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    交叉路口信號配時方案

    时间:2021-03-11     【原创】

    1. 課程設計的目的與背景

    通過對既有現場觀測資料的分析,對信號交叉口的交通進行數據分析和現狀評價,并用所學的方法進行交叉口交通設計。

    以中山北路上的部分交叉口為背景,并已知交通流量數據,要求以此為基礎,用所學的方法進行交叉口交通設計。

    本設計采用中山北路花園路口的交叉口現狀及早高峰流量數據進行新建交叉口的信號配時設計。 

    2.交叉口現狀概述及初始流量數據

    交叉口為中山北路與花園路十字相交,其中中山北路為位于內環高架路下方,道路中央有較寬分隔帶,機動車道外側有分隔開的非機動車道;花園路為雙向三車道,由西向東單行,兩側各有較窄的非機動車道。路口狀況如下圖所示:

    交叉路口

    圖1  中山北路/花園路口

    早高峰時機動車、非機動車流量如下表所示(其中南北方向為中山北路,東西方向為花園路):

    表1  早高峰機動車流量

    花園路口轉向大車中車小車公交車合計
    南進口左轉3229034
    直行10375442100720
    右轉41770798
    西進口左轉0116017
    直行591410155
    右轉3151055
    北進口左轉3856537145
    直行122159511131923
    右轉0414018
    交叉口總計27827313392752165

     


     











    表2  早高峰非機動車流量

    位置
    東進口278542351
    南進口158895350
    西進口266330343
    北進口158129317

     


     



    3.交叉口信號配時

    3.1  交叉口渠化設計與相位初定

    根據當前交叉口道路條件,將各進口道按下圖進行車道功能劃分:

    渠化方案

    圖2  初步渠化方案

    初定相位

    圖3  初定相位

    方位車道轉向寬度(m)
    西進口機動車直左3.1
    直右3.1
    非機動車1
    南進口機動車左轉3.1
    直行3.1
    右轉3.1
    非機動車3.5
    北進口機動車左轉3.4
    直行3.4
    右轉3.4
    非機動車3.5















     表3  車道寬度設置 

    初設信號周期為60s,相應的相位方案為基本相為加南北左轉專用相位共3個相位。相應總損失時間、總有效綠燈時間等參數見“飽和流量參數計算表”。

    3.2  進口道大車率計算

    標準小汽車(pcu)折算系數:將表  中大車和公交車按2.0計算,中車按1.5折算。將大車與公交車作為大車統計大車率。

    花園路口轉向大車率pcu/h
    南進口左轉0.08823538
    直行0.327419960.5
    右轉0.120879117.5
    西進口左轉017.5
    直行0.032258164.5
    右轉0.05454558.5
    北進口左轉0.694444222.5
    直行0.3194441255.5
    右轉020
    交叉口總計0.2925932854.5

     












    表4 大車率計算

    由于在西進口道設置直左、直右車道,北進口道設置直右車道,需要根據等排隊長度理論計算直左和直右合用車道的大車率。(表4)

    花園路轉向
    (車道)
    流量pcu/h大車率轉向
    (車道)
    流量pcu/h大車率
    西進口SL120.250.027564SR120.250.043101
    S(SL)102.75
    S(SR)61.75
    S(SR)61.75
    S(SL)102.75
    北進口
    SR318.8750.299409
    S(SR)298.875

    S(S)956.625

     









    表5 大車率計算

    3.3  飽和流量校正系數與校正飽和流量計算

    3.3.1  按照周期60s,相位數j=3,總損失時間L=9s,總有效綠燈時間Ge=51s計算飽和流量校正系數

    見附表1

    3.3.2  根據附表1各項計算結果,計算各項校正飽和流量。

    見附表2

    得到的流量比總和為0.85,雖然小于0.9,但仍顯偏高。

    3.3.3  調整進口道設置

    注意到Y較大的主要問題在于北進口道流量較大,1根左轉車道不能滿足要求。調整進口道設置,將北進口道左轉車道由1根調整為2根,直行車道由3根調整為2根(圖3)。相位保持不變。重新計算飽和流量校正系數與各項校正飽和流量。

    圖4  修改渠化方案

     見附表3、附表4

    得到的流量比總和為0.71,小于0.9,可以進行下一步信號配時計算。

    3.4  信號配時計算

    3.4.1  計算得到的總損失時間為L=9s,從而Co=31.06s。計算出各相位的實際顯示綠燈時間。

    見附表5

    最小綠燈時間計算。按照原有交叉口圖中的幾何尺寸,在花園路設置人行橫道一次過街,在中山北路利用高架下較寬的中央分隔帶,設置二次過街。計算得最小綠燈時間,比較可以看出不能滿足行人過街要求。

    3.4.2  按照最短綠燈時間要求,將周期時長定為100s。其中第一相位東西通行時間滿足行人二次過街穿越中山北路要求,其他兩相位按飽和度分攤。得到信號配時參數(見附表6)?梢钥吹,飽和度除北進口道直右車道較大外均較小。

    3.5  延誤及服務水平估算

    3.5.1  按新建交叉口計算有關延誤(見附表7),可以得到該交叉口延誤水平服務水平為C級。不符合規范要求。

    3.5.2  在保證第1相位行人過街最短時間的前提下,調整第二、三相位時間,周期為103s。重新計算信號配時參數(見附表8)。

    重新計算有關延誤(見附表9),可以得到該交叉口延誤水平服務水平為B級,符合規范要求。

    4.信號相位圖與配時圖

    按照3.5.2確定的最終方案,信號相位與配時見下圖

    第一相位:西進口道花園路通行;

    第二相位:南北進口道中山北路左轉;

    第三相位:南北進口道中山北路直行。

    5.結論

    本路口比較特殊,東西向道路花園路為由東向西機動車單向行駛,非機動車雙向行駛,且流量相對南北向中山北路而言較小?刂圃撓辔坏氖潜WC中山北路過街行人的最短綠燈時間。

    最后確定的車道劃分如下:

    圖7  路口車道劃分

    車道寬度如下表,可以看出,機動車道寬度均大于3m:

    方位車道轉向寬度(m)
    西進口機動車直左3.1
    直右3.1
    非機動車1
    南進口機動車左轉3.1
    直行3.1
    右轉3.1
    非機動車3.5
    北進口機動車左轉3.4
    直行3.4
    右轉3.4
    非機動車3.5

     














    表6  車道寬度設置 

     綜上所述,將最后一次試算結果作為該交叉口進口道的渠化與配時設計方案。


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