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1、大连交通大学本科课程设计（论文）摘 要城市道路路交叉口口是城市市道路系系统的重重要组成成部分,是城市市道路上上各类交交通汇合合、转换换、通过过的地点点,是管理理、组织织道路各各类交通通的控制制点。在在整个道道路网中中,交叉口口成为通通行能力力与交通通安全上上的瓶颈颈。据统统计,在交叉叉口上发发生的交交通事故故占总交交通事故故的200%左右右,有些国国家甚至至高达440%,其原因因是多方方面的，比比如交叉叉口的进进口道设设置不合合理,缺乏恰恰当的交交通渠化化设施，信信号配置置不合理理。城市市主干道道沿线的的大型交交叉口，合合理配置置信号配配时尤为为重要。该设计调调查的交交叉口为为中山路路与联合合
2、路交叉叉口，中山路路是大连连各大主主干道之之一，为为双向六六车道，联联合路为为双向六六车道，是是一个重重要的交交叉口。本本次设计计实地调调查了车车道宽度度、交通通流量、车车头时距距、初期期积余车车辆、行行人数，信号灯周期等数据，通过交叉口的道路、交通和控制现状，主要是对其机动车通行能力，行车延误，信号周期，高峰小时流量和交叉口服务水平等进行了定量的分析，以得到该交叉口的信号配时方案。到目前为为止，定定时信号号的配时时方法在在国际上上主要有有英国的的WEBBSTEER法，澳澳大利亚亚ARRRB法及及美国HHCM法法等。我我国有停停车线法法和冲突突点法等等方法。随随着研究究不断深深入，定定时信号号
3、的配时时方法也也在进一一步的改改进。本本设计采采用的方方法以英英国的WWEBSSTERR法为主主。针对本次次调查特特性，选选用了JJSP语语言来编编写交叉叉口信号号配时系系统。关键词：交叉口口流量 饱和和车头时时距 饱和流流量 初期积积余车辆辆 延延误信号号周期98目 录录一、交叉叉口交通通数据调调查11、交叉叉口地理理区位和和使用现现状12、交叉叉口几何何线形113、交叉叉口的调调查流量量统计224、交叉叉口的各各进口道道车道车车头时距距35、交叉叉口的饱饱和流量量46、交叉叉口各车车道的初初期积余余车辆447、交叉叉口各车车道的绿绿灯期到到达量之之比48、实测测交叉口口信号配配时5二、信号
4、号配时661、信号号相位设设置依据据62、信号号相位的的确定原原则63、信号号配时的的方法664、信号号配时的的计算步步骤75、信号号配时原原理8三、中山山路与联联合路交交叉口的的信号配配时1001、相位位示意图图102、交叉叉口信号号配时111四、信号号程序及及运行结结果122五、配时时方案效效益分析析与评价价151、设计计交叉口口延误估估算1552、现有有交叉口口延误估估算1553、该交交叉口设设计延误误和实测测延误1174、服务务水平分分析188六、交叉叉口存在在问题及及分析2201、车道道设置不不合理220参考文献献21附录222程序代码码22实测数据据37一、交叉叉口交通通数据调调查
5、1、交叉叉口地理理区位和和使用现现状根据实地地观察测测量和分分析讨论论，本组组对中山山路和联联合路的的交叉口口形状、车车道划分分与交通通流运行行轨迹进进行了绘绘制，如如下图所所示。图1 中中山路和和联合路路交叉口口平面图图中山路是是大连市市区的交交通动脉脉，中山山路与联联合路交交叉口是是交通流流量较大大的平面面交叉口口。东西西方向为主主干道，机机动车道道为双向向6车道，东东进口道道为两条条直行车车道、一一条直行行加右转转车道，没没有左转转车道，西进口口道也为为两条直直行车道道、一条条直行加加右转车车道，没没有左转转车道。公公交车主主要都是是直行，东东西方向向没有公公交车右右转。南南北向为为联合
6、路路，是次次要交通通方向，路路段机动动车道为为双向66车道，南北进口道均为两条直行车道、一条直行加右转车道、没有左转车道。2、交叉叉口几何何线形进口道方向车道数（单单向）直行车道数直行道宽宽度(mm)右转车道道数直右车道道宽度(m)道路总宽宽（m）中山路东进口323.414.223中山路西进口323.414.224联合路南进口323.213.223联合路北进口323.213.225表1 交叉口口几何尺尺寸调查查表3、交叉叉口的调调查流量量统计本组通过过实际观观测的方方法测得得了道路路交叉口口的交通通流量等等信息。调查方法为：对各进口各车道分配人员进行定时调查车种及车辆流向数量以获得交通流量，按
7、五分钟一个周期，从晚上17:00-18:30分90分钟的时间，分为18个周期，统计每个周期所调查的车辆计算每五分钟通过的流量，最后按每12个周期流量相加得到7组高峰小时流量，取最大值作为没车道的高峰小时流量。再按各进口道的车道高峰小时流量相加得到各进口道的高峰小时流量。整理后的的高峰小小时流量量见下表。表2 交叉口口各流向向高峰小小时流量量进口道流向车道及交交通量(PCUU/H)中山路东进口直行10711870.5811.5右转13总计27666中山路西进口直行51316307.5右转38总计712.5联合路南进口直行362364.5347.5右转55总计11299联合路北进口直行319291
8、22右转319.5总计951.5从调查的的数据可可以看出出，中山路路主干道道上流量量主要分分布在东东进口道道，西进口口道相对对通过的的车辆较较少。联联合路上上流量分分布南北北较为平平均，北北进口道道的右转转车辆较较多。4、交叉叉口的各各进口道道车道车车头时距距通过调查查各个进进口道各各车道的的饱和车车头时距距数据如如下表：表3 交叉口口各车道道饱和车车头时距距h（ss）进口车道道一车道二车道三车道东进口1.7772.01.766西进口2.32.32.3南进口1.9331.9332.077北进口1.9002.0002.0775、交叉叉口的饱饱和流量量利用公式式： Qi=36000 / hii Q
9、i-各各车道饱饱和流量量 hi-各车道道饱和车车头时距距可得出各各车道的的饱和流流量如下下表（单单位 ppcu/h）：表4 交叉口口各车道道饱和流流量Q（ppcu/h）进口 车道道一车道二车道三车道东进口203441800020455西进口156551565515655南进口186551865517399北进口1895518000173996、交叉叉口各车车道的初初期积余余车辆表5 交交叉口各各车道初初期积余余车辆进口 车道道一车道二车道三车道东进口123西进口001南进口1010北进口5447、交叉叉口各车车道的绿绿灯期到到达量之之比表6 交交叉口各各车道绿绿灯期到到达量之之比进口 车道道一
10、车道二车道三车道东进口0.86680.86680.9009西进口0.49930.82270.9667南进口0.51140.56640.4883北进口0.48810.54480.63378、实测测交叉口口信号配配时交叉口名名称(编编号)： 中山山路-联联合路信号灯显显示方向向周期时间（ss）绿灯显示示时间（ss）黄灯显示示时间（ss）红灯显示示时间（ss）绿灯间隔隔时间（ss）北进口121353835南进口35383东进口121763425西进口76342二、信号号配时1、信号号相位设设置依据据到目前为为止，定定时信号号控制的的配时方方法在国国际上主主要有英英国的TTRRLL法（也也称为WWeb
11、ssterr 法）、澳澳大利亚亚的ARRRB法法和美国国的HCCM法等等。我国国有停车车线法和和冲突点点法。交通信号号配时中中，需要要确定一一些控制制参数，其其中最基基本的两两个控制制参数是是周期时时长和绿信比比 。2、信号号相位的的确定原原则a.信号号相位必必须同交交叉口进进口道车车道渠化化（车道道功能划划分）方方案同时时设定，有有专用转转弯相位位必须相相应地设设置专用用车道；b.信号号相位对对应于左左右转弯弯交通量量及其专专用车道道的布置置，常用用基本方方案见课课本图111-66c.有左左转专用用车道时时，根据据左转流流向设计计交通量量计算的的左转周周期平均均到达33辆时用用左转专专用相位
12、位。 d.同一相相位各相相关进口口道左转转车每周周期平均均到达量量相近时时，宜用用双向左左转专用用相位，否否则宜用用单向左左转专用用相位。3、信号号配时的的方法 本本组实验验我选用用的是配配时方法法是TRRRL法法。TRRLL法也叫叫韦伯斯斯特（WWebssterr）法，是是以车辆辆延误时时间最小小为目标标来计算算信号配配时的一一种方法法，因此此其核心心内容是是车辆延延误和最最佳周期期时长的的计算。F韦伯伯斯特（Webster）根据稳态理论所建立的延误时间计算公式为：通过对周周期长度度求偏导导，结合合等价代代换和近近似计算算，最终终得出如如下最佳佳周期计计算公式式：在该式中中k1、k2系数数分
13、别取取值1.5和55交叉口总总交通流流量比YY为各关关键相位位的最大大流量比比yii之和，即即：各相位的的最大流流量比yyi等于该该相位的的实际到到达的最最大交通通量和饱饱和流量量之比。设qi表表示第i个相位位实际到到达的最最大流量量；Si是指指第i个相位位的饱和和流率。4、信号号配时的的计算步步骤1、 估算交叉叉口每个个进口道道的(设设计)车车流量和和(设计计)饱和和流量（假假设交通通流相对对稳定，接接近平均均值）；2、 求每个进进口道的的流量比比，并为为每个相相位选择择最大值值；3、 将各相位位的流量量比值相相加得到到整个交交叉口的的总交通通流量比比值；4、 确定绿灯灯间隔时时间和总损失失
14、时间；5、 利用周期期计算公公式计算算周期时时间；6、 用周期时时间减去去总损失失时间得得到可利利用的有有效绿灯灯时间，并并将这一一时间按按各流量量值的比比例分配配给各个个相位；7、 利用有效效绿灯时时间得到到实际绿绿灯时间间。5、信号号配时原原理首先计计算每车车道的饱饱和流量量Si，使用用下式进进行计算算：Si336000/hii式中：hhi 各车道道饱和车车头时距距总流量量比计算算，求出出Y：式中：第ii个车道道实际到到达流量量（调查查得到）；第ii车道流向向的饱和和流量（调调查得到到）yi=mmax(y1,y2,y3)式中：第ii个相位位的最大大流量比比 yy1,yy2,yy3第ii个相
15、位位的各车车道流量量比式中：第ii个相位位的最大大流量比比Y交交叉口总总流量比比我国一一般采用用韦伯斯斯特信号号配时优优化公式式，得到到信号最最佳周期期为： 式中：信号最最佳周期期L表示示各相位位总损失失时间，其其计算如如下式：式中：车辆启启动损失失时间，应应实测I绿灯灯间隔时时间，即即黄灯时时间加全全红灯清清路口时时间A黄灯灯时间n所设设相位确定完完最佳周周期后，再再计算总总有效绿绿灯时间间：各相位位有效绿绿灯时间间由下式式确定：各相位位的绿信信比，按按下式计计算：= ggei/各相位实实际显示示绿灯时时间：三、中山山路与联联合路交交叉口的的信号配配时1、相位位示意图图第第一相位位是中山山路
16、东西西直行 第二项项位是联联合路南南北直行行2、交叉叉口信号号配时42s3s76s东西直行行（实测测）35s83s3s南北直行行（实测测）实测该交交叉口高高峰时段段的周期期时长为为1211秒第一相位位的显示示绿灯时时间为776秒；第二相相位的显显示绿灯灯时间为为35秒秒两相位的的黄灯时时间均为为3秒；启动损损失时间间为2秒秒；全红时时间为22秒根据对交交叉口各各进口道道的高峰峰小时流流量，利利用韦伯伯斯特算算法可算算出该交交叉口的的设计周周期时长长和各相相位的显显示绿灯灯时间：25s42s东西直行行17s50s3s（设计计）南北直行行（设计计）该交叉口口高峰时时段的设设计周期期时长为为70秒第
17、一相位位的设计计显示绿绿灯时间间为422秒；第二相相位的设设计显示示绿灯时时间为117秒四、信号号程序及及运行结结果针对本次次调查特特性，选选用了JJSP语语言来编编写此次次试验的的数据分分析程序序。原因因是JSSP的方方法实现现便捷，生生成的页页面简洁洁明了。程序实现现的功能能有：根据输输入数据据，即各各车道调调查高峰峰小时流流量，各车道道饱和车车头时距距，各车道道的积余余车辆和和到达量量之比，启动损失失时间，绿灯间间隔时间间，黄灯时时间和实实测得到到的交叉叉口周期期时长，一、二二相位的的绿灯显显示时间间，进行行数据处处理的计计算工作作，最终终输出数数据为设设计交叉叉口的总总损失时时间，周周
18、期时长长，绿信信比，显显示绿灯灯时间，设计交交叉口延延误和现有交交叉口延延误，并并判断设设计交叉叉口和现现有交叉叉口的服服务水平平。程序主要要分为以以下两个个页面：数据输输入页面面，介绍绍系统及及供使用用者输入入数据以以便处理理；结果果页面，输输出数据据的处理理结果。打开初始始页面，中山路与联合路交叉口信号配时，提示输入交叉口各车道流量及饱和车头时距等信息，输入完成后点击“提交”，转到结果输出页面，输错可重置。结果页面显示各种结果信息，重新输入可点击“返回重新输入”进行重新输入数据。程序界面面如下：程序结果果如下：五、配时时方案效效益分析析与评价价1、设计计交叉口口延误估估算交叉口各各车道设设
19、计延误误用下式式估算：d = d1+d2 d11=0.55C(11-)2/(11-miin11,x )d2=9900TT(xx-1)+(x-1)22+8eex/(CAPP*T)式中：CC设计周期期时长（ss）所计计算车道道的设计计绿信比比；x所计算算车道的的设计饱和和度；CAP所计算算车道的的设计通行行能力；T分析时时段的持持续时长长 取00.255h； ee定时信信号取00.5；各进口道道的设计计平均信信控延误误按该进口口道中的的各车道道设计延误误的加权权平均数数估算：dA=diqi/qqi式中：ddA进口道道A的设设计平均均信控延延误（ss/pccu）；di进进口道AA中第ii车道的的设计
20、平均均信控延延误（ss/pccu）； qqi进口道道A中第第i车道道的小时时交通量量换算为为高峰115miin的交交通流量量（辆/15mmin）;整个交叉叉口的设设计平均均信控延延误按交叉口口各进口口道设计计延误的的加权平平均数估估计：D=ddAqA/qqA式中：DD交叉口口每车的的设计平均均信控延延误（ss/pccu）；qA进进口道AA的高峰峰15mmin交交通流率率（辆/15mmin）；2、现有有交叉口口延误估估算交叉口各各车道实实际延误误用下式式估算：d = d1+d2+d3 d11=ds*tu/T+ffa*ddu*(T-ttu)/Tds=00.5*C*(1-)du=00.5*C*(1-
21、) 2 /(1-minn1,x*)tu=mminT,QQb/CCAP*1-minn1,xfa=(1-PP)/(1-) d22=9000T(x-1)+(x-11)2+8eex/(CAPP*T)36000*Qbb/CAAP-118000T11-miin11,x (tu=T) d3= 18000*QQb*ttu/TT*CAAP (tuT)式中：CC实测周期期时长（ss）所计计算车道道的实际际绿信比比； xx所计算算车道的的实际饱和和度； CAPP所计算算车道的的实际通行行能力； TT分析时时段的持持续时长长 取00.255h；ds饱饱和延误误s/ppcu； dss不饱和和延误ss/pccu； tu在
22、T中中积余车车辆的持持续时间间； QQb分析期期初始积积余车辆辆（实测测）； P绿灯期期到达车车辆占整整周期到到达量之之比； faa绿灯期期车流到到达率校校正系数数；e定时时信号取取0.55；各进口道道的实测测平均信信控延误误按该进口口道中的的各车道道实际延误误的加权权平均数数估算：dA=diqi/qqi式中：ddA进口道道A的实实际平均均信控延延误（ss/pccu）；di进进口道AA中第ii车道的的实际平均均信控延延误（ss/pccu）； qqi进口道道A中第第i车道道的小时时交通量量换算为为高峰115miin的交交通流量量（辆/15mmin）;整个交叉叉口的实实际平均均信控延延误按交叉口口
23、各进口口道实际际延误的的加权平平均数估估计：D=ddAqA/qqA式中：DD交叉口口每车的的实际平均均信控延延误（ss/pccu）；qA进进口道AA的高峰峰15mmin交交通流率率（辆/15mmin）；3、该交交叉口设设计延误误和实测测延误设计交叉叉口的延延误情况况如下表表：表5 设设计交叉叉口延误误s/ppcu东进口西进口南进口北进口车道一二三一二三一二三一二三各车道设设计延误误18.55515.66511.3345.46611.8857.69931.7731.99342.00728.00827.66332.669各进口道道设计延误误15.4499.38835.44729.660交叉口设设计
24、延误误21.118现有交叉叉口的延延误情况况如下表表：表6 现现有交叉叉口延误误s/ppcu东进口西进口南进口北进口车道一二三一二三一二三一二三各车道实实际延误误12.66210.9966.2885.4665.6112.03331.99129.00156.33833.22127.66329.006各进口道道实际延延误10.2214.339.66930.443交叉口实实际延误误18.994、服务务水平分分析信号交叉叉口设计计与交通通信号配配时的服服务水平平，根据据计算的的平均信信号控制制延误确确定。信号交叉叉口延误误时反映映车辆在在交叉口口受阻、行行驶时间间损失的的评价指指标。其其受影响响因素较
25、较多，能能综合反反映交叉叉口的几几何设计计与信号号配时优优劣的评评价指标标。由于我国国的道路路服务水水平仍在在调查研研究之中中，按城城市道路路规划与与设计中中借鉴美美国的规规定，把把服务水水平分为为六个等等级。A级畅行车车流。特特征为交交通量少少、车速速高、交交通密度度低，驾驾驶员在在客观许许可的条条件下可可按自己己的意愿愿控制车车速而无无任何干干扰和延延误。每每信控延延误小于于等于110.B级稳定车车流。特特征为车车速开始始受到交交通条件件的限制制而有所所降低，但但驾驶员员仍能较较为自由由地选择择合理的的车速。每每信控延延误范围围11-20。C级稳定车车流。特特征为车车速开始始受到较较大交通
26、通量的影影响，驾驾驶员已已不能自自行决定定车速，但但还能得得到较满满意的车车速。每每信控延延误范围围21-35。D级接近不不稳定车车流。特特征为车车速受到到相当大大的影响响，能勉勉强维持持所需要要的车速速，行车车性和舒舒适性变变得较差差。每信信控延误误范围336-555。E级不稳定定车流。特特征为行行车不畅畅，车速速很低，处处于时开开时停状状态，交交通量接接近于道道路的通通行能力力。每信信控延误误范围556-880。F级强制车车流。特特征为能能勉强行行驶，车车速极低低，道路路通行能能力低于于实际交交通量。出出现排队队甚至完完全堵塞塞现象。每每信控延延误大于于80.服务水平平每车信控控延误(s)
27、服务水平平每车信控控延误(s)A80根据测得得的设计计交叉口口延误和和现有交交叉口延延误判断断服务水水平为：设计交叉叉口现有交叉叉口服务水平平等级C级B级实际的配配时方案案与设计计的配时时服务水水平情况况大致接接近，说说明实际际情况和和理论分分析基本本吻合，说说明配时时方案可可行。数据采集集时，由由于车流流量，车车头时距距等数据据的计时时和计数数操作是是靠人眼眼完成，难难免造成成遗漏，所所以会产产生一定定的误差差，导致致数据不不够精准准。六、交叉叉口存在在问题及及分析1、车道道设置不不合理 经过过本小组组的调查查，中山山路在高高峰小时时的交通通流较大大，主要要集中在在东进口口道，由由调查的的数
28、据可可以看出出东进口口道高峰峰小时流流量达到到27000pccu/hh，而西西进口只只有7000pccu/hh，且在在西进口口的第一一车道很很少有车车行驶，主主要原因因是东进进口的交交通量过过大，导导致东进进口使出出交叉口口后会占占用西进进口一车车道进行行逆向行行驶。在在高峰时时段会有有交警来来指挥交交通，所所以西进进口道上上的占道道现象时时长发生生。但是是如果长长期占道道行驶可可能会因因为抢道道而引起起交通事事故，所所以应该该对该交交叉口的的进口道道车道重重新分配配。可以以改为西西进口22车道，东东进口44车道，这这样会减减少占道道抢道现现象发生生，避免免发生交交通事故故。参考文献献1 吴兵
29、，李李晔.交交通管理理与控制制M.人民民交通出出版社.20009年第第四版.2 段里仁仁.城市市交通概概论MM.北北京：北北京出版版社，119844.3 中华人人民共和和国道路路交通安安全法S.20004.4 陈宽民民，严宝宝杰.道道路通行行能力分分析MM.人人民交通通出版社社.20011年年第二版版.附录程序代码码hp.jjsp交叉口信信号配时时系统中山路路与联合合路交叉叉口信号号配时 输入交交叉口调调查信息息 东进进口 西进进口 南进进口 北进进口 车车道1车车道2车车道3车车道1车车道2车车道3车车道1车车道2车车道3车车道1车车道2车车道3车车道调调查流量量（pccu/hh） 饱饱和车头头时距（ss）