河北工程大学本科毕业论文年本科毕业论文城市道路交叉口的优化设计作者姓名丁乐学科专业交通工程指导老师朱卫华培养院系土木工程学院河北工程大学本科毕业论文年中文摘要当前科技飞速进步社会迅猛发展，交通在人们社会生活中的作用也是日益突出。而随着汽车保有量的快速增长，城市交通状况越来越复杂，出现的交通问题也越来越多，尤其表现在交叉口。在城市交通网络中，交叉口是道路网络中通行能力的滞点和交通事故频发的主要发源点。国内外交通阻塞主要都发生在交叉口，不仅导致了车流中断事故剧增延误严重，还加剧了城市环境的污染。近年来，缓解城市交通拥挤盘活道路资源已成为现今交通工程学者们的个重要议题。本文从道路交通渠化设计和信号交叉口的合理配时两方面来对论述如何对交叉口进行优化改善。关于城市道路的信号控制交叉口的信号配时设计，是指在时间上对各方向的车流与人流通行权进行有效的分配，从而消除车辆之间的冲突，减少车辆在交叉口的延误时间，保证交叉口内车辆安全有效地通行。所谓道路交通渠化就是在道路上用交通标志标线及其他设施和方法，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规则，使交通实体顺着定的方向和线路，互不干扰地安全有秩序地运行，以达到分离和规制交通渠化的目的。道路交通渠化对于提高道路，尤其是交叉口的通行能力行车速度缓和交通阻塞减少交通事故和降低汽车公害都有着很大的现实意义。目前世界各国都认为交通渠化是费用少收益快效果好便于采用的交通治理措施。关键词交叉口交通渠化信号配时河北工程大学本科毕业论文年第章绪论研究背景及意义国内外研究概况研究内容第二章交叉口信号控制概述概述交通信号设置的理论基础设置交通信号控制的依据控制参数的分类与意义信号相位和饱和度信号控制参数第三章混合交通条件下信号交叉口渠化及信号相位设计混合交通条件下信号交叉口渠化设计交通渠化原则交通渠化目标机动车的渠化优化非机动车的渠化优化行人的渠化优化第四章信号控制交叉口配时优化研究概述混合交通流条件下交叉口相位设计方法研究交叉口信号相位设计的基本原则定时信号配时的基本方法进口道饱和流量信号交叉口饱和度计算配时优化第五章学院北路与滏河大街交叉口实例分析基础资料收集整理道路几何条件调查道路交通条件调查交叉口问题分析概略设计问题对策及概略设计信号配时及初步检验信号配时流量比计算流量汇总详细设计进出口道设计信号控制方案的确定车道展宽段及渐变段的设计车道展宽段设计渐变段设计设计方案评价参考文献河北工程大学本科毕业论文年第章绪论研究背景及意义近年来，随着我国国民经济的迅速发展，城市化进程的加快，城市交通得到了相应的改善。但是，随着我国机动车拥有量及道路交通量的急剧增交通拥挤堵塞以及由此导致的交通事故的增加环境污染的加剧，己经成为城市尤其是大城市面临的极其严重的城市病之，严重制约国民经济的发展。而城市交叉口正是城市交通网中道路通行能力的咽喉，也是城市阻塞和事故的多发地。因此，如何改善路口行车秩序提高路网通行能力是国内同关注的问题。由于我国是个非机动车大国，机动车与非机动车之间的混行直是困扰我国城市交通管理和控制的大问题和难点。由于混合交通的机动车非机动车及行人流在交叉口范围内反复进行分流合流，造成路口秩序混乱，车辆的行驶速度和交通安全性下降，大大地降低了城市交通的运率，尤其是抑制了大量原本具有很大交通容量的道路的利用效率。为了使由机动车流非机动车流和行人流组成的混合交通流能顺利安全过交叉口，需要对混合交通流进行合理的组织管理和控制。信号交叉口利通信号从时间上将相互冲突的交通流予以分离，使相互冲突的交通流在不同间段通过交叉口，从而确保各向混合交通流的顺畅和安全。交通渠化的实践也表明交通对于组织指挥和控制混合交通流的流向流量速度以及保证交通秩序均分重要的作用。道路交通渠化对于提高道路，尤其是交叉口的通行能力行车速度缓和交通阻塞减少交通事故和降低汽车公害都有着很大的现实意义。特别是中国城市正处于城市化进程不断加快，由工业时代向信息时代过渡的特殊时期，城市人口不断增加，城市交通拥挤状况不容乐观，而道路交叉口是城市交通系统的卡口和结点，如何解决交叉口的畅通将是个关键性的课题。目前世界各国都认为交通渠化是费用少收益快效果好便于采用的交通治理措施。国内外研究概况在本世纪五十年代初，些发达的资本主义国家由于二次世界大战后经济的恢复和发展，公路交通进入了汽车化的时期。汽车速度迅速提高，因此道路线形不适应汽车的行驶要求，这时需要着重解决线形与车速的矛盾，主要研究如何提高线形设计标准，改进道路的几何线形设计以适应高速行车，从而协调道路与高速汽车之间的相互关系。随后，由于汽车数量不断增加，交通量亦迅速增长，道路上的车流仍难以畅行无阻，公路与城市道路上的交通事故又急剧上升，甚至道路通行能力下降交通拥挤堵塞秩序混乱，而交叉口情况尤为严重，结果造成了人员伤亡和严重的经济损失。为此，各个国家都投入大量人力物力从事道路交通治理研究。经过几十年的努力，在道路交通规划设计管理的理论和建设等各个方面都有了很大的发展。在缓和道路交通拥挤减少交通事故方面取得了很好的效果。道路交通渠化措施就是上述研究成功之。目前世界各国都认为交通渠化是费用少收益快效果好，是便于采用的交通治理措施，正日益受到重视并得到广泛应用和推广。目前国内外对于交叉口通行能力和延误分析的理论研究已经进行了很长的时间，各种理论相对比较成熟。然而对于交叉口渠化，虽然国内外很多学者也进行过很多有关的研究，但是各种理论还未发展成熟，定量化的设计标准不仅很少而且众说不。尤其是多相位渠化路口，在国内该渠化方式近几年才兴起，因此这方面的资料也相对较少。国外的交通信号控制起步较早，在世纪，人们就开始研究交通信号，号灯指挥道路上的车辆交通，控制车辆进入交叉口的次序。到年，在美约街头出现了红黄绿三色信号灯。河北工程大学本科毕业论文年年，英国人在伍尔弗汉田爪安设了第座自动交通信号机。到上个世纪年代，世界各始研究控制范围较大的信号联动协调控制系统，建立模拟各交叉口交通流状数学模型，以解决信号配时的优化问题。进入年代，以美国英国等发达为代表的汽车交通发达国家在信号交叉口的建设实践和理论研究中都取得了成熟卓越的成就。近年来，交通工程和系统工程等领域的学者们对交通管制问题进行了大量的研究工作，其研究内容主要体现在以下几个方面关于交叉口信号控制的研究。信号控制发展的过程是从单点控制到整路协调控制，再到区域协调控制的过程。对于单点控制主要的方法有提出的法和美国的法。目前，国外对于信号的研究主要是集中在线控和区域控制方面，研究成果主要是卜交通网络研究工具伽和邓即绿信比周期绿时区差优化技术及美国日本澳大利亚开发的些系统。我国对城市交通管理与控制的研究起步较晚，对于交叉口的优化控制研究更多的局限于理论研究方面，国内学者对城市交通管理控制的研究成果有陆化普城市交通现代化管理杨佩昆等交通管理与控制以及周晶城市交通系统分析与优化等。同时，同济大学东南大学等在这方面开展了系列的研究，杨佩昆提出了单点信号配时的冲突点法，杨锦冬杨东援建立了城市信号控制交叉口信号周期时长的优化模型，东南大学顾怀中提出的交叉口信号相位相序的矩阵表示方法等。这些理论结合系统优化等各方面的知识对城市交通管理控制理论体系进行了全面综合的研究，具有重要的学术意义。但理论应用于实践部分有所欠缺，未能结合中国城市交通的实际状况进行彻底有效的研究，存在局限性。在实际应用中，我国城市道路交通控制系统方面的工作起步较晚，八十年代以来，城市道路交通问题越来越严重，国家方面进行以改善城市市中心交通为核心的技术研究，另方面采取引进与开发相结合的方针，建立了些城市道路交通控制系统，如。是我国完全国产化自行设计建成的第个适应中国混合交通条件及路网密度低路口间距悬殊的城市道路条件的城市道路交通控制系统。但这些控制系统在运行中表现不足，首先是机动车与非机动车控制模式尚不完善，车流相互影响仍大量存在，限制了系统效果，再就是优化目标未充分考虑提高通行能力，同时，这些系统软件在实际中的应用与理论有很大差距。研究内容本文对城市道路交叉口的通行能力及延误分析理论和方法进行了些论述，着重论述了应用于无控交叉口的车队分析法应用于环型交叉口的间隙接受理论法和应用于信号交叉口的停车线断面法。通过应用这些理论，从而定量化城市道路交叉口的渠化设计标准，并进行相关软件的开发。交叉口进口道车道划分分类对交叉口各类进口车道的通行能力进行分析提出四路交叉口渠化典型模型，其中包括车道车道和车道典型渠化模型交叉口通行能力分析，其中包括各典型模型下的信号交叉口无控交叉口，环形交叉口。各典型渠化模型下的无控交叉口环型交叉口信号交叉口延误分析基于通行能力最大延误最小的优化模式上提出交通流量典型渠化模式的最佳匹配结合交通流量典型渠化模式的最佳匹配进行相关的软件开发。城市信号交叉口配时优化主要是对典型城市交叉口现状进行分析，通过种类型的典型交叉口型交叉口十字交叉口的信号进行合理配时及优化，高交叉口的通行能力减少延误降低运行时间和减小交通流之间的冲突，的利用有限的道路资源。研究内容包括传统交叉口信号配时优化方法的局限性分析，考虑混合交通的影响下河北工程大学本科毕业论文年传统信号配时算法进行改进。在混合交通流条件下，借鉴国内外研究成果，研究信号控制交叉口配化技术，提出符合我国实际国情的信号配时优化模型及优化方法，并和经典号配时理论进行对比分析。结合以前的科研成果，对交叉口信号控制的总体内容及信号管制条件下的各种延误进行分析和总结，这将对配时优化以及交通质量评价起到支撑和深入的作用。根据实际调查结果，经过分析和深入，确定出多相位信号控制的条件，研究多相位信号控制相位及相序的设计方法和原则。综合运用运筹学系统工程交通规划与管理学等多学科知识，结合国家攻关项目国家杰出青年基金项目畅通工程项目，利用数学工具建立模型，研究信号控制交叉口信号配时优化方法及交通质量评价方法。第二章交叉口信号控制概述概述交通信号控制是城市道路交通系统管理常用的种措施，同时也是进行交叉口些行进方向禁止车辆通行设置单行道等系统管理措施分析的基础。交叉口单点信号控制理论和方法经过近四十年的发展已经相当完善，但仍有不足之处，本文主要研究混合交通条件下多相位信号控制方案设计技术及配时优化方法。信号交叉口的实际通行能力，以及车辆通过交叉口时受阻程度，都直接受配时方案的影响。因此，配时方案的设计，尤其是最优