城镇路口交通组织及资源优化毕业设计(编辑修改稿)

城镇路口交通组织及资源优化毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

织方案制定的方法是首先对交叉口进行系统调查，对交叉口现状进行分析，根据交叉口的道路条件，通过对现有交叉流的合理汇集与再分配以及交通仿真分析方法，制定出能对车流运动状态产生控制作用的、由多种多样的交通管理措施组成的实施方案。 （ 2）道路通行能力 方面。 交叉口通行能力的大小直接影响到整个路网效率，提高交叉口的通行能力是目前道路网的重要目标之一。 对于交叉口通行能力方面，国内的主要研究方法是停车线法。 该方法是北京市政设计院提出的，它以进口道的停车线为控制面，车辆只要通过该断面就被认为通过交叉口。 采用停车线法计算信号交叉口通行能力时，需先假定信号周期及其配时。 一般情况下，根据交通量的大小，周期长度可以在 45秒～ 120 秒之间进行选择，当周期长度未达到上限时，若计算的通行能力不能满足交通量，可延长周期后再进行计算。 为避免信号交叉口延误过大，周期长度不可大于 180秒。 城镇路口交通组织及资源优化研究 第 6页 共 50页 （ 3）渠化设计方面。 2020 年，咚炳勋提出的传统的路口渠化设计方法，已经不能适应当前城市道路交通量骤增的形势，对路口渠化长度和拓宽车道渐变段长度的确定，提出了新的补充意见。 2020 年，北京交通大学赵伟等人在参考国内外设计经验的基础上，从左转车道设置的原则、设置左转车道的常用方式、左转车道的长度和宽度等角度对左转车道的设计问题进行了探讨，提出对左转车道进行合理偏移可有助于提高驾驶员的视距。 2020 年，窦瑞军从理论上分析了交叉口处产生交通阻塞的原因，并结合具体工程提出在交叉口范围内采取渠化交通管理措施， 讨论了渠化交通的适用原则、技术要求和应用方法。 实现了引导车流按一定路径行驶，消除或减少冲突点、分流点和合流点，提高交叉口的通行能力，真正实现人车分流。 （ 4）交通信号灯控制研究方面。 1998 年，顾怀中与王炜针对我国城市道路交叉口的交通流特性，提出了交叉口交通信号配时的模拟全局优化算法。 该算法选用延误时间、停车次数及通行能力为优化目标函数，各性能指标的加权系数随交通需求的不同而变化，以适应不同交通状况下对配时优化的不同要求。 2020 年，葛亮等人针对我国城市交通的固有特色，研究了在不同配时方案条件下，直行与转向 车流的延误计算方法。 在现有定性化信号相位设计基本原则的基础上，深入研究了混合通行情况下的相位设计方案，提出了多相位控制适用的定量条件，结合传统的经验公式，经过深化与标定，提出了信号配时的优化方法。 中国科学院自动化研究所高海军、陈德望、陈龙对 E韦伯斯特，提出适合中国国情的交通路口信号配时计算公式。 2020 年，吉林大学杨兆升与王爽阐述了平面交叉口单点信号控制配时设计的具体方法和过程，以及各种交通信号配时参数的确定方法、标准及依据，并将其应用于长春市一个极具代表性的 5路交叉口，在现 有的配时方案基础上，设计了多个不同时段的新方案，并利用仿真软件 Vissim 对其进行模拟，从模拟结果中选取适当参数加以综合比较，评选出最优方案。 2020 年，北京交通大学邵春福、陈晓明阐述了行人定时信号控制研究的方法、技术和主要成果，给出行人信号配时设计步骤，在此基础上，展望行人信号控制研究发展动向。 研究方案的基本理论和方法 工作抽样 工作抽样的原理来自于数理统计的理论，以概率法则作为基础的方法，欲取得正确的工作抽样结果，必须遵循两条基本原则：一是保证每次抽样观测的随机性；二是要有足够的抽样观测次数。 但由于工作抽样法毕竟不是全数调查，就可能产生误差。 解决问题的办法是给一个允许的误差范围，只要所取样本数足够大，使测定的结果在允许的范围内，就认为达到一定的可靠度和精度了。 工作抽样法处理的现象接近于正态分布曲线如图 12。 以平均数为中线的两侧取标准差的 1 倍、 2倍、 3倍时，其面积分别为总面积的 %、 %、 %。 安徽工业大学管理科学与工程学院 第 7页 共 50页 图 12 正态分布曲线 工作抽样的步骤为： （ 1）确立调查目的与范围 （ 2）调查项目分类 （ 3）决定观测方路径 （ 4）设计调查表格 （ 5）试观测，决定观测次数 （ 6）确定观察期间及一天观测次数 （ 7）正式观察（说明） （ 8）观测数据的整理和分析 道路口渠化设计 随着城市的发展，城市道路必然会形成一个纵横交错的路网，城市道路交叉口就是城市路网的节点。 如何使车辆、行人迅速便捷地通过交叉口，是提高城市交通运行效率的关键。 对于交叉口，除了通过路面标线、交通标志、信号灯等交通管理手段对车辆、行人进行组织外，交叉口渠化设计对于提高交叉口及道路的通行能力，缓解交通阻塞，减少交通事故等都具有重大的现实意义。 （ 1）交通渠化概述。 交通渠化就是在道路上用交通标志、标线或用高出路面的各种岛状构造物，或利用路面漆刷成不同颜色，或利用护栏、分隔带、隔离墩及其他设施和方法，对行人与各种不同 车型、不同方向、不同速度及不同运动状态的交通流进行引导、隔离和管制，使交通实体像渠内水流一样顺着一定的方向和线路，互不干扰地安全而有序地运行，以达到分离和控制交通流的目的。 （ 2）平面交叉口渠化的目的和作用。 交叉口是制约道路网整体效率发挥的关键，若道路网中的所有平面交叉进行渠化，则路网容量可以提高 40％～ 50％，交叉口渠化代价小、效益大。 （ 3）渠化设计的优缺点 1）渠化设计的优点 ①由于设置了右转、左转、直行专用车道，车辆行驶方向明确，各行其道，互不干扰，有利于更好地组织交通，便于各种车流集散、变换方向 ，加快了车辆通过交叉口的时间，提高了车辆通行能力。 X+ 2 σ+ 3 σ σ 3 σ6 8 . 2 7 %9 5 . 4 5 %9 9 . 7 3 %－ 2 σ + σ城镇路口交通组织及资源优化研究 第 8页 共 50页 ②又由于设置了交通岛，行人、非机动车穿越交叉口由一次穿越改为三次穿越，人行横道线长度缩短，穿越时间加快，行人、非机动车安全度增加，心理上安全感增强，改善司机、行人经过交叉口时的通行条件。 ③三相位信号灯控制使左转、直行、右转车辆错开时间行驶，消除了机动车冲突点，减少了交叉口交通事故发生的概率。 ④改善了交通组织和管理条件，节约了人力资源，通行能力得到提高。 2）渠化设计的缺点 ①信号灯各相位绿灯间隔时间较长，致使车辆排队等候通过的时间较长，影 响了通行能力的发挥，特别是在上、下班高峰，交通流量比较大时，形成交通阻塞。 ②有些交叉口信号灯相位设置不当，如左转直行绿灯同时开放，形成左转车与直行车之间抢道，容易在中心区堵塞。 ③由于行人、非机动车通行轨迹较复杂，通行不便，如遇右转车辆较多时，易引起堵塞和不安全。 红绿灯配时优化。 科学有效的交通信号灯配时能大大得提高信号路口的通过量，有效缓解交通压力。 所以，交通信号灯的优化配时在交通信号控制方面有着极大地作用和意义。 我们需要对信号灯的最佳信号周期及相位绿灯时间进行计算。 交叉路口是道路系统中对交通影响最大的一个部分，主要不利因素有：交通事故、交通延误、燃料消耗等。 这些问题又直接与交叉路口的信号配时密切相关，目前，在我国城市道路交叉路口，主要采用定时式信号管理系统。 我们主要在课题研究中讨论对延误时间的计算。 道路通行能力计算 道路通行能力计算，国内都做过大量的研究工作，成果颇丰。 在本文中，我将选用国内研究方法 — 停车线法，对交叉口的道路通行能力做个简单的分析。 停车线法以各进口道的停车线为基准面，在单位时间内（通常为一小时）信号交叉口各进口道通过该基准面的最大车辆 数之和即为信号交叉口的通行能力。 在对信号周期和配时进行假定之后，即可采取如下方法确定通行能力： （ 1） 一条直行车道的通行能力： = . 直行车道通行能力（ pcu/h）； 直行绿灯时间（ s）； 绿灯损失时间，一般取 ； 前后两辆车通过进口道停车线的平均时间（ s）； 安徽工业大学管理科学与工程学院 第 9页 共 50页 T信号周期（ s）。 （ 2） 一条右转车道的通行能力 = 右转车道通行能力（ pcu/h）； 右转车流通过进口道停车线的平均车头时距，由于受到车型比例的影响以及非机动车和行人干扰，该值的变化范围较大，可以通过实地观测进行标定（ s）。 （ 3） 一条左转专用车道的通行能力 ： = . 左转车道通行能力（ pcu/h）； 左转绿灯时间（ s）； 左转车流的速度（ m/s）； a平均启动加速度（ m/s2）； 左转车流以车队形式通过进口道停车线的平均车头时距（ s）。 交叉口某进口道左转、右转和直行车道的通行能力之和，即为该进口道的通行能力。 而各个进口道的通行能力之和，即为整个交叉口的通行能力。 模糊评价法 模糊综合评价方法是借助数学的隶属度理论把定性评价转化为定量评价，即对多种因素制约的事物或对象做出一个总体的评价。 其基本原理是首先确定评价对象的因素（指标）集合评价（等级）集，再分别确定各个因素的权重和他们的隶属度矢量，获得模糊评价矩阵，最后把模糊评价矩阵和因素的权重矢量进行迷糊运算并进行归一化，得到模糊综合评价结果。 其步骤为： （ 1）确定评价对象的因素集。 （ 2）确定评价对象的评语集。 （ 3）确定评价因素的权重向量。 （ 4）进行单因素模糊评价，确立模糊关系矩阵。 （ 5）多指标综合评价。 （ 6）对模糊综合评价结果进行分析。 城镇路口交通组织及资源优化研究 第 10页 共 50页 研究对象介绍 本课题研究对象是雨山路、江东大道路交叉口（后文中统一用 A交叉口代替），该道路交叉口位于欧尚购物中心旁，两条主干道的交汇处，各种单位、学校、厂矿上班必经之路，交通流量巨大，是马鞍山市城市路网中一处典型的十字交叉路口，同时它也是马鞍山一处重要的交叉路口。 该路口由江东大道和雨山东路交汇而成，每条大道都是双向六车道，承载着较大的交通流量。 该交叉口的流畅与否严重影响着马鞍山市两大主干道的通畅，至关重要。 该路口每个路口均有红绿灯控制，进 出口处设置有红绿灯设施和和人行横道，并设计有导流线引导车辆左右转。 调研数据和资料 江东大道与雨山东路道路交叉口设施布置图 根据现场调研和观测，绘制江东大道与雨山东路道路交叉口设施布局图如图 21： 图 21 A道路交叉口平面布置图 道路交叉口各方向车流量抽样数据 在现场调研用摄像机观测道路交叉口车流量数据，一共为期五天，每天记录两个小时的数据。 数据记录如下： 安徽工业大学管理科学与工程学院 第 11页 共 50页 （ 1） （周五）记录的车流量数据如表 21： 表 21 交叉口各进出口车流量统计表 单位：辆 路口 A B C D A1（出） A2（进） B1（进） B2（出） C1（出） C2（进） D1（进） D2（出） （周五） 9： 00 9:30 63 53 62 44 65 47 65 73 49 51 45 41 37 51 45 66 53 44 37 47 43 57 60 60 61 41 39 39 31 49 57 55 71 61 47 55 39 50 64 85 66 59 44 49 43 54 60 79 73 42 53 53 33 57 54 74 57 55 49 57 46 63 74 81 44 39 62 54 37 54 63 73 61 54 56 50 45 62 71 81 78 67 43 61 38 59 84 97 69 48 51 44 42 63 69 71 Total 745 614 588 594 499 666 766 895 （周五） 9： 30 10:00 54 47 59 54 59 54 59 69 49 53 49 39 45 48 54 63 49 51 41 41 51 63 67 71 57 39 39 43 45 42 63 66 65 56 54 49 40 54 54 75 61 51 37 51 51 47 55 68 57 61 44 59 41 54 64 77 71 43 52 64 39 59 59 73 53 47 56 54 41 61 77 69 70 59 64 52 46 58 69 79 62 62 44 57 44 46 81 83 57 45 47 51 40 57 62 68 Total 705 614 586 614 542 643 764 861 （周五） 16:3717:07 59 60 51 59 44 49 61 86 50 57 47 48 42 54 68 79 73 44 65 55 26 51 49 71 54 53 53 61 48 59 79 78 43 31 71 43 31 60 63 67 66 53 73 50 44 59 73 83 74 63 43 62 33 54 84 103 城镇路口交通组织及资源优化研究。