如圖3，信號相位為四相位見圖9：① 東西向雙向左轉(zhuǎn)專用

69、相位；② 東西向基本相位；③ 南北向基本相位。④ 東西向雙向左轉(zhuǎn)專用相位；按前述有關(guān)公式計(jì)算，有關(guān)信號配時(shí)設(shè)計(jì)計(jì)算、飽和流量校正系數(shù)計(jì)算和飽和流量與通行能力計(jì)算結(jié)果列于表9 至表11,由表可知，東西向左轉(zhuǎn)相位的最大流量比為0.157，東西向直行相位的最大流量比為0.308 ,南北向左轉(zhuǎn)相位的最大流量比為0 .215，南北向直行相位的最大流量比0.362，所以總流量比=1.042出現(xiàn)大于0.9 的情況，說明進(jìn)口車道還太少，通行能力無法滿足

70、實(shí)際流量的需求，需重新設(shè)計(jì)。</p><p>　　圖9 交叉口信號四相位圖</p><p>　　表9 飽和流量校正系數(shù)表</p><p>　　表10 飽和流量與通行能力計(jì)算表</p><p>　　表11 交通信號配時(shí)設(shè)計(jì)計(jì)算表1</p><p><b>　　續(xù)表</b></p>&l

71、t;p>　　第二次試算：增加?xùn)|向直行進(jìn)口車道與南向直行進(jìn)口車道，重新劃分車道功能見圖10，仍定信號相位為四相位（同上）。再按前述有關(guān)公式計(jì)算，有關(guān)信號配時(shí)設(shè)計(jì)計(jì)算表列于表12。由表可知，東西向左轉(zhuǎn)相位的最大流量比仍為0.157，東西向直行相位的最大流量比為0.205，南北向左轉(zhuǎn)相位的最大流量比仍為0 .215，南北向直行相位的最大流量比仍為0.247 ，所以總流量=0.824<0.9。直轉(zhuǎn)車沖突點(diǎn)間的距離為10米，故按前表2

72、得到綠燈間隔時(shí)間為6s，計(jì)算得到總損失時(shí)間=3+6+3+6=18，安排南北和東西方向設(shè)全紅時(shí)間，從而＝110s。但從計(jì)算結(jié)果看，計(jì)算周期時(shí)長偏小，各向的綠燈時(shí)間無法滿足行人過街所需的最短時(shí)間，需擴(kuò)大周期時(shí)長。</p><p>　　圖10 改建后交叉口示意圖</p><p>　　第三次試算：按最短綠燈時(shí)間的要求，將周期時(shí)長定為120s，保持試算二中的設(shè)計(jì)方案，并按前述有關(guān)公式計(jì)算。有關(guān)信號配

73、時(shí)設(shè)計(jì)計(jì)算、飽和流量校正系數(shù)計(jì)算和飽和流量與通行能力計(jì)算結(jié)果列于表13和14。由表14可知，各流向飽和度均小于0.95 。</p><p>　　有關(guān)延誤及服務(wù)水平的估算結(jié)果列于表15。由表15可知，交叉口延誤為45.01s / pcu ，根據(jù)表服務(wù)水平為3 級，符合各項(xiàng)要求。</p><p>　　表12 交通信號配時(shí)設(shè)計(jì)計(jì)算表2</p><p><b>

74、;　　續(xù)表</b></p><p>　　表13 交通信號配時(shí)設(shè)計(jì)計(jì)算表3</p><p>　　表14 飽和流量與通行能力計(jì)算表</p><p>　　表15 延誤及服務(wù)水平估算表</p><p><b>　　續(xù)表</b></p><p>　　方案確定：將第三次試算的結(jié)果作為該交叉口進(jìn)

75、口道的渠化與配時(shí)設(shè)計(jì)方案。即增加一條東面直行的車道和南面直行的車道，最終周期時(shí)間為120s,東西左轉(zhuǎn)綠燈時(shí)間為19s，東西直行綠燈時(shí)間為26s，南北左轉(zhuǎn)綠燈時(shí)間為27s，南北直行綠燈時(shí)間為31s,并在南北和東西兩相各設(shè)全紅時(shí)間，具體的配時(shí)圖如圖13。</p><p><b>　　圖11 配時(shí)圖</b></p><p><b>　　結(jié)論</b>&l

76、t;/p><p>　　車輛和行人順利通過繁忙交叉口，與交叉口信號配時(shí)的有效控制是分不開的。交通信號的合理配時(shí)可以有效地分配交通流，及時(shí)地疏導(dǎo)交通。本文以交通調(diào)查數(shù)據(jù)和交叉口基本狀況為基礎(chǔ)，通過所介紹的定時(shí)信號控制方法，最終得出交叉口信號的配時(shí)法案。在配時(shí)算法過程中，要求給出合理的渠化方案。因此，總損失時(shí)間的計(jì)算和所求得的各相位的有效綠燈時(shí)間要滿足最短綠燈時(shí)間是配時(shí)的重點(diǎn)。通過原交叉口服務(wù)水平同改進(jìn)配時(shí)后交叉口服務(wù)水平

77、的對比，可見配時(shí)結(jié)果是合理的。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本論文的完成離不開我的指導(dǎo)教師xx的悉心指導(dǎo)和點(diǎn)撥，從選題、構(gòu)思、研究方法直至具體的理論問題，都滲透了x老師的許多心血，在此我謹(jǐn)向?qū)熤乱猿绺叩木匆夂驼鎿吹闹x意。同時(shí)我也要感謝所有給過我?guī)椭完P(guān)心的其他老師、同學(xué)還有朋友。由于本人水平有限，文中難免出現(xiàn)不當(dāng)甚至錯(cuò)誤之處

78、，敬請各位批評指正。謝謝大家！</p><p>　　參 考 文 獻(xiàn)</p><p>　　【1】 張楠,韓印,馬萬達(dá). 單個(gè)交叉口定時(shí)信號控制優(yōu)化模型與算法研究[J] .交通信息與安全,2009,（03）.</p><p>　　【2】減利林. 城市交通信號優(yōu)化控制算法研究[D] .山東大學(xué), 2008.</p><p>　　【3】毛紅閣.

79、 單交叉路口信號控制方法研究[D]. 中國優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫,2009,(11).</p><p>　　【4】 李瑾. 交通信號控制戰(zhàn)略方案選擇研究[D]. 中國優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫,2009,(07).</p><p>　　【5】神進(jìn). 城市道路交叉口定時(shí)與感應(yīng)信號控制對比研究[D] .中國海洋大學(xué), 2009 .</p><p>　　【6】盧凱.

80、交通流狀況下的交叉口信號控制策略[J] .公路交通科技,2006 ,(04).</p><p>　　【7】常宏順. 城市單交叉口實(shí)時(shí)控制方法研究[D] .大連理工大學(xué),2009 ,(04). </p><p>　　【8】王偉平,劉法勝. 城市平面交叉口交通信號控制優(yōu)化方法的研究[J] .山東科技大學(xué)學(xué)報(bào), 2004,(11). </p><p>　　【9】李政偉.

81、城市單交叉口信號配時(shí)設(shè)計(jì)與仿真[D]. 中國優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)庫,2008,(07).</p><p>　　【10】羅太云. 淺談道路交叉路口交通信號控制的優(yōu)化[J] . 四川警官高等專科學(xué)校學(xué)報(bào), 2001,(12).</p><p><b>　　附 錄</b></p><p>　　附表1 交通量調(diào)查表</p><