《交叉口車輛啟動損失時間分析與交通設計》

1、天津職業(yè)技術師范大學TianjinUniversityofTechnologyandEducation畢業(yè)設計專業(yè)：汽車服務工程班級學號：汽服1002-27學生姓名：指導教師：二一四年六月天津職業(yè)技術師范大學本科生畢業(yè)設計交叉口車輛啟動損失時間分析與交通設計Intersectionvehiclestart-uptimelossanalysisandtrafficdesign專業(yè)班級：汽服1002班學生姓名：指導教師：學院：汽車與交通學院2014年6月摘要隨著天津城市化不斷加快，居民出行次數(shù)和機動車保有量不斷增加，導致一系列的城市交通問題，如交通組織管理不善，引起交通擁堵。城市在進入汽車時代以后

2、，汽車將遍及大街小巷，那種希望通過幾個大的道路工程來解決全市交通擁堵的想法，顯然已經(jīng)不合時宜了。只有把目光從幾條線上轉到“面”上，即把目光轉到提高整個路網(wǎng)中所有道路的通行能力上來，設法使全市路網(wǎng)中所有的道路都變成快速路。此次研究實地調(diào)查天津市典型交叉口進口道停車線處的車輛啟動損失時間，從進口道信號燈為綠燈開始到車輛啟動時刻的時間跨度，考慮時間段、進口道車道數(shù)、不同車型混合率、行人過街情況等因素影響，統(tǒng)計車輛啟動損失時間的最大值、最小值、平均值，描述天津市典型交叉口的車輛啟動損失時間的分布特征。結合考慮車輛的啟動損失時間，重新調(diào)整優(yōu)化信號燈的配時方案，在交通仿真軟件Vissim中進行相應的交通仿

3、真，以行程時間、排隊長度、停車次數(shù)等為評價指標，評估考慮車輛啟動損失因素的信號優(yōu)化方案的優(yōu)劣性。在研究的最后，對一個典型的交叉口的道路渠化形式進行改善設計，在AutoCAD軟件中繪圖。關鍵詞：交叉口；啟動損失；優(yōu)化設計ABSTRACTAsurbanizationcontinuestoaccelerateTianjin,residentstraveltimesandincreasingvehiclepopulation,leadingtoaseriesofurbantrafficproblems,suchaspoororganizationandmanagementoftraffic,causi

4、ngtrafficjams.Afterenteringtheeraofthecitycar,thecarwillbealloverthestreets,thekindofhopethatafewlargeroadprojectstoaddresstheideaofthecitystrafficcongestion,apparentlyoutdated.Onlyafewlinesfromtheeyestotheface,thatistolooktoimprovethecapacityoftheentireroadnetworkinalltheroadsup,tryingtomakeallofth

5、ecitysroadnetworkhavebecomefastroad.TheresearchfieldworkTianjintypicalvehiclestoplineattheintersectionofimportedroadlosstostarttimeforthegreensignalfromtheinletchanneltothevehiclestarttimestarttimespan,consideringthetimeperiod,importsofroadlanes,differentmodelsmixingratio,conditionsandotherfactorsaf

6、fectingpedestriancrossing,themaximumlossstatisticsvehiclestarttime,minimum,average,typicalintersectionvehicledescriptionTianjindistributionlossesstarttime.Combinedwiththelossoftimetoconsiderstartingthevehicle,re-adjustandoptimizethesignaltimingplan,thecorrespondingtrafficsimulationintrafficsimulatio

7、nsoftwareVissimtotraveltime,queuelength,numberofstops,suchasfortheevaluationofindicatorstoassessthelossfactorstoconsidervehiclestarttheprosandconsofsignaloptimizationprograms.Attheendoftheroaddrainageformofresearchforatypicalintersectionimprovementdesign,drawinginAutoCADsoftware.KeyWords：Intersectio

8、n;Startlosses;Optimizeddesign II目錄TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark10 1緒論1 HYPERLINK l bookmark12 1.1研究目的與意義1 HYPERLINK l bookmark14 1.2研究的問題與方法2 HYPERLINK l bookmark16 國內(nèi)外城市交通控制系統(tǒng)比較分析3 HYPERLINK l bookmark18 國外的城市交通控制系統(tǒng)分析3 HYPERLINK l bookmark20 國內(nèi)的城市交通控制系統(tǒng)分析5 HYPERLINK l bookmark22 交叉口車輛啟動時間調(diào)查分析7

9、 HYPERLINK l bookmark24 圍堤道-氣象臺路交叉口調(diào)查7 HYPERLINK l bookmark26 高峰時段與非高峰時段車輛啟動損失時間對比7 HYPERLINK l bookmark28 行人過街對車輛啟動損失時間影響9 HYPERLINK l bookmark30 圍堤道-友誼路交叉口調(diào)查10 HYPERLINK l bookmark32 高峰時段與非高峰時段車輛啟動損失時間對比11 HYPERLINK l bookmark34 行人過街對車輛啟動損失時間的調(diào)查13 HYPERLINK l bookmark36 3.3交叉口車輛啟動損失時間分析13 HYPERLIN

10、K l bookmark38 3.3.1高峰對車輛啟動損失時間分析13 HYPERLINK l bookmark40 3.3.2不同車型對車輛啟動損失時間分析14 HYPERLINK l bookmark42 3.3.3行人過街對車輛啟動損失時間分析15 HYPERLINK l bookmark44 考慮車輛啟動時間損失的信號控制優(yōu)化16 HYPERLINK l bookmark46 控制原理16 HYPERLINK l bookmark48 4.2仿真原理和軟件16VISSIM仿真系統(tǒng)基本原理16VISSIM仿真系統(tǒng)基本功能17 HYPERLINK l bookmark50 4.3對圍堤道-

11、友誼路交叉口仿真分析17原始方案的仿真17 HYPERLINK l bookmark52 考慮啟動損失時間方案的仿真19對比分析20 HYPERLINK l bookmark54 5交叉口改善設計21 HYPERLINK l bookmark56 平面交叉的渠化設計的概念21 HYPERLINK l bookmark58 5.2道路渠化設計21結論23 HYPERLINK l bookmark62 參考文獻25致謝25天津職業(yè)技術師范大學2014屆本科生畢業(yè)設計 1緒論研究目的與意義隨著經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展，科技的不斷進步,人們的生活不斷富裕，很多人買了私家車。國內(nèi)各大、中城市的汽車保有數(shù)量迅速增

12、加，汽車數(shù)量的增加在給人們的出行來帶來方便的同時也增加了交通運輸壓力，導致了交通狀況的持續(xù)惡化，主要有以下幾個方面：（一）機動車數(shù)量飛速增加，道路資源利用不充分。2000年以前，我國車與路的發(fā)展比較均衡，城市交通擁堵現(xiàn)象并不十分明顯。2008年以后，機動車保有量成倍增加，尤其是2008年后，機動車增量驚人，車輛的增長速度和道路資源供應嚴重不協(xié)調(diào)，逐漸成為社會熱點問題。由于城市道路資源開發(fā)有限，而機動車數(shù)量仍呈現(xiàn)逐年增大的趨勢，使得供給和需求呈“反比”式發(fā)展，城市交通擁堵狀況更加雪上加霜。（二）城市規(guī)劃不盡合理，路網(wǎng)結構總體布局失調(diào)。隨著城市化進程的進一步加快，中國多數(shù)城市以舊城區(qū)為中心向周邊輻

13、射，形成“傘狀”式的結構布局。這種城市結構的特點是，城市的政治、文化、金融集中于城市的某些區(qū)域，形成城市的中心區(qū)，城市道路大都以適應某一區(qū)域的需要來布建，這決定了我國多數(shù)城市道路均屬于這種典型的“樹狀”路網(wǎng)結構。它以主路為干，派生出多條服務于某一點的支路。干路要為支路合流服務，同時又要擔負著商貿(mào)交易功能，其效果必然是源頭廣泛，合流集中，支路不足，干路爆滿的交通現(xiàn)象。（三）智能交通發(fā)展緩慢，交通引導運籌力不強。目前，全國多數(shù)城市道路智能化程度偏低，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：一是指揮調(diào)度系統(tǒng)缺少高技術支撐。二是信號燈控制還不完善。智能交通信號燈控制應能做到，利用交通流量分析系統(tǒng)整理出的最優(yōu)數(shù)據(jù)來控制

14、警力配置，引導交通流，解決盲目行車、無序行車的問題，當前多數(shù)城市交通信號仍不能實現(xiàn)智能化，很多城市交通還沒有車輛調(diào)流誘導屏。三是信息發(fā)布還沒有實現(xiàn)共享。（四）法律、法規(guī)不完善，對交通違法者約束力不強。在路上，我們隨時可以看見，駕駛人搶時搶道占道、違規(guī)超車、隨意倒車；行人不遵守交通規(guī)則，亂穿馬路、闖紅燈等，破壞正常的交通秩序，這和國外一些發(fā)達城市相比，我們的出行文明程度還相差甚遠。在全國的很多城市，以天津市為例，有很大部分干道的人行橫道信號燈很少與上下游交叉口信號燈進行配合協(xié)調(diào)，交通控制信號設置不合理，由此導致行人過街交通存在一定的隱患，在機動車高峰期，人行橫道處的事故率有增加的趨勢，特別是在繁

15、華地段。對于行人按鈕式信號燈，除須在主街上設置車輛檢測器外，還有一個缺點,就是主街交通量越大，行人過街的機會就越少。所以根據(jù)分析行人過街信號與交叉口控制信號的協(xié)調(diào)配合是非常必要的。城市交通交叉口研究的意義在于其已經(jīng)成為城市交通的主要疏通地帶。信號控制交叉口的優(yōu)化配時是減小城市道路網(wǎng)絡上的車輛延誤、有效利用道路設施、降低交通事故、減小環(huán)境污染和燃油消耗等的有效手段，是城市交通管理最有力的工具。研究交叉口車輛啟動損失時間，通過科學合理的交通控制手段，最大限度的提高交叉口的通過能力，降低延遲時間，節(jié)約每個人的時間，是建設資源節(jié)約型社會研究的重要課題，在諸多的交叉口信號控制方法中，優(yōu)化信號配時是簡單卻

16、有效的方法。城市交叉口把城市道路相互連接起來構成道路網(wǎng)，其通行能力制約著道路的通暢，解決好城市交叉口的交通控制管理，減少在交叉口的停車和延誤，是一項利國利民的重要研究工作。1.2研究的問題與方法由于汽車交叉口的啟動損失時間會延誤綠燈的時間，因此，為了較為全面的反映、描述不同環(huán)境下，不同車型帶來的影響，需要以實際調(diào)查和數(shù)據(jù)分析，對以下問題進行研究：（1）不同車型在紅燈變成綠燈之后，對車輛啟動損失影響如何？（2）交叉口行人對車輛啟動的影響如何？（3）在上班高峰與平常的時間車輛啟動時間有何不同？為了能夠解析不同環(huán)境下車輛啟動損失時間，本研究以圍堤道-氣象臺路交叉口,圍堤道-友誼路交叉口對象進行研究,

17、計、分析。不同時間多次對其車輛損失時間進行拍攝圖2-1圍堤道-氣象臺路交叉口位置B|才匕BiflHaI5CO:JW-FTIX.*冬5|lkLTT.IUi-aiccii-aw1加ux.aiti4.HR-叫卿+匚ISFas*Ul圖2-2圍堤道-友誼路交叉口位置2國內(nèi)外城市交通控制系統(tǒng)比較分析國外的城市交通控制系統(tǒng)分析在國外，人們將先進的信息技術、數(shù)據(jù)通訊傳輸技術、電子控制技術以及計算機處理技術等有效地綜合運用于整個運輸管理體系，使人、車、路及環(huán)境密切配合，從而建立起一種在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的實時、準確、高效的綜合管理系統(tǒng)，這便是智能交通系統(tǒng)（IntelligentTransportation

18、System,簡稱（ITS），ITS可以有效地利用現(xiàn)有的交通設施、減少交通負荷和環(huán)境污染、保證交通安全、提高運輸效率，因而日趨受到各國的重視并得到廣泛應用，其主要應用的內(nèi)容包括交通監(jiān)測與協(xié)調(diào)、電子收費與停車管理、輔助駕駛、貨運追蹤等方面。其主要方面就是智能交通系統(tǒng)通常由多個子系統(tǒng)組成，一般包括車輛控制系統(tǒng)、交通監(jiān)控系統(tǒng)、運營車輛管理系統(tǒng)、旅行信息系統(tǒng)等。通過學習和了解國外交通控制系統(tǒng)，分析主流信號系統(tǒng)的優(yōu)點和缺點如表所示表2-1交通控制系統(tǒng)比較2主流信號系統(tǒng)國別或開發(fā)公司系統(tǒng)特點及優(yōu)勢TRANSYTTRANSYT系統(tǒng)是一種脫機操作的定時控制系統(tǒng)，將交通流信息和初始配時參數(shù)作為原始數(shù)據(jù)，通過仿真

19、，得出系統(tǒng)的性能指標作為配英國交通與道路時的優(yōu)化目標函數(shù)，用“爬研究所山法”進行優(yōu)化，產(chǎn)生比初始配時更優(yōu)越的新配時方案，再把新的信號配時輸入到仿真部分，反復疊代，最后得到性能指標值達到最小的系統(tǒng)配時方案。系統(tǒng)不足1、計算量太大，路網(wǎng)較大時問題則更加突出；2、是脫機優(yōu)化要求花費大量人力物力預先采集路網(wǎng)信息和交通流信息，同時也不能適應交通狀況的實時變化；SCATS澳大利亞新南威爾士道路交通局把信號周期、綠信比和相位差作為各自獨立的參數(shù)分別進行優(yōu)選，優(yōu)選過程所使用的“算法”以飽和度和綜1、作為一種方案選擇系統(tǒng)，沒有使用交通流模型，限制了配時方案的優(yōu)化程度；2、是檢測器安裝在停車線處,難以監(jiān)測車隊的行

20、進，沒有車流實時信息反饋，這使得相位SCOOTTRL公司、PEEK公司、西門子公司由美國亞利桑那RHODES大學OPAC美國PBFarradyne公司和馬薩諸塞大學合流量為主要依據(jù)。它的優(yōu)化過程并沒有利用數(shù)學模型，而是在各種預定的方案差優(yōu)選可靠性較差；3、系統(tǒng)只能實施在PDP系列數(shù)字計算機上，限制了推廣應用。中進行優(yōu)選，方法簡單通過檢測器定時采集和分析交通信息，交通模型和優(yōu)化程序配合生成最佳配時方案，最后送入路口信號機予以實施；其優(yōu)化程序采用小步長漸近尋優(yōu)方法，連續(xù)實時地調(diào)整綠信比、周期和時差三個參數(shù)，降低了計算量，且也很容易跟蹤和把握當前的交通趨勢；系統(tǒng)檢測器信息的敏感度低，所以優(yōu)化器的個別

21、錯誤不會導致整體的關鍵錯誤。RHODES以相位可控化、有效綠波帶、和預測算法為核心技術。；采用非參數(shù)化控制模型來完全適應實時交通信號控制，用相序和相位長度來確定配時引人了有效定周期(VirtualFixedCycle，VFC)的概念；它是一個真正的分布式系統(tǒng)，中心計算機只完成VFC優(yōu)化，路口機完成車隊預測、相位優(yōu)化以及排隊長度、停車次數(shù)和延誤1、采用集中式控制結構，難以實現(xiàn)較大區(qū)域的控制；2、建立交通模型需要采集大量路網(wǎng)信息和交通流信息，耗時費力；3、綠信比優(yōu)化依賴于對飽和度的估算和小步長的變化幅度，有可能不足以及時響應每個周期的交通要求；4、信號相位和相序事先同定,不能參與自動變化；5、控制

22、子區(qū)的自動劃分問題尚未解決;1、沒有建模解決公交車上下客對其他交通流及其本身造成的延誤；2、是系統(tǒng)高層優(yōu)化有待于進一步研究1、通信速率較低，只有9600bps，對等通信只能30s完成一次，一定程度上影響了應用；2、是控制算法復雜，對調(diào)試人員要求較高。等參數(shù)狀態(tài)的檢測和估計;采用了動態(tài)規(guī)劃、自校正、自調(diào)整算法等先進的優(yōu)化方法和控制技術。SP0T/UT0PIA意大利MizarAutomazione公司SPOT是一個小型的分布式交通控制系統(tǒng)，在每個交通控制器上使用微觀模型完成本地最優(yōu)化工作UTOPIA是一個面控軟件，可協(xié)調(diào)組織多個SPOT系統(tǒng)（作為子區(qū)）以組成區(qū)域控制系統(tǒng)；系統(tǒng)引入權重概念以實現(xiàn)其在

23、公交優(yōu)先功能中的特殊控制目標。該系統(tǒng)更適合公共交通發(fā)達的交通情況，在公共交通一般或者不發(fā)達的情況下信號控制策略則需要進一步加強ACTRA由美國西門子公司1、技術先進和性能可靠，適合大、中型城市；2、強大的系統(tǒng)擴展能力；3、分布式系統(tǒng)；4、基于PC的系統(tǒng)，操作使用方便簡潔，界面良好；5、自適應協(xié)調(diào)控制功能，反應迅速、實用；6、地優(yōu)化和中心優(yōu)化相結合的遠程監(jiān)控。與其他系統(tǒng)的兼容性仍需加強國內(nèi)的城市交通控制系統(tǒng)分析相比于國外智能化交通系統(tǒng)，中國智能交通整體發(fā)展水平還比較落后，20世紀70年代北京市采用DJS130型計算機對干道協(xié)調(diào)控制進行了研究；20世紀80年代以來國家一方面采取引進與開發(fā)相結合的方

24、針，先后建立了一些城市道路交通控制系統(tǒng)。其中比較成功的有：表2-2國內(nèi)交通控制比較2智能交通控制系統(tǒng)特點南京城市父通控制系統(tǒng)初步建立了南京市交通管理系統(tǒng)集成平臺，并集成交通信號控制子系統(tǒng)、交通信息采集子系統(tǒng)、交通誘導子系統(tǒng)、公交優(yōu)先子系統(tǒng)、特種車輛VIP子系統(tǒng)等幾個子系統(tǒng)。海信HiCon交通信號控制系統(tǒng)概述“HiCon交通信號控制系統(tǒng)”是路口信號機、通信服務器到區(qū)域控制服務器、中央控制服務器的整套解決方案，包括HST100集中協(xié)調(diào)式交通信號機、Hiconl.0交通信號控制系統(tǒng)軟件、CMT1.0交通信號機配置與維護工具軟件。SMOOTH系統(tǒng)的車輛檢測器采用了ARM7嵌入式軟硬件系統(tǒng)平臺設計，不僅

25、采集車輛通過線圈傳感器的空脈沖群，產(chǎn)生原始數(shù)據(jù)，深圳市SMOOTH交通信號控制而且完成了對數(shù)據(jù)的初步處理。信號控制機采用了ARM9嵌入式系統(tǒng)軟硬件系統(tǒng)平臺設計，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)綜合處理、狀態(tài)目標區(qū)域識別、路口信號控制參數(shù)的本地決策、配時參數(shù)的輸出控制和綠信比的戰(zhàn)術微調(diào)。3交叉口車輛啟動時間調(diào)查分析本研究分別在不同的時間段，進行了天津圍堤道-氣象臺路交叉口，圍堤道-友誼路交叉口車輛啟動損失時間統(tǒng)計。在調(diào)查研究過程中，分別對車流量高峰時期與非高峰時期的車輛損失時間統(tǒng)計；有無行人過街對應車輛啟動損失時間的統(tǒng)計。分別在白天行人人數(shù)過多和晚上沒有行人時分別拍攝并統(tǒng)計，分別對不同的時段進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計。圍堤道是天津

26、的主干道，其主干道上路型復雜，車流量較大，因此在天津圍堤道-氣象臺路交叉口，圍堤道-友誼路交叉口進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計具有典型意義。3.1圍堤道-氣象臺路交叉口調(diào)查氣象臺路為南北向交通主干道，圍堤道為東西向交通主干道，兩條道路所在交叉口的道路斷面形式及車道功能如圖3-1所示。圖3-1交叉口斷面形式3.1.1高峰時段與非高峰時段車輛啟動損失時間對比為了研究汽車在高峰時段與非高峰時段的不同環(huán)境下的車輛啟動損失時間，在2014年4月12日和2014年4月18日拍攝視頻進行統(tǒng)計，在車流量高峰期和非高峰時期分別拍攝視頻，拍攝高峰時期分別是上午8:30-9:30,下午17:00-18:00,非高峰時期是12:00-

27、15:00,并作不同車型的啟動損失時間統(tǒng)計，統(tǒng)計量為東西南北每個進口處三十輛左右，將統(tǒng)計的數(shù)據(jù)進行匯總表3-1,3-2。(a)東進口(b)西進口(c)南進口(d)北進口圖3-2交叉口各進口道情況1針對圍堤道-氣象臺路的高峰時段不同車型的啟動時間統(tǒng)計表3-1東進口車型最大值MAX(s)最小值MIN(s)平均值(s)方差DX公父車2.6小型汽車2.9出租車1.3表3-1西進口車型最大值MAX(s)最小值MIN(s)平均值(s)方差DX公父車2.1小型汽車2.2出租車1.4表3-3南進口車型最

28、大值MAX(s)最小值MIN(s)平均值(s)方差DX公父車1.5小型汽車1.9出租車1.3表3-4北進口車型最大值MAX(s)最小值MIN(s)平均值(s)方差DX公父車1.8小型汽車2.6出租車1.32.針對圍堤道-氣象臺路的非高峰時段不同車型的啟動時間統(tǒng)計表3-5東進口車型最大值MAX(s)最小值MIN(s)平均值(s)方差DX公父車1.6小型汽車2.3出租車1.1表3-6南進口車型最大值MAX(s)最小值MIN(s)平均值(s

29、)方差DX公父車5.0小型汽車2.6出租車1.4表3-7西進口車型最大值MAX(s)最小值MIN(s)平均值(s)方差DX公父車1.3小型汽車2.1出租車1.2表3-8北進口車型最大值MAX(s)最小值MIN(s)平均值(s)方差DX公父車1.5小型汽車2.5出租車1.6行人過街對車輛啟動損失時間影響交叉口車輛啟動損失時間的影響因素很多，如行人過街、雪天、晴天都會對車輛啟動損失時間有影響。因為車流與行人之間的相互影響，行人穿越車流的步

30、行速度要稍低于行人在人行道綠燈周期時穿越的步行速度。行人在穿越進行中的車流時，開始總是以一種慢的速度試探的前進，當確定可以過去之后，才加速通過。所以行人過街也是影響車輛啟動損失時間的因素。針對行人過街的影響分別在2014年4月28日白天和2014年5月4日晚上無行人時對圍堤道-氣象臺路交叉口進行視頻拍攝交叉口無行人過街時車輛啟動損失時圖3-4無行人過街對車輛啟動間，如下表所示。車型最大值MAX(s)最小值MIN(s)平均值(s)方差DX公父車5.0小型汽車2.6出租車1.4表3-10西進口車型最大值MAX(s)最小值MIN(s)平均值(s)

31、方差DX公父車2.4小型汽車1.8出租車1.3表3-11南進口車型最大值MAX(s)最小值MIN(s)平均值(s)方差DX公父車2.5小型汽車2.4出租車1.5圖3-3行人過街對車輛啟動影響表3-9東進口表3-12北進口車型最大值MAX(s)最小值MIN(s)平均值(s)方差DX公父車2.5小型汽車2.1出租車1.33.2圍堤道-友誼路交叉口調(diào)查友誼路為南北向交通主干道，圍堤道為東西向交通主干道，兩條道路所在交叉口的道路斷面形式及車道

32、功能如圖所示。圖3-4父叉口斷面形式3.2.1高峰時段與非高峰時段車輛啟動損失時間對比在2014年4月8日和2014年4月13日對天津圍堤道-友誼路交叉口進行拍攝視頻并作統(tǒng)計，在車流量高峰時段和非高峰時段分別拍攝視頻，并作不同車型的啟動損失時間統(tǒng)計，高峰時段是早8:00-9:00,非高峰時段是13:00-16:00在表4-5,4-6中匯總。(a)東進口(b)南進口(c)西進口(d)北進口圖3-5交叉口各進口道情況針對圍堤道-友誼路的高峰時段車輛啟動損失時間統(tǒng)計表3-13東進口車型最大值MAX(s)最小值MIN(s)平均值方差DX公父車2.1小型汽車1.8出租

33、車1.3表3-14西進口車型最大值MAX(s)最小值MIN(s)平均值方差DX公父車2.2小型汽車1.6出租車1.4表3-15南進口車型最大值MAX(s)最小值MIN(s)平均值方差DX公父車2.2小型汽車1.3出租車1.5表3-16北進口車型最大值MAX(s)最小值MIN(s)平均值(s)方差DX公父車2.1小型汽車1.8出租車1.32.針對圍堤道-友誼路的非高峰時段車輛啟動時間統(tǒng)計表3-17東進口車型最大值MAX

34、(s)最小值MIN(s)平均值方差DX公父車5.0小型汽車2.3出租車3.71.5表3-18西進口2.11.4車型最大值MAX(s)最小值MIN(s)平均值方差DX公父車2.1小型汽車2.2出租車3.71.7表3-19南進口2.11.3車型最大值MAX(s)最小值MIN(s)平均值方差DX公父車5.0小型汽車2.0出租車3.71.4表3-20北進口2.41.3車型最大值MAX(s)最小值MIN(s)平均值方差DX公父車2.2小型汽車2.6出租車3.71

35、.52.21.4行人過街對車輛啟動損失時間的調(diào)查針對圍堤道-友誼路行人過街的影響分別在2014年4月28日白天和2014年5月4日晚上無行人時對圍堤道-氣象臺路交叉口進行視頻拍攝并在以下表中匯總交叉口無行人時車輛啟動損失時間。表3-21東進口車型最大值MAX(s)最小值MIN(s)平均值方差DX公父車1.8小型汽車2.1出租車1.2表3-22西進口車型最大值MAX(s)最小值MIN(s)平均值方差DX公父車1.8小型汽車1.2出租車1.1表3-23南進口車型最大值MAX(s)最小值MIN

36、(s)平均值方差DX公父車1.8小型汽車2.5出租車1.6表3-24北進口車型最大值MAX(s)最小值MIN(s)平均值方差DX公父車1.8小型汽車2.1出租車1.3交叉口車輛啟動損失時間分析3.3.1高峰對車輛啟動損失時間分析通過統(tǒng)計高峰時期與非高峰時期的車輛啟動損失時間，并作對比如圖所示高峰時段平時時段圖3-6圍堤道氣象臺路高峰時段平時時段公交車小型汽車出租車圖3-7圍堤道友誼路通過調(diào)查顯示，在上班高峰時段的車輛啟動損失時間比平時時段的車輛啟動損失時間更長，除了行人過街會影響之外，司

37、機的駕駛能力和注意力也是影響車輛啟動損失時間的因素。不同車型對車輛啟動損失時間分析統(tǒng)計不同車型的不同時段車輛啟動損失時間如圖所示口出租車小型汽車公交車I口出租車小型汽車公交車212.2高峰時段平時時段高峰時段平時時段圖3-8圍堤道氣象臺路圖3-9圍堤道友誼路根據(jù)不同車型的不同時段啟動時間對比圖可以看出，不同時段出租車的啟動時間比小型汽車和公交車短，導致這種結果有以下幾種原因：1、出租車司機師傅駕齡長，對車況比較熟悉，能在很短的時間起步。2、出租車司機對路況比較熟悉，在一定程度上能縮短啟動時間。3、出租車司機注意力比較集中，能較快的啟動。啟動時間最長的是公交車，公交車司機雖然是

38、比較有經(jīng)驗的師傅，但是因為公交車車況的影響，導致公交車的啟動時間比較長。行人過街對車輛啟動損失時間分析統(tǒng)計行人過街對車輛啟動損失時間的對比如圖所示口交叉口有行人葉口交叉口無行人時圖3-10圍堤道氣象臺路交叉口有行人時交叉口無行人時圖3-11圍堤道友誼路從圖中可以看出，在有行人過街時司機師傅要考慮行人的安全，車輛的啟動損失時間會有相應的一個延長，行人過街的大部分集中區(qū)域集中在上班早晚高峰，在晚間調(diào)查無行人過街時的車輛啟動損失時間時大部分司機注意力比較集中，不用考慮行人的安全，所以在啟動時間上有了一個很大的縮短。4考慮車輛啟動時間損失的信號控制優(yōu)化4.1控制原理交通信號控制系統(tǒng)的基本原理是在每個交

39、叉口設置紅綠燈信號控制參數(shù)，使其信號控制對本交叉口所有方向的交通流在交叉口的停頓延誤時間為最??；在多個交叉口信號聯(lián)合綠波控制時，尋求滿足以上條件的同時還保證雙向綠波帶的形成，并且綠波帶寬達到最寬，從而使城市交通得到最優(yōu)控制，使交通通行質(zhì)量達到最優(yōu)。本文的主要思想是對交叉口的信號的協(xié)調(diào)控制3,4。其主要工作就是綠波帶的設計。使干道上按規(guī)定車速行駛的車輛獲得盡可能不停頓的通行；當干道相鄰交叉口距離不是很長時易于為駕駛員所接受，而且操作簡便，相對經(jīng)濟，因此是一種較為普遍的交通控制策略。為使干道通行能力最大，制定干道信號配時方案時遵循原則之一是使通過帶帶寬最大。行人過街信號與交叉口控制信號的協(xié)調(diào)在機動

40、車高峰時段，可以考慮路段行人信號燈的配時與上下游交叉口的信號配時進行協(xié)調(diào)，減少機動車在人行橫道前的停車延誤。4.2仿真原理和軟件4.2.1VISSIM仿真系統(tǒng)基本原理VISSIM是由德國PTV公司開發(fā)的微觀交通流仿真系統(tǒng)。該系統(tǒng)是一個離散的、隨機的、以十分之一秒為時間步長的微觀仿真軟件。車輛的縱向運動采用了德國Karlsruhe大學Wiedemann教授的“心理一生理跟車模型；橫向運動(車道變換)采用了基于規(guī)則(Rule-based)的算法。不同駕駛員行為的模擬分為保守型和冒險型。VISSIM軟件系統(tǒng)內(nèi)部由交通仿真器和信號狀態(tài)發(fā)生器兩大程序組成，它們之間通過接口來交換檢測器的呼叫和信號狀態(tài)?！?/p>

41、交通仿真器”是一個微觀的交通流仿真模型，它包括跟車模型和車道變換模型?！靶盘枲顟B(tài)發(fā)生器”是一個信號控制軟件，它以仿真步長為基礎不斷地從交通仿真器中獲取檢測信息，決定下一仿真時刻的信號狀態(tài)并將這信息傳送給交通仿真器。4.2.2VISSIM仿真系統(tǒng)基本功能7VISSIM可以作為許多交通問題分析的有力工具，它能夠分析在諸如車道特性、交通組成、交通信號燈等約束條件下交通運行情況，不僅能對交通基礎設施實時運行情況進行交通模擬，而且還可以以文件的形式輸出各種交通評價參數(shù)，如行程時間、排隊長度等。因此，它是分析和評價交通基礎設施建設中各種方案的交通適應性情況的重要工具。以下是VISSIM的主要交通分析功能：

42、1、固定式信號燈配時方法的開發(fā)、評價及優(yōu)化。2、能對各種類型的信號控制進行模擬，例如：定時控制方法、車輛感應信號控制方法、SCATS和SCOOT控制系統(tǒng)中的信號控制等。在VISSIM中，交通信號配時策略還可以通過外部信號狀態(tài)發(fā)生器（VAP）來進行模擬，VAP允許用戶設計自己定義的信號控制方法。3、可用來分析慢速區(qū)域的交通流交織和合流情況。4、可對各種設計方案進行對比分析，包括信號燈控制以及停車控制交叉口、環(huán)形交叉口以及立交等5、分析公共交通系統(tǒng)的復雜站臺設施的通行能力和運行情況。6、可用來評價公共交通優(yōu)化處理的各種方案。7、可運用內(nèi)置的動態(tài)分配模式分析和評價有關路徑選擇的問題。例如：各種信息牌

43、對交通帶來的沖擊。4.3對圍堤道-友誼路交叉口仿真分析通過對仿真軟件vissim的學習，將第三章的分析的車輛啟動損失時間考慮在內(nèi)，對天津圍堤道-友誼路交叉口進行仿真分析，主要思想是先對原始方案進行仿真，得到結果之后，考慮不同進道口的車輛啟動損失時間，將綠燈時間相應的延長對應的車輛啟動損失時間之后進行仿真。4.3.1原始方案的仿真對交叉口各進口道的平均排隊長度、最大排隊長度、停車次數(shù)，以及各主要流向的車流行程時間進行3600秒仿真。依據(jù)交叉口的斷面形式、車道功能、流量流向、信號配時（某些相位的綠燈時間延長2-3秒）等基礎數(shù)據(jù)，在Vissim軟件中對友誼路-圍堤道交叉口進行建模與仿真分析，仿真情景

44、如圖4-1所示。仿真結果如表4-2、表4-3所示。表4-1交叉口信號配時方案相位序號相位圖綠燈時間(秒)1W862-1-36312141r166(a)相位1仿真(b)相位2仿真圖4-1多相位仿真表4-2交叉口交通仿真評價情況表進口道平均排隊長度（m）最大排隊長度（m）停車次數(shù)（次）東進口78131628南進口67102385西進口72154326北進口52105226表4-3交叉口交通仿真行程時間表車流方向行程時間（s）路段長度（m）東向西直行78.3330.8南向北直行62.5255.6南向西左轉159.2304.6北向東左轉114.32考慮啟動損失時間方案的仿真表4-4交

45、叉口信號配時方案相位序號相位圖綠燈時間（秒）1*892Y1V-39372441jL57圍堤道友誼路交叉口的主干線時東西方向，車流量相比南北方向數(shù)量更多，在考慮啟動損失時間把東西方向，左轉待轉，向北直行待轉的綠燈時間相應的增加3秒使綠燈時間更長，把南北直行方向上的綠燈時間減少9秒，做相應的仿真分析。表4-5交叉口交通仿真評價情況表進口道平均排隊長度（m）最大排隊長度（m）停車次數(shù)（次）東進口71121596南進口6294365西進口64146293北進口55109236表4-6交叉口交通仿真行程時間表車流方向行程時間（s）路段長度（m）東向西直行74.3319.6南向北直行59.5248.8南向

46、西左轉155.2298.8北向東左轉112.3對比分析根據(jù)交通仿真分析結果，進行相關指標的對比分析，各進口道的平均排隊長度、最大排隊長度、停車次數(shù)的改善情況如表5-7所示，各主要流向的車流行程時間改善情況如表4-8所示。表4-7優(yōu)化前后進口道交通指標改善情況（%）進口道平均排隊長度（m）最大排隊長度（m）停車次數(shù)（次）東進口-8.97%-7.63%-2.57%南進口-7.46%-7.84%-6.46%西進口-11.11%-5.84%-1.31%北進口+5.76%+3.81%+4.42%通過仿真，將車輛啟動損失時間考慮在內(nèi)，進行交通仿真之后東進口，南進口，西進口的平均排隊長度

47、、最大排隊長度、停車次數(shù)的都有所減少，交通暢通度有所改善，北進口的平均排隊長度，最大排隊長度，停車次數(shù)增加。5交叉口改善設計5.1平面交叉的渠化設計的概念渠化9是通過導流島與路面標線相結合的方式，以分隔或控制沖突的車流，使之進入一定的路線，從而滿足平面交叉的基本要求。其目的是通過渠化來減少沖突或明確分開沖突，以控制交通流，調(diào)整沖突角度，減少不必要的路面鋪裝。經(jīng)過渠化設計的平面交叉在時間、空間上得到了充分地利用，提高了交叉口的通行能力并增進了其安全性。設計合理、適用的渠化交叉比同樣面積的非渠化交叉在通行能力上將有著明顯的差異性。渠化交叉時往往會因設計不當而造成一些事與愿違的事情發(fā)生。這就要求在渠

48、化設計時應遵循一定的原則，公路路線設計規(guī)范對渠化設計也有著明確的規(guī)定：.渠化的行駛路線應簡單明了，過于復雜的設計容易使車輛誤行，反而降低其使用效果。.應避免交通流的分流、合流集中于一點。.導流車道的寬度應適當，過寬會引起車輛并行，容易發(fā)生碰撞事故。(4).駕駛者駛近導流設施前應能醒目地覺察到導流設施的存在。以上四點為平交口的渠化提供了設計的依據(jù)，也是設計中應當遵循的基本原則。5.2道路渠化設計通過調(diào)查天津圍堤道氣象臺路交叉口的進口道，用AutoCAD軟件繪制圍堤道-氣象臺路交叉口的道路渠化形式表5-1進口道統(tǒng)計表進口道直行道轉向道東進口32西進口32南進口22北進口22天津圍堤道氣象臺路交叉口

49、渠化是在原有的基礎上增加左轉待轉來減少沖突，以控制交通流，減少不必要的路面鋪裝。平面交叉口設置交通標志、標線和交通島等，引導車流和行人各行其道。通過網(wǎng)上調(diào)查和查閱文獻，對天津市圍堤道氣象臺路交叉口的各個進口車道的寬度做了統(tǒng)計，統(tǒng)計的數(shù)據(jù)如表5-2所示表5-2進道口寬度(m)進口道非機動車道機動車道1機動車道2機動車道3機動車道4北進口4.43333南進口3.33.3東進口3.13.1西進口3.13.1圍堤道氣象臺路現(xiàn)狀如圖5-1所示圖5-1圍堤道氣象臺路優(yōu)化設計增加左轉待轉區(qū)域，如圖5-2所示圖5-2優(yōu)化圖通過對圍堤道氣象臺路地面道路系統(tǒng)進

50、行渠化調(diào)整，以及紅綠燈間隔時間的微調(diào)，希望能夠最大限度的提高交叉口的通過能力，降低延遲時間，節(jié)約每個人的時間。結論通過調(diào)查天津市典型交叉口：圍堤道氣象臺路交叉口和圍堤道友誼路交叉口，統(tǒng)計分析了不同進道口車輛的啟動損失時間，并作不同車型的對比，對不同環(huán)境的情況下各種車輛的啟動損失時間對比統(tǒng)計，描述典型交叉口車輛啟動損失時間的分布特征?？紤]車輛的啟動損失時間，重新調(diào)整圍堤道友誼路交叉口優(yōu)化信號燈的配時方案，在交通仿真軟件Vissim中相交通仿真，評估考慮車輛啟動損失時間之后各進道口的平均排隊長度，最大排隊長度都有所減少，停車的次數(shù)也有所下降，說明在實際對交叉口進行優(yōu)化配置時，應該把車輛啟動損失時間考慮進去，使新的優(yōu)化方案更加完善，更加周全，確保最大限量的利用道路資源，使道路更加暢通