组织学交通设施通过能力实验报告

1、交通设施通过能力实验报告院（系）：交通运输学院指导老师：全欣进川组长：周静 11252027组员：倩玉11252026枭 11252023洪鑫 11282034方 11252038星阳11222039郭丹 112520042013/11/4目录一、交叉路口基本情况 .41.1交叉路口概况 .41.2车道及信号排列情况 .5二、通行能力计算及交叉口评价方法简介.62.1相关概念 .62.2基本计算公式 .62.3各进口具体分析 .72.3.1东进口 .72.3.2南进口 .72.3.3北进口 .82.4信号控制交叉口服务水平评价.8三、具体观测报告 .103.1各数据测量方法 .103.2调查过

2、程简介 .10四、具体计算过程 .114.1高峰期通过能力计算 .114.1.1计算数据统计 .114.1.2具体计算过程 .124.2双休日通过能力计算 .134.2.1计算数据统计 .134.2.2具体计算过程 .134.3工作日非高峰期通过能力计算.144.3.1计算数据统计 .144.3.2具体计算过程 .15五、数据分析 .165.1车辆实际等待情况分析 .165.2信号灯配时情况分析 .175.3车流结构、车流分布图示 .185.3.1车流结构 .185.3.2车流分布 .215.4交叉干扰分析 .285.5交叉口服务水平评价 .295.5.1东进口服务水平评价 .295.5.2南

3、进口服务水平评价 .305.5.3北进口服务水平评价 .305.6观测存在问题 .30六、交叉口组织的优化措施.31七、总结.32八、附录.328.1实地观测人员分配 .328.2观测数据整理 .348.2.1双休日观测数据 .348.2.2工作日高峰观测数据 .368.2.3工作日非高峰观测数据 .378.3会议记录 .378.4人员分工 .398.5参考文献 .39摘要：本报告通过对中关村南大街- 大慧寺路的“丁”字形交叉路口的基本车流量、车道布置、 信号灯配时、 信号延时、 交通干扰等基本情况的实地调研，结合相关理论对收集到的数据进行分析， 得出各个车道相互干扰情况， 计算出现组织条件下

4、的各车道和整个交叉口的通过能力，得出此交叉口所存在的问题，并提出具有针对性的改进措施。关键词 ：交叉路口干扰情况通过能力改进措施一交叉路口基本情况1.1交叉路口位置、作用、车流基本情况我们此次调研对象为号交叉口，即大慧寺路与中关村南大街交叉口，其中中关村南大街为主干道，中关村南大街为次干道。该 T 型交叉口位于市西北部，南接万寿寺路，北通公村路与学院南路，东与大柳树路衔接。中关村南大街车流量较大，大慧寺路车流量较小。1.2 车道及信号排列情况下图为该 T 行交叉口车道分布情况示意图，该交叉口北进口为4 直行车道，（其中最右东进口左转，1 左转车道，（该车道为左转与U2min51s型转混用车道）

5、 ，共计 5一条直行车道为公交车专用车道）50s车道。南进口为1U 型转车道， 3直行车道及 1 右转车道，共计也为5 车道。东进口则为 1南进口直行1min45s左转车道， 1 右转车道，还有 1 条在交叉口进口处，从右转车道分离出的非机动车道。南进口 U 型转3min6s35s北进口直行2min北进口左转2min50s51s该交叉口每方向每种车道对应一个信号灯，其中右转车不受各方向车辆影响，因此未设置信号灯。该交叉口信号灯分为高峰时段及非高峰时段两种， （双休日的信号与工作日非高峰时段的信号相同） 。其相位图如下所示。东进口左转45s2min26s南进口直行1min24s南进口 U 型转2

6、min40s30s北进口直行1min40s图一工作日非高峰期信号灯相位图北进口左转2min26s45s图二工作日高峰期信号灯相位图二、通行能力能力计算及交叉口评价方法简介在该交叉口中， 涉及到四种进口道的计算，分别是直行道、左转专用道、右转专用道三大类。其中左转专用道分为左转专用道、掉头车和左转车混用的车道和掉头车专用道。目前，信号控制交叉口通行能力常用的计算方法是以进口道的停车线作为基准面， 凡通过该断面的车辆均被认为已通过交叉口， 该方法称为停车线断面法。 本文在计算交叉口通过能力时采用该方法。以下为该方法的详细介绍：2.1 相关概念周期：信号显示的一个完整循环过程。周期长度：信号完成一个

7、周期所需的总时间。交叉口通行能力：交叉口各进口道单位时间可以通过的车辆数之和。信号灯相位：在信号控制交叉口，其每一种控制状态（一种通行权） ，即对各种进口道不同方向所显示的不同灯色的组合，称为一个信号灯相位。车头时距： 在同一车道上行驶的车辆队列中， 两连续车辆车头端部通过某一断面的时间间隔。信绿比：有效绿灯时间与周期长度之比，即一个周期可用于车辆通过时间的比率。2.2 基本计算公式由于交叉口的每一个进口道，对于每一类型车道的通行能力的计算除了受直行及左右转车比例、 大小车比例、 其他交通条件等因素影响外，更为直接的影响因素是信号的相位和相序。据此本文采用的计算公式有如下几个：（1）直行计算公

8、式：（ 2.1-1 ）C：一条直行或者右转或者或者左转专用道的设计通过能力，pcu/h;T：信号灯周期， s;tg ：信号每周期的该车道绿灯时间，s；t 0：绿灯亮后第一辆车启动、通过停车线的时间，s；t i：前后两辆车连续通过停车线的平均车头时距；：折减系数，可用 0.8（2）对于右转专用道， 该交叉口的车辆行驶不受信号灯控制，则可认为 （ 1）的式子中 t 0=0，t g=T，此时（ 1）中的式子可以简化为如下形式：（ 2.1-2 ）（ 3）形交叉口设计通行能力为各进口道通行能力之和。2.3 各进口具体分析东进口东进口由专用右转车道和专用左转车道组成。 且右转车不受信号灯控制， 左转车道受

9、信号灯控制。（ 1）右转专用车道设计通过能力采用（2.1-2 ）所示式子计算。（ 2）左转专用道设计通过能力用（2.1-1 ）式计算。南进口南进口由直行道、掉头车专用道、右转专用道组成。因为我们在所有资料中都未找到专用掉头车道的计算方法，而该交叉口的掉头车道为向左转掉头，我们把该掉头专用道看做专用左转车道进行计算，此时采用城市道路设计规中规定进口道设有专用左转与专用右转车道时，设计通行能力应按照本面车辆左、右转比例计算。先计算本面进口道的设计通行能力，再计算专用左转及专用右转车道的设计通行能力。具体计算方法如下（1）进口道设计通行能力应按下式计算：C C/ （ 1- - ）式中 C ：设有专用

10、左转与专用右转车道时，本面进口道的设计通行能力（ / ）；C ：本面直行车道设计通行能力之和（/ ）； ：左转车占本面进口道车辆的比例； ：右转车占本面进口道车辆的比例。（2）专用左转车道设计通行能力应按下式计算：·C C式中 C ：专用左转车道的设计通行能力（/ ）。（3）专用右转车道设计通行能力C C · 式中 C ：专用右转车道的设计通行能力（/ ）。另外直行车道先用（2.1-1 ）式计算，再根据实测数据考虑城市道路设计规中对向进口道每个信号周期的左转车是否超过，超过时用如下方法计算：在一个信号周期， 对面到达的左转车超过时，应折减本面各种直行车道（包括直行、直左、直

11、右及直左右等车道）的设计通行能力。当 C C 时，本面进口道的设计通行能力按下式折减：C C - （ C -C ）式中C ：折减后本面进口道的设计通行能力（/ ）；C ：本面进口道的设计通行能力（/ ）；ns ：本面各种直行车道数；C ：本面进口道左转车的设计通过量（/ ）；C C· C ：不折减本面各种直行车道设计通行能力的对面左转车数（/ ）。当交叉口小时为，大时为，为每小时信号周期数。北进口北进口由直行车道和左转及掉头混用车道组成。其中，直行车道由公交车专用道和一般直行道构成。我们将左转及掉头混用车道看作左转车道，用左转专用车道的计算公式计算。由于左转混用车道车头时距测量比较难

12、以实现，在此我们采用了国外车头时距预测的经验公式如下：式中：t i : 表示混用车道的车头时距：表示掉头车辆在左转车道中所占比例、：分别表示掉头和左转交通量2.4 信号控制交叉口服务水平评价国外关于信号控制交叉口服务水平的研究成果主要有服务水平的评价标准; 日本规定以车流量与通行能力的比值: 美用控制延误作为信号交叉口(V/C) 来划分服务水平等级等。由于国情的不同, 美国的延误模型并不完全适用于我国, 模型中的一些参数值的设定需要考虑我国交通的自身特性。我国信号交叉口服务水平基本上均处于美国等级划分中的C、D、 E 三个等级。日本的评价方法主要是出自经济方面的考虑, 注重投资效益。近几年来

13、, 国学者也对相关问题进行了一定的研究, 研究成果体现出了综合评价的思想。服务水平的影响因素错综复杂, 有的因素可以用数字和公式来描述, 而大量的因素都是无法准确度量的。评价指标的作用是对所要评价的对象进行科学、准确、全面和客观的描述所选取的指标具有实用的价值, 便于应用。我们认为在进行指标选取时, 同时又要求, 应遵循以下原则: 使用综合指标、定性与定量相结合、具有可行性、便于计算与分析。我国的服务水平标准是参考美、日两国的标准制定的。我国城市道路运行评价标准评 价 等路段信号化交叉路口级区间速度（ km/h）V/C延误时间 (sec)域 区 干快速路正 常 运高峰时路行1>20>

14、;40<0.8<30<302>15>30<0.930-18030-3603>10>20<1.0>180>3604<10<20>1.0我国标准中的 l 级相当于美国标准中的A、 B两级：而 4级相当于美国标准的E,F 两级； 2级和 3级则分别相当于美国标准的C级和 D级而美国的各级服务水平的一般描述如下：服务水平 A：交通量很小， 车流为自由流， 使用者不受或基本不受交通流中其他车辆的影响，驾驶自由度大，可自由地选择所期望的速度，为驾驶员和乘客提供的舒适便利程度极高。服务水平 B：交通量较服务水平 A有所增加，

15、 车流处于稳定流的较好部分。在交通流中，开始易受其他车辆的影响，选择速度的自由度相对来说还不受影响，驾驶自由度比服务水平 A稍有下降。 由于其他车辆开始对少数驾驶员的驾驶行为产生影响，因此所提供的舒适和便利程度较服务水平低一些服务水平 C：交通量大于服务水平 B，车流处在稳定流围的中间部分，但车辆间的相互影响变大。选择速度受到其他车辆的影响，驾驶时需要相当留心其他车辆，舒适和便利程度有明显下降服务水平 D：交通量进一步增大，车流处于稳定交通流的交叉部分。速度和驾驶自由度受到严格约束，舒适和便利程度低下。当接近这一服务水平下限时，交通量的少量增加就会导致运行出现问题。服务水平 E：车流常处于不稳

16、定状态，接近或达到最大交通量时，如果交通量有小的增加，或交通流部有小的扰动就将产生大的运行问题，甚至发生交通中断。该水平所有车速降到一个较低的但相对均匀的值，驾驶自由度极低，舒适和便利程度也非常低，驾驶员受到很大的抑制。该服务水平下限时的最大交通量即为基本通行能力 ( 对理想条件而言 ) 或可能通行能力 ( 对实际道路而言 ) 。服务水平 F：车流处于强制流状态，车辆经常排队，跟着前面的车辆停停走走，极不稳定。在该服务水平中，交通量与速度同时由大变小，直到为零为止，而交通密度则随交通量的减少而增大。本文从便于实际调查的角度出发, 充分考虑到我国信号控制交叉口的交通状况, 最后（V/C）作为评价

17、指标。而在我国的信号化交叉口中，没有把V/C 考虑在里面的标准评价方法，故采用的是我国道路的评价方法。服务交通量与通行能力之比(V C)，它是反映交叉口运行特征的重要参数。V C 一般在(O,1) 之间变化， V/C 值接近 1 时，表示交通饱和，近于零时表示车辆很少，处于零散状态；如果 V C 值大于 1，意味着路口交通量超出了其所能承担的通行能力，处于超饱和状态。当交通量接近于通行能力时，交叉口可能出现比较拥挤的局面，同时， 较大的流量会使车辆间产生更多的磨擦而增加延误。当 V C 超过 0 95 时，交叉口的运行变得不稳定，因此，应该控制 V C在 0 95 以下。三、具体观测报告为了实

18、现大慧寺路与中关村南大街的通行能力计算，我们进行了实地调查。3.1 各数据测量方法对计算公式分析后，我们对需要调查的数据的调查方法进行了确定如下：（1）车流量：每个流向（直行、左转、右转、U 型转）安排1-2 名观测员，以一小时为基本单位，对不同进口不同流向的车流量按大车和小车分别计数并记录。（2）等待车辆数：每个流向（直行、左转、右转、U 型转）安排1 到 2 名观测员，以一个信号灯周期为基本单位，统计并记录每一周期不同进口不同流向的停驶车辆数，共统计五个信号灯周期的数据。（ 3）信号灯周期：每个信号灯安排 2 观测员，任意选择信号灯的一种颜色（红、黄、绿）作为计时零点， 信号灯每变色一次圈

19、记一次， 待信号灯颜色再次变为计时零点对应的颜色时，为一个信号灯周期。以此类推，每人观测6 个信号灯周期，最后取平均值。（ 4） t 0：每个流向安排一名观测员，在一个信号灯周期中，当信号灯颜色变为绿色时开始计时，待停在停车线后的第一辆机动车的前轮完全通过停车线时计时停止。观测多个信号灯周期取平均值。（5） t i ：方法一： 按照不同流向， 当信号灯颜色变为绿色时，观测等待车辆数相邻的前后两辆车前轮通过停车线的时距。从第一辆等待车辆前轮经过停车线时开始计时，每辆车前轮通过停车线时圈记一次，直到最后一辆等待车辆经过，求平均值。方法二：调查各车道每小时的大小车比例，根据各车道的大小车比例再根据如

20、下表确定的值。混合车队的t i 值t i大车：小2:83:74:65:56:47:38:2车t i (s)2.652.963.123.263.303.343.423.2 调查过程简介（1）调查时间：对于一个交叉口，不同时段的数据不同，本组选取了三个具有代表性的时段进行调查，分别是双休日、工作日高峰期、工作日非高峰期。具体时间为 10 月六） 13:30-16:00 、 10 月 28 日（周一） 16:10-18:00 、 11 月 4 日 13:00-14:30 。（2）具体调查容：26 号（周1) 分不同时段调查东进口、 南进口、北进口不同流向不同车型 （分为大车和小车） 的车流量、不同流

21、向等待车辆数、信号灯周期及各信号配时。2）车头时距ti 、绿灯延迟时间t0 。（3）具体调查过程：1）调查人员分别于上述时间到达调查地点，分工后进行调查，首先进行车流量的调查，每次数车一个小时，统计各进口道的大车数、小车数。2）在调查人员足够的情况下，以之同时进行的是等待车辆数的调查，分别数出各车道每个红灯时间的等待车辆数；在调查人员不足的条件下，将该部分调查容放于第一个步骤后进行。3）在完成上述两个步骤之后，进行信号灯周期及配时调查，为了减小因为个人反应时间不同造成的误差，每个信号灯安排两名同学进行观测，再取平均值。4）对各流向的车头时距进行测量。5）对 t 0 进行测量。6）数据的统计整理

22、及原始数据录入。注：第 4、5 部分的调查只在这三个时段中选择了一个时段进行调查。具体调查报告见附录四、具体计算过程4.1 双休日通过能力计算计算数据统计根据调查对计算所需数据进行整理如下:t 0：2.369 秒工作日高峰期交叉口信号配时统计表北进口直南进口直北进口左行行转南进口转U 型东进口左转绿灯1分 40秒1分 24秒44秒31秒45秒信号周期3分 15秒3分 15秒3分 15秒3分15秒3分 15秒t i ：方法一：直接实测车头时距方法二：按大小车比例计算工作日高峰期ti及车辆总数统计表南进口北进口东进口U型直行右转U型转直 行直 行左转右转转（三（ 三（公交车道）车车专用道）道）方法

23、一2.472.65确定的2.4755t i (s)方法二2.52.14（按2.53.52.62.5前面所确定的列公式t i (s)计算）车辆总1494124.416.514521502241341385数具体计算过程东进口：右转右转比例为0.048所以取 t i = 2.5 s所以利用V/C =134/1152=0.12左转 Cl将数据代入公式方法一得到Cl = 3600/195× (45.35-2.369)/2.65+1× 0.8=254.07pcu/hV/C=224/254.07=0.88方法二得到C l= 3600/195× (45.35-2.369)/2.

24、6+1× 0.8=258.64 pcu/hV/C= 224/258.64=0.87东进口总的设计通行能力方法一 C 1 = Cr +C l =1406.07方法二 C 2 = 1410.64 pcu/h南进口：利用公式利用方法一车头时距 t i = 2.475代入数据 Cs= 1505.97方法二 t i = 2.5 Cs= 1491.27 l =0.081 r=0.067由于一个信号周期，对面到达的左转车数为5.98>3pcu 所以需要折减，折减公式C C -n （ C -C ）。根据方法一折减后的数据为C e=1504.23 pcu/hCl = 1504.23×

25、0.081 = 121.84pcu/hCr = 100.78 pcu/h左转的 V/C= 1.13右转的 V/C= 1.24直行的 V/C= 1.17根据方法二Ce = 1486.98 pcu/hCl = 120.45pcu/hCr= 99.63pcu/h左转的 V/C= 1.15右转的 V/C = 1.25直行的 V/C = 1.18北进口：代入数据所以左转的ti = 2.14直行的车道Ns = 1776.49pcu/hV/C = 0.82公交专用道Cg = 427.12 pcu/hV/C = 0.35左转及掉头车道直接利用得C l= 302.09 pcu/hV/C = 416.5/302.

26、09 = 1.38北进口总的设计通行能力：C= 2505.7 pcu/h。4.2 高峰期通过能力计算计算数据统计T0: 实测得： 2.369 秒双休日交叉口信号配时统计表北进口直南进口直北进口左南进口 U型东进口左转与 U型行行转转转绿灯2分1分 45秒51秒35秒50秒信号周期3分 45秒3分 45秒3分 45秒3分 45秒3分 45秒所需的 t i 实测值如下：方法一：直接实测车头时距方法二：按大小车比例计算双休日 t i 及车辆总数统计表南进口北进口东进口U 型直行右转U 型转直行直行左转右转转（三（三车（公交车道）道）车专用道）方法一2.4752.65确定的2.475t i （ s)方

27、法二2.52.14（按2.53.52.62.5前面所确定的列公式t i (s)计算）车辆总1011432411278.51629144231.172数5具体计算过程方法与双休日计算方法相同，代入数据不同东进口：右转车道Cr =3600/2.5 ×0.8 =1152 pcu/hV/C=172/1152=0.15左转车道方法一得到Cl = 254.07 pcu/hV/C= 0.91方法二得到C l= 258.64 pcu/hV/C= 0.67方法一总设计通行能力方法二 总设计通行能力C 1= 1406.07 pcu/hC 2= 1410.64 pcu/h南进口：直行道方法一Cs = 15

28、05.97 pcu/h方法二 Cs = 1491.27 pcu/h l =0.052 r=0.211方法一 C e = 2043.39 pcu/h(总设计通行能力)Cr = 431.16 pcu/hCl = 106.26 pcu/h方法二 C e= 2023.44pcu/h(总设计通行能力)折减后：方法一C e= 1868.61 pcu/hCl = 97.16 pcu/hCr = 394.28 pcu/h所以左转的V/C = 1.04右转的 V/C= 1.04直行的 V/C= 1432/1377.17 = 1.04方法二 C e = 1848.66 pcu/hCl = 96.13pcu/hCr

29、 = 390.07 pcu/h所以左转的V/C = 1.05右转的 V/C= 1.05直行的 V/C= 1432/1362.46 = 1.07北进口：左转的 Put = 0.66ti = 2.14直行的车道Cs = 2149.17pcu/hV/C = 0.67公交专用道Cg = 427.12 pcu/hV/C = 0.34左转及掉头车道直接利用得Cl = 313.07 pcu/hV/C = 0.89北进口总设计通行能力C= 2889.36 pcu/h4.3 工作日非高峰期计算数据统计t 0：2.369 秒工作日非高峰期交叉口信号配时统计表北进口直南进口直北进口左南进口 U型东进口左行行转转转绿

30、灯1分 40秒1分 24秒44秒31秒45秒信号周期3分 15秒3分 15秒3分 15秒3分 15秒3分 15秒t i ：由于前面两种方法的计算出结果都相差较小，故在此我们只选取了一种方法进行计算。工作日非高峰期t i 及车辆总数统计表南进口北进口东进口U 型直行（三右转U 型转直行（三直行（公左转右转转车道）车道）交车专用道）2.52.136（按前2.53.52.62.5t i (s)面所列公式计算）车辆130635819311948615721880总数具体计算过程东进口：右转车道Cr =3600/2.5 ×0.8=1152 pcu/hV/C =358/1152=0.31将数据代

31、入公式方法一得到Cl = 252.36 pcu/hV/C=157/252.36=0.62方法二得到 C l = 256.93pcu/hV/C= 157/256.93=0.61东进口总的设计通行能力方法一 C 1 = C r +C l =1404.36方法二 C 2 = 1408.93pcu/h南进口：由于方法二和方法一结果都较为接近，所以只采用方法一，即实测车头时距的方法利用方法一 车头时距 t i = 2.475 代入数据 C s = 1505.97 pcu/h l =0.046 r =0.205由于一个信号周期对面到达的左转车数为4.06pcu>3pcu 所以需要折减折减公式CC -

32、 （C -C ）根据方法一折减后的数据为 Ce =1877.17pcu/h Cl = 1877.17 × 0.046= 86.35pcu/hCr = 384.82 pcu/h左转的 V/C= 0.93右转的 V/C= 0.93直行的 V/C= 1306/1406=0.93北进口：这里采用方法二，比例所得车头时距。左转的 Put = 0.61ti = 2.136直行的车道Cs = 1776.49pcu/hV/C =1194/1776.49=0.67公交专用道C g = 427.12 pcu/hV/C = 86/427.12=0.2左转及掉头车道直接利用得Cl = 3600/195(44

33、-2.369)/2.136+1=378.28 pcu/hV/C = (118+75)/378.28=0.51北进口总设计通行能力C= 378.28+1776.49=2154.77 pcu/h五、数据分析5.1车辆实际等待情况双休日各车道车辆等待比率南进口北进口东进口U型转直行U型转直行左转等待车辆数7.244.814.249.213.4通过车辆数7.780.411.486.211.7等待比率93.50%55.70%124.60%57.10%114.50%工作日高峰期各车道车辆等待比率南进口北进口东进口U型转直行U型转直行左转等待车辆数58515.652.414.6通过车辆数6.386.311.

34、498.814.9等待比率79.40%98.50%136.80%53.00%98.00%由以上两个表格可以看出，双休日南北进口直行车道的直行车辆等待比率较小，南进口U型转车道等待比率较大，而北进口左转车道及东进口左转车道的的等待车辆已超过每个信号周期的通过车辆。因此，直行车道的通行能力较大，压力较小，而其余车道通过能力不能较好的满足车辆的同行，有可能对车辆通行造成影响，这可能是造成交通拥堵的原因之一。而在工作日高峰期时段，南出口直行车道的等待比率明显增大，其余车道没有太大变化。我们认为， 红绿灯时长比有可能是造成此结果的原因之一，因此，我们计算了工作日高峰期及双休日的红绿灯时长比，如下表。工作日高峰时段各车道红绿灯时长比南进口北进口东进口U型转直行右转U型转直行左转右转红灯时长3分6秒1分 56秒2分 51秒1分 412分51秒秒绿灯时长35秒1分 45秒50秒2分 0秒50秒绿 / 红0.190.910.