交通工程课程设计

1、成绩 土木工程与力学学院交通运输工程系交通工程课程设计专 业： 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 职 称： 日 期：   一、设计任务：路口A饱和年的交通整治方案a) 资料整理；b) 现状路口通行能力计算（机动车、非机动车）；c) 饱和年的确定；d) 饱和年交通组织方案；e) 饱和年信号配时；f) 饱和年路口分流渠化设计；g) 路段上公交停靠站设计；h) 交叉口标志、标线和管制措施设计。二、设计依据：1两条主干道相交路口A现状几何尺寸，如图1所示；图1 现状路口图2路口A历年机动车高峰小时交通量，如表1；表1 历年机动车高峰小时流量表（单位：辆/小时）年 份199619971

2、9981999200020012002PHV2500259027102800289029803040年 份2003200420052006200720082009PHV313033103500361037303860398032009年路口A高峰小时流量、流向资料，如表2；表2 2009年路口高峰小时流量表（单位：辆/小时）小汽车出租车大客车中巴小货车摩托车自行车北进口右转440002615810直行172002601908左转4000012924南进口右转410182149266218直行212000341960左转3200010220东进口右转520002824628直行274400863

3、360左转44662101103902西进口右转740004618026直行35060010035628左转36000205824现状路口A的控制方式灯控路口（二相位），信号周期110秒，其中东西向绿灯为60秒，南北向绿灯为44秒。；各车道在交叉口处均为双向四车道，各进口道均有一条直左、直右车道。52010年时，东西向道路上拟开行15路、16路公共汽车，其中15路发车间隔为2分钟，16路发车间隔为3分钟。- 21 -三、设计内容1、资料整理1）计算机动车年增长率：根据所提供的已初步整理的资料，整理出所需的数据，如下：机动车年增长率：根据表格可绘下图，用线形拟合PHV的时间分布曲线可得到公式如上

4、图标注。故机动车年增长率约为i=（e0.036-1）即约3.67%。检验这一增长率，将实际观测数据与按此增长率预测数据作比较，如下表，误差百分比很小，可认为此模型基本准确。 检验拟合度年份实际观测值N观测（辆/时）预测值N预测（辆/时）误差百分比w199625002496 0.17%199725902587 0.11%199827102682 1.03%199928002780 0.70%200028902882 0.27%200129802988 -0.27%200230403097 -1.89%200331303211 -2.59%200433103329 -0.57%2005350034

5、51 1.41%200636103577 0.91%200737303708 0.58%200838603844 0.41%200939803985 -0.13%注： 2）2009年机动车高峰小时流量换算选用换算后交叉口高峰小时当量机动车交通量为：北进口右转148.80直行341.20左转96.00南进口右转867.40直行344.80左转56.80东进口右转195.20直行550.00左转805.00西进口右转219.60直行658.40左转91.20换算后合计4,374.402、现状路口通行能力1）. 机动车能行能力根据现状路口图路口控制方式和现状流量流向资料，按城市道路设计规范中的停车线

6、法计算机动车能行能力。排队待行的第一辆车从起动到通过停车线的时间，不同车种混行时取2.3S，车队通过停车线的间隔时间取3.26S；折减系数取0.8；直左车道中左转车辆比例取50%。直左混行车道的通行能力： 直右混行车道的通行能力：信号灯周期长度110s绿灯时间, 东西向为60s，南北向为44s排队待行的第一辆车从启动到通过停车线的时间，取2.3s车队通过停车线的间隔时间3.26s混行车道中左转车所占的百分比50%折减系数0.8根据以上公式：代入公式可知南北进口直右车道通行能力： =361辆/小时直左车道通行能力： =271辆/小时东西进口直右车道通行能力： =490辆/小时直左车道通行能力：

7、=367 辆/小时交叉口通行能力为：=490+367+271+361×22978辆/时2）. 非机动车通行能力由城市道路设计规范第.条知：一条自行车车道宽。不受平面交叉口影响时，一条自行车车道的路段可能通行能力按下公式计算： 式中 一条自行车车道的路段设计通行能力（veh/（h.m）； 自行车道的道路分类系数，见下表式中 一条自行车车道的路段可能通行能力（veh/（h.m）；连续车流通过观测断面的时间段（s）；在时间段内通过观测断面的自行车辆数（veh）；自行车车道路面宽度（）。 路段可能通行能力推荐值，有分隔设施时为2100veh/（·）；无分隔设施时为1800veh/（

8、·）。 受平面交叉口影响一条自行车车道的路段设计通行能力，设有分隔设施时，推荐值为10001200/（·）；以路面标线划分机动车道与非机动车道时，推荐值为8001000/（·）。自行车交通量大的城市采用大值，小的采用小值。由于此交叉口自行车交通量较小，所以采用推荐值的较小值800/（·）。3） 交叉口现状相位图此路口采用了二相位的信号控制，信号周期110秒，其中东西向绿灯为60秒，南北向绿灯为44秒。具体相位方案如下图所示：信号相位南北向东西向现状流量流向图： 3、流量预测及饱和率的确定1）. 总量预测模型 机动车流量预测模型根据表1所列历年流量数据，按

9、时间序列法建立预测模型如上，得出机动车年增长率约为e0.036 =3.67%。故根据2009年高峰小时观测值3980辆/时，预测2014年流量为4771辆/时。年份预测交通量20104131 20114283 20124440 20134602 20144771 20154946 20165127 20175315 20185510 20195712 20205921 非机动车流量预测：按年增长率的方法给出预测模型，如下图所示，取年增长率为5% ，则2). 饱和年的确定将机动车现状通行能力作为某年的实际流量，代入到机动车流量预测模型，即可反求得年份，计算如下：= C总可得，未加入非机动车影响时

10、，机动车交通量仅在2001年左右通行能力已经饱和。故饱和年为2001年。3). 机动车流量流向预测假设路口机动车流量流向比例不发生变化，故可根据饱和年的预测流量和现状流量流向比例，确定未来的流向流量。预测五年后的交通量，如下表，流量流向图如下图：2014交叉口流量分布（总流量4771）总流量北进口右转直行左转总量4771 流量162 372 105 639 南进口右转直行左转总量流量946 376 62 1384 东进口右转直行左转总量流量213 600 878 1691 西进口右转直行左转总量流量240 718 99 1057 2014交叉口流量分布（总流量4771）总流量北进口右转直行左转

11、总量4771 流量162372105639南进口右转直行左转总量流量946376621384东进口右转直行左转总量流量2136008781691西进口右转直行左转总量流量2407189910574、饱和年信号配时1）. 初步拟定2014信号配时该渠化方案中设有四个相位，每个相位各个方向的等效交通量设为Q(pcu/h) ,每个相位等效交通量设为Vi ，单位pcu/h。第一相位，放行东、西向来车的左转，除右转外其他禁行。 =878/3=293 =99 第二相位，放行东,西向来车的直行，除右转外其他禁行。 =600/2=300 =718/2=359 (300,359)=359 第三相位，放行南,北向

12、来车的左转，除右转外其他禁行。 =62 =105 (105,62)=105 第四相位，放行南,北向来车的直行，除右转外其他禁行。 =376/2=188 =372/2=186 故交叉口总的等效交通量为: =293+359+105+188=945周期长度、相位数、等效交通量之间有以下关系： 式中 周期时间（s）；相位数； 等效交通量。故初设周期长T=13330*4/(1333-945)=137s ，一般周长取5的整数倍，故取140s，取黄灯时间为3s，则总的绿灯时间为=140-4*3=128s，分配如下：第一相位绿灯时间为=128*(293/945)=39.7s第二相位绿灯时间为=128*(359

13、/945)=48.6s第三相位绿灯时间为=128*(105/945)=14.2s第四相位绿灯时间为=128*(188/945)=25.5s2） 2014年信号配时验算与确定按以上方法分配的绿灯时间是否能满足车辆放行要求，可用下式来检验： 式中 某一相位车辆放行所需绿灯时间（s）； 周期内的来车数，可查表（见交通工程学256页）而得：柏松流平均到达率Mi 与周期内来车数xi关系表(置信度75%)：=293*140/3600=11.4 =14 =2.1*14+3.7=33.1=359*140/3600=14.0 =16 =2.1*16+3.7=37.3=105*140/3600=4.1 =5 =2

14、.1*5+3.7=14.2 =188*140/3600=7.3 =9 =2.1*9+3.7=22.6经比较，各相绿灯时间均符合，最终确定配时方案为：第一相位绿灯时间为=40s第二相位绿灯时间为=48s第三相位绿灯时间为=15s第四相位绿灯时间为=25s配时图如下：具体2014年相位方案如下图所示：信号相位绿灯时间相位一40相位二48相位三15相位四25信号周期(s)140 s（ 黄灯时间每相位各3s）5、分流渠化预测的2014年交通流严重超越交叉口通行能力，且在交叉口各个入口道分布十分不均，其中东进口左转车辆、南进口右转车辆数量最多。针对这一现象，必须对交叉口做相应的渠化处理，以提高交叉口通行

15、能力，保证交通畅通和安全。做以下处理：拓宽路口，增加车道数，每周期内各进口道的左转车都超过了4辆，右转车也超过了四辆，故可以对交叉口各个路口分别加设专用左转车道、专用右转车道。东进口道拓宽为6个车道，其中专用左转车道3条，直行2条，专用右转车道1条，每车道宽3米；出口道拓宽成4车道，其中3条直行车道，1条右转车道，每车道宽3米。共10车道。西进口道拓宽为4个车道，其中专用左转车道1条，直行2条，专用右转车道1条，每车道宽3米；出口道拓宽成3车道，其中2条直行车道，1条右转车道，每车道宽3米。共7车道。北进口道拓宽为4个车道，其中专用左转车道1条，直行2条，专用右转车道1条，每车道宽3米；出口道

16、拓宽成3车道，其中2条直行车道，1条右转车道，每车道宽3米。共7车道。南进口道拓宽为4个车道，其中专用左转车道1条，直行2条，专用右转车道1条，每车道宽3米；出口道拓宽成4车道，其中3条直行车道，1条右转车道，每车道宽3米。共8车道。交叉口内增设四个交通岛，可以引导不同方向车流在一定的路径上行驶，减少车辆间的相互干扰，减少冲突点。同时，可兼作行人过马路的安全岛。在各交通岛间、交通岛与人行道间设置人行横道，共6条，分别长25米、16米、19米、5米，均符合要求，人行横道距离停车线1m。在交叉口中央划引导左转车转向的标线。分流渠化段长度渐变段长度东进口8333西进口7020南进口6017北进口70

17、20具体如附图所示。6、公交停靠站设计1）公交停靠站通行能力的确定2010年，东西向道路上拟开行15路、16路公共汽车，其中15路发车间隔为2分钟，16路发车间隔为3分钟。由此可得高峰小时15、16路车的总发车量为公共汽车交通线路的通行能力受沿线各站通行能力的制约，其中通行能力最小的停靠站，是控制线路通行能力的站点。停车站的通行能力取决于车辆占用停车站的时间长短。汽车在站停靠时间与车辆性能、车辆结构、上下车乘客的多少、车站秩序等因素有关。一般可按下式估算： 式中 车辆进站停车用的时间，其中，为车辆驶入停车站时，车辆之间的最小间隔，取等于车辆长度；为进站时刹车减速度； 车辆开门和关门时间； 乘客

18、上下车占用时间，其中为公共汽车容量；为上下车乘客占车容量的比例；为一个乘客上车或下车所用的时间；为乘客上下车用的车门数。 车辆启动和离开车站的时间；，其中为离开停车站时的加速度;将上述各值代入可得简化公式：公交设计车速20km/h，取进站时的刹车减速度=15m/s2 ,离站时的加速度=1.0m/s2。 公交车车身长为12米，车辆开门和关门时间取4s,公交车的额定容量为60人，2个车门，上下车乘客占车容量的比例=0.4，一个乘客上或下车所用时间取2s；公共汽车交通线路的通行能力： 2）公交停靠站的基本类型确定：1）公交站基本分类公交停靠站台的布置方式，按其设置的位置，分为沿人行道边缘及沿机动车与非机动车道分隔带设置两种；按几何形状又分为港湾式和非港湾式两类。港湾式公共停靠站的几何尺寸如下图所示(引自上海市城市道路平面交叉口规划与设计规程)。 2）一般规定