交通工程实习指导书

交 通 工 程 实 习指 导 书东南大学交通学院2005.7-1-目 录第一章 概述.11.1 实习目的11.2 实习内容11.3 实习安排11.4 上交成果.1第二章 交通调查.22.1 交叉口机动车流量流向调查.22.2 交叉口非机动车高峰小时流量流向调查.42.3 交叉口高峰时段延误调查.42.4 路段地点车速调查.52.5 路段车头时距调查.8第三章 交通工程设计.93.1 现状分析.93.2 存在问题.93.3 交叉口改造方案设计.93.4 设计方案评价.9第四章 交通工程设计示例.104.1 现状简介.104.2 存在的主要问题.104.3 解决方法.104.4 交通工程设计方案说明.114.5 通行能力计算.124.6 方案评价.17附 录.错误！未定义书签。-1-第一章 概述1.1 实习目的通过交通调查和交通工程设计,使学生巩固交通工程的理论知识,培养工程意识,掌握交通调查的基本内容和基本方法,了解道路和交叉口上车辆以及行人的运行特征,最后对道路交叉口提出改造和渠化方案,为后续的学习和工作打下良好基础。1.2 实习内容主要包括交通调查和交通工程设计。交通调查包括交叉口的形式(平交,环交,立交等),渠化形式(交叉口平面尺寸等),控制状况调查(如有无信号控制,信号周期,各相位长度等),交叉口流量流向调查,交叉口高峰时段延误调查,路段地点车速和车头时距调查。交通工程设计包括交叉口现状的分析评价和交叉口的渠化设计。1.3 实习安排上午 下午第一天 实习动员、实习内容、实习要求 人员分组、仪器准备、现场勘查第二天 进行 12 小时(7:00-19:00)交叉口机动车流量流向调查以及早晚高峰(7:00-9:00,16:00-18:00)非机动车流量流向调查第三天 进行早、晚高峰时段(10:00-11:00,15:00-16:00)交叉口延误观测第四天 进行地点速度和车头时距调查第五天 对观测资料录入、整理和计算，提出交叉口优化改造方案1.4 上交成果1.4.1 交通调查实习报告（1）交通量(机动车及自行车)时间分布特性分析（2）交通量(机动车及自行车)空间分布特性分析（3）交通组成特性分析（4）交叉口现状平面布置图（5）交通量变化直方图（6）交叉口流量流向图-2-（7）延误特性分析（8）交叉口服务水平分析（9）交叉口总体评价（10）车头时距分析（11）地点车速分析1.4.2 设计说明书根据交通流量流向分布对交叉口改造方案进行拟定,评价以及比选1.4.3 图纸交叉口改造设计方案图第二章 交通调查2.1 交叉口机动车流量流向调查（1）调查时间：白天 12 小时(7:00-19:00)（2）调查地点：在不影响观测,有车辆排队驶入的交叉口进口处（3）调查方法：人工调查法在交叉口的每个进口方向配备 4 名观测员组成一个观测小组来负责统计工作,其中3 名观测员按照车辆类型分别统计直行,左转,右转的机动车并记录在表 1 上,另外 1 名观测员持秒表每 5 分钟报时一次。同时注意对于原始资料一定要确实可靠,不能有含糊的数据。（4）资料整理与分析交叉口机动车流向流量图通过调查,我们应该明确交叉口机动车早晚高峰出现的时间,并且绘制高峰小时机动车流向流量图。流向流量图按照运行方向用箭头来表示车辆的运行分布,并将各向流量用数字注明,这种方法形象直观,可一目了然地看清交叉口的流向流量分布。在调查时,分车型计测车辆数,在交通流中不同车型的车辆由于其时空间资源消耗的不同,为了相互比较或与历史资料比较,一律要将其换算成当量交通量。 图 2-1 为高峰小时机动车流向流量示意图。-3-图 2-1 高峰小时交通流向流量示意图机动车交通量的时间分布特性分析一天 24h 中,每个小时的交通量亦在不断地变化。这里采用直方图来表示各小时交通量的变化,如图 2-2。但我们只观测了 12h,需要绘制的只是交叉口 12h 交通量变化直方图。1 0 02 0 03 0 04 0 05 0 06 0 0交通量(辆/h)68 1 0 1 2 1 4 1 6 2 0 2 2 0 2 4 61 8时间-4-图 2-2 24h 交通辆变化直方图机动车交通量的空间分布特性分析在这里,主要指的是交通量的方向分布和交通量在车道上的分布。一条道路往返两个方向的交通量,在很长时间内,可能是平衡的,但在某一短时间内,如一天中某几个小时,两个方向的交通量会有较大的不同。例如交叉口南北方向的交通量在上班高峰期间比北南方向的交通量要大得多。交叉口的进口有多个车道,因非机动车数量的不同,各条车道上交通量的分布也是不等的。交通组成特性分析2.2 交叉口非机动车高峰小时流量流向调查（1）调查时间：早高峰(7:00-9:00)和晚高峰(16:00-18:00)（2）调查地点：在不影响观测,有车辆排队驶入的交叉口进口处（3）调查方法：人工调查法在交叉口的每个进口方向配备 4 名观测员组成一个观测小组来负责统计工作,其中3 名观测员分别统计直行,左转,右转的自行车并记录在表 2 上,另外 1 名观测员持秒表每5 分钟报时一次。同时注意对于原始资料一定要确实可靠,不能有含糊的数据。（4）资料整理与分析高峰小时自行车流向流量图自行车交通量的时间分布特性分析自行车交通量的空间分布特性分析2.3 交叉口高峰时段延误调查（1）调查时间：过分的延误通常出现在高峰时段,所以一般均选择高峰时段进行延误调查。这次的调查时间选在早高峰(10:00-11:00)和晚高峰(15:00-16:00)。交叉口延误调查应在天气良好,交通正常的条件下进行。只有当需要研究不利条件下的延误特征时,才选择恶劣的天气或不利的交通条件进行调查。（2）调查地点：一般选择经常发生交通堵塞的交叉口进行延误调查。若一个交叉口只有其中一个或几个入口方向上经常发生交通堵塞,也可以只对这一个或几个方向进行调查。但若调查是为了评价整个交叉口的运行效率,则要对该路口的各个方向同时调查。（3）调查方法：点样本法点样本法获得的是车辆在交叉口引道上的排队时间,每一个入口需要 4 名观测员和-5-一块秒表。观测员站在停车线附近的路侧人行道上。其中一个持秒表每 15 秒钟报时一次,一名观测员每 15 秒钟记录停在停车线后的车辆数,另一名观测员记录每一分钟经过停车而驶过停车线的车辆数(停驶数),而最后一名观测员则记录每一分钟不经过停车而驶过停车线的车辆数(不停驶数)。每分钟小计一次。（4）注意事项:若所调查的交叉口为定时信号控制,选取的取样间隔时间应保证不能被周期长度整除。此外,调查开始时间应避免周期开始(如绿灯或红灯启亮)时间。（5）资料整理与分析:延误特性分析 2()()10%()SPKNA总 延 误 总 停 驶 车 辆 数 抽 样 时 间 间 隔 辆总 延 误每 一 停 驶 车 辆 的 平 均 延 误 停 驶 车 辆 数总 延 误每 一 入 口 车 辆 的 平 均 延 误 =入 口 交 通 量停 驶 车 辆 数停 驶 车 辆 百 分 比 入 口 交 通 量停 车 百 分 比 的 容 许 误 差2.4 路段地点车速调查（1）调查时间：8:00-18:00（2）调查地点：在一平直的路段上用米尺测量处 L=20-25 米(或使得记录时间不少于 1.5S 的长度 )距离,并在 L 两端作两个参考标记(如可用粉笔在道路上划线)。（3）调查方法：人工量测方法在每个方向的起点处配备 1 名观测员,终点处配备 2 名观测员。当车辆通过观测路段的起点端面时,起点处的观测员作手势通知终点处的持表观测员,使秒表开始计时,当车辆到达终点端面时,持表观测员读出车辆在观测路段上行驶的时间,由另一名观测员记录此车的行驶时间及车型。（4）资料整理与分析绘制速度分布图与分布表将实测数据按一定间隔分组,凡位于同一组的速度值都认为其速度值为该分组的中值速度,然后求各组车速数量以及频率,将其列表即为分布表(见表 2-1)。将上述表列之频率值绘成如图 2-3 所示,即为速度分布图。如将改图的纵坐标改为累积频率,则可绘制成车速累积频率图(如图 2-4)。该图中任一速度值对应的频率数均表示在该速度以下行驶的车辆数所占总车辆数的百分比。-6-表 2-1 地点速度分布表观测车辆数及频率 累计观测车辆数及累积频率速度范围(km/h)中位速度Vt(km/h) 次 数 频 率 次 数 频 率(%)53.5-56.5 55 2 1.0 2 1.056.5-59.5 58 8 4.0 10 5.059.5-62.5 61 18 9.0 28 14.062.5-65.5 64 42 21.0 70 35.065.5-68.5 67 48 24.0 118 59.068.5-71.5 70 40 20.0 158 79.071.5-74.5 73 24 12.0 182 91.074.5-77.5 76 11 5.5 193 96.577.5-80.5 79 5 2.5 198 99.080.5-83.5 82 2 1.0 200 100.0总 计 2005 5 5 8 6 1 6 4 6 7 7 0 7 3 7 6 7 9 8 2051 01 52 02 5累积频率(%)速度 ( k m / h )-7-图 2-3 速度频率分布曲线图5 5 5 8 6 1 6 4 6 7 7 0 7 3 7 6 7 9 8 201 02 03 04 05 06 07 08 09 01 0 0累积频率(%)速度 ( k m / h )5 0 %1 5 %8 5 %中值图 2-4 速度频率累积曲线图统计处理均值与均方差是统计分布的两个主要特征值,对正态分布的车速数据其均值即为算术平均值,也就是平均速度。它表示道路上通过车辆的统计平均趋势。平均速度越高,表示大部分车辆都以较高的速度行驶；反之大部分车辆的通过速度都较低。而均方差却表示了统计分布的离散程度,均方差越大,表示存在于通过车辆中的速度差越大。这时当交通量小时,表示车辆选择速度的自由度大；而当交通量大时,表示交通混乱程度严重。平均车速及均方差可用式(2-1)和(2-2) 计算：（21）1KifVn式中：-平均速度(km/h)V-8-各分组的车速中值 (km/h)iV-对应 的车辆数fi-分组数量K-全体被测车辆数n1kinf（22）221()kiiiVf式中各符号意义同上。2.5 路段车头时距调查（1）调查时间：8:00-18:00（2）调查地点：应在平坡直线路段,并不受交叉口停车,加减速,车辆换车道以及行人过街的影响,并与地点车速调查地点一致。调查的车流应该是连续行驶的车队,当车队中混有各种车型时应分别调查各种车型的车头时距。（3）调查方法：人工测量法一个观测员用秒表读出连续车流中第一辆车经过定长距离(一般 15-20 米)前后二断面的时间,以求得该车队的地点车速。同时连续读以后各车辆经过第二断面的时间及车型,另一个观测员记录。（4）资料整理与分析各种车型的车头时距将同类型车辆的车头时距整理在一起,按照统计方法剔除异常数据以及车头时距的最大和最小值。一般可用样本标准偏差的两倍来控制,即车头时距 h 应在平均值 2sh之间(s 为样本偏差),然后算出各种车型的平均车头时距。车辆换算系数在混合车流中有大中小三种车型,若以小轿车为标准车,则需要将大车及中车乘以各自的换算系数,成为当量小车。车辆换算系数的计算方法：(2-3)ha中中 小大大 小式中:-分别为大车及中车换算成当量小车的换算系数,a大 小-9-分别为大中小车的平均车头时距,h大 中 小第三章 交通工程设计通过交通调查获得交叉口的实地数据,根据所调查数据对交叉口的现状进行分析,并对规划年进行交通预测,然后根据现状交通量对交叉口进行改造,同时应对改造方案进行评价及比选,确定推荐方案。具体为:3.1 现状分析（1）交叉口几何特性分析（2）交叉口管制分析（3）交通量(机动车及自行车)时间分布特性分析（4）交通量(机动车及自行车)空间分布特性分析（5）交通组成特性分析（6）延误特性分析（7）交叉口服务水平分析（8）交叉口总体评价分析3.2 存在问题3.3 交叉口改造方案设计根据现状交通流量及其流向分布对交叉口的现状布置可实施如下方案设计:（1）交叉口渠化设计(路口扩宽,车道重新划分,设置导向岛等)确定进口段扩宽的长度,出口段扩宽的长度,车道重新划分时应确定车道数及各个车道的功能。（2）信号控制设计(信号配时优化,管理等)确定信号相位方案,信号周期时长,绿信比。（3）交通路网组织改善采用相应的措施对整个或区域交通路网组织进行改善(如对某条道路实施单向交通或变向交通等) 。（4）立交方案设计确定跨线桥(或下穿隧道),匝道,变速车道(加速道或减速道),集散道的位置,布置形式及宽度。-10-3.4 设计方案评价对所设计的方案进行通行能力及饱和度计算,并与现状的饱和度进行比较,最后对所设计的方案进行总体评价。第四章 交通工程设计示例此处以南阳市工业路-建设路交叉口为例,在获得的交通量调查资料及其他相关资料,并在实地考察的基础上,分析了该交叉口的交通组织情况,进行了渠化设计和交通信号设计,最后主要根据饱和度的验算来说明设计所获得的效果。4.1 现状简介工业路为南北向主干道,道路横断面为三块板的形式,机动车道为双向四车道。建设路为东西向主干道,一块板形式,机动车道为双向两车道。交叉口管理控制方式为信号控制。通过调查,该交叉口机动车上午高峰小时出现在 10:00-11:00,交叉口进口总流量为3187pcu,主流向为南进口直行(960pcu), 北进口直行 (530pcu),西进口直行(250pcu)和东进口直行(90pcu)。机动车下午高峰出现在 17:15-18:15,进口总流量为 2729pcu。交叉口非机动车上午高峰小时出现在 7:30-8:30,进口总流量为 6230 自行车当量。下午高峰小时出现在 18:00-19:00,进口总流量为 4820 自行车当量。上午高峰小时的机动车流向流量图见图 4-1。4.2 存在的主要问题由于该交叉口是南阳市长途客运车辆的闭经之地,所以机动车流量相当大,大客车和大货车的比例也比较高,同时非机动车流量也比较大。由于交叉口进口道没有扩宽,进口车道数与路段车道数相同,并且在交叉口范围内,机动车与非机动车之间缺少必要的隔离设施,相互干扰严重。因此路口交通秩序混乱。此外,交叉口范围内有五处电线杆在车行道上,给驾驶员和骑车人的正常交通带来了很大的影响。4.3 解决方法对该交叉口的信号重新配时,并进行交通工程设计,通过设置标志标线及隔离栏杆等交通工程设施规范车辆的行驶路线,以改善交叉口车辆运行秩序,提高交叉口的服务水平和交通安全水平。建议移走交叉口范围内对交通有干扰的电线杆。-11-图 4-1 工业路- 建设路交叉口早高峰小时机动车流向流量图4.4 交通工程设计方案说明南进口和西进口通过采取拆除部分机动车和非机动车的隔离带,整理人行道(在人行道上设置无障碍通道,一部分自行车利用人行道通行),并压缩人行道宽度(南阳市人行道比较宽) 等措施来拓宽车行道。同时通过偏移道路车行道中心线及压缩进口道宽度等方法来增加进口车道数。南进口和西进口设置左转专用车道,并设置导流线。交叉口非机动车采用“两次过街”方式,规定非机动车禁止驶入交叉口中央,以提高机动车在交叉口内的运行速度。东进口和西进口设置机动车和非机动车隔离栏杆,以减少机动车和非机动车在交叉口进口处的干扰。交叉口中央设置“中心圈”,规范转弯车辆的行驶路线。-12-南进口采用三进两出方式,西进口采用两进一出方式,北进口采用两进两出方式。南进口附近车道长度为 40 米,渐变段长度为 20 米,西进口附加车道长度为 30 米,渐变段长度为 15 米。在交叉口附近有车辆出入的路口,设停让标志以保证主路的优先权。4.5 通行能力计算4.5.1 通行能力计算方法信号控制交叉口通行能力计算方法采用中国城市道路设计规范(CJJ37-90)中推荐的停车线断面法。十字型交叉口设计通行能力等于各进口道设计通行能力之和,进口道通行能力等于各车道设计通行能力之和。a 一条直行车道的设计通行能力计算公式为： (4-1)036(1)gitCsT式中：-一条直行车道的设计通行能力 (pcu/h)SC-信号周期长度(s)T-每周期内的绿灯时间 (s)gt-绿灯亮后,第一辆车启动并通过停车线的时间(S), 如果没有本地实测数0据可采用 2.3s-直行车或右转车辆通过停车线的平均间隔时间(s/pcu), 如果没有调查数it据对小型车组成的车队可采用 2.5s-折减系数,可取 0.9b 一条直右车道的设计通行能力计算公式为：(4-2)srC式中：-一条直右车道的设计通行能力 (pcu/h)src 一条直左车道的设计通行能力计算公式为：(4-3)(1/2)sllC式中：-一条直左车道的设计通行能力 (pcu/h)sl-直左车道中左转车所占比例-13-d 一条直左右车道的设计通行能力计算公式为：(4-4)slrslC式中：-一条直左右车道的设计通行能力 (pcu/h)slrCe 进口设有专用左转与右转车道时,进口道设计通行能力计算公式为：(4-5)/(1)elrslrC式中：-设有专用左转与专用右转车道时 ,本面进口道的设计通行能力elrC(pcu/h)-本面直行车道设计通行能力之和 (pcu/h)s-右转车占本面进口道车辆的比例r-左转车占本面进口道车辆的比例l专用左转车道的设计通行能力为：(4-6)lelrCA专用右转车道的设计通行能力为：(4-7)relrf 进口设有专用左转车道而未设专用右转车道时,进口道的设计通行能力计算公式为：(4-8)()/(1elsrlC式中：-设有专用左转车道时 ,本面进口道设计通行能力 (pcu/h)elC专用左转车道的设计通行能力为：(4-9)lelCAg 进口设有专用右转车道而未设专用左转车道时,进口道的设计通行能力计算公式为：(4-10)()/(1erSslr式中：-设有专用右转车道时 ,本面进口道设计通行能力 (pcu/h)erC专用右转车道的设计通行能力为：(4-11)rerCA-14-h 通行能力折减在一个信号周期内,对面到达的左转车超过 3-4pcu,左转车通过交叉口将影响本面直行车。因此,应折减本面各直行车道(包括直行,直左,直右,直左右车道)的设计通行能力。当 时,本面进口道折减后的设计通行能力为：lelC(4-12) ()eslelCnC式中：-折减后本面进口道的设计通行能力 (pcu/h)e-本面进口道的设计通行能力 (pcu/h)-本面各种直行车道数sn-本面进口道左转车的设计通过量 (pcu/h)leC-不折减本面各种直行车道设计通行能力的对面左转车数(pcu/h),当交叉口较小时取为 3n,较大时取为 4n,其中 n 为每小时信号周期数4.5.2 信号控制参数计算周期长度及红绿灯时间根据交叉口总交通量以及两相交道路交通量确定。黄灯时间根据交叉口大小确定,一般为 3-4 秒。在根据交通量确定信号灯周期长度时,需要将交叉口交通量转换成等效交通量,换算公式为：(4-13)0.5.6eVHLn式中：-等效交通量(辆/h, 直行)e-交叉口进口实际交通量 (辆/h)-公交车以及货车车辆数(辆/h)H-左转车车辆数(辆/h)L-进口有效车道数n周期长度,相位数以及等效交通量之间有以下关系：(4-14)130ePTV式中：T-周期长度(s)P-相位数-等效交通量eV当同一相位中有多股车流通过交叉口时,应采取相位中等效交通量较大的那股车流-15-作为计算依据。如在十字信号交叉口,采用二相相位,南北向等效交通量为 400 辆/h, 北南向等效交通量为 350 辆/h,东西向等效交通量为 370 辆/h, 西东向等效交通量为 450 辆/h,则用于周期长度计算的等效交通量应为： max()ax()40,3570,458/eVh南 北 流 量 东 西 流 量辆当周期长度确定后,便可以按照相交车流的等效交通量分配给各相位绿灯通行时间。如前例中,周期长度为 55s,黄灯时间为 3s,则总绿灯时间为：25649GTS黄 灯 时 间则南北相位的绿灯时间为： 1240238G东西相位的绿灯时间为 34560S4.5.3 通行能力计算在本设计方案中,采用两相位控制,根据前面的计算我们知道信号周期长度为 71s,南北向绿灯时间为 35s,东西向绿灯时间为 30s,黄灯时间为 3s。因为所采用交通量资料已经换算成为当量小客车数,在缺乏实测数据的情况下,取 则02.5,.3,itsta 东进口：左转车比例为 38.6%,右转车比例为 42.0%,仅有一条左直右车道利用公式(4-1),一条直行车道的设计通行能力为： 036(1)29715/gSitCTpcuh利用公式(4-3)(4-4), 左直右混合车道设计通行能力为： (/2)(0.386/2)45/slrsllCpcuh东进口设计通行能力为： 45/lslrCpcuhb 南进口：左转车比例为 12.7%,右转车比例为 14.0%,有一条直行车道,一条直右车 道和一条左转专用车道-16-利用公式(4-1),一条直行车道的设计通行能力为： 036(1)5297164/gSitCTpcuh利用公式(4-2),直右车道的设计通行能力为： 2/srC该进口只设置了专用左转车道而未设置专用右转车道,利用公式(4-8) ()/(16420.2717/elsrlpcuh该进口左转专用车道的设计通行能力,用公式(4-9) 40.1278/lelCpcuhA验算是否需要折减 36/541204/lenTpcuhlelC则 不 需 要 折 减c 西进口：左转车比例为 29.5%,右转车比例为 32.0%,有一条直右车道和一条左转专用车道该进口一条直行车道的设计通行能力与东进口的相同,为 551pcu/h51/srCpcuh该进口只设置了专用左转车道而未设专用右转车道,利用公式(4-8) ()/(051/.29578elsrlpcuh该进口左转专用车道的设计通行能力,用公式(4-9) 20.9531/lelCpcuhA西进口设计通行能力为： 3782/lsr验算是否需要折减-17-231leleC=04需 要 折 减 ,利 用 公 式 (4-12)折减后的设计通行能力为： ()30782145/eslelCnCpcuh所以,西进口设计通行能力为： 37/Cd 北进口：左转车比例为 17.5%,右转车比例为 13.0%,有一条直右车道和一条直左车道该进口一条直行车道的设计通行能力与南进口的相同,为 642pcu/h,直右车道的设计通行能力为： 642/srCpcuh利用公式(4-3),直左车道设计通行能力为： (1/)(10.75/)86/slrsll pcuh北进口设计通行能力为： 46428/srlC故该交叉口的设计通行能力为： 1235172389/pcuh4.6 方案评价方案设计完成后,在实施之前,应从技术角度进行评价。对于信号控制交叉口,交通效益的评价指标一般包括饱和度,延误,停车次数,停车率以及油耗等。由于无法获得该交叉口现状的延误,所以此处只进行饱和度的计算与比