教学课件 - 平面交叉口综合治理

1. 教学课件-平面交叉口综合治理 东门街—东城根街交叉口现状分析和改造方案

2. 背景BACKGROUND 平面交叉口是城市路网中交通问题最突出的部位。许多因素会影响交叉口的运行效率和服务质量。 随着城市进程加快，城市人口其中密集化，人均汽车保有量增加，城市交通拥堵压力日益增大。尤其作为城市主干道沿线的重要组成部分，平面交叉口对存在拥堵的城市道路网，影响较大。

3. 国内外研究参考BIBLIOGRAPHIES 东门街东城根街交叉口属于五路交叉路口，适合采用信号灯控制。国内外均有关于信号交叉口的研究设计，且比较成熟。所以对于单个交叉口的信号控制设计，我们参考了： 1.美国的MUTCD(Manual on Uniform Traffic Control Devices) 2.日本的《平面交叉路口的规范与设计》 3.《城市道路设计规范》 4.《交通管理与控制》

4. 东城根街则是贯通市中心南北方向的重要道路，对整个成都市的交通十分重要。东城根街则是贯通市中心南北方向的重要道路，对整个成都市的交通十分重要。 区位周围土地使用Location 东门街东城根街交叉口位于成都市一环路青羊区内，由四条道路交汇而成：东门街、东城根街、羊市街、商业后街。 东门街和羊市街这两条道路是 连接市区中心与西北方向的 二环路区域、三环路区域 甚至城郊区域的交通动脉， 是进城与出城的关键道路。 商业后街则是一条交通流量很小的支路，也没有专门设置信号灯控制。 东门街东城根街交叉口位于成都市一环路内，附近的建筑密度比较高，有医院、学校、酒店、机关、旅馆、住宅区等等，紧邻路口还有许多商业店面，人流量大，密集程度高。土地高度开发，几乎没有可供交叉口改造的多余用地。

5. 交叉口道路现状

6. 交叉口道路现状 东门街方向是主要交通方向，　　　羊市街为双向4车道，中间有分隔栏的道路。路段机动车道为双向4车道，为可变交通。 早上7：30—9：30，下午5:00-7:30是单向交通时间，4条车道中的3条道路都为单向进（出）城道路，只剩1条道路作为公交专用道供进出城方向的公交通行。 南北向的东城根街直行方向有下穿隧道供直行车行驶，所以只有需左转或右转的车辆通过平面道路进入交叉口。

7. 交叉口道路现状 交叉口进口道具体情况如下：1）东进口：两车道。2）西进口：有拓宽车道，共四车道。3）南进口：两车道。4）北进口：单车道。5）商业后街作为支路，车流量很少，对交叉口影响可忽略不计。

8. 交叉口现状调查 交通量TRAFFIC VOLUME 据我们调查东门街东城根街交叉口的机动车交通流量非常大，以下为调查所得交通流量数据： 东门街东城根街交叉口的非机动车和行人的过街流量也比较大，因而对行人及非机动车交通需要考虑他们通过交叉口的安全问题。

9. 交叉口现状调查 机动车行车速度 对于东门街东城根街交叉口的现状机动车行车速度，我们根据本交叉口的实际交通状况 早高峰：16.5km/h 晚高峰：18.5km/h

10. 交叉口现状调查 措施 A.进口道拓宽。西进口道在路口占用机非分隔带拓宽一条车道。 B.设有公交专用道。供进城与出城的公交使用。 C.交通需求管理措施。可变交通：早上7：30—9：30，午5:00-7:30为单向交通时间，4条车道中的3条道路都为单向进（出）城道路，只剩1条道路作为公交专用道方便出城方向的公交。

11. 交叉口现状调查 信号控制现状 东门街东城根街交叉口采用可变采用了两相位的信号控制：早高峰时期信号周期为119秒，晚高峰周期为146秒。 早高峰：1）东西相：绿灯67s 黄灯3s 红灯49s 2）南北相：绿灯67s 黄灯3s 红灯49s 晚高峰：1）东西相：绿灯88s 黄灯3s 红灯55s 2）南北相：绿灯50s 黄灯3s 红灯93s

12. 交叉口评价指标 根据我国交通流特性、交叉口基础设施、信号设计条件及行车道条件，计算信号交叉口通行能力的方法主要有三种：《城市道路设计规范》中介绍的方法、停车线法、冲突点法。 本设计中选用停车线法计算路口现状道路、交通、控制条件下的机动车通行能力。停车线法以进口处车道的停车线为基准面，认为凡是通过该面的车辆就已经通过交叉口。

13. 交叉口评价指标 计算： 交叉口交通能力：东、西、南、北进口道通行能力 饱和度：早晚高峰各进口及交叉口饱和度 测定： 延误测定

14. 早高峰计算 （1） 东进口通行能力计算 直行通行能力： 直右混行通行能力： 东进口通行能力： （2） 南进口通行能力计算 直左混行通行能力 直右混行通行能力 南进口通行能力

15. 早高峰计算 （3） 西进口通行能力计算 直行通行能力 直左混行通行能力 直右混行通行能力 西进口通行能力

16. 早高峰计算 （3） 北进口通行能力计算 直左右通行能力 北进口通行能力 早高峰整个交叉口的通行能力

17. 晚高峰计算 （1） 东进口通行能力计算 直右混行通行能力： 直左混行通行能力： 东进口通行能力： （2） 南进口通行能力计算 直左混行通行能力 直右混行通行能力 南进口通行能力

18. 晚高峰计算 （3） 西进口通行能力计算 直左右混行通行能力： 西进口通行能力： （4） 北进口通行能力计算 直左右混行通行能力： 南进口通行能力：

19. 早高峰整个交叉口的通行能力

20. 饱和度的计算 早高峰各进口及交叉口饱和度计算：

21. 饱和度的计算 晚高峰各进口及交叉口饱和度计算：

22. 延误的测定 信号交叉口机动车交通的延误是反映车辆在信号交叉口上受阻、行驶时间损失的评价指标。影响延误的因素众多，涉及交叉口几何设计与信号配时的各个方面。 一般来说，延误计算需分别估算各进口道每车平均信控延误，即进口道中各车道延误之加权平均值；整个交叉口的平均延误是各进口道延误之加权平均值。 为了获得比较准确的数据，我们运用交通仿真软件进行模拟，得到了早高峰整个交叉口的平均延误为10.2s，晚高峰交叉口平均延误为12.8s。

23. 交叉口评价指标 东门街—东城根街交叉口交通量、通行能力、延误汇总

24. 交叉口评价指标 我们经过交通仿真模拟，得到东门街东城根街交叉口早晚高峰的服务水平均为B级 交通服务水平是指道路使用者从道路状况、交通条件、道路环境等方面可能得到的服务程度或服务质量，如可以提供的行车速度、舒适、方便、司机的视野以及经济、安全等方面所得到的实际效果与服务程度。 B级——稳定车流。特征为车速开始受到交通条件的限制而有所降低，但驾驶员仍能较为自由地选择合理的车速。

25. 交叉口拥堵原因分析 ⑴东门街东城根街交叉口早高峰交通流量大，大多是进城上班的车流，尤其以私人小汽车为主。 ⑵东门街至羊市街为主要交通流方向，早高峰时为进城单向交通，东门街西进口道有4条车道，而羊市街只有两条出口道，进城方向的交通流量很大，导致交通瓶颈的出现。 ⑶早高峰时段内的行人和非机动车过街需求量也很大，对机动车通过交叉口造成一定影响。 ⑷该交叉口的信号配时方案不完善，还需改进，这也一定程度上影响了交叉口的运行效率和服务水平。

26. 交叉口信号控制及改造方案设计 5.1.1 饱和流率计算模型 S——校正后车道组的饱和流率 S0——每车道理想条件下饱和流率 N——车道组中的车道数 fw——车道宽度校正系数 fHV——交通流中重型车校正系数 fg——进口道坡度校正系数 fp——邻近车道组停车情况及该车道停车次数校正系数 fbb——公共汽车停在交叉口范围内阻塞影响的校正系数 fa——地区类型的校正系数 fRT——车道组中右转车校正系数 fLT——车道组中左转车校正系数 S——校正后车道组的饱和流率

27. 交叉口信号控制及改造方案设计 饱和流率计算 车道组类型： 公用右转车道+公用左转车道 （一）东进口 ①计算饱和流量

28. 交叉口信号控制及改造方案设计 饱和流率计算 （二）西进口 ①计算饱和流量 车道组类型： 公用右转车道+公用左转车道 ②计算流量比:

29. 交叉口信号控制及改造方案设计 饱和流率计算 （三）北进口 ①计算饱和流量 车道组类型： 公用右转车道+公用左转车道 ②计算流量比:

30. 交叉口信号控制及改造方案设计 饱和流率计算 （四）南进口 ①计算饱和流量 车道组类型： 公用右转车道+公用左转车道 ②计算流量比:

31. 交叉口信号控制及改造方案设计 汇总后得到

32. 交叉口信号控制及改造方案设计配时方案的设计优化 为适应设计交叉口的潮汐交通特点，我组为该交叉口的早、晚高峰以及平峰时期分别设计了不同的信号相位，以满足交叉口不同时期的交通需求。 同时根据小组成员的实际观测发现，交叉口在一天范围内，无论是早、晚高峰亦或是平峰时期，各进口到的左、右转车辆均不多，故无需设置专门的左、右转信号相位，因此在信号相位的选择上我们采用了简单的两相位信号控制。根据以上阐述，交叉口相位方案设计如下：

33. 交叉口早高峰配时方案 早高峰配时方案计算 I.早高峰配时方案设计 1. 采用Webster修正模型配置交叉口时间方案 （1）计算最佳周期长度 总损失时间： 各相临界车道交通量比： Y值较大，故采用Webster修正模型进行计算，公式如下： 为保证延误及时间损失最小，取 取整

34. 交叉口早高峰配时方案 早高峰配时方案计算 I.早高峰配时方案设计 1. 采用Webster修正模型配置交叉口时间方案 （2）计算有效绿灯时间 （3）计算各相位实际显示绿灯时间 取整

35. 交叉口早高峰配时方案

36. 交叉口早高峰配时方案 采用synchro优化交叉口配时方案 信号配时方案如下

37. 交叉口平峰配时方案 计算 采用Webster模型配置交叉口时间方案 （1）计算最佳周期长度 总损失时间： 各相临界车道交通量比： Y值不大，故采用Webster模型进行计算，公式如下： 取整

38. 交叉口平峰配时方案 计算 采用Webster模型配置交叉口时间方案 （2）计算有效绿灯时间 （3）计算各相位实际显示绿灯时间 取整

39. 交叉口平峰配时方案

40. 交叉口晚高峰配时方案 平高峰配时方案计算 晚高峰配时方案设计 1. 采用Webster修正模型配置交叉口时间方案 （1）计算最佳周期长度 总损失时间： 各相临界车道交通量比： Y值较大，故采用Webster修正模型进行计算，公式如下： 为保证延误及时间损失最小，取

41. 交叉口晚高峰配时方案 计算 I.早高峰配时方案设计 1. 采用Webster修正模型配置交叉口时间方案 （2）计算有效绿灯时间 （3）计算各相位实际显示绿灯时间 取整

42. 交叉口晚高峰配时方案

43. 原始配时方案的评价 我们将相关的原始配时数据，渠化方案，各个方向的流量值，导入vissim软件中。 从中可知，服务水平为B级，这表示车流稳定，稍有延迟，交通量接近道路通行能力的70%。 路网的评价，从中可获取行程时间，距离，延误等数据。 而排队长度信息，排队长度是在一个可接受范围内的。 同样地，我们可以得到晚高峰的数据与相关评价，平均延误为12.8s，服务水平为B级。

44. 利用Webster算法计算配时简略评价 F.韦伯斯特运用排队论，并通过计算机模拟与试验研究，建立了韦伯斯特延误模型。此模型只适用于欠饱和状况下车辆延误的估计，符合该交叉口情况，因此可适用。利用韦伯斯特算法计算得到的配时导入vissim软件。 早高峰时期平均延误为10.2s，服务水平为B级。 晚高峰时期平均延误为10.4s,服务水平为B级。 早晚高峰，经韦伯斯特算法计算配时后，延误有了一定的降低，这表示对交叉口的配时优化起到了一定的效果。

45. 交叉口改造方案设计问题

46. 交叉口改造方案设计对问题的解决方案

47. 交叉口改造方案设计对问题的解决方案

48. 交叉口渠化设计 本交叉口采用柔性渠化，基于标线的右转车流渠化图如下：：

49. 交叉口改造方案设计其他优化策略 1.在周边的交通枢纽引入TOD模式 它以公共交通为导向的开发（transit-oriented development，TOD）是规划一个居民或者商业区时，使公共交通的使用最大化的一种非汽车化的规划设计方式。 通过先期对规划发展区的用地以较低的价格征用，导入公共交通，形成开发地价的时间差，然后，出售基础设施完善的“熟地”，政府从土地升值的回报中回收公共交通的先期投入。使交通枢纽附近的商业设施，可满足人们日常购物娱乐的需求，减少不必要的长途出行。同时，使更多的人选择公交出行这一方式，真正缓解这一片区域的交通拥堵。

50. 交叉口改造方案设计其他优化策略 2.拥挤收费 城市道路拥挤收费是指在考虑出行者路径选择行为的基础上，在交通拥挤时段对部分区域道路使用者收取一定的费用，达到舒缓交通拥挤的目的。 拥挤收费本质上是一种交通需求管理的经济手段，目的是利用价格机制来限制城市道路高峰期的车流密度、控制交通出行需求、调整出行路径、调节交通量的时空分布、减少繁忙时段和繁忙路段道路上的交通负荷、提高道路设施的通行速度，满足道路使用者对时间和经济效率的要求。