交通管理与控制实验报告

交通治理与限制课程设计专业：交通工程班级：441104班学号：44110423号学生姓名：韩宇指导教师：宋现敏新民大街干道交通协调限制设计1新民大街干道交通信号协调限制设计的目的和意义设计目的城市主干道是城市交通的主要承当者,主干道上的交叉口成为干道交通通行水平的瓶颈,将干道上假设干交叉口实现联动限制,可以大幅度提升干道通行水平.课程设计的目的在于让学生比拟全面掌握交叉口信号配时的设计和优化方法以及干道交通信号协调限制的方法,以新民大街沿线主要交叉口为限制对象,在前期的交通量数据调查及数据分析的根底上,设计交叉口信号限制最优方案,并针对新民大街干道交通信号制定协调限制方案.通过课程设计的环节培养学生分析问题解决问题的水平,实践动手水平以及增强学生对VISSIM仿真软件的应用.设计意义对新民大街各个交叉口进行协调限制可以最大限度地节省车辆停留及等待时间,提高道路设施综合效益,更好的优化现有的交通信号限制状况.新民大街是长春的主要干道,交通量非常大,沿线分布有学校,饭店,宾馆,企事业单位等.顶峰时段比拟容易出现交通拥堵车辆延误时间长的现象.另外,车辆行驶的连续性严重影响着交通畅通及行车速度,对该段路程设置干线协调限制是十分有必要的.本课程设计通过前期交通调查与分析实习对各个交叉口交通量及其他数据进行了精确统计,从而进行信号配时的优化及线控,以期能到达预期的限制效果,减小道路拥挤程度,最大可能的增大绿波带宽度.2单个交叉口信号配时参数各交叉口现状信号配时各交叉口现有配时方案车道渠化周期〔s〕交通组织形式掾灯婀mi红灯红闪隆礼路7233463内侧车道；调头〔左转〕直行外恻车道；母短宜行127南进口禁左单向,侏同光路7033452内侧车道」调头、直行外侧车道,右转、宜行123南58口禁左㈱口禁左单向向西清华路73324S3内侧车道：调头〔左H〕直行外侧车道：右转、直行129南进口禁左单问何东惠民路7133462内侧车道：调头、左转、直行外侧车道:第、Wt125南进口禁右单向向西义和解6033552内侧车道士调头、左转、直行外侧车道；古转、直行123单向1可乐优化配时参数计算饱和流量确实定饱和流量的定义是：在一次连续的绿灯时间内,进口道上一列连续车队能通过进口道停止线的最大流量,单位是pcu/绿灯小时.饱和流量由实测平均根本饱和流量乘以影响因素校正系数估算得到,由于调查数据有限,本文中只考虑车道宽度对饱和流量的影响.即:§=5fw式中：St进口车道的估算饱和流量,pcu/hShi——第i条进口道根本饱和流量,pcu/hfw车道宽度修正系数车道宽度校正系数fw:fw=13.0<w<3.5fw=0.4(w-0.5)2.7Mw：：3.0fw=0.05(w16.5)w>3.5经计算得到各个路口各车道饱和流量如表2-1-1:表2-1-1路口名称南进口东进口北进口西进口左转直行右转左转直行右转左转直行右转左转直行右转隆礼路131314141313///1313141413139001100800同光路1313141413139001100800131314141313///清华路131318831313///1313141413139001100800惠民路131318831313///131314141313900/1100义和路131314141313///1313141413139001100800各个交叉口最正确周期时间的计算各个交叉口现状交通量如表2-1-2表2-1-2口道交砧、左南直行♦右帝左转「直行一右转+左转尹直行R右转一左转P直行心右转,义和眸128^71"19加4%959P108^—-T」50平42*160^Q949^1_111^111〞P—P22〞―p210©清华叫―7⑶342/口1214^―小——110^626「269*同光路一―t31.24-P103加444村162^39#6£—隆礼静955r6柳123保75『3SP123/、.,,、…15L5(1)交叉口优化后信号周期时长按下式计算：Co=15^1-Y式中：Co——最正确周期时长,sL-----一个周期内全部关键车流的总绿灯损失时间,sY------全部关键车流的流量比总和(2)信号损失时间L按下式计算：L=£(L+I-儆k式中：Li-----第i相位得到启动损失时间,实测为3s左右A------黄灯时间,定为2sI——绿灯间隔时间,本例中取4sK——一个周期中的绿灯间隔数(3)流量比总和按下式计算:Y='、max[yj)yj,……]=[(与,(<……]Y<0.9jmss式中：Y——组成周期的全部信号相位的各个最大流量比之和j一个周期内的相位数yj,yj---第j相位的流量比经计算各路口流量比方下:路口名称南北y值东西y值总Y值隆礼路0.430.270.7同光路0.560.260.82最正确周期时间如下:清华路0.640.190.83惠民路0.590.20.79义和路0.630.140.77隆礼路同光路清华路惠民路义和路115s128s135s110s100s"2.2各交叉口优化后配时方案各交叉口各相位有效绿灯时间按下式计算:式中：C-----各交叉口周期时长L------各交叉口总损失时间计算得各交叉口有效绿灯时间分别为:各交叉口各相位绿信比按下式计算:各交叉口绿信比经计算分别为:ge=C-L隆礼路：南北相位：63s同光路：南北相位：79s清华路：南北相位：95s惠民路：南北相位：81s义和路：南北相位：63sgej'i=jC隆礼路南北相位：同光路南北相位：清华路南北相位：东西相位：39s东西相位：37s东西相位：28s东西相位：17s东西相位：14s%=0.55,东西相位：%=0.34

九2=062,东西相位：九2'=0.29

入3=0.7,东西相位：%=0.21惠民路南北相位：儿=074,东西相位：九4,=0.16义和路南北相位：%=0.63,东西相位：九5'=0.14各信号交叉口显示绿灯时间按下式计算:G=ge-IL%红经计算各交叉口显示绿灯时间如下:隆礼路南北相位：64s,同光路南北相位：80s清华路南北相位：96s,惠民路南北相位：82s义和路南北相位：65s那么新民大街各交叉路口优化后协调相位〔南北方向〕配时方案如表2-2-1:表2-2-1路口名称绿灯时间〔s〕红灯时间〔s〕黄灯时间〔s〕周期时长〔s〕绿信比〔%隆礼路6449211555同光路8046212862清华路9637213570惠民路82262"11074义和路6434210063非协调相位〔东西方向〕配时方案如表2-2-2:表2-2-2路口名称绿灯时间〔s〕红灯时间〔s〕黄灯时间〔s〕周期时长〔s〕绿信比〔%隆礼路4073211534同光路;3888[2128二29清华路29104213521惠民路;1890.2110r16义和交叉口协调限制设计选定公共周期由2.2中各个交叉口优化后周期可以判断关键交叉口为清华路,协调限制的公共周期为：C=1354确定适宜的理想信号位置及信号时差数解法是确定线控系统相位差的一种方法〔还可以用图解法,MAXBAND等〕,它通过寻找使得系统中各实际信号距理想信号的最大挪移量最小来获得最优相位差限制方案.根据系统的公用周期〔135s〕和行车速度〔11m/s〕,可以计算得到交叉口的理想行

程时间为B=67s〔B=C/2,理想间距是742m,〔vC/2=11X135=742,〕.这就是说,以隆礼路为起始信号,那么其上游同相距vC/2vC、3vC/2••…处即为正好能组成交互式或同步式协调限制的“理想信号〞位置.1〕交叉口距离及各路口间行程时间示意图：表3-2-11616.4s16.4s29.1s15.5s隆礼路180m同光路180m清华路320m惠民路170m义和路一―一,—一、一、一、<T2〕车辆通过理想父叉口间距与实际父叉口间距的差值：dk=mod〔=」〕Bd1=0,d2=16.4,d3=32.8,d4=61.9,d5=10.4,de=673〕将dk进行由小到大排序Dk={0,10.4,16.4,32.8,61.9,67}4〕Ck=Dk斗-Dk={10.4,6,16.4,29.1,5.1}mJ其中Cmax=Cm=29.1,m=4Y=£Ck=10.4十6十16.4=32.8.k工5〕最大挪移量X=^^=67-29.1=[8.95226〕各个交叉口实际坐标：*隆=X—丫=—13.85,X同=—13.85+16.4=2.55X清=2.55+16.4=18.95,X惠=18.95+29.1=48.05X义=48.05+15.5=63.557〕计算得到个交叉口的绿灯起亮时间分别为：交叉口隆礼交叉口隆礼路同光路清华路表3-2-3惠民路义和路表3-2-2隆礼路同光路清华路惠民路义和路98s93s88s18s24s由前文所得各交叉口信号配时分别为:

绿灯时间〔s〕74849510085红灯时间〔s〕61514035508〕计算绿波带直线方程的截距正向绿波带：利用直线方程%=A—L,k2i=Bi—U,计算直线的截距k1i,k2i,其中Lvv为i交叉口距离原点的坐标,kii,k2i分别为i交叉口协调相位相位某一方向绿波带下线和上线的截距；v为绿波带速度〔m/s〕.反向绿波带：与正向绿波带同样的原理,利用直线方程kJ=A'-二,kJ=B「-J',vv计算绿波带上下线的截距.带入数据计算得正向绿波带上线方程为：y=0.091x+164.05正向绿波带下线方程为：y=0.091x+111.85绿波带宽度：52.2反向绿波带上线方程为：y=-0.091x158.5反向绿波带下线方程为：y=-0.091x+106.95绿波带宽度：51.55数解法计算绿波带宽度的图表展示表3-3-1正向各交叉口的绿灯起亮坐标989388153159正向各交叉口的绿灯终止坐标172177183253244正向上线截距185.85174.45164.05204.95180.45正向下线截距111.8590.4569.05104.9595.45正向上线截距方程y=0.091x+164.05正向下线截距方程y=0.091x+111.85反向各交叉口的绿灯起亮坐标9893881824反向各交叉口的绿灯终止坐标172177183118109反向上线截距158.5179.55201.95166.05172.55向下线截距84.向下线截距84.1595.55106.9566.0587.55反向上线截距方程反向下线截距方程y=-0.091x158.5y=-0.091x106.95数解法相位差时空图根据根据表3-3-1中的数据,用CADfe图软件画出用数解法求出的交通信号相位差时空分布图,如图3-4-1所示：4现行方案与协调限制方案仿真比照及评价4.1现行方案的仿真干线延误表4-1-1时间〔s〕车均延误停车延误停车次数通过车数车均延误停车延误停车次数通过车数30067.2040.401.821988.5047.303.00960078.1048.702.3438100.7055.402.531990089.0050.302.5441108.8060.803.3520120071.3043.502.1246144.4081.704.08121500111.2059.203.5448180.60108.405.88161800112.4057.403.8148232.40142.606.75162100124.3075.404.7935250.40143.207.06182400147.6083.004.6730256.80156.507.82172700159.6090.305.8431313.50205.608.8993000175.10107.206.2927264.60160.40820124.907.0739395.80259.1010.5023600240.60143.906.7934453.30273.9012.506统计141.8080.104.5832203.40121.405.9712各次路总延误〔右侧为由南至北延误数据〕表4-1-2时间〔s〕车均延误停车延误停车次数通过车数30015.2011.900.3610360018.1014.500.4010890022.2018.200.4595120018.4014.300.44114150013.4010.500.2993180020.7016.600.4392210019.2015.900.38128240017.6014.300.3584270017.2013.800.38104300019.7016.000.38102330018.6015.000.36111360018.5014.700.42116统计18.3014.700.39104

干线延误表4-2-1时间〔s〕停车延通过车数停车延通过车数车均延误误停车次数车均延误误停车次数300124.882.44.252239.811.62.46600103.245.24.4544102.2484.3520900112.4534.623699.346.94191200113.546.53.0645101.446.75.06171500116.734.33.543692.9464.5121800106.855.73.843578.738.53.1718210078.747.62.923995.742.13.215240078.435.92.033483.7403.6118270061.225.42.683685.242.13.8312300045.314.82.712983.634.63.0616330099.342.12.484273.331.22.679360086.259.93.9934122.471.84.1519统计93.8845.233.383688.1841.623.6615〔右侧为由南至北延误数据〕各次路总延误表4-2-2时间〔s〕车均延误停车延误停车次数通过车数3002319.20.387760039.233.70.6311990036.6310.56108120031.927.20.4599150022.418.70.34108180026.922.40.46104210026.222.40.42105240029.825.60.46100270026.422.30.492300034.629.20.5597330025.321.90.34102360026.722.80.43121统计29.324.90.46189干线车流的延误变化车均延误停车延误停车次数通过车数车均延误停车延误停车次数通过车数现行仿真141.880.14.5832203.4121.45.9712优化仿真93.8845.233.383688.1841.623.6615支线车流的延误变化表4-2-4时间(s)车均延误停车延误停车次数通过车数