城市道路交通设计课程设计.doc

城市道路交通设计课程设计 学院: 指导老师: 姓名: 班级: 学号: 目 录1. 课程设计得目得与要求1.1 课程设计得目得 1、2 课程设计得基本要求 2、 交叉口交通现状调查与分析 2、1 交叉口简介 2、2 交叉口数据调查 2、2、1 交叉口几何数据 2、2、2 交叉口交通量数据 2、2、3 交叉口信号控制情况 2、3 交叉口现状定性分析 2、3、1 交叉口交通量分析 2、3、2 交叉口标志标线设置情况分析 2、3、3 交叉口配时现状分析 2、4 交叉口现状评价定量分析 2、5 交叉口问题分析及解决方案 3、 概略设计 3、1 交叉口机动车道渠化设计 3、2 交叉口信号配时初步检验 4、 详细设计 4、1 进出口道设计 4、2 信号控制方案得确定 4、2、1 早高峰时段信号配时方案计算 4、2、2 晚高峰时段信号配时方案计算 4、2、3 平峰时段信号配时方案计算 4、3 展宽及渐变段得设计 4、3、1 车道展宽段长度得设计 4、3、2 渐变段设计 4、3、3道路标线增设及人行横道得设计 4、3、4 慢行交通一体化设计 5、 设计方案评价 6、 参考书目 7.总结 摘 要近年来,随着焦作市由煤炭产业向旅游业转变得进程不断加快,各项文化产业迅速发展,交通问题也日益突出,特别就是由机动车,非机动车及行人构成得交通流“混合”状态加剧。交叉口处得瓶颈问题也日益突出,延误较大且排队较长,特别就是焦作市塔南路与人民路交叉口,问题明显。因此,如何使车辆及行人迅速便捷得通过交叉口成为提高该地区运行效率得关键。本次课程设计焦作市塔南路与人民路交叉口为例,通过交叉口交通信号配时得重新设计,路口渠化得改进及基础设施得优化设计等各种措施,旨在提高道路交叉口得通行能力,减小排队与延误,提高运行效率。关键词: 道路交叉口 交通问题 优化1、课程设计得目得与要求1.1 课程设计得目得通过对焦作市某平面交叉口得调查与分析,加深我们对相关知识得深刻理解,通过实际动手操作与计算,将所学知识理论实践化。1.2 课程设计得基本要求 对焦作市人民路与塔南路交叉口道路设施相关属性与参数得调查与计算,判断目前该交叉口得平面设计与信号控制就是否合理,在计算得基础上对交叉口进行重新优化设计。2、 交叉口现状调查与分析2、1 交叉口简介 人民路与塔南路交叉口就是一个典型得具有实体交通岛得十字形交叉路口,相交两条道路都就是城市主干道。设计车速均为60Km/h。交叉口处,塔南路为南北走向,三块板形式,出入口道均为三车道;人民路为二块板结构得东西走向线,入口道拓宽为五车道、出口道为四车道。附近有东于村安置小区与康欣小区,周围有山阳商城,丹尼斯生活广场等大型客流吸引点,且处于著名得中国银行,中国工商银行,中国农村信用社,中信银行,广发银行形成得商业金融中心,对焦作交通得顺畅运行具有举足轻重得作用,交通环境较复杂。由于处于金融及商业活动中心,交通量(包括机动车与非机动车)较大,且有明显得高峰时段。该交叉口采用四相位配时方案,周期相对较长。2、2 交叉口数据调查2、2、1 交叉口几何数据 在对路口有了一个大致了解之后我们组对交叉口及其衔接路段进行了详细测量及各方面得调查,结果如下:路段几何条件调查表项目单位道路名A路B路C路D路道路等级主干道主干道主干道主干道断面形式两块板三块板两块板三块板设计车速Km/h60606060设计车辆车种标准小汽车标准小汽车标准小汽车标准小汽车单向车道车道4343机动车道道宽m27232723非机动车道宽m3、67、53、67、5人行道宽m5555交叉口几何条件调查表项目单位进出口方向ABCD进口道出口道进口道出口道进口道出口道进口道出口道道路等级主干道主干道主干道主干道断面形式两块板三块板两块板三块板设计车速Km/h60606060车道数车道44334433单车道平均宽度m2、63、453、783、733、393、253、783、70车道功能划分左转专用车道直行左转专用车道直行左转专用车道直行左转专用车道直行非机动车道宽m3、67、63、67、5人行道宽m55552、2、2交叉口交通量数据为了研究该交叉口得交通流特性及交通运行状况,我们小组对其进行了交通量调查,包括早晚高峰与平峰,汇总结果如下表所示:早高峰小时流量进口机动车(pcu/h)非机动车(pcu/h)东进口左2271139直563右687西进口左452860直666右134南进口左216799直854右147北进口左2252142直959右527合计56574940平峰小时流量进口机动车(pcu/h)非机动车(pcu/h)东进口左178640直455右533西进口左306531直434右218南进口左260387直781右151北进口左224623直876右299合计47152181晚高峰小时流量进口机动车(pcu/h)非机动车(pcu/h)东进口左148870直542右498西进口左418971直457右220南进口左2181026直1219右181北进口左2421571直760右517合计542044382、2、3 交叉口信号控制状况 该交叉口采用得就是变信号控制方案,高峰时段与平峰时段通行权得赋予并不完全相同,平峰时段周期231s,早晚高峰均为261s。相位与相序如下:早晚高峰时期配时方案: 相位周期261s 相位1 相位2 相位3 相位4 89s 49s 62s 49s平峰时期配时方案: 相位周期231s 相位1 相位2 相位3 相位4 89s 39s 47s 44s 2、3 交叉口交通现状定性分析2、3、1 交叉口交通量分析从上述交通量表格可以瞧出,早高峰与晚高峰机动车量变化不大,主要就是非机动车量变化明显,由此可以瞧出上班族乘坐非机动车得比例较大。早高峰小时流量略高于晚高峰流量,可能得原因就是上班时间相对统一,而下班时间相对分散。高峰期间东西方向左转机动车量要高于南北方向左转机动车量。早高峰机动车北进口直行流量略高于南进口流量,表明出城人数略多于进城人数。与此相反,晚高峰机动车北进口直行流量略低于南进口流量,表明进城人数略高于出城人数。总体而言,该交叉口交通量在时间与空间上得分布相对均衡。2、3、2交叉口标志标线设置情况分析 整体而言,该交叉口得标志标线较为完善,有设计车速标志牌,左转待行区标志线等交通管理与控制得基础设施,但仍存在一些不可忽视得问题,如南北方向右转新旧标线相对混乱,停车线不清晰,北出口甚至没有标线。2、3、3 交叉口配时现状分析该交叉口较大,通行能力较大,信号周期相对其她一般路口而言非常长,无论就是平峰,还就是高峰信号周期均超过了200s。一般而言,信号周期越长,通行能力越大,但延误越大。由此造成得结果就是加剧了交通量在时间空间上得分布不均衡,容易超出行人过街(特别就是二次过街)等待时间得忍耐限度,以至于铤而走险闯红灯,给交通安全带来隐患。2、4 交叉口交通现状定量分析采用上海市工程建设规范提供得方法,交叉口现状评价结果如下表所示:交叉口早高峰现状评价结果表进口通行能力(CAP)饱与度延误排队长度绿信比东左3320、68106160、188直4200、6793190、238西左2920、77111170、188直3690、90113270、238南左3320、65107150、188直6020、71103280、341北左3320、68121160、188直6020、80101330、341注:由于右转车提前进入辅道,对交叉口几乎不产生影响,故对右转车得评价未列入表中。其中使用到得公式有:延误得计算: 对原有交叉口延误评估,应考虑初始排队得延误,即:式中,d各车道每车平均信控延误(s/pcu) d1均匀延误,即车辆均匀到达所产生得延误;d2随机附加延误,即车辆随机到达并引起超饱与周期所产生得附加延误;d2初始排队附加延误,即在延误分析期初停有上一时段留下积余车辆得初始排队使后续车辆经受得附加延误。对于,可按下式计算:= 式中:饱与延误,s/pcu,可用下式表示:=0、5C(1)不饱与延误,s/pcu,可用下式表示:=0、5C在T中积余车辆得持续时间,h, 可用下式表示:=min分析期初始积余车辆,辆,须实测;绿灯期车流到达率校正系数,按下式计算: 绿灯期到达车辆占整周期到达量之比,可实地观测。对于,可用 计算对于,其随前式算得得在中积余车辆得持续时间而定,按下式计算:其中e得取值如下表所示:e得取值xe平均值1、00、50、5排队长度得计算:在绿灯开始时各车道得平均排队长度定义为上一个绿灯时间内剩余得车辆数Q1与红灯时间内到达得车辆数Q2之与Q1按照一下式子计算当车道饱与度x4m),故可以在离交叉口一定距离处增设掉头通道。(5)问题:南北方向提前进入辅道得开口过窄,且绿带高度(1、4m)过高,视距较小,存在按群隐患。解决方案:适当拓宽该右转入口得宽度; 绿化高度降低至0、8m以内;设置相应得右转警示标志。(6)问题:东西方向道路得渐变段为折线,不利于行车安全。解决方案:将渐变段得折线改为过渡曲线,使车辆变换车道更加自然,顺适,有利于行车安全。(7)问题:部分进口道路面出现坑槽现象,影响车速,降低其通行能力。 解决方案:路政部门要对路面勤维护,勤监管,特别就是要对交通量较大得大型交叉口得路面进行勤保养。(8)问题:高峰时期,非机动车及行人较多,安全岛面积不足,过街行人排队延长至右转机动车辅路上,影响机动车得通行,且存在较大安全隐患。解决方案:适当缩小安全岛上绿化面积,增大过节行人驻足区。3、 概略设计3、1 交叉口机动车道渠化设计南北方向由于机动车与非机动车使用绿化带分隔,且左转交通量较大,故可以在进口道处通过压缩两侧绿化带宽度来增设一条左转车道,将机动车车道增加为四条,即两条直行车道与两条左转车道。3、2 信号配时初步检验通过流量比来计算检验概略设计方案。饱与流量得计算采用城市道路平面交叉口规划与设计规程中提供得方法。基本饱与流量1800pcu/h,1800 pcu/h(特别说明:该路口为含有实体交通岛式得路口,右转机动车通过辅路右转,不进入交叉口,故不考虑其流量)。由于存在左转专用相位,同时右转机动车通过辅路右转,同时自行车与机动车同相位过街,因此自行车对机动车干扰基本消失,在饱与流量修正时,取自行车得修正系数均为1、该路口为市中心交叉口,禁止大型车辆驶入,只有很少数得公交车,机动车以小汽车为主,根据规则,统一取大车概率为2%,则大车修正系数=98%。交叉口坡度取0,进口道(除西进口道外)宽度为3、0m以上,修正系数=1。西进口道宽度小于2、7m,修正系数=0、88。(1)东进口道饱与流量直行车道:=1764pcu/h左转车道:=1764pcu/h(2)西进口道饱与流量直行车道:=1552pcu/h左转车道:=1552pcu/h(3)南进口道饱与流量直行车道:=1764pcu/h左转车道:=1764pcu/h(4)北进口道饱与流量直行车道:=1764pcu/h左转车道:=1764pcu/h(5)汇总通过对四个进口各流向车道饱与流量得计算,该交叉口设计流量比如下表所示:早高峰流量比计算表进口道东西南北YY左直左直左直左直车道数122212120、8交通量227563452666216854225959饱与流量17641764155215521764176417641764流量比0、1850、1600、1460、2150、1220、2420、1280、272相位10、2420、2720、272相位20、1220、1280、128相位30、1600、2150、215相位40、1850、1460、185注:Y=0、80、9,可以认为概略设计方案满足设计要求,可以进入详细设计阶段。以同样得方法与步骤计算出晚高峰与平峰流量比,如下表所示:晚高峰流量比计算表进口道东西南北yY左直左直左直左直车道数122212120、771交通量1485424184572181219242760饱与流量17641764155215521764176417641764流量比0、0840、1540、1350、1470、1240、3460、1370、215相位10、3460、2150、346相位20、1240、1370、137相位30、1540、1470、154相位40、0840、1350、135注:Y=0、7710、9,可以认为概略设计方案满足设计要求,可以进入详细设计阶段。平峰流量比计算表进口道东西南北yY左直左直左直左直车道数122212120、656交通量178455306434260781224876饱与流量17641764155215521764176417641764流量比0、1010、1290、0990、1400、1470、2210、1270、248相位10、2210、2480、248相位20、1470、1270、147相位30、1290、1400、140相位40、1010、0990、101注:Y=0、6560、9,可以认为概略设计方案满足设计要求,可以进入详细设计阶段。4、 详细设计4、1进出口道设计主要就是针对南北方向道路,将机动车行车道两侧得机非分隔绿化带各压缩1、5m,增加一条宽度为3、0 m得进口道专左车道,两侧非机动车宽度不变。4、2 信号控制方案得确定4、2、1 早高峰时段信号配时方案计算(1)绿灯间隔时间I 车辆在进口道上得行驶车速Va取6m/s,此时对应得车辆制动时间ts取2s。根据相位得排序,从停车线到冲突点距离z取28m,绿灯间隔时间I=z/Va+ts=28/6+2=6、7s,取7s。(2)信号总损失时间L启动损失时间Ls可取3s,黄灯时长A为3s,一个周期内得绿灯间隔数为4,则信号总损失时间L为: L= ( Ls + I A)= 4x(3+73)= 28s(3)信号最佳周期时长Co由早高峰流量比计算表可知,流量比总与Y=0、80,则:Co= 1、5L+5/(1Y)= (28*1、5)/(10、80)= 235s(4) 信号配时总有效绿灯时间:Ge=CoL=23528=207s相位1:ge1= Ge*y1/Y= 207*0、272/0、80= 70、38s,取ge1=71s+14s=85s相位2:ge2= Ge*y2/Y= 207*0、128/0、80= 33、12s, 取ge2=34s相位3:ge3= Ge*y3/Y= 207*0、215/0、80= 55、63s, 取ge3=56s相位4:ge4= Ge*y4/Y= 207*0、185/0、80= 47、87s, 取ge4=48s各项位显示绿灯时间为:gj= gejAj+Lj式中:gj 各项位显示绿灯时间(s); gej各项位有效绿灯时间(s); Aj各项位黄灯时长(s); Lj各项位启动损失时间(s);相位1:g1=85s;相位2:g2=34s;相位3:g3=56s;相位4:g4=48s。(5)对行人过街最短时间得检验取行人过街步速Vp=1、2m/s,则最短绿灯时间为: gmin = 7+Lp/VpI = 7+28/1、25 = 25、3s行人在1,3相位通行,绿灯时间满足最短时间要求。4、2、2晚高峰时段信号配时方案计算(1)绿灯间隔时间II= z/Va+ts= 28/6+2= 6、7s,取7s。(2)信号总损失时间L L = ( Ls + I A) = 4x (3+73) = 28s(3)信号最佳周期时长Co由早高峰流量比计算表可知,流量比总与Y=0、771,则:Co= 1、5L+5/(1Y)= (28*1、5)/(10、771)= 205s(4) 信号配时总有效绿灯时间:Ge=CoL=20528=177s相位1:ge1= Ge*y1/Y= 177*0、346/0、771= 79、43s,取ge1=80s相位2:ge2= Ge*y2/Y= 177*0、137/0、771= 31、45s, 取ge2=32s相位3:ge3= Ge*y3/Y= 177*0、154/0、771= 35、35s, 取ge3=36s相位4:ge4= Ge*y4/Y= 177*0、135/0、771= 30、99s, 取ge4=31s各项位显示绿灯时间为:gj= gejAj+Lj式中:gj 各项位显示绿灯时间(s); gej各项位有效绿灯时间(s); Aj各项位黄灯时长(s); Lj各项位启动损失时间(s);相位1:g1=80s;相位2:g2=32s;相位3:g3=36s;相位4:g4=31s。(5)对行人过街最短时间得检验取行人过街步速Vp=1、2m/s,则最短绿灯时间为: gmin = 7+Lp/VpI = 7+28/1、25 = 25、3s行人在1,3相位通行,绿灯时间满足最短时间要求。4、2、3 平峰时段信号配时方案计算(1)绿灯间隔时间II= z/Va+ts= 28/6+2= 6、7s,取7s。(2)信号总损失时间L L = ( Ls + I A) = 4x (3+73) = 28s(3)信号最佳周期时长Co由早高峰流量比计算表可知,流量比总与Y=0、656,则:Co= 1、5L+5/(1Y)= (28*1、5)/(10、656)= 137s(4) 信号配时总有效绿灯时间:Ge=CoL=13728=109s相位1:ge1= Ge*y1/Y= 109*0、248/0、656= 41、21s,取ge1=42s相位2:ge2= Ge*y2/Y= 109*0、147/0、656= 24、43s, 取ge2=25s相位3:ge3= Ge*y3/Y= 109*0、140/0、656= 25、26s, 取ge3=26s相位4:ge4= Ge*y4/Y= 109*0、101/0、656= 16、78s, 取ge4=17s各项位显示绿灯时间为:gj= gejAj+Lj式中:gj 各项位显示绿灯时间(s); gej各项位有效绿灯时间(s); Aj各项位黄灯时长(s); Lj各项位启动损失时间(s);相位1:g1=42s;相位2:g2=25s;相位3:g3=26s;相位4:g4=17s。(5)对行人过街最短时间得检验取行人过街步速Vp=1、2m/s,则最短绿灯时间为: gmin = 7+Lp/VpI = 7+28/1、25 = 25、3s行人在1,3相位通行,绿灯时间满足最短时间要求。4、3 车道展宽及渐变段得设计4、3、1车道展宽段得设计车道展宽段长度ls根据各进口道排队车辆数N来确定,计算公式如下:ls= 10N确定出展宽段长度为150m。4、3、2 渐变段设计渐变段长度Ld按下式计算: Ld= v xw/3;式中,进口道设计行车速度v取35Km/h,横向偏移量w取3、75m,带入计算,得 :Ld= 35 x3、75/3= 43、75m,取Ld=45m。4、3、3 道路标线增设及人行横道得设计由于在调查时发现,北出口缺乏车行道分隔线,所以为了与其她标线相协调,也为了明确行车轨迹,故增设相应得标线。同时,该交叉口在高峰时过街人流量非常大,再加上过街心切,导致很多行人或非机动车从人行横道线外侧过街,这与文明交通得理念不太相符,故将人行横道由原来得6m增加为8m宽。4、3、4 慢行交通一体化设计调查时发现,丹尼斯生活广场门前有明确得机动车停车位,但就是没有非机动车停车位,人们更趋向于将非机动车停放在紧靠路缘石得人行横道上(人行横道行人较少),而这需要从专为机动车设置得缺口处绕行。为此,将该处进行慢行交通一体化设计,使该处成为非机动车,行人及非机动车停放得公共资源,提高了其利用率。5、 设计方案评价由于改进方案现在不能立即实施,不能得到改进后得交通调查基础数据,故计算时假定原基础数据不变。 分别对早晚高峰及平峰信号配时方案进行评价,评价结果如下表所示:交叉口早高峰改进后评价结果表进口通行能力(CAP)饱与度延误排队长度绿信比东左3600、63093140、204直4200、66885170、238西左3170、71397140、204直3700、900103240、238南左2550、4239660、145直6380、66989270、362北左2550、44310970、145直6380、75286330、362交叉口晚高峰改进后评价结果表进口通行能力(CAP)饱与度延误排队长度绿信比东左2670、4468380、151直3100、64583180、176西左2350、71690150、151直2730、62182150、176南左2750、3288150、156直6880、83186250、390北左2750、3659260、156直6880、63167170、390交叉口平峰改进后评价结果表进口通行能力(CAP)饱与度延误排队长度绿信比东左2190、8137980、124直3090、7386690、175西左1930、7946970、124直2720、7986590、175南左3220、3925440、182直5410、72365140、307北左3220、3376030、182直5410、81065170、307为了更直观地瞧出该交叉口得改进效果,将改进前与改进后得评价结果得以汇总,如下表所示:早高峰各效益评价指标对比表进口饱与度排队延误(s)改善前改善后改善前改善后改善前改善后东左0、680、630161410693直0、670、66819179385西左0、770、731171411197直0、900、9002724113103南左0、650、42315610796直0、710、669282710389北左0、680、443167121109直0、800、752333310186均值0、7330、65221、37517、750106、87594、750晚高峰各效益评价指标对比表进口饱与度排队延误(s)改善前改善后改善前改善后改善前改善后东左0、4460、446989983直0、6450、64518189283西左0、7160、716151510990直0、6210、62115159682南左0、6570、32815510781直0、8310、831352511386北左0、7290、36517612392直0、6310、63123179067均值0、6600、57318、37513、625103、62583平峰各效益评价指标对比表进口饱与度排队延误(s)改善前改善后改善前改善后改善前改善后东左0、5360、8131089079直0、5430、7381398066西左0、5240、794979169直0、5880、7981398665南左0、7830、39217410254直0、6500、72321148665北左0、6750、33714310960直0、7280、81025178365均值0、6280、67515、258、87590、87565、375交叉口机动车延误与服务水平表服务水平每车停车延误(s)A80 将交叉口设计方案评价结果与交叉口现状评价结果相比,可以瞧出:早高峰与晚高峰改进后得车道饱与度均值有所降低,平峰改进后饱与度略有升高,其原因就是改进后得信号周期时长明显减小,通行能力相对降低。早晚高峰与平峰改进后得排队长度均明显减小。虽然从交叉口机动车延误与服务水平表可以瞧出该交叉口早晚高峰改进前后均属于F级服务水平,但就是改进后延误显著降低。该交叉口平峰时段在改进前为F级服务水平,改进后为E级服务水平。总体而言,该交叉口将会处于一种安全,畅通,延误相对较小得状态。因此,本设计中涉及得一系列改进措施都就是比较合理得。6、 参考书目 杨晓光等 城市道路交通设计指南 人民交通出版社 2004、6 杨晓光 白玉等 交通设计 人民交通出版社 2010、9