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交通设计课程设计

交通设计课程设计——解放中路与民主中路交叉口

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摘要

交通工程学作为一门新兴学科和专业,对我国交通交通科学技术的发展以及人才培养以及交通基础设施的品质化建设产生了重大的影响。交通工程学基本原理贯穿于交通流解析、交通规划与交通设施基本建设及其最佳利用之中,为改善人类的交通问题,提高交通服务水平,发挥了而且继续发挥着巨大的作用。在交通设施利用层面,交通管理规划与交通安全规划工作也在诸多城市展开。另外,交通的管理也在交通系统及其设施极不完善的条件下进行。

设计是正式做某项工作之前,根据一定的目的和要求,预先制定方法和方案等。因此,设计犹如工程建设的灵魂。为了最佳地建设交通设施,如道路、铁路、或枢纽等的建设,必须基于其目的,以及根据交通系统的功能,最佳地制定建设方案。交通设计是实现交通设施最佳建设的重要一环,它与交通设施设计犹如建筑设计与结构设计的关系,一定意义上前者起统帅作用。

设计的相关概念在诸多领域被应用,如城市设计、建筑设计、结构设计、道路设计、机械设计、系统设计及工业设计等等。设计的基本概念包括:设计原则和目标;从功能出发,以相关条件为约束,构筑最佳的系统或工程方案。“交通设计”可理解为以下含义:基于城市和交通规划的理念和成果,运用交通工程学、系统工程学与工业设计的基本理论与原理,以交通安全、通畅、便利、效率以及与环境和谐为目标,以交通系统的“资源”为约束条件,对现有和未来的交通系统及其设施加以优化设计,寻求改善交通的最佳方案。某种意义上可以将交通设计理解为创造性、系统化的“交通工程学”或集交通工程学、系统工程学与工业设计等基本理论和原理于一体的应用型交通工程学。

交通设计是系统化的应用交通工程学原理,改善或预防实际交通问题的理论和方法。因此,其发展取决于不断凸显的交通问题及其变化特征,以及交通工程学和相关交叉学科的发展。在这种形式下,交通设计的概念及其作用开始被广大的交通规划、建设与管理部门所接受并引入,得到了广泛的应用。未来交通设计的对象将从道路交通设计,不断地向综合交通设计发展,甚至包括政策设计,交通设计的深度也将随着交通系统理论研究的深入、交通运行与服务的品质化以及交通资源和时空条件的限制,更趋科学化,精细化和人文化。

本次课程设计旨在通过同学们自己的亲自参与,通过对交叉口交通量、饱和流量、延误、信号配时、渠化设计等的调查统计分析,掌握交通设计的调查方法,运用所学知识解决交叉口存在的交通问题。将交通设计的理论和原理应用于实际中去,学以致用,使同学们加深对“交通设计”的理解,并熟练掌握其设计方法。

一、资料收集与整理............................................................................................ 错误!未定义书签。

1.交叉口概况.................................................................................................. 错误!未定义书签。2.道路几何条件调查...................................................................................... 错误!未定义书签。1).道路几何条件............................................................................................ 错误!未定义书签。2).衔接路段几何条件调查 ........................................................................... 错误!未定义书签。3).交叉口信号控制状况 (6)

3.交通条件调查.............................................................................................. 错误!未定义书签。

3.1.交通量调查........................................................................................... 错误!未定义书签。

3.2 数据分析................................................................................................. 错误!未定义书签。

3.3 交叉口延误调查..................................................................................... 错误!未定义书签。

3.4 饱和流量调查........................................................................................ 错误!未定义书签。

二、存在问题与基本对策.................................................................................. 错误!未定义书签。

1.通行能力不匹配.......................................................................................... 错误!未定义书签。

2.展宽设置不合理.......................................................................................... 错误!未定义书签。

3.道路标线不规范和不完全.......................................................................... 错误!未定义书签。

4.人行天桥设置不合理.................................................................................. 错误!未定义书签。

5.公交站台设计不合理 ................................................................................ 错误!未定义书签。

6.其他问题汇总 ............................................................................................ 错误!未定义书签。

三、现状评价...................................................................................................... 错误!未定义书签。

1.定性评价...................................................................................................... 错误!未定义书签。

2.定量评价...................................................................................................... 错误!未定义书签。

2.1 交叉口通行能力分析........................................................................... 错误!未定义书签。

2.2进口道车辆排队分析........................................................................ 错误!未定义书签。

2.3 交叉口综合评价................................................................................... 错误!未定义书签。

四、交叉口及引道优化设计方案 ...................................................................... 错误!未定义书签。

1.交叉口处人行天桥改善 ............................................................................... 错误!未定义书签。

1.1 人行天桥现状分析............................................................................... 错误!未定义书签。

1.2 解决方案............................................................................................. 错误!未定义书签。

2.公交停靠站改进 ........................................................................................... 错误!未定义书签。

2.1公交站现状.............................................................................................. 错误!未定义书签。

2.2 解决方案............................................................................................... 错误!未定义书签。

3.商业街前道路功能划分改进 ....................................................................... 错误!未定义书签。

4.其他项目的优化 ........................................................................................... 错误!未定义书签。

五、设计方案评价................................................................................................ 错误!未定义书签。

1.公交停靠站的验证 ....................................................................................... 错误!未定义书签。

2.交叉口安全评价 ........................................................................................... 错误!未定义书签。

3.引道沿线交通优化设计 ............................................................................... 错误!未定义书签。

六、总结.............................................................................................................................错误!未定义书签。

七、参考书目.....................................................................................................................错

误!未定义书签。

一.资料收集与整理

1.交叉口概况

本小组调查地点为民主路与解放路交叉口,是一个比较典型和有代表性的交叉口。它处于焦作市繁华地段,北临百货大楼,西邻三维商业广场,南邻理工大学,是一个建筑非常密集的地点,虽然设有过街天桥缓解了一部分行人的交通量,但高峰时段大量机动车和非机动车仍显得交通混杂,车流量很大。由于道路建设年限较久,随着焦作经济和社会的快速发展,虽经多次改善,仍不能满足交通对路段的要求,存在很多问题,诸如信号配时、交通渠化,路段设置等方面有待改进。民主路为南北方向道路,一块板形式,在交叉口处经渠化设计,机非分隔变为三块板,机动车道设置为入口道两车道,出口到单车道;解放路为东西方向道路,三块板,机非分隔,入口道为三车道,出口道为双车道。本小组总共八名成员,在平峰时段和高峰时段分别安排两人在各进口道对此交叉口进行交通量、饱和流量、延误进行调查,希望能通过我们的调查分析,对此路口提出一个合理的改善方案。

其交叉口平面图如下所示:

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2.道路几何条件调查

相较于东西方向的解放路,南北方向的民主路交通量要小很多,因此此路段为一块板形式,而解放路设置为三块板形式。由于此路口处于焦作市繁华中心地段,交通量较大,人车混杂,现有路段在交叉口处进行了渠化设计,民主路在交叉口处由一块板变为机非分割的三块板形式,而解放路在交叉口处仍未三块板形式。这里将路段和交叉口加以区分,具体道路几何条件如下表所示:

2.1交叉口路段几何条件调查

解放中路与民主中路交叉口几何条件调查表

项目单

进出口方向

东进口西进口南进口北进口

进口

出口

进口

出口

进口

出口

进口

出口

道路等

主干道主干道次干道次干道

断面形

三块板三块板三块板三块板

设计车速Km/

h

50 50 40 40

设计车辆车

标准小汽车标准小汽车标准小汽车标准小汽车

车道数车

道三车

两车

三车

两车

两车

一车

两车

一车

车道功能划分m 直行、直右、

左转

直行、直右、

左转

直行、直左、

直右

执行、直左、

直右

中央分

隔带宽

m 0.45 0.45 0.45 0.45 ————

机非分

隔带宽

m 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45

非机动

m 5.5 5.45 5.65 5.55 2.69 2.55 2.6 2.65 车道宽

2.2 衔接路段几何条件调查

道路路段几何条件调查表

项目单位道路名

解放中路东段解放中路西段民主中路南段道路等级主干道主干道次干道

断面形式三块板三块板一块板

设计车速Km/h 50 50 40

设计车辆车种标准小汽车标准小汽车标准小汽车

红线宽度m ———

车道数车道四车道四车道四车道

中央分隔带

m 0.45(护栏)0.45(护栏)—宽

机非分隔带

m 0.45(护栏)0.45(护栏)0.45(护栏)宽

非机动车道

m 5.50 5.65

2.3 交叉口信号控制状况

该交叉口采用的是四相位变信号控制方案,高峰时段与平峰时段通行权的赋予并不完全相同,但信号周期都相同,为131s。南北方向交通量较小,绿灯时间较短,为一相位通车,东西方向为三相位通车。

3. 交通量调查

3.1 交通量调查

本小组八名成员分别在平峰时段(15:35~16:35)一个小时的时间里,和高峰时段(17:50~18:50)一个小时的时间里对各进口道(东进口、西进口、南进口、北进口)对机动车(包括小汽车、公交车、摩托车)分流向(直行、左转、右转)和非机动车(包括电动车、自行车)分流向进行调查,每五分钟记录一次,由于行人大部分从过街天桥上经过,对交叉口交通影响不大,不作考虑。

具体人员安排为:分别安排两人在个进口道通过目测查数的方式对机动车和非机动车进行统计,具体调查方法有两人自行商议决定,比如南进口交通量较小可以分配一人查机动车,一人查非机动车;东进口机动车交通量较大,非机动车交通量较小,可以安排一人调查非机动车和左转机动车,另一人调查直行和右转的机动车。

最后经过计算整理,绘列成表如下所示(单位:辆):

表1 解放中路与民主中路交叉口东进口机动车交通量调查表(平峰)

时间段

左转直行右转

小汽

摩托

小汽

公交摩托

小汽

摩托

15:35~15:40 26 4 0 17 2 0 4 0 2 15:40~15:45 12 2 1 12 2 1 10 0 0 15:45~15:50 17 3 2 37 6 5 5 3 2 15:50~15:55 17 2 0 26 7 0 9 0 3 第一相位(50 s)第二相位(15s)第三相位(18s)第四相位(46s)

16:00~16:05 19 3 0 35 4 5 12 1 0 16:05~16:10 27 4 0 26 2 3 9 1 0 16:10~16:15 14 4 0 26 5 3 6 1 5 16:15~16:20 18 4 0 25 8 3 15 2 2 16:20~16:25 17 2 0 24 1 7 6 1 2 16:25~16:30 14 7 2 32 9 4 12 1 0 16:30-16:35 17 3 1 27 0 6 7 1 3

总和

(分车种)

223 41 7 325 51 41 104 11 20 总和271 417 135

表2 解放中路与民主中路交叉口西进口机动车交通量调查表(平峰)

时间段

左转直行右转

公交摩托

小汽

公交摩托

小汽

公交

15:30~15:35 7 0 2 32 5 0 11 0 0 15:35~15:40 6 0 0 33 7 5 18 1 0 15:40~15:45 6 0 1 35 6 1 12 0 0 15:45~15:50 10 0 3 25 5 1 18 0 0 15:50~15:55 7 0 2 35 3 0 18 0 0 15:55~16:00 8 1 1 20 3 2 17 0 0 16:00~16:05 4 0 0 23 4 1 12 0 0

16:10~16:15 7 0 0 30 6 2 11 1 0 16:15~16:20 6 0 1 13 4 0 25 1 0 16:20~16:25 4 0 2 34 6 1 16 0 0 16:25~16:30 6 0 0 22 3 3 22 1 0

总和

(分车种)

75 1 13 326 59 18 203 4 0

总和89 403 207

表3 解放中路与民主中路交叉口南进口机动车交通量调查表(平峰)

时间段

左转直行右转

公交摩托

小汽

公交摩托

小汽

公交摩托

15:30~15:35 1 1 0 4 0 3 1 4 0 15:35~15:40 2 0 0 0 0 0 0 0 0 15:40~15:45 4 0 0 1 0 2 1 5 0 15:45~15:50 15 3 0 3 0 2 3 4 0 15:50~15:55 0 0 0 3 0 1 2 6 0 15:55~16:00 1 1 0 1 0 1 1 2 0 16:00~16:05 0 0 0 1 0 4 2 4 0 16:05~16:10 2 0 0 1 0 3 1 4 0 16:10~16:15 1 0 0 0 0 4 1 3 0 16:15~16:20 1 1 0 0 0 0 1 4 0

16:25~16:30 1 0 0 5 0 3 1 4 0

总和

(分车种)

30 6 0 21 0 25 16 43 0

总和36 46 59

表4 解放中路与民主中路交叉口北进口机动车交通量调查表(平峰)

时间段

左转直行右转

公交摩托

小汽

公交摩托

小汽

公交

15:30~15:35 13 1 0 30 2 0 8 0 0 15:35~15:40 8 1 0 36 3 0 4 1 3 15:40~15:45 12 0 0 27 1 1 7 0 0 15:45~15:50 10 1 0 24 4 0 5 0 0 15:50~15:55 12 1 0 25 2 1 11 0 0 15:55~16:00 7 1 0 29 2 1 12 1 0 16:00~16:05 10 0 0 23 2 2 7 0 0 16:05~16:10 10 2 0 30 3 2 5 0 0 16:10~16:15 12 0 0 21 1 3 8 0 0

16:15~16:20 13 2 0 31 2 0 8 0 0 16:20~16:25 3 0 0 24 3 2 7 0 0 16:25~16:30 20 1 0 30 2 3 13 1 1

总和

(分车种)

130 10 0 330 27 15 95 3 4 总和140 372 102

表5 解放中路与民主中路交叉口东进口机动车交通量调查表(晚高峰)

时间段

左转直行右转

公交摩托

小汽

公交摩托

小汽

公交

17:50~17:55 17 2 1 31 9 4 17 1 4 17:55~18:00 12 3 2 26 3 2 11 1 1 18:00~18:05 13 3 1 31 3 11 12 1 0 18:05~18:10 15 3 0 16 5 8 4 1 1 18:10~18:1522 6 4 38 5 8 18 2 0 18:15~18:20 19 4 0 52 10 10 12 3 0 18:20~18:25 15 4 1 35 4 6 16 0 1 18:25~18:30 19 3 2 42 5 9 15 2 1

18:30~18:35 15 8 1 25 5 8 7 3 0 18:35~18:40 12 3 0 47 9 12 15 1 0 18:40~18:45 12 3 0 37 4 9 11 1 1 18:45~18:50 13 3 1 29 5 9 10 2 2

总和

(分车种)

184 45 13 409 67 96 148 18 11 总和242 572 177

表6 解放中路与民主中路交叉口西进口机动车交通量调查表(晚高峰)

时间段

左转直行右转

公交摩托

小汽

公交摩托

小汽

公交

17:50~17:55 9 0 0 34 1 1 10 1 0 17:55~18:00 6 0 1 20 6 5 7 0 0 18:00~18:05 9 0 1 42 6 5 15 2 0 18:05~18:10 8 1 1 35 3 2 13 0 0 18:10~18:15 3 0 0 31 5 4 15 0 0 18:15~18:20 6 0 0 29 3 2 13 0 0 18:20~18:25 7 0 1 35 5 6 18 2 0 18:25~18:30 9 1 0 28 6 1 10 0 0 18:30~18:35 7 0 2 23 5 2 11 1 0 18:35~18:40 11 0 2 24 5 2 10 0 0

18:40~18:45 8 0 1 37 3 5 15 0 0 18:45~18:50 6 0 1 39 4 3 24 1 0

总和

(分车种)

89 2 10 377 52 38 161 7 0

总和101 467 168

表7 解放中路与民主中路交叉口南进口机动车交通量调查表(晚高峰)

时间段

左转直行右转

公交摩托

小汽

公交摩托

小汽

公交

17:50~17:55 3 1 1 4 3 6 1 5 0 17:55~18:00 2 0 1 3 1 5 1 2 0 18:00~18:05 1 1 1 4 1 2 1 4 0 18:05~18:10 2 1 1 4 2 1 2 2 1 18:10~18:15 0 0 1 3 3 5 1 5 0 18:15~18:20 1 1 2 3 2 5 1 3 1 18:20~18:25 0 0 1 3 2 9 1 3 0 18:25~18:30 0 0 3 3 2 7 1 3 0 18:30~18:35 2 1 0 4 2 10 3 3 0 18:35~18:40 2 0 0 3 0 5 1 3 0 18:40~18:45 2 0 1 4 3 1 2 3 0 18:45~18:50 1 1 1 4 3 6 0 2 0

总和

(分车种)

16 6 13 42 24 62 15 38 2

总和35 128 55

表8 解放中路与民主中路交叉口北进口机动车交通量调查表(晚高峰)

时间段

左转直行右转

公交摩托

小汽

公交摩托

小汽

摩托

17:50~17:55 15 3 0 30 5 4 9 5 0 17:55~18:00 20 3 2 20 5 9 10 0 4 18:00~18:05 17 2 1 31 9 4 17 1 4 18:05~18:10 13 3 1 31 3 11 12 1 0 18:10~18:15 15 3 0 16 5 8 4 1 1 18:15~18:20 22 6 4 38 5 8 18 2 0 18:20~18:25 19 4 0 52 10 10 12 3 0 18:25~18:30 15 4 1 35 4 6 16 0 1 18:30~18:35 19 3 2 42 5 9 15 2 1 18:35~18:40 15 8 1 25 5 8 7 3 0 18:40~18:45 12 3 0 47 9 12 15 1 0 18:45~18:50 12 3 0 37 4 9 11 1 4

总和

(分车种)

194 45 12 404 69 98 146 20 15 总和251 571 181

表9 解放中路与民主中路交叉口非机动车交通量调查表(平峰)

平峰东进口西进口南进口北进口15:30~15:35 46 27 60 54

15:35~15:40 55 64 60 69

15:40~15:45 64 47 71 44

15:45~15:50 38 39 41 67

15:50~15:55 42 69 62 59

15:55~16:00 53 49 63 51 16:00~16:05 63 58 55 58 16:05~16:10 64 51 72 72 16:10~16:15 58 61 60 64 16:15~16:20 62 55 64 75 16:20~16:25 51 39 48 81 16:25~16:30 54 72 54 69 总和650 631 710 763

表10 解放中路与民主中路交叉口非机动车交通量调查表(晚高峰)晚高峰东进口西进口南进口北进口

17:50~17:55 85 95 97 99 17:55~18:00 88 70 88 108 18:00~18:05 67 90 70 111 18:05~18:10 91 75 85 104 18:10~18:15 77 76 85 107 18:15~18:20 94 85 110 111 18:20~18:25 99 95 110 80 18:25~18:30 97 82 125 89 18:30~18:35 96 105 124 66 18:35~18:40 126 85 120 77 18:40~18:45 88 70 134 90 18:45~18:50 101 75 110 85 总和1109 1003 1258 1127

3.2 数据分析

由于此路口交通流混合,交通组成复杂,各种车型不仅所占道路空间不同,其行驶性能也相差很大,相互间的干扰严重。在进行交通量分析和交叉口通行能力计算时,均须按通行能力的当量进行换算,把混合车流中各种车型换算成标准车型或某一车型的当量交通量,骑当量的比值称之为车辆换算系数。

交叉口的换算系数不同于路段,路段可用联塑运行中车辆的临界车头时间间隔之比换算,交叉口则不同。信号交叉口的车辆换算系数通常采用停车启动时连续车流中各类车辆通过断面线的时间间隔之比作为换算依据。而车辆类型、流向及车流中车辆的排列次序和天气状况等都会影响着换算系数的大小,不同情况下车辆换算系数略有差别,这里以《交通工程总论》(徐吉谦)中所给换算系数为参考值,并以小客车作为标准车辆。

建议的车辆换算系数

车辆类型

城市

路段信号交叉环形交叉说明

小型车 1 1 1 三轮汽车、摩托车、吉普车、小汽车、小面包车、载重量小于2.5t货车

中型车 1.5 1.5 1.75 载重量为2—5t货车,中型客车(小于45座)、

中型面包车

大型车 2 2 2.5 载重量为7.5t货车、大型

公共汽车

铰接车 3 3 3.5 较接式公共汽车、拖挂车两轮摩托0.2 0.2 0.3

通过观测、调查、分析,本小组决定决定取17:50~18:50为高峰小时,按上表所示车辆换算系数,得到各进口道高峰小时交通量(只考虑机动车不考虑非机动车)为:

高峰小时流量分布表

进口道 流向 小汽车 公交车 摩托车 总和

(分流向) 总和

东 左转

184 45 13 254.1 960

直行 409 67 96 528.7 右转 148 18 11 177.2

西 左转

89 2 10 94 728.1 直行 377 52 38 462.6 右转 161 7 0 171.5 南 左转

16 6 13 27.6 190.4 直行 42 24 62 90.4 右转 15 38 2 72.4 北 左转

194 45 12 263.9 970 直行 404 69 98 527.1 右转

146

20

15

179

高峰小时内交通量变化

以高峰小时为周期,则发现各时段的交通量分布不均衡。

高峰小时系数PHFi :高峰小时交通量与扩大的高峰小时交通量之比。

60i PHF t t

=

?高峰小时交通量

(时段内的最大交通量)

式中:——高峰小时系数

——一般其值取5min或15min。

本交叉口高峰小时交通量的调查是以五分钟为单位记录的,所以高峰小时系数计算时t取5min,分析得因此其结果为:

东进口高峰小时系数:

西进口高峰小时系数:

南进口高峰小时系数:

北进口高峰小时系数:

3.3 交叉口延误

解放中路与民主中路交叉口东进口道延误调查表

0s 15s 30s 45s 停车台数未停车台数18:30-18:31 5 6 8 11 0 16 18:31-18:32 15 22 18 10 29 0 18:32-18:33 0 3 5 8 11 3 18:33-18:34 11 12 17 18 3 0 18:34-18:35 10 2 2 2 14 7 18:35-18:36 8 9 13 17 0 0 18:36-18:37 15 8 4 3 21 5 18:37-18:38 2 7 10 15 0 8 18:38-18:39 18 19 14 9 27 0 18:39-18:40 10 9 12 14 23 0

解放中路与民主中路交叉口西进口道延误调查表

0s 15s 30s 45s 停车台数未停车台数18:30-18:31 2 3 3 13 0 3 18:31-18:32 13 14 10 9 15 0 18:32-18:33 4 6 9 11 8 3 18:33-18:34 14 11 15 12 12 6 18:34-18:35 10 3 7 12 9 0 18:35-18:36 14 15 12 12 5 0 18:36-18:37 10 6 4 4 16 2 18:37-18:38 9 16 18 13 7 0 18:38-18:39 13 11 3 1 19 4 18:39-18:40 1 2 6 12 0 1

解放中路与民主中路交叉口南进口道延误调查表

0s 15s 30s 45s 停车台数未停车台数18:30-18:31 0 0 1 2 0 1 18:31-18:32 2 2 5 3 9 0 18:32-18:33 0 0 0 0 0 2 18:33-18:34 1 3 4 4 12 0 18:34-18:35 2 3 0 0 5 2 18:35-18:36 0 1 1 1 1 0 18:36-18:37 2 0 0 0 2 2 18:37-18:38 2 3 4 4 7 0 18:38-18:39 6 4 0 0 9 0