交通管理与控制习题参考答案.pdf

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1、 1 交通控制与管理计算题 1 1.已知观测到一批车速数据如表（单位：已知观测到一批车速数据如表（单位：km/hkm/h）序号序号 车速车速 序号序号 车速车速 序号序号 车速车速 序号序号 车速车速 序号序号 车速车速 1 17 11 56 21 37 41 49 51 39 2 19 12 29 22 54 42 24 52 35 3 30 13 46 23 45 43 19 53 49 4 41 14 48 24 36 44 48 54 55 5 33 15 42 25 31 45 51 55 52 6 18 16 40 26 22 46 54 56 43 7 25 17 28 27 4

2、3 47 37 57 24 8 27 18 38 28 23 48 39 58 54 9 35 19 45 29 35 49 32 59 50 10 45 20 44 30 38 50 19 60 40 请根据表中数据计算请根据表中数据计算v85%、v15%、和和v50%。解：分组：分 10 组 速度分组 组中值 观测频数 观测频率 累计频数 累计频率 1620 18.5 5 10.00%5 10.00%2024 22 4 8.00%9 18.00%2428 26 3 6.00%12 24.00%2832 30 4 8.00%16 32.00%3236 34 5 10.00%21 42.00%

3、3640 38 8 16.00%29 58.00%4044 42 5 10.00%34 68.00%4448 46 6 12.00%40 80.00%4852 50 5 10.00%45 90.00%5256 54 5 10.00%50 100.00%所以 15%地点车速=20+15 10418 10=22.5 50%地点车速=36+504246042=38 85%地点车速=48+858049080=50 1 2 2某信号交叉口的一条进口道上，绿灯期内饱和车头时距为某信号交叉口的一条进口道上，绿灯期内饱和车头时距为 2 2 秒，如果均匀到达的流量为秒，如果均匀到达的流量为 720720辆辆/小

4、时，停车时的车头间距为小时，停车时的车头间距为 8 8 米，若红灯时间是米，若红灯时间是 4242 秒，则在每周期内车辆排队的尾部一直要秒，则在每周期内车辆排队的尾部一直要延伸至上游延伸至上游多少多少米。米。解：依据排队最远距离公式，得：排队排队达到的最远距离为：1()sAwjjttQNLKK 由题中数据分别计算上式中各个量：mQ=3600/2=180(veh/h),jK=1000/8=125(veh/km)44 180057.6(/)125mfjQVkm hK 57.60.4068ffjVVVKKK 而 420.011667Arttsh 121121111110jwKKKKVVVQ 上式中，

5、720118000.5(11)0.5 125(11)14.088(/)mQjQKKveh km 1157.60.460851.11(/)VKkm h 11112514.00851.11811.497wQ(/)veh h 而又 2110jsswKKVQ 上式中：sV为饱和流量所对应的车速，sK为饱和流量所对应的密度，于是有，0.528.8(/)sfVVkm h，0.562.5(/)sjKKveh km 21112562.5028.83600(/)wQveh h 1210.011667 811.4970.0033953600811.497Awswwt QthQQ 1()(0.0116670.003

6、395)811.49712.2AswNtt Qveh，取整为 12veh 2 120.09696125jNLkmmK 即车辆排队的尾部一直要延伸至上游 96m 处 3 3某信号控制交叉口的其中一进口道为左直右混行一车道。经观测：总流量为某信号控制交叉口的其中一进口道为左直右混行一车道。经观测：总流量为 800veh/h800veh/h，其中，其中大车小车大车小车=2 2.5.57 7.5.5，大和小车的饱和车头时距分别为，大和小车的饱和车头时距分别为 5.0s5.0s 和和 2.0s2.0s，周期时长为，周期时长为 6060s s。设基本。设基本饱和流量为饱和流量为 1440pcu/h1440

7、pcu/hlanelane，如果该进口道每周期恰好能全部通过这些车辆，试计算该进口道上如果该进口道每周期恰好能全部通过这些车辆，试计算该进口道上平均每辆车的均匀到达延误和有效绿灯时间。平均每辆车的均匀到达延误和有效绿灯时间。解：将总流量转化为当量小车流量，得，5.0800 0.75800 0.251100/()2.0pcuh lane 由题意知，周期时长为 60s，且该进口道每周期恰好能全部通过这些车辆，即绿灯结束后恰好能放完所有排队的车辆，设有效绿灯时间为eg，则有：110014406036003600eg 解得：45.8egs 则，排过队的车辆总数为 11006018.33600jNQC辆

8、 最大排队车辆数为 1100(6045.8)4.33600jNQr辆 故车辆总延误为 0.50.5 4.3 60129()mDN Cs辆 所以，平均每辆车的均匀到达延误为 1297.0518.3jDdsN 1 4 4假如某交叉口信号控制周期假如某交叉口信号控制周期 T=90T=90 秒，不考虑黄灯时间，绿灯时间秒，不考虑黄灯时间，绿灯时间 Tg=65Tg=65 秒，红灯时间秒，红灯时间 Tr=25Tr=25秒，车辆到达率秒，车辆到达率 q和饱和流量和饱和流量 S 为常数，且满足为常数，且满足 Sq。如果饱和流量。如果饱和流量 S=4000pcu/h,车辆到达率车辆到达率 q按下式变化：按下式变

9、化：秒秒秒500300/2500300150/45001500/2000thpcuthpcuthpcuq 设设 t=0 红灯开始时交叉口排队车辆数为红灯开始时交叉口排队车辆数为 0，求在，求在 5 个信号控制周期内车辆的总延误时间、平均延个信号控制周期内车辆的总延误时间、平均延误时间、最大排队长度出现时刻和最大排队长度。误时间、最大排队长度出现时刻和最大排队长度。解：画出流量随时间变化图如下所示：车辆累计到达 标出19QQ这九个变量如图所示，分别计算出19QQ如下，1220002505036009QQ 34500 304000 302536006Q 44500 554000 304253600

10、12Q 54500 1204000 9540036009Q 64500 1454000 952725360036Q 2 74500 1504000 1001375360018Q=76.4 872500400092560360018QQ 9825 25002475360036QQ 10965 250065 400012536003QQ 易见，在7Q出现，即300ts时，此时最大排队长度出现，为 76.4 辆，下面计算车辆的总延误时间 T，2502525425=2 0.5 25+0.5 30+0.5 25+96612425400400272527251375+0.5 65+0.5 25+0.5 5

11、+1299363618137592592524752475125+0.5 60+0.5 25+0.5 65+18181836363=14652.78TS 阴影（）（）（）（）（）（）（）s 所以，每车平均延误时间为 2000 4500 2500360014652.7839.1(/)150Tds vehQ 1 5 一两相位信号控制的交叉口，已知相位一两相位信号控制的交叉口，已知相位A A 关键进口道的关键进口道的高峰小时高峰小时车流到达率车流到达率 q q1 1=540540 辆辆/时（时（=0.15=0.15辆辆/秒），相位秒），相位 B B 关键进口道的关键进口道的高峰小时高峰小时车流到达率

12、车流到达率 q q2 2=324324 辆辆/时（时（=0.09=0.09 辆辆/秒），各进口道的高峰秒），各进口道的高峰小时系数小时系数 PHFPHF=0.75=0.75，各相位的饱和流率均为，各相位的饱和流率均为 S S=1440=1440 辆辆/时（时（=0.4=0.4 辆辆/秒），各相位黄灯均为秒），各相位黄灯均为 A=A=4 4秒，各相位全红时间均为秒，各相位全红时间均为 r ra a=1 1 秒，各相位起动停车损失时间均为秒，各相位起动停车损失时间均为 l l=4=4 秒。试用“上海方法”求：秒。试用“上海方法”求：a)a)路口此时信号控制所需的路口此时信号控制所需的周期周期 C

13、C0 0=?=?b)b)各相位的最佳绿信比各相位的最佳绿信比1 1=?,=?,2 2=?=?c)c)各相位的有效绿灯时间各相位的有效绿灯时间 g ge e1 1=?,g=?,ge e 2 2=?=?d)d)各相位的显示绿灯时间各相位的显示绿灯时间 g g1 1=?,g=?,g2 2=?=?，显示红灯时间，显示红灯时间 r r1 1=?,r=?,r2 2=?=?解：a.计算高峰小时流量：540/0.75720dAqqPHF,324/0.75432dBqqPHF 计算出信号周期：01LCY,Y=12yy，17200.51440y，24320.31440y，Y0.8，L()skkLIA，其中，4Ls

14、s，4 15Is，4As，所以，L10s。因此，信号周期10501 0.8oCs。b.50 0.840eGs，10.5 400.50.8 50，20.3 400.30.8 50 c.10.540250.8egs,20.340150.8egs d.1254425gs,1154415gs,1r 21s,231rs 1 6 6已知交叉口各流向流量数据如下表，其余条件与教材已知交叉口各流向流量数据如下表，其余条件与教材 P.162P.162 上的算例相同，请进行改交叉口定上的算例相同，请进行改交叉口定时信号配时计算。时信号配时计算。进口道进口道 Q Qm nm n（pcu/hpcu/h）大车率大车率

15、（%）西西 直行直行 600600 4 4 左转左转 124124 0 0 右转右转 7878 0 0 小计小计 802802 东东 直行直行 450450 5 5 左转左转 187187 0 0 右转右转 155155 0 0 小计小计 792792 北北 直直行行 450450 3 3 左转左转 4646 0 0 右转右转 4545 0 0 小计小计 541541 南南 直行直行 520520 2 2 左转左转 9494 0 0 右转右转 6161 0 0 小计小计 675675 解：1.渠化设计与饱和流量校正计算 第一次试算：初步确定交叉口的渠化方案。进口道 西 东 北 南 车道 左转

16、直左 直行 直右 右转 左转 直左 直行 直右 右转 左转 直左 直行 直右 右转 左转 直左 直行 直右 右转 渠化方案 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 12 1 根据初步对数据的比较，确定周期时长初定为 C70s，相位数 j=3（基本相位加上东西向左转专用相位），相位损失时间3sLs，总损失时间 L9s、总有效绿灯时间61eGs。按照书中公式列出计算表“试算一”，分别计算出通用校正，直行车道自行车校正，左转校正，右转校正，直左校正和直右校正，填入校正系数计算表中。将计算出的结果如设计的渠化方案及饱和流量等填入配时设计计算表中，计算出流量比 y,将流量最大流量比总和 Y 算出，填入表

17、中，可以看出，计算得出 Y 0.9，不能满足要求，故还需要试算。第二次试算：由计算表格可以看出，第一次试算不成功的原因在于南北直左车道的流量比偏大，因此在本次试算中将南北方向的直行车道数增加为 2 条，对直左车道流量分流，降低流量比。经过试算，此时 2 计算出的流量比为 0.76，满足标准。但通过对周期时长的计算发现，两个方向的最短周期都不能满足要求。因此还需要计算进行试算。第二次试算车道渠化方案 进口道 西 东 北 南 车道 左转 直左 直行 直右 右转 左转 直左 直行 直右 右转 左转 直左 直行 直右 右转 左转 直左 直行 直右 右转 渠化方案 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1

18、 2 1 第三次试算：本次试算中将信号周期改为 70s，满足了最小绿灯时间。并进一步对交叉口服务水平，算得交叉口平均延误为 24.33s,服务水平达到 C 级，并不满足 B级的要求，需要进行下一步试算。第四次试算：经过前面的计算，发现东西方向车道数量较少，其饱和度较高。故本次试算中将东西方向的直行车道数量增加为两条，并增设右转专用车道，从而降低其饱和度，降低延误。另外本次试算中在不影响最小绿灯时长的基础上将信号周期时长降低为 65s，以进一步降低交叉口的平均延误，经过计算，交叉口的延误为 19.36s,达到 B级水平.第四次试算车道渠化方案见下表：进口道 西 东 北 南 车道 左转 直左 直行

19、 直右 右转 左转 直左 直行 直右 右转 左转 直左 直行 直右 右转 左转 直左 直行 直右 右转 渠化方案 1 2 1 1 2 1 1 2 1 1 2 1 所以，最终确定的交叉口设计方案为：信号周期 65s，相位方案为基本相位加东西向左转专用相位共三相位，各相位显示绿灯时间分别是：东西向 20.22s，东西向左转 12.86s，南北向 22.92s。行人过街：东西向采用一次过街方案，南北向采用行人二次过街方案，需要在路中间设置行人过街安全岛。相位方案如下图：3 信号配时图如下（单位：秒）：南北向相位东西向直行相位东西向左转相位 交叉口渠化图如下：具体计算表格见附表 excel 文件 东西向左转专用相位 东西向直行相位 南北向相位