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1、交通工程课程设计一、资料整理根据表2007年路口机动车高峰小时流量，计算各路口机动车流量流向比。根据（城市道路设计规范）与（城市道路交通规划设计规范）及相关通知，车辆转换系数如下表：图表1车辆换算系数车型小汽车出租车大客车中巴小货车摩托车自行车系数由上表计算该路口机动车的流量流向，如下表：图表2换算后的路口机动车流量流向单位：辆/小时进口道方向右转直行左转总计东进口7002002西进口南进口44264北进口230对机动车增长的拟合计算根据已知资料，初步整理整理出所需数据。即可据所得数据绘制出机动车增长曲线。图表3机动车增长用线形拟合PHV的时间分布曲线可得到公式xy036.05.2407+=二
2、、通行能力计算1.机动车通行能力该路口为十字形穿插口，其设计通行能力等于各进口道设计通行能力之和。而进口道设计通行能力等于各车道设计通行能力之和。分析路口现状图，各车道在穿插口处均为双向四车道，可以为各进口道均有一条直左、直右车道，且直左车道中左转车流比例取50%。由（城市道路设计规范）中确定的停车线法，一条直行车道的设计通行能力为：13600()/1/ssgiscNtttt?=-+式中：ct信号周期(s)；gt信号周期内绿灯时间(s)；1t排队后第一辆车启动并通过停车线的时间(s)；ist直行或右转车辆通过停车线的平均时间间隔(s)；s?直行车道通行能力折减系数。根据给定的信号周期及绿灯时间
3、，东西向进口道通行能力一样，南北向进口道通行能力一样。1东西向进口道直右车道：其通行能力srewsNN=。由ct=110s,gt=60s,=,1t=,s?=。代入公式得485.98/srewsNNpcuh=直左车道：其通行能力按公式(1/2)slewslNN=-计算。其中，0.5l=。故slewN=h。2南北向进口道直右车道：南北向直右车道的绿灯时间为44s，其余和东西向一样。故代入公式得：361.08/srsnsNNpcuh=直左车道：代入公式计算得(1/2)270.81/slsnslNNpcuh=-=。3对面方向左转车辆的折减根据（城市道路设计规范），在一个信号周期内，对面到达的左转车超过
4、34pcu时，应折减本面各种直行车道包括直行、直左、直右及直左右等车道的设计通行能力。东西面进口道：本面进口道左转车的设计通过量183.595leN=pcu/h。未折减本面各种直行车道设计通行能力的对面左转车数为：43600/110131/leNpcuh=?=因leleNN,故采用公式()eesleleNNnNN=-计算折减后的进口道通行能力。式中，本面各种直行车道数2sn=，进口道的设计通行能力856.77/eNpcuh=。故计算得折减后的进口道通行能力751.58/eeewNNpcuh=。南北面进口道：同理，对于南北向进口道43600/110131/135.405/leleNpcuhNpc
5、uh=?=因而，本文对总量的预测采用时间序列法中的二次指数平滑法。二次指数平滑是对一次指数平滑的修正，即再作二次指数平滑，利用滞后偏差的规律建立直线趋势模型。计算公式为： (1)(1)(1)(2)(2)(1)(1)(1)ttttttSySSSS-=+-=+-式中，是一次指数的平滑值，是二次指数的平滑值。当时间序列从某时期开场具有直线趋势时，类似趋势移动平移法，能够用直线趋势模型进行预测：(1)(2)(1)(2),1,2,2()1tttTttttttyabTTaSSbSS+=+=?=-?=-?-?取=，初始值取为，用MATLAB计算一次和二次指数的平滑值，以及1995-2007年高峰小时流量的模
6、拟值，如下表所示：图表5PHV模拟值计算模拟值与实际值之间的标准差，可得S=由于取值的不同决定模拟结果的接近程度,因而分别取=，.，进行计算，各次模拟值与实际值之间的标准差列为下表：图表6不同值时实际值与模拟值之间的标准差由上表可知，=时计算得到的模拟值与实际值最为符合。因而，由(1)(2)14143960.26,3415.53SS=,计算得当t=14时， (1)(2)141414(1)(2)14141423980.1()121.61871aSSbSS=-=-=-于是，我们能够得到t=14时的直线趋势方程，即机动车流量预测模型为：143980.1121.6187TyT+=+预测2020年，20
7、20年高峰小时流量为单位：辆/小时2020151412020161424101.723980.1121.618714101.724101.723980.1121.618724223.34yyyyyy+=+?=+?=2非机动车流量预测非机动车流量的预测采用年增长率的方法建立模型，并取增长率为5%，即：(15%)nnuvNN=+根据前文非机动车通行能力的计算，初始值取为该穿插口的非机动车通行能力值3600veh/(hm)。由此预测2020年，2020年的非机动车流量为：2020220203600(15%)3780/()3600(15%)3969/()NvehmhNvehmh=?+=?=?+=?2.
8、饱和年确实定在前文的穿插口通行能力的计算中，我们得到该穿插口的机动车通行能力值为h。能够以为该值为饱和年的机动车流量。再对照历年机动车高峰小时流量表，即可确定该穿插口在1996年就已经到达饱和。3.机动车流量流向预测由于假设路口机动车流量流向比例不发生变化，根据预测的2020年，2020年，即可得到这两个年份的流量流向分布。计算结果见下表：图表72020年流量流向分布预测值图表82020年流量流向分布预测四、饱和年信号配时1.饱和年流量流向分布预测前文已得出，饱和年为1996年，且假设该路口机动车的流量流向分布比例不变，故可预测饱和年的流量流向分布，结果见下表：图表8饱和年交通流量流向预测2.
9、饱和年信号配时方案周期长度及红灯、绿灯时间根据穿插口总交通量、两相交道路交通量确定。黄灯时间根据穿插口的大小确定，一般为35s。根据穿插口现状图，比拟适宜的配时方案为四相位，如下列图：图表9穿插口相位设计前文已预测出饱和年穿插口流量流向分布，但设计资料给出的数据中未包括公交车和货车数量，故只能粗略的计算。1)穿插口等量交通量：首先计算各进口等效交通量，采用下面公式：nLHVVe6.05.0+=式中eV等效交通量(pcu/h，直行)；V穿插口实际交通量(pcu/h)；H公交车、货车车辆数(pcu/h);L左转车车辆数(pcu/h);n进口道有效车道数。东V=h,西V=h东西V=max(东V,西V)=h南V=h北V=h南北V=max(南V,北V)=h故穿插口等量总交通量为：hVVVe/pcu8.905=+=南北东西2)周期长度计算：周期长度、相位数、等效交通量之间有下面关系：eVPT-=133313330式中T周期时间s；P相位数；eV等效交通量。故计算得周期长度为：T=13330*4/=取周期长度为130s，黄灯时间为4s，则总绿灯时间为：G=T-4*黄灯时间=118s则根据各个相位的等效交通量比例所分配的绿灯时间为：图表10绿灯时间分配