交通控制

交通控制交通控制課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 課 程 名 稱: 交通控制 題 目: 青島市瑞昌路交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制設(shè)計(jì) 專 業(yè): 2011 級(jí)交通工程 學(xué) 生 姓 名: 張志強(qiáng) 學(xué) 號(hào): 3425312 指 導(dǎo) 教 師: 陳康平 開 始 時(shí) 間: 2015 年 1 月 5 日 完 成 時(shí) 間: 2015 年 1 月 9 日 2 課程設(shè)計(jì)成績(jī)： 學(xué)習(xí)態(tài)度及平時(shí)成 績(jī)（30） 技術(shù)水平與實(shí)際能力 （20） 說(shuō)明書撰寫質(zhì)量（50） 總 分 （100） 等級(jí) 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 目 錄 1 課程設(shè)計(jì)的目的 1 2 交通數(shù)據(jù)分析 1 2.1 數(shù)據(jù)分析與分組.1 2.2 數(shù)據(jù)分析結(jié)果.2 3 單個(gè)交叉口定時(shí)信號(hào)控制參數(shù)計(jì)算.2 3.1 計(jì)算參數(shù)準(zhǔn)備 2 3.2 配時(shí)參數(shù)計(jì)算 3 4 干線交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制設(shè)計(jì) 4 5 設(shè)計(jì)收獲及總結(jié).6 參考文獻(xiàn) 6 交通控制課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 4 1 課程設(shè)計(jì)的目的 干線交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制是將干道上的多個(gè)交叉口以一定的方式聯(lián)結(jié)起來(lái)作為研究對(duì) 象，同時(shí)對(duì)各交叉口進(jìn)行相互協(xié)調(diào)的配時(shí)方案設(shè)計(jì)，使得盡可能多的干道行駛車輛可以 獲得不停頓的通行權(quán)。 課程設(shè)計(jì)目的在于讓學(xué)生比較全面的掌握交叉口信號(hào)燈配時(shí)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化方法及干 道交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制的方法，以青島市瑞昌路路沿線主要交叉口為控制對(duì)象，在前期的 交通量數(shù)據(jù)調(diào)查以及數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)交叉口信號(hào)控制最優(yōu)控制方案，制定干線 信號(hào)協(xié)調(diào)控制方案。通過(guò)該課程設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng) 學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力。 學(xué)生應(yīng)當(dāng)通過(guò)課程設(shè)計(jì)在以下方面獲得鍛煉： （1）能熟練運(yùn)用交通管理與控制課程中的基本理論和方法，正確的完成交通控制中 的設(shè)計(jì)任務(wù)，解決調(diào)查、分析、參數(shù)的正確選取等問(wèn)題； （2）提高設(shè)計(jì)能力，學(xué)生通過(guò)交叉口控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)訓(xùn)練，掌握交通控制定時(shí)信號(hào) 的配時(shí)設(shè)計(jì)和干線協(xié)調(diào)信號(hào)控制計(jì)算； （3）培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論去解決工程設(shè)計(jì)問(wèn)題的能力，培養(yǎng)獨(dú)立思考、獨(dú)立 探索和創(chuàng)新的能力。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，詳細(xì)、全面考慮配時(shí)計(jì)算所需參數(shù)，選用 適當(dāng)?shù)呐鋾r(shí)算法，進(jìn)行配時(shí)設(shè)計(jì)，認(rèn)真收集和分析有關(guān)設(shè)計(jì)所需資料，并據(jù)此整理確定 設(shè)計(jì)方案，認(rèn)真、獨(dú)立完成設(shè)計(jì)。 2 交通數(shù)據(jù)分析 2.1 數(shù)據(jù)分析與分組 本次課程設(shè)計(jì)選取瑞昌路沿線，瑞昌路-廣昌路交叉口、瑞昌路-金華路交叉口、瑞昌 路-杭州路交叉口、人民路-人民路交叉口、瑞昌路-吉水路交叉口進(jìn)行線控設(shè)計(jì)。 課程設(shè)計(jì)要求分別進(jìn)行早高峰、平峰（9:00-12:00）和晚高峰三個(gè)時(shí)段的信號(hào)協(xié)調(diào)方 案設(shè)計(jì)，每班分三組。每班學(xué)號(hào)前 10 進(jìn)行早高峰信號(hào)協(xié)調(diào)方案設(shè)計(jì)，11-20 號(hào)進(jìn)行平峰 信號(hào)協(xié)調(diào)方案設(shè)計(jì)、21 號(hào)以后進(jìn)行晚高峰信號(hào)協(xié)調(diào)方案設(shè)計(jì)。 每組指定 1 名組長(zhǎng)，小組組長(zhǎng)安排課程設(shè)計(jì)任務(wù)。 交通控制課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 5 圖圖 1 1 瑞昌路干線交叉口分布圖瑞昌路干線交叉口分布圖 每個(gè)小組的交通數(shù)據(jù)分析任務(wù)有： （1）各交叉口間距，交叉口渠化現(xiàn)狀； （2）各交叉口高峰小時(shí)各流量數(shù)據(jù)調(diào)查 （3）高峰小時(shí)交通量計(jì)算，PHF 取 0.75。 2.2 數(shù)據(jù)分析結(jié)果 （1）交叉口高峰小時(shí)流量： 表 2.1 高峰小時(shí)各流向流量表（pcu/h） 流向 進(jìn)口 直行左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)合計(jì) 東進(jìn)口6373053241266 西進(jìn)口379169204752 南進(jìn)口127249122498 北進(jìn)口5692134001182 3 單個(gè)交叉口定時(shí)信號(hào)控制參數(shù)計(jì)算 3.1 計(jì)算參數(shù)準(zhǔn)備 本組調(diào)查的交叉口為主干道瑞昌路與次干道和諧路的交叉口，道路條件滿足規(guī)劃要 求，有關(guān)交叉口的基本交通條件如下： （1）根據(jù)該交叉口交通量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)比分析，并對(duì)實(shí)測(cè)交通量進(jìn)行系數(shù)換算得到 交通控制課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 6 各個(gè)進(jìn)口道高峰小時(shí)流量（）各 mn Qhpcu 個(gè)交叉口直行車大車率：最高 15 分鐘流率 換算的高峰小時(shí)流率如下表所示： dmn q 表 長(zhǎng)安大道與和諧路交叉口高峰小時(shí)各流向流量表（pcu/h） 進(jìn)口道hpcuQmnmin15pcuq mn d 直行318106 左16555西進(jìn)口 右14749 總計(jì)630210 直行540180 左26488東進(jìn)口 右27090 總計(jì)1074358 直行486162 左16856北進(jìn)口 右345115 總計(jì)999333 直行11739 左23177南進(jìn)口 右11438 總計(jì)462154 3.2 配時(shí)參數(shù)計(jì)算 （1）韋伯斯特法計(jì)算周期時(shí)長(zhǎng)，周期時(shí)長(zhǎng)宜取 40180 秒。 （2）信號(hào)總損失時(shí)間，按下式計(jì)算： s k k LLIA 式中：?jiǎn)?dòng)損失時(shí)間，取3s； s L 黃燈時(shí)長(zhǎng)，可定為3s；A 綠燈間隔時(shí)間，3s；I 一個(gè)周期內(nèi)的綠燈間隔數(shù)。k (3) 車道飽和流量 交通控制課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 7 表 各類進(jìn)口車道的基本飽和流量 車道基本飽和流量 直行車道1400-2000 平均 1650 左轉(zhuǎn)車道1300-1800 平均 1550 右轉(zhuǎn)車道1550 (1)總損失時(shí)間=2x(3+3-3)=6(s) s k k LLIA q1=999/2=499.5 (pcu/h), q2=1074/2=537(pcu/h) 交通流量比：Y1=499.5/825=0.605，Y2=537/825=0.651, Y總=0.605+0.651=1.210 計(jì)算周期長(zhǎng)度：C0=(1.5L+5)/(1-Y)=(1.5x6+5)/(1-1.210)為負(fù)值。周期取180s。 (2)計(jì)算有效綠燈時(shí)間：Ge=Co-L=180-6=174(s) ge1=174x0.605 /1.210=87(s), ge2=174x0.651/1.21=94(s) (3)各相位顯示綠燈時(shí)間：G1= ge1-A1+l0=87+3-3=87(s), G2= ge2-A2+l0=94+3-3=94(s) (4) 確定各相燈時(shí) 第一相，綠燈G1= 87s,黃燈A1=3s；第二相，綠燈G1= 94s,黃燈A1=3s,周期長(zhǎng)C=187 (s) 圖 3.2 信號(hào)配時(shí)圖 4 干線交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制設(shè)計(jì)（數(shù)解法） 1.根據(jù)每一交叉口的平面布局及計(jì)算交通量，按單點(diǎn)定時(shí)控制的配時(shí)方法，確定每 一交叉口的周期時(shí)長(zhǎng)。 2.以所需周期時(shí)長(zhǎng)最大的交叉口為關(guān)鍵交叉口，以此周期時(shí)長(zhǎng)為線控系統(tǒng)的備選系 統(tǒng)周期時(shí)長(zhǎng)。 3. 以各交叉口所需周期時(shí)長(zhǎng)并根據(jù)主次道路的流量比，計(jì)算各交叉口各相位的綠信 比及綠燈時(shí)間。 交通控制課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 8 4. 上步算得關(guān)鍵交叉口上主干道相位 的顯示綠燈時(shí)間，就是各交叉口上對(duì)干道方 向所必須保持的最小綠燈長(zhǎng)度。 (4.1) mmem ggIl （4.2） m mm mmme Y yy LCg 式中， 關(guān)鍵交叉口上主干道方向顯示綠燈時(shí)間，s； m g 關(guān)鍵交叉口上主干道方向有效綠燈時(shí)間，s； me g 關(guān)鍵交叉口綠燈間隔時(shí)間，s； m I 起動(dòng)損失時(shí)間，s；l 系統(tǒng)周期時(shí)長(zhǎng)，s； m C 關(guān)鍵交叉口總損失時(shí)間，s； m L 關(guān)鍵交叉口上主干道兩向的流量比； mm yy、 關(guān)鍵交叉口上最大流量比之和。 m Y 5. 經(jīng)第三步算得非關(guān)鍵交叉口上次要道路方向顯示綠燈時(shí)間，是該交叉口對(duì)次要道 路所必須保持的最小綠燈時(shí)間。顯示綠燈時(shí)間以表示，有效綠燈時(shí)間以表示 n g me g （4.3）lIgg nnen （4.4） n nn nnne Y yy LCg 式中各符號(hào)的意義，是在非關(guān)鍵交叉口上次要道路方向相應(yīng)于上述關(guān)鍵交叉口各有 關(guān)項(xiàng)的意義。 6. 系統(tǒng)周期時(shí)長(zhǎng)大于非關(guān)鍵交叉口所需周期時(shí)長(zhǎng)時(shí)，非關(guān)鍵交叉口改用系統(tǒng)周期時(shí) 長(zhǎng)，其各相位綠燈時(shí)間均隨著增長(zhǎng)。非關(guān)鍵交叉口次要道路方向的綠燈時(shí)間只需保持其 最小綠燈時(shí)間即可。為有利于線控系統(tǒng)協(xié)調(diào)雙向時(shí)差，在非關(guān)鍵交叉口上保持其次要方 向的最小綠燈時(shí)間，把因取系統(tǒng)周期時(shí)長(zhǎng)后多出的綠燈時(shí)間全部加給主干道方向，這樣 還可適當(dāng)增寬線控系統(tǒng)的通過(guò)帶寬。 交通控制課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 9 7. 時(shí)差計(jì)算，確定綠波帶帶速和帶寬。 4 干線交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制設(shè)計(jì)（數(shù)解法）干線交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制設(shè)計(jì)（數(shù)解法） 1.根據(jù)每一交叉口的平面布局及計(jì)算交通量，按單點(diǎn)定時(shí)控制的配時(shí)方法，確定每一交 叉口的周期時(shí)長(zhǎng)。 交叉口信號(hào)配時(shí)表格如下： 瑞昌路各交叉口單點(diǎn)控制和線控制信號(hào)配時(shí)情況 配時(shí)參數(shù)廣昌路金華路杭州路人民路吉水路 周期時(shí)長(zhǎng) 50180523446 主干線直行綠燈 2494271632 單點(diǎn)控制 次干線直行綠燈 208719128 2.以所需周期時(shí)長(zhǎng)最大的交叉口為關(guān)鍵交叉口，以此周期時(shí)長(zhǎng)為線控系統(tǒng)的備選系 統(tǒng)周期時(shí)長(zhǎng)。 3. 以各交叉口所需周期時(shí)長(zhǎng)并根據(jù)主次道路的流量比，計(jì)算各交叉口各相位的綠信比及 綠燈時(shí)間。 為了方便表述，從廣昌路開始，依次給交叉口編號(hào)，記為 A、B、C、D、E。 4. 上步算得關(guān)鍵交叉口上主干道相位的顯示綠燈時(shí)間，就是各交叉口上對(duì)干道方向 所必須保持的最小綠燈長(zhǎng)度。 (4.1) mmem ggIl （4.2） m mm mmme Y yy LCg 式中， 關(guān)鍵交叉口上主干道方向顯示綠燈時(shí)間，s； m g 關(guān)鍵交叉口上主干道方向有效綠燈時(shí)間，s； me g 關(guān)鍵交叉口綠燈間隔時(shí)間，s； m I 起動(dòng)損失時(shí)間，s；l 系統(tǒng)周期時(shí)長(zhǎng)，s； m C 關(guān)鍵交叉口總損失時(shí)間，s； m L 關(guān)鍵交叉口上主干道兩向的流量比； mm yy、 交通控制課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 10 關(guān)鍵交叉口上最大流量比之和。 m Y 5. 經(jīng)第三步算得非關(guān)鍵交叉口上次要道路方向顯示綠燈時(shí)間，是該交叉口對(duì)次要道 路所必須保持的最小綠燈時(shí)間。顯示綠燈時(shí)間以表示，有效綠燈時(shí)間以表示 n g me g （4.3）lIgg nnen （4.4） n nn nnne Y yy LCg 式中各符號(hào)的意義，是在非關(guān)鍵交叉口上次要道路方向相應(yīng)于上述關(guān)鍵交叉口各有 關(guān)項(xiàng)的意義。 6. 系統(tǒng)周期時(shí)長(zhǎng)大于非關(guān)鍵交叉口所需周期時(shí)長(zhǎng)時(shí)，非關(guān)鍵交叉口改用系統(tǒng)周期時(shí) 長(zhǎng)，其各相位綠燈時(shí)間均隨著增長(zhǎng)。非關(guān)鍵交叉口次要道路方向的綠燈時(shí)間只需保持其 最小綠燈時(shí)間即可。為有利于線控系統(tǒng)協(xié)調(diào)雙向時(shí)差，在非關(guān)鍵交叉口上保持其次要方 向的最小綠燈時(shí)間，把因取系統(tǒng)周期時(shí)長(zhǎng)后多出的綠燈時(shí)間全部加給主干道方向，這樣 還可適當(dāng)增寬線控系統(tǒng)的通過(guò)帶寬。 7. 時(shí)差計(jì)算，確定綠波帶帶速和帶寬。a=89,計(jì)算 b 列，將實(shí)際新號(hào)位置與理想信號(hào) 的挪移量，按順序排列（從小到大）并計(jì)算各相應(yīng)挪移量之差，將此差值最大者計(jì)入 b 列，計(jì)算如下: A B E C D 0 27 49 54 82 27 22 5 28 則最大差值 28 為 b 值，按上述方法，依次計(jì)算各行 b 值，計(jì)算結(jié)果如下表： A B C D E 間距 a 27272856b 892754824928 902754824828 912754824728 922754824628 932754824528 942754824428 交通控制課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 11 952754824328 962754824228 972754824128 982754824028 992754823928 1002754823828 1012754823728 1022754823628 1032754823528 1042754823428 1052754823328 1062754823228 1072754823128 1082754823028 1092754822928 確定最合適理想信號(hào)位置。當(dāng) a=89 時(shí)，b=28 為最大值，對(duì)應(yīng) a 的值，即可得 AE 各 信號(hào)到理想信號(hào)的挪移量最小，即當(dāng) vC/2=890m 時(shí)，可以得到最好的系統(tǒng)協(xié)調(diào)效率。如 圖所示圖上 CA(D)同理想信號(hào)間的挪移量之差最大，為 28，則理想信號(hào)同 C 間的挪移量 為：（a-b）/2=30.5 因此，各實(shí)際信號(hào)距理想信號(hào)的挪移量最大為 30.5。 理想信號(hào)距離 C 為 305 米，則距離 A 為 315 米，自 A 前移 315 米即為第一理想信號(hào)， 然后按次每 890m 間距將各理想信號(hào)列在各實(shí)際信號(hào)間，如圖所示： 交通控制課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 12 計(jì)算綠時(shí)差 交叉口 ABCDE 理想信號(hào) No. 1 223 各信號(hào)位置右 左右左 綠信比/% 4852524770 損失比/% 35043110 有效綠信比/% 1352483660 綠時(shí)差/% 76242426.565 確定綠波帶帶速和帶寬 如保持原定周期時(shí)長(zhǎng)，則系統(tǒng)帶速須調(diào)整為 V=2s/C=2890/180=9.8m/s=35km/h。 以上計(jì)算結(jié)果，用時(shí)間-距離圖示于圖： 交通控制課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 13 5 設(shè)計(jì)收獲及總結(jié) 在這次信號(hào)交叉口交通管理控制課程設(shè)計(jì)中,我從最初的方案設(shè)計(jì)、表格的設(shè)計(jì)、人 員的配置、調(diào)查數(shù)據(jù)的處理與分析渠化，畫圖包括數(shù)據(jù)圖、CAD 圖到撰寫報(bào)告我都全程參 與其中。在這次的課程設(shè)計(jì)中我有很大的收獲與體會(huì)。最大的收獲就是了解了信號(hào)交叉 口管理與控制優(yōu)化的流程，并且對(duì)每個(gè)過(guò)程，每個(gè)細(xì)節(jié)也都有了深刻的了解與體會(huì)。把 我們?cè)谡n堂中所學(xué)習(xí)的知識(shí)在現(xiàn)實(shí)中運(yùn)用了起來(lái)，這使我們對(duì)知識(shí)的理解也更加的深入 與深刻了。 但是，在此次課程設(shè)計(jì)中也還存在一些不太完美的地方：在方案的設(shè)計(jì)中我們按照 ppt 中的所需數(shù)據(jù)以及其他的數(shù)據(jù)來(lái)設(shè)計(jì)在此次調(diào)查中所需采集的數(shù)據(jù)。但是在回來(lái)處理 數(shù)據(jù)的過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)其實(shí)還有很多問(wèn)題我們都沒(méi)有考慮。譬如說(shuō)交叉口的幾何尺寸、 隔離帶的距交叉口的距離等方面我們做的就不是很好。因此，對(duì)這個(gè)課程設(shè)計(jì)的一些方 面考慮的還是不夠多、不夠細(xì)致。 數(shù)據(jù)的采集是整個(gè)課程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)與前提，有著至關(guān)重要的作用，在今后的學(xué)習(xí)中 要格外的重視。 在調(diào)查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)在 7：30-9：30 的兩個(gè)小時(shí)里，機(jī)動(dòng)車車流量比較大。我們采取每十 五分鐘統(tǒng)計(jì)一次數(shù)據(jù)的方法，計(jì)算出高峰小時(shí)交通量。 在處理數(shù)據(jù)的過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)我們的信號(hào)配時(shí)貌似記錄的有些問(wèn)題。忽然意識(shí)到信 號(hào)周期在不同的時(shí)段有可能是不同的。 實(shí)際的有效綠燈時(shí)間忽略了交叉口停車線前的排隊(duì)長(zhǎng)度與停車率指標(biāo)，這