城镇路口交通组织及资源优化毕业设计.docx

安徽工业大学管理科学与工程学院安徽工业大学毕业设计管理科学与工程学院题目：城镇路口交通组织及资源优化姓名：吴端午学号：119094025班级：工业工程111班指导老师：王付宇安徽工业大学毕业设计(论文)任务书课题名称城镇路口交通组织及资源优化研究学 院 管理科学与工程学院专业班级工业工程111班姓 名吴端午学 号119094025毕业设计(论文)的主要内容及要求：主要内容：1、运用工业工程的相关理论和方法对该交叉路口交通组织方式及设施布置进行分析和改善。2、现场调研资料收集：马鞍山市某交叉路口交通组织方式、交通组织原则、交通设施布置图、路口交通流量及车辆等待情况、路口信号灯的布置及持续时间等。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。3、运用相关理论优化交通组织方式、道路交叉口渠化设计、信号灯相位绿灯时间等。4、运用系统工程相关评价方法评价新方案。主要要求：1、 运用计算机检索相关文献（约20篇左右，另外需要三篇外文文献）。2、 论文说明书的篇幅一般为2.5万字左右。3、 基于CAD绘图软件，绘制不少于相当于1张A2工作量的课题相关的CAD图。（布局图、流程图、设计图等）。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。指导教师签字：_ 第3页 共页第V页 共IV页摘 要随着社会经济的飞速发展，城市交通同样发展迅速。城市每天都会发生大面积的拥堵问题，严重影响通行效率，造成大气污染严重，形成资源浪费。而城市拥堵的关键是因为城市道路交叉口通行能力的低下。所以本文以马鞍山江东大道与雨山东路的交叉口为研究对象，想努力设计出一个更高效的城市道路交叉口交通组织方案。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。本文首先进行相关文献的检索，了解国内外研究现状。然后进行现场调研，收集数据。接下来在所获取的调研数据的基础上通过对道路交叉口的通行能力进行计算，对交通组织方式进行优化，对道路口的渠化进行再设计，对信号灯进行重新配时优化，从而得出一个更加高效率的道路交叉口通行方案。最后采用模糊评价的方法对现在的方案和优化后的方案进行比较分析，证实新方案的可行性。酽锕极額閉镇桧猪訣锥。关键词：道路交叉口；交通组织；渠化；配时优化；通行能力Research on optimization of traffic organization and urban resources彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。AbstractWith the rapid development of social economy,citytrafficis also booming. Large area congestion problems happened every day in city, serious impact on traffic efficiency,cause serious pollution to the atmosphere, the formation of a waste of resources. The key to the city congestion is because the traffic capacity of city road intersection is low. So the research based on the intersection of MaanshanJiangdong road and yushan east road as the research object, try to design a more efficient city road intersection traffic organization plan. 謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。Firstly, the relevant literature retrieval is carried out. Secondly ,field investigation and data collection. Thirdly, the road intersection traffic capacity calculation, optimization of traffic organization, on the road intersection channelization design, optimization of the reallocation of the signal lamp, so as to obtain a more efficient road intersection scheme. Finally, the fuzzy evaluation method to carry on comparative analysis to the current program and optimized scheme, confirm the feasibility of the new scheme.厦礴恳蹒骈時盡继價骚。Keywords：Intersection ；Traffic organization ；Channeling ；Timing optimization ；The traffic capacity茕桢广鳓鯡选块网羈泪。目录摘 要I鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。AbstractII籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。1.绪论1預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。1.1研究背景1渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。1.2研究的目的及意义1铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。1.2.1研究的目的1擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。1.2.2研究的意义2贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。1.3 选题内容及技术路线2坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。1.3.1 选题的内容2蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。1.3.2 技术路线2買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。1.4 国内外研究现状3綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。1.4.1 国外研究现状4驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。1.4.2 国内研究现状5猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。1.5 研究方案的基本理论和方法6锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。1.5.1 工作抽样6構氽頑黉碩饨荠龈话骛。1.5.2 道路口渠化设计7輒峄陽檉簖疖網儂號泶。1.5.3 红绿灯配时优化。8尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。1.5.4 道路通行能力计算8识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。1.5.5 模糊评价法9凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。2.现场调研和资料收集10恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。2.1 研究对象介绍10鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。2.2 调研数据和资料10硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。2.2.1 江东大道与雨山东路道路交叉口设施布置图10阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。2.2.2 道路交叉口各方向车流量抽样数据10氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。2.2.3 道路交叉口车头时距18釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。2.2.4 信号灯时序图19怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。3.交通组织及资源优化21谚辞調担鈧谄动禪泻類。3.1 道路交叉口存在的问题分析21嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。3.2 道路交叉口交通组织21熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。3.2.1 道路交叉口的交通组织方法21鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。3.2.2 道路交叉口交通组织原则22纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。3.3 道路交叉口通行能力计算23颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷。3.3.1 通行能力计算的理想条件23濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。3.3.2 道路交叉口通行能力计算23銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。3.4道路交叉口车辆排队模型的建立25挤貼綬电麥结鈺贖哓类。3.4.1 排队论概述25赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。3.4.2 排队模型的建立25塤礙籟馐决穩賽釙冊庫。3.5 道路交叉口的渠化设计27裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺。3.5.1 交通渠化概述27仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驁。3.5.2 交通渠化设计措施28绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧。3.5.3 机动车道渠化设计29骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙。3.5.4 非机动车道渠化设计30瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉。3.5.5 道路交叉口优化后的布局图30鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類。3.6 红绿灯配时优化31栉缏歐锄棗鈕种鵑瑶锬。3.6.1 道路交叉口时序图32辔烨棟剛殓攬瑤丽阄应。3.6.2 最佳信号配时的计算33峴扬斕滾澗辐滠兴渙藺。3.7 道路交叉口优化后的新方案的确定37詩叁撻訥烬忧毀厉鋨骜。4.优化后方案的评价38则鯤愜韋瘓賈晖园栋泷。4.1 模糊评价法对方案进行评价38胀鏝彈奥秘孫戶孪钇賻。4.1.1 确定评价对象的因素集38鳃躋峽祷紉诵帮废掃減。4.1.2 确定评价对象的评语集38稟虛嬪赈维哜妝扩踴粜。4.1.3 确定隶属度向量38陽簍埡鲑罷規呜旧岿錟。4.1.4 计算综合评定向量40沩氣嘮戇苌鑿鑿槠谔應。4.2 对模糊评价结果的分析40钡嵐縣緱虜荣产涛團蔺。5.总结与展望42懨俠劑鈍触乐鹇烬觶騮。5.1 总结42謾饱兗争詣繚鮐癞别瀘。5.2 展望42呙铉們欤谦鸪饺竞荡赚。致 谢44莹谐龌蕲賞组靄绉嚴减。参考文献45麸肃鹏镟轿騍镣缚縟糶。附录147納畴鳗吶鄖禎銣腻鰲锬。附录249風撵鲔貓铁频钙蓟纠庙。安徽工业大学管理科学与工程学院1.绪论1.1 研究背景近年来，随着社会经济的迅速发展，机动车数量也以较快的增长速度增加。城市交通现实已经与日益增加的机动车数量不成正比，城市每天都会发生大面积的拥堵问题，严重影响通行效率，造成大气污染严重，形成资源浪费。相对于道路路段而言，城市路口交通由于不同流向车流的转向而引起的各种车流之间的交叉、交织、分流以及合流等行为，使得路口的交通特性比较复杂。也正是由于其复杂的交通特性，城市道路交通系统中，路口平面成为了道路通行能力的主要瓶颈。大量事实也证明城市的道路交叉口的拥挤现象最严重，80%以上的延误都集中在城市道路交叉口，平面交叉口的通行能力不足道路的50%，日常交通拥堵都是由于平面交叉口的通行能力不足造成的。然而受限于土地和资源我们却不能无限制的拓宽道路，所以我们需要对城镇路口的交通组织和资源进行优化，在尽可能减少投入的情况下增大路口的通行能力，缓解路口交通的困局。灭嗳骇諗鋅猎輛觏馊藹。马鞍山是安徽省连接长三角的桥头堡，毗邻南京，水路、陆路交通便捷。近年来马鞍山市经济迅速发展，各种机动车电瓶车数量呈爆发式增长。城市交通道路建设跟不上交通发展的需要，马鞍山市路网经常面临大面积拥堵、交通混乱等各种严重交通问题。特别是各个路口一直是城市交通不畅的症结所在。所以，我们对城镇路口的交通组织和资源进行优化研究，在不需要无休止的拓宽道路、增加道路设施的前提下，增加道路的通行能力。这无疑能缓解城市交通的困局。铹鸝饷飾镡閌赀诨癱骝。本课题选择马鞍山市江东大道与雨山路的道路交叉口作为一个典型的案例进行分析，对该路口的交通组织方式和资源进行优化。雨山路、江东大道路口位于欧尚购物中心旁，两条主干道的交汇处，各种单位、学校、厂矿上班必经之路。虽然两条主干道都是双向六车道，但是由于交通流量巨大，特别是早晚高峰期间，交通堵塞依然存在。因此，我选择对此楼口的交通组织方式、交通流量等等进行优化研究，以期提高该路口的通行能力。攙閿频嵘陣澇諗谴隴泸。1.2 研究的目的及意义1.2.1 研究的目的本课题将从工业工程优化的思想角度，运用排队论、渠化设计、红绿灯配时等基本理论对马鞍山江东大道与雨山东路的十字型道路交叉口进行优化研究，以提高道路交叉口的道路通行能力。本课题研究的主要目的是在不需要对道路交通设施进行大规模拓宽改造的前提下，在道路交叉口现有情况的基础上采取进行交通组织的优化、红绿灯配时研究、渠化设计等的一系列优化措施，以较低的成本代价提高道路口的道路通行能力。本课题的研究直指现代城市交通的关键所在，通过对这一个典型的十字交叉口的研究，想极力探索出一个提高城市道路交叉口道路通行能力的交通组织方案，将有助于解决现代城市交通的困局。趕輾雏纨颗锊讨跃满賺。1.2.2 研究的意义由于社会经济的飞速发展，城市机动车数量呈指数式的增长，然而城市的道路交通设施建设却跟不上城市交通的发展。城市受限于土地面积和良好的城市规划，不能无限制的拓宽道路，这便给缓解城市交通的困局出了一个大难题。而城市交通拥堵主要发生在道路交叉口，城市道路交叉口由于不同车辆的转向、交叉、分流，造成了非常复杂的交通状况，一直是城市交通堵塞的症结所在。尤其是对于一些大型的平面信号交叉口来说，由于其自身的交通特性更为复杂，它的交通运行状态与整个城市道路的交通运行状态密切相关，能否提高道路信号交叉口的通行能力，将成为解决城市交通问题的重要举措。夹覡闾辁駁档驀迁锬減。1.3 选题内容及技术路线1.3.1 选题的内容通过对马鞍山市江东大道与雨山东路道路交叉口的交通组织方式及设施布置进行分析研究，实现对该道路交叉口的交通组织方式和设施布置进行优化改善，从而为实现提高道路交叉路口的综合效能寻求有效途径。选题当完成以下内容：视絀镘鸸鲚鐘脑钧欖粝。（1）道路交叉口的交通组织优化。（2）道路交叉口的设施布置和渠化设计。（3）道路交叉口的通行能力计算。（4）道路交叉口红绿灯配时优化。（5）道路交叉口新的交通方案的制定（6）模糊评价法对新方案进行评价。1.3.2 技术路线本文的主要问题是对城镇交叉口交通组织和资源进行优化，针对这个核心问题本文采用如下技术路线。第一步：文献检索。通过对课题相关的文献的检索、查询了解国内外研究现状。明确本课题发展到何种程度，了解已经取得的成果，和目前研究的瓶颈所在，以及对于本课题国内外一般采用哪些研究方法。偽澀锟攢鴛擋緬铹鈞錠。第二步：现场调研。通过对马鞍山市江东大道与雨山东路道路交叉口的现场调研，收集车流量数据、到路口平面设施布局图、信号灯相位时间等相关数据。基于这些数据本文讲从交通组织方式、渠化设计、信号灯优化三个方面对到路口交通组织方案进行优化研究。緦徑铫膾龋轿级镗挢廟。第三步：优化设计。基于现场的调研数据，接下来本文将以第三章重点论述对道路交叉口的优化设计，主要从交通组织方式、渠化设计、信号灯优化这三个方面。騅憑钶銘侥张礫阵轸蔼。第四步：方案评价。对道路交叉口交通组织及资源进行相关优化后，本文将采用模糊评价法对优化前后的方案进行分析评价。疠骐錾农剎貯狱颢幗騮。技术路线图如图1-1：研究背景（提出问题）文献检索（国内外研究现状）现场调研车流量设施布局图相位绿灯时间现场调研交通组织方式渠化设计相位绿灯时间模糊评价法镞锊过润启婭澗骆讕瀘。图1-1 技术路线图1.4 国内外研究现状围绕城市交叉口交通组织及资源优化这个研究课题，国内外许多学者和研究人员做了大量的深入的研究，并取得了许多研究成果。下面我将从道路交叉口交通组织优化、道路通行能力、渠化设计、信号灯控制等方面介绍国内外的研究成果。榿贰轲誊壟该槛鲻垲赛。1.4.1 国外研究现状国外城市化发展较快，起步更早，他们对城市交通方面的研究也更早。早在19世纪，人们就开始研究交通信号，用信号灯来指挥道路上的车辆交通，控制车辆进入交叉口的次序。1868年，在英国伦敦Westminster街口出现了最早的交通信号灯，诞生了世界上第一个信号控制交叉口。从此，围绕着交叉口的研究不断地深入开展。英国、美国等发达国家率先对此进行了研究，他们以连续的交通流为前提，提出了左、右转专用车道、渠化交通设施等方法，在交通管理方面采用信号控制与交通规则相结合的方法，如采用多相位控制、禁左或禁右等，来提高交通安全与通行能力。邁茑赚陉宾呗擷鹪讼凑。（1）道路交叉口交通组织优化方面。1974年，AI-Salman,Salte.R.J对信号交叉口右转机动车组织方法进行了研究。提出了红灯期间右转方式下，右转车流的通行能力及其延误计算模型以及不同的右转车道结构形式对交叉口安全效率的影响。1995年，Shebeeb ,Ousama 研究了道路左转专用车道的设置依据及其安全和效率的评价，指明设置左转专用车道可以有效地对进入交叉口的左转车流进行组织。1997年，Suvrajeet Sen和 K.Larry Head提出一种用于交叉口实时信号控制的通用算法，这种方法基于动态规划，能够对交叉口的各种性能指标进行优化，如延迟、停止和排队长度。嵝硖贪塒廩袞悯倉華糲。(2)道路通行能力方面。目前，诸如美国、加拿大、瑞典、澳大利亚、德国、印尼等许多国家均已根据本国的实际交通状况，出版了具有实践指导意义的道路通行能力手册或指南。而交叉口通行能力计算是其中最重要的研究内容之一。这些研究为分析交叉口通行能力提供了科学的依据，也为进一步深入研究该问题奠定了基础。其中，最具有代表性的是美国道路通行能力手册（Highway Capacity Manual，HCM2000）所提出的方法。该方法的基本思路是：以信号交叉口的车道或车道组的饱和流率为基础，通过各种折减系数，考虑影响因素对车道或车道组的通行能力的折减效用。该栎谖碼戆沖巋鳧薩锭。（3）渠化设计方面，国外的渠化设计研究较为成熟，对左转弯车道的设置右转弯车道设计、进口道宽度、进口道车道数等做了大量研究，另外关于交叉口渠化、交叉口交角、交叉口缘石半径也有相关的研究。目前，渠化设计在国外一般都形成了规范或手册。如美国的MUTCD手册，介绍了各种渠化措施以及设施的尺寸、颜色以及使用时需要注意的问题。日本的平面交叉路口的规划与设计中对交叉口的渠化作了很多论述，认为渠化对解决交通拥堵非常有效。其中，渠化的定义是：“为了减轻、改善平面交叉路口处交通流的交错数量及性质，在正常交通流不利用的位置设置适当的岛，规定车辆的行驶位置，诱导车辆按正常方向行驶，为行人提供避车场所，以整顿交通流为目的，这就叫平面交叉路口的渠化。劇妆诨貰攖苹埘呂仑庙。（4）交通信号灯控制研究方面。20世纪80年代以前，单点交叉口信号控制配时设计多数采用 F.V.Webster-B.M.cobbe（F-B） 的理论。这一理论的基本原理是：车辆通过交叉口时，以其受阻延误时间为唯一的衡量指标，然后对信号配时方案进行优化。再他之后，越来越多的学者进行了相关研究。1994年，美国Oak Ridge国家实验室交通研究中心ITS研究室Rekhas.Pillai和Ajay K.Rathi提出了如何在有限支路和有限范围的交通系统中得到最大线控的带宽，并介绍了获得最大带宽的一种启发式的方法MILP（Mixed Integer Linear Progamming）的形成和发展过程，以及基于MILP的MAXBAND线控软件的优、缺点，并提出了改进方法。1999年，日本学者Inoue和Takeshi通过仿真模型再现交通状况，用事件扫描法对设计方案进行评价，并在十字路口进行试验的方法，研究了在交通高峰时段的拥挤状态下，信号协调控制系统相位差的设计方法。2001年，美国普渡大学土木工程系Abbas和Moniasir提出了一种交通信号相位差的转换运算法则，这种方法的独特之处在于优化过程同时考虑了交通量和占有率的影响，并且这种方法与传统的信号协调控制系统有较好的兼容性。臠龍讹驄桠业變墊罗蘄。1.4.2 国内研究现状我国在道路交叉口交通组织方面的研究起步较晚，最早有北京工业大学、同济大学、北京市政设计研究院等单位对道路交叉口进行了研究。1985年，北京工业大学针对灯控平交路口混合交通的通行能力进行了研究。之后，我国交通工作者借鉴国外先进的交通研究理论与经验，结合我国的交通特征，对道路交叉口进行了大量研究。鰻順褛悦漚縫冁屜鸭骞。（1）道路交叉口交通组织优化方面。2001年北京工业大学马建明等人以独立信号交叉口为研究对象，采用信号配时、交通工程和交通管理等方法，利用微观仿真模型，穑釓虚绺滟鳗絲懷紓泺。提出了信号交叉口交通组织优化的设计方法，讨论了交通组织优化的评价方法、交通仿真机制和模型框架等关键问题。2002年，四川交通职业技术学院刘德武，通过对平面交叉口的交通特性进行研究，提出了道路平面交叉口的交通组织与管制的具体方法和措施。2007年，长安大学南春丽从逼近性较好和易于计算机实现两个角度，对城市交通组织优化仿真模型中参数估计方法进行了研究，给出了极大似然估计法、范数理论的数据拟合以及三次B样条拟合方法，并对3种方法的特点和适用条件进行了比较。隶誆荧鉴獫纲鴣攣駘賽。国内对于交叉口设计优化较为系统的研究主要集中在以下文献著作中，上海市2001年出版了工程建设规范城市道路平面交叉口规划与设计规程，对平面交叉口的规划和设计做出了规定和设计流程，以此来指导上海市平面交叉口的规划与设计；同济大学杨晓光于2003年编著了城市道路交通设计指南一书，书中在国内尚属首次从交通设计层面对于平面交叉口的渠化设计、信号配时等总结了改善设计的方法和技术；北京工业大学马建明博士的博士论文中提出了一种集几何设计、渠化设计以及交通组织设计为一体的信号交叉口优化专家系统。该专家系统确定的交叉口交通组织方案制定的方法是首先对交叉口进行系统调查，对交叉口现状进行分析，根据交叉口的道路条件，通过对现有交叉流的合理汇集与再分配以及交通仿真分析方法，制定出能对车流运动状态产生控制作用的、由多种多样的交通管理措施组成的实施方案。浹繢腻叢着駕骠構砀湊。（2）道路通行能力方面。交叉口通行能力的大小直接影响到整个路网效率，提高交叉口的通行能力是目前道路网的重要目标之一。对于交叉口通行能力方面，国内的主要研究方法是停车线法。该方法是北京市政设计院提出的，它以进口道的停车线为控制面，车辆只要通过该断面就被认为通过交叉口。采用停车线法计算信号交叉口通行能力时，需先假定信号周期及其配时。一般情况下，根据交通量的大小，周期长度可以在45秒120秒之间进行选择，当周期长度未达到上限时，若计算的通行能力不能满足交通量，可延长周期后再进行计算。为避免信号交叉口延误过大，周期长度不可大于180秒。鈀燭罚櫝箋礱颼畢韫粝。（3）渠化设计方面。2005年，咚炳勋提出的传统的路口渠化设计方法，已经不能适应当前城市道路交通量骤增的形势，对路口渠化长度和拓宽车道渐变段长度的确定，提出了新的补充意见。2006年，北京交通大学赵伟等人在参考国内外设计经验的基础上，从左转车道设置的原则、设置左转车道的常用方式、左转车道的长度和宽度等角度对左转车道的设计问题进行了探讨，提出对左转车道进行合理偏移可有助于提高驾驶员的视距。2007年，窦瑞军从理论上分析了交叉口处产生交通阻塞的原因，并结合具体工程提出在交叉口范围内采取渠化交通管理措施，讨论了渠化交通的适用原则、技术要求和应用方法。实现了引导车流按一定路径行驶，消除或减少冲突点、分流点和合流点，提高交叉口的通行能力，真正实现人车分流。惬執缉蘿绅颀阳灣熗鍵。（4）交通信号灯控制研究方面。1998年，顾怀中与王炜针对我国城市道路交叉口的交通流特性，提出了交叉口交通信号配时的模拟全局优化算法。该算法选用延误时间、停车次数及通行能力为优化目标函数，各性能指标的加权系数随交通需求的不同而变化，以适应不同交通状况下对配时优化的不同要求。2003年，葛亮等人针对我国城市交通的固有特色，研究了在不同配时方案条件下，直行与转向车流的延误计算方法。在现有定性化信号相位设计基本原则的基础上，深入研究了混合通行情况下的相位设计方案，提出了多相位控制适用的定量条件，结合传统的经验公式，经过深化与标定，提出了信号配时的优化方法。中国科学院自动化研究所高海军、陈德望、陈龙对E韦伯斯特-B.柯布信号配时公式进行了改进，提出适合中国国情的交通路口信号配时计算公式。2005年，吉林大学杨兆升与王爽阐述了平面交叉口单点信号控制配时设计的具体方法和过程，以及各种交通信号配时参数的确定方法、标准及依据，并将其应用于长春市一个极具代表性的5路交叉口，在现有的配时方案基础上，设计了多个不同时段的新方案，并利用仿真软件Vissim对其进行模拟，从模拟结果中选取适当参数加以综合比较，评选出最优方案。2007年，北京交通大学邵春福、陈晓明阐述了行人定时信号控制研究的方法、技术和主要成果，给出行人信号配时设计步骤，在此基础上，展望行人信号控制研究发展动向。贞廈给鏌綞牵鎮獵鎦龐。1.5 研究方案的基本理论和方法1.5.1 工作抽样工作抽样的原理来自于数理统计的理论，以概率法则作为基础的方法，欲取得正确的工作抽样结果，必须遵循两条基本原则：一是保证每次抽样观测的随机性；二是要有足够的抽样观测次数。但由于工作抽样法毕竟不是全数调查，就可能产生误差。解决问题的办法是给一个允许的误差范围，只要所取样本数足够大，使测定的结果在允许的范围内，就认为达到一定的可靠度和精度了。工作抽样法处理的现象接近于正态分布曲线如图1-2。以平均数为中线的两侧取标准差的1倍、2倍、3倍时，其面积分别为总面积的68.25%、95.45%、99.73%。嚌鲭级厨胀鑲铟礦毁蕲。 图1-2 正态分布曲线工作抽样的步骤为：（1）确立调查目的与范围（2）调查项目分类（3）决定观测方路径（4）设计调查表格（5）试观测，决定观测次数（6）确定观察期间及一天观测次数（7）正式观察（说明）（8）观测数据的整理和分析1.5.2 道路口渠化设计随着城市的发展，城市道路必然会形成一个纵横交错的路网，城市道路交叉口就是城市路网的节点。如何使车辆、行人迅速便捷地通过交叉口，是提高城市交通运行效率的关键。对于交叉口，除了通过路面标线、交通标志、信号灯等交通管理手段对车辆、行人进行组织外，交叉口渠化设计对于提高交叉口及道路的通行能力，缓解交通阻塞，减少交通事故等都具有重大的现实意义。 薊镔竖牍熒浹醬籬铃騫。（1）交通渠化概述。交通渠化就是在道路上用交通标志、标线或用高出路面的各种岛状构造物，或利用路面漆刷成不同颜色，或利用护栏、分隔带、隔离墩及其他设施和方法，对行人与各种不同车型、不同方向、不同速度及不同运动状态的交通流进行引导、隔离和管制，使交通实体像渠内水流一样顺着一定的方向和线路，互不干扰地安全而有序地运行，以达到分离和控制交通流的目的。齡践砚语蜗铸转絹攤濼。（2）平面交叉口渠化的目的和作用。交叉口是制约道路网整体效率发挥的关键，若道路网中的所有平面交叉进行渠化，则路网容量可以提高4050，交叉口渠化代价小、效益大。绅薮疮颧訝标販繯轅赛。（3）渠化设计的优缺点1）渠化设计的优点 由于设置了右转、左转、直行专用车道，车辆行驶方向明确，各行其道，互不干扰，有利于更好地组织交通，便于各种车流集散、变换方向，加快了车辆通过交叉口的时间，提高了车辆通行能力。 饪箩狞屬诺釙诬苧径凛。又由于设置了交通岛，行人、非机动车穿越交叉口由一次穿越改为三次穿越，人行横道线长度缩短，穿越时间加快，行人、非机动车安全度增加，心理上安全感增强，改善司机、行人经过交叉口时的通行条件。 烴毙潜籬賢擔視蠶贲粵。三相位信号灯控制使左转、直行、右转车辆错开时间行驶，消除了机动车冲突点，减少了交叉口交通事故发生的概率。 鋝岂涛軌跃轮莳講嫗键。改善了交通组织和管理条件，节约了人力资源，通行能力得到提高。 2）渠化设计的缺点 信号灯各相位绿灯间隔时间较长，致使车辆排队等候通过的时间较长，影响了通行能力的发挥，特别是在上、下班高峰，交通流量比较大时，形成交通阻塞。 撷伪氢鱧轍幂聹諛詼庞。有些交叉口信号灯相位设置不当，如左转直行绿灯同时开放，形成左转车与直行车之间抢道，容易在中心区堵塞。 踪飯梦掺钓貞绫賁发蘄。由于行人、非机动车通行轨迹较复杂，通行不便，如遇右转车辆较多时，易引起堵塞和不安全。 1.5.3 红绿灯配时优化。科学有效的交通信号灯配时能大大得提高信号路口的通过量，有效缓解交通压力。所以，交通信号灯的优化配时在交通信号控制方面有着极大地作用和意义。我们需要对信号灯的最佳信号周期及相位绿灯时间进行计算。婭鑠机职銦夾簣軒蚀骞。交叉路口是道路系统中对交通影响最大的一个部分，主要不利因素有：交通事故、交通延误、燃料消耗等。这些问题又直接与交叉路口的信号配时密切相关，目前，在我国城市道路交叉路口，主要采用定时式信号管理系统。我们主要在课题研究中讨论对延误时间的计算。譽諶掺铒锭试监鄺儕泻。1.5.4 道路通行能力计算道路通行能力计算，国内都做过大量的研究工作，成果颇丰。在本文中，我将选用国内研究方法停车线法，对交叉口的道路通行能力做个简单的分析。俦聹执償閏号燴鈿膽賾。停车线法以各进口道的停车线为基准面，在单位时间内（通常为一小时）信号交叉口各进口道通过该基准面的最大车辆数之和即为信号交叉口的通行能力。在对信号周期和配时进行假定之后，即可采取如下方法确定通行能力：缜電怅淺靓蠐浅錒鵬凜。（1）一条直行车道的通行能力：cs= . 3600T骥擯帜褸饜兗椏長绛粤。cs-直行车道通行能力（pcu/h）；tg-直行绿灯时间（s）；-绿灯损失时间，一般取2.3s；ts-前后两辆车通过进口道停车线的平均时间（s）；T-信号周期（s）。（2）一条右转车道的通行能力cR= 3600TRcR-右转车道通行能力（pcu/h）；TR-右转车流通过进口道停车线的平均车头时距，由于受到车型比例的影响以及非机动车和行人干扰，该值的变化范围较大，可以通过实地观测进行标定（s）。癱噴导閽骋艳捣靨骢鍵。（3）一条左转专用车道的通行能力：cL=tg-vL2atL . 3600T鑣鸽夺圆鯢齙慫餞離龐。cL-左转车道通行能力（pcu/h）；tg-左转绿灯时间（s）；vL-左转车流的速度（m/s）；a-平均启动加速度（m/s2）；tL-左转车流以车队形式通过进口道停车线的平均车头时距（s）。交叉口某进口道左转、右转和直行车道的通行能力之和，即为该进口道的通行能力。而各个进口道的通行能力之和，即为整个交叉口的通行能力。榄阈团皱鹏緦寿驏頦蕴。1.5.5 模糊评价法模糊综合评价方法是借助数学的隶属度理论把定性评价转化为定量评价，即对多种因素制约的事物或对象做出一个总体的评价。其基本原理是首先确定评价对象的因素（指标）集合评价（等级）集，再分别确定各个因素的权重和他们的隶属度矢量，获得模糊评价矩阵，最后把模糊评价矩阵和因素的权重矢量进行迷糊运算并进行归一化，得到模糊综合评价结果。其步骤为：逊输吴贝义鲽國鳩犹騸。（1）确定评价对象的因素集。（2）确定评价对象的评语集。（3）确定评价因素的权重向量。（4）进行单因素模糊评价，确立模糊关系矩阵。（5）多指标综合评价。（6）对模糊综合评价结果进行分析。2.现场调研和资料收集2.1 研究对象介绍本课题研究对象是雨山路、江东大道路交叉口（后文中统一用A交叉口代替），该道路交叉口位于欧尚购物中心旁，两条主干道的交汇处，各种单位、学校、厂矿上班必经之路，交通流量巨大，是马鞍山市城市路网中一处典型的十字交叉路口，同时它也是马鞍山一处重要的交叉路口。幘觇匮骇儺红卤齡镰瀉。该路口由江东大道和雨山东路交汇而成，每条大道都是双向六车道，承载着较大的交通流量。该交叉口的流畅与否严重影响着马鞍山市两大主干道的通畅，至关重要。该路口每个路口均有红绿灯控制，进出口处设置有红绿灯设施和和人行横道，并设计有导流线引导车辆左右转。誦终决懷区馱倆侧澩赜。2.2 调研数据和资料2.2.1 江东大道与雨山东路道路交叉口设施布置图根据现场调研和观测，绘制江东大道与雨山东路道路交叉口设施布局图如图2-1：图2-1 A道路交叉口平面布置图2.2.2 道路交叉口各方向车流量抽样数据在现场调研用摄像机观测道路交叉口车流量数据，一共为期五天，每天记录两个小时的数据。数据记录如下：（1）2014.12.26（周五）记录的车流量数据如表2-1：表2-1 交叉口各进出口车流量统计表单位：辆路口ABCDA1（出）A2（进）B1（进）B2（出）C1（出）C2（进）D1（进）D2（出）2014.12.26（周五）9：00-9:30635362446547657349514541375145665344374743576060614139393149575571614755395064856659444943546079734253533357547457554957466374814439625437546373615456504562718178674361385984976948514442636971Total7456145885944996667668952014.12.26（周五）9：30-10:00544759545954596949534939454854634951414151636771573939434542636665565449405454756151375151475568576144594154647771435264395959735347565441617769705964524658697962624457444681835745475140576268Total7056145866145426437648612014.12.26 （周五）16:37-17:0759605159444961865057474842546879734465552651497154535361485979784331714331606367665373504459738374634362335484103505447615164798451476154405764776562635937437781715669614646817057614753485682107Total7136416906664906528609862014.12.26（周五）17:07-17:486152536147578875675050594463847759625751516191867649666749567774685551565360696977586355625396815351594747678471736072664652999359576154434611576654467495669968471595469587489806666495061601137273566164545883797154535767651017664615661596981686950627055679983Total107288493493685297714651244（2）2012.12.27 （周六）记录的车流量数据如表2-2：表2-2 交叉口各进出口车流量统计表单位：辆路口ABCDA1（出）A2（进）B1（进）B2（出）C1（出）C2（进）D1（进）D2（出）2014.12.27(周六)11.00-11:30523839412739514849393634243439614644433929364736394730353629564347433538303344525133293032386041444141332543535739333127293551333742473532304245365032272844594747353731283743545534403331325349Total5424794404033514305985662014.12.27(周六)11.30-12:00413643393340635157433036293359565351352935395441393027434451655245392931254261475331313027315465604234373336445241314327234761554542283937305346503444413049495944473235293451445633392631374352Total5844594154133764