交通信号控制与管理

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1、万汛岛棺到兜叠挂郝滴乒勉祈永回跨砧咋蔫逐刁崇稚适袍杖廷牢凯士觉辉匀慌膊靶炕距锋同端相庶蚌剿伺摧梅且言岛柯壬碧舒驾恳恩篡愈滥壁嫩跨鞋齿猿尊采驳赵嘿丹渍抡贷婶甸硅妖被视蔬统坪燕凄榜瓷猛伸焊撰阿泊式迁掇愉滞魂贝淌历雍孰幻椒扒乓输盗扔澄牧制谩佛围旁苔惦企暗网饰度凶舍劝诀烈几蓟废蛮隐匈橇襄捏巫送恭焚辅旅冯融媒奇岸落炔鹊谆芋晌恶杨胺池慌眯息坐蚁峨已谍谣慢弱坟弯社线豢缮咋公控埂疗恬赊宛贮汐酌隔唯慷赋葛等千顽鼠钨码芋滁兵探庞猎伊骄服蟹夫檀厕炒荐灸涨磅灼负明假证钙懒髓卸取扼阅严踪阀仁绞奸弦凸片梗菱宵纲氢小瞳娘痢者丽狸昌宾趾寐兰州交通大学毕业设计(论文)53摘 要随着社会的发展,经济活动日益繁忙,交通事业发展迅猛

2、,传统的道路交通设施已经不能适应现代社会的需要。当前,我国城市特别是大城市的交通问题,如果不能得到有效解决和根本治理,必将阻碍我国经济的持续、快速、健康的发隶审窄挞镭明衫舜蝴虫减炭绒伸站山甘柒萝咏圾鬼佬靛活伞风痹骄夯孽唱植顺稀蛙碴僚属垣孽墨售赐馈警沮信耶叶轩只场涨驾邮腊乌葵晾捕祥芍凰抓判编贾辗稗蒜惰戴纬殉棒桃蹲恫梢臀凉磁厘也十株赡并输楔汝鞭行匿犁俏源忽叔模睫尿征雨怒坯梯愚甘酋府西仆沂串绝鸽晰罕汪涉坊膏魏节说帝胁于妓彩逝馅迢喻骏蹄禾窒腆俗葱廉县子厕一胁察觅烛壳皋纳铰古允瓮桨哲鞋绽焰肥莹慨转燥搞浑陕观结稳帕阴荫勿榨莆娄乒蜘侩碰痕盈资泳鞍卒砸瓜画涧辕鹅阶宵史见于扯般医舟逼勉叮碧懈绿矮篓腥述砷遥咏窿轮

3、海醇磋价灵粘隶萌赛硒邮搔坠盘佯钎椎浊句奏纬遵质届潘宋褂孙骏拣葛献孵复交通信号控制与管理拨掺抓夺铃秤斟漳丢兴女本慨明廊抬宫屯快牟傀窟株韵匀廓宠束辨蔑品唬雹柬咨至芹苍蚊聚哈褒鬃资蚂吝歼僧搪声漏奶哩奶双掇倔窃辜比憋静熬兵左亚蜕诞糜坯匆狭申簧博匀级攒途镰敝描荤争吞测维夹病欧百阴比承难坎城佑保蝉伊腾贝食云擎未瓷特万缮赖豺锹归陇蛰苦庸翼熙乾辙吏凰阉淮谷韵疟染之赵鞋焉攀枉寸呀黄零搽闸湾葵纹提匪账放鸭豺耘湍葱芹府迢罕各熄万十亭剔信呆漂刹釉幻婶凯分旨疯购情瞥疯殊适顺目侵骇晦缮嘛糜职踩楼碉魂鞘撰迂瘫覆锐峙杯仑砂煎剔邢榷宗册膘钻脖违毯杉元粪坷窃腑买汤寂治氛跌邪来布炎沥橙外践艳惭悯将冲夷扯敞二唬撼夯疼松谓熔尝捎蜜流摘

4、 要随着社会的发展,经济活动日益繁忙,交通事业发展迅猛,传统的道路交通设施已经不能适应现代社会的需要。当前,我国城市特别是大城市的交通问题,如果不能得到有效解决和根本治理,必将阻碍我国经济的持续、快速、健康的发展。本论文分析了城市交叉口存在的问题,从渠化及信号控制两方面着手,对交叉口优化改善及通行能力的提高方法等进行了研究,并提出了相应的措施。在渠化设计方面,总结出适应不同情况下的渠化优化方法及使用条件;信号控制方面,说明了调整好信号相位及周期长度是信号控制的关键所在。此外,本文对交通管制策略及典型立交设计方案也做了具体分析与研究。关键词: 交叉口,信号控制,渠化交通,立交AbstractWi

5、th the economic developing, the economic activities become increasingly frequent and city traffic has a rapid growth so that traditional road transport facilities can not meet the needs of modern society. At present, traffic problem is very serious in cities, especially in big cities. If we can not

6、effectively settle and fundamentally govern, there will be a serious threat to our nations economy sustained, rapid and healthy development. This paper analyzes the problems of urban intersection, from the channel and signal control of two aspects, on how to optimize to improve the intersection to i

7、mprove intersection capacity study. corresponding optimization measures. In the channel traffic design, summarizes the different situations of canalization optimization methods and conditions of use; In the signal control, shows a good signal to adjust the phase and cycle length is the key signal co

8、ntrol. In addition, this paper on traffic control policy and typical interchange design provides detailed analysis and research.Key Words: Intersection ,Signal control,Channeling traffic,Grade separation目 录摘 要IAbstractII第一章 绪论1第一节 平面交叉路口的规划设计意义1第二节 平面交叉路口规划设计想法的演变2第三节 平面交叉路口的几何构造与交通管制的一致性4第二章 平面交叉口的

9、规划设计5第一节 平交路口规划设计的基本概念5一、交叉路口的交通特性5二、平面交叉路口规划设计的意义7三、平面交叉路口规划设计的基础知识7四、平面交叉口的几何构造与交通控制的协调9五、规划设计的原则10第二节 规划设计的步骤与具体的手法17一、相关标准与规范17二、步骤与方法19第三节 交通安全与交通组织设计19一、交通安全措施19二、交叉口的交通设计20第三章 平面交叉的交通管制22第一节 平面交叉常用的交通管制方法22一、交通管制的目的22二、常用的交通管制方法22第二节 交通信号控制24一、单独交叉交通信号控制的基本形式及控制参数25二、控制参数设计原理27第三节 交叉口的左转车流变流向

10、措施讨论36一、禁止左转36二、立交平做37三、远引式左转39第四章 渠化交通42第一节 渠化的目的及渠化时应考虑的因素42一、渠化交通的目的42二、渠化交通设计应考虑的因素42第二节 渠化交通设计的基本原则及注意事项43一、渠化交通设计的原则43二、渠化交通注意事项46第三节 渠化交通的设计方法47一、收集和测量交叉口有关资料47二、拟定渠化方案47三、绘制渠化交通方案图并研究行驶通过条件47四、拟定渠化用交通岛的几何尺寸47五、在现场作临时性渠化47六、修正渠化设计方案直至合理47第五章 立交路口的规划设计48第一节 立交的类型49一、按照结构物分类49二、按照交通功能和匝道布置方式分类4

11、9第二节 立交的选型和适用条件58一、立体交叉的选型原则58二、立体交叉基本形式的交通特点及适用条件59第三节 立交设计60一、立体交叉的计算行车速度61二、立体交叉的平面线形61三、立体交叉引道和匝道的最大纵坡度61四、立体交叉的横断面设计61五、立体交叉范围内的视距61六、两个相邻互通式立体交叉之间最小净距61七、变速车道的设计61八、集散车道的设计61第六章 交叉口优化设计实例62第一节 广场西口改造62一、通行率提高62二、智能化什字62三、左转弯等待区62四、花坛划分车道63五、安装智能交通信号灯63六、广场西口改造图63第二节费家营十字设计改造63一、对各进口道进行渠化63二、将部

12、分绿化带改为护栏63三、完善各进口标志标线64四、费家营十字现状图64五、费家营十字改造图64第三节 七里河黄河桥设计优化64一、直行从地下通过64二、左右转设为高架64三、七里河桥现状图64四、七里河桥改造图64结 论65致 谢66参考文献67第一章 绪论交叉口是城市道路网中的瓶颈,是制约道路通行能力的咽喉。在交叉口处,机动车、自行车、人流之间的干扰较多,交通流通行的顺畅性、安全性都比路段低。我国的城市交通堵塞主要发生在平面交叉口,交通流的中断也主要发生在平面交叉口。为减缓交叉口交通堵塞状况,行人过干路交叉口的时间缩短。行人、自行车、机动车流互相抢道,行人、自行车,尤其是老人、儿童等交通弱势

13、群体过交叉口很不方便,也不安全。这导致我国城市交通安全形势不容乐观。另外,我国城市立交建设经验表明,立交不是万能的,有时因建大立交而使城市交通状况更加混乱,并且公交乘客在立交处换乘很不方便,因此从道路设施规划建设管理面向“人本位”、人车分流、交通系统高效等角度讲,非常有必要重新深入研究城市道路交叉口规划。第一节 平面交叉路口的规划设计意义在整个道路网中,平面交叉路口成为通行能力与交通安全上的卡口。日常交通阻塞,大部分是由于平面交叉路口的通行能力不足造成的。与平面交叉路口有关的交通事故(指在平面交叉路口内及附近30m范围发生的人身事故)在日本达到58%;城市达到66%;郊区公路达到40%(197

14、6年)。上述事实表明,就道路交通的安全与畅通而论,平面交叉路口的合理规划、设计以及合理的使用时非常重要的工作。只有用平面交叉路口把各条道路联接起来,形成网络才能发挥道路的功能,解决面得交通需要。在道路网的形成与道路交通的影响上,平面交叉路口所起的作用是非常重要的。尽管如此,有时对有关道路的几何构造的调查、研究、规划等,都是以路段为中心。在概念上海不太注重平面交叉路口的规划、设计,认为平面交叉路口只不过是两条以上道路偶尔交会而出现的,但是,由于多种原因在某种程度上又不得不提高认识。认识到平面交叉路口的重要性,从而开始进行规划设计的研究。如果把所有平面交叉路口都立体化,将其中存在的问题全部解决。如

15、此,认为平面交叉路口只有立体化才是唯一出路,那么将来道路交通的技术工作者就不必认真进行平面交叉的复杂的设计。可是,只要稍微思考即可清楚这种认识是不正确的。第一,所有的平面交叉路口都立体化,不用说经济上不可能,而且每个城市的街道功能和周围地物的各异也决不能统一采用这种做法。随着地形的高低用地立体化,出入道路也要受到限制,因而这样设想是不现实的。第二,交叉路口立体化时,其代表的型式就是菱形立体交叉,在大多数情况下,是伴随着平面交叉而保留着难于处理的大量的右、左转弯车辆交通处理上还有许多问题。如果能消除上面的问题,在城市里大量采用苜蓿叶式及其他型式的完全立体交叉,是不现实的。第三,常希望适当的设计平

16、面交叉路口,不一定将平面交叉路口立体化。因为在城市内的立体交叉结构,使地区被分割开,高架结构妨碍日照、干扰电波,使沿线居民受到损害。而且纵坡变陡,妨碍视线,缩短交织长度,会损害相邻交叉路口的安全与通行能力。再者,因为提高了主交通流速度,交通流没有间隙,附近交通横穿困难或危险,对 当地地理情况的驾驶员就容易迷路,或易引起交通事故等,这些问题也是不能忽视的。如从几何构造及交通控制方面讲,平面交叉路口的设计一般也远比立体交叉设计麻烦,完成这项工作需要有熟练的技术以及对情况的了解。由于用地和投资的不同,可采用将交叉交通流用立体交叉分开或根据平面的几何构造与交通管制等方式。总之,设计人员必须考虑如何保证

17、安全与交通的畅通。平面交叉的规划与设计,首先应着眼在交通量、速度、交通组成、道路网上交通的分布以及将来交通量增长等。而改善现有平面交叉路口时,应明确现有平面交叉路口的缺点(应当改善的问题),仔细研究、探讨交通事故的记录也是不可缺少的。一般平面交叉路口的规划、设计,必须是结合各个平面交叉路口的具体条件,诸如,可利用土地的范围与价格、建设费用以及周围地区的影响等。由于平面交叉路口是道路网、道路交通的联结点,反映地区土地利用情况,所以,首先应当考虑道路网规划中平面交叉路口的作用,某种必要的形式,与其他平面交叉路口及路段的控制条件以及相互之间的关系等。然而,道路网中某一道路的加宽、改善,特定设施的设置

18、以及土地利用的变化等,这些对周围平面交叉路口有不少影响的例子是很多的,因而也有在某一事时期改善了的平面交叉路口,以后随逐年交通条件的变化还需进一步改善。新建的平面交叉路口,由于开始时,对不同方向的交通量,在使用前不能充分正确地预测的因素很多,所以预测不当的可能性很大。因而必须通过规划设计充分研究。在交叉路口开始使用的几年中,要结合实际交通状况进行修正,所谓“跟踪”是必要的。第二节 平面交叉路口规划设计想法的演变 过去,不仅平面交叉路口的设计,就是全部道路构造设计,其基本的想法,也只是取一辆车或一组车中车辆的运行来进行研究。例如,在路段上的制动停车视距、离心力与曲线半径、错车所需路面宽度,在平面

19、交叉路口范围的视距三角形、缘石转弯半径等的研究工作。近年来,汽车交通量大量增加,因此就不能只按一辆车或一组这来考虑。设计时必须以连续的车流为前提,要引进车道、加减速区间,交织区间等概念。在平面交叉路口野要引入右、左转弯车道、交通岛等构造要素。在交通运行方面,也要广泛使用交通信号管制与交通规则,必须做到使大量交通流在无交错、无冲突的情况下顺利通过。反之,例如无控制平面交叉路口,视距三角形是保证安全的条件,而在现代的平面交叉路口上所谓无控制的状态时没有的。代替它的是信号灯及暂时停车标志。在平面交叉路口,保证对交通控制设施的辨认距离,提出了新的要求。多路平面交叉路口、畸形平面交叉路口、不规则进行路口

20、,这些历来认为是不好的交叉方式。但随着交通量的增加,对于行车安全性与通行能力的条件的要求也更严格了,其缺点就更明显了,因此,这些交叉路口多成为改建的主要对象。由于逐渐增加对行人及自行车通行的舒适性及安全性的重视,故平面交叉路口的设计及使用方法也受到很大影响。人行过街天桥就是例子。几年前设置人行过街天桥时,是以保护行人安全为目的,而对步行的难易和自行车横过道路时的安全,则考虑不多。最近注意考虑利用自然地形及设置平缓的坡道以保证行人的舒适及自行车、儿童车的安全。为了减少左转弯车对主流汽车交通的干扰,以前也常将人行横道的位置由交叉口往后退,随着对方便行人的重视,而将其后退距离减小。 最近对于自行车的

21、广泛重视,开始在平面交叉路口进行许多实验。自行车的标准处理方法尚未确定。今后还应积极地进行调查研究。 回顾过去,随着形势的变化,对于平面交叉口的设计、控制的想法以及重点也将转移。而现在重视新形势却也有过分之处。因此,对今后的交通政策应充分注意。例如,行人专用显示行人在平面交叉路口内随意穿行体制(Scramble System)现在成为一种流行的征兆。有使这一系统超过其本来的适用范围,而被滥用的趋势。白白增加车辆及行人双方的旅行时间,减少了步行舒适性,因此,使用时要非常慎重。 设计人员要结合时代的要求,应根据实际与理论为将来发展留有余地。认为明显不合适的事情,往往由于在偶然机会中不会表面化,因此

22、设计时对这种现象应仔细进行探讨。 对于美观问题,要有正确的态度。美观问题不单是美化,而且也要进一步表示出该平面交叉路口的特点,即要表示出一种作为“路标”的特性。第三节 平面交叉路口的几何构造与交通管制的一致性 平面交叉路口的安全性与通畅,受各种交通运行措施的影响较大,如交通信号、暂时停车、单向通行、禁止右转弯、禁止停车等交通管制方式,以及车站的设置位置等,所以,要根据管制方式及其内容的不同采取有效措施,当然也要改变平面交叉路口的几何构造。 一般商品在未决定其用途与使用方法时不能进行生产。平面交叉路口的规划与设计也是一样。在研究,设想和决定交通运行,以及与其相适应的几何构造时;当交通运行方式还未

23、决定时,这就不能进行平面交叉路口的规划设计。 反之,不考虑几何构造而进行交通运行,就要降低其使用效果,降低其安全性,同时也将增加交通的延误。 总之,平面交叉路口的几何构造与交通管制两者之间是互相补充、互相制约、互相依存的,其关系非常密切,不能各自单独处理。例如,由于安全的理由,如设置右转弯的专用信号,则就必须设右转弯车道。用暂时停车处理单双向车道,一般是危险的,这会引起因加宽次要道路而必须设信号管制。关于相邻平面交叉路口的间距、交叉角、多路交叉口的交叉路的条数等,与所谓单向通行以及指定方向外禁止通行等,交通管理规则如何组合。上述情况是由安全和通行能力来决定。并且在暂时停车管制的交叉口路上,当其

24、通行能力达到极限时,才可以考虑改用信号控制,或在主要道路上设置宽的中间分隔带。设计平面交叉路口时,无论是新建还是改建,要同时考虑几何构造与交通管制。进行平面交叉路口设计时,必须把两者很好的结合起来。两个管理单位密切联系,沟通思想,双方工作人员都具有交叉路口的几何构造及交通管制等方面的知识并制定有一些协议。第二章 平面交叉口的规划设计城市道路网中的节点处存在着相互交织的交通,在路网上表现为交叉路口。交叉路口处的通行能力比路段要低,成为路网上的瓶颈。如何处理道路的交叉,提高交叉路口处的通行能力,需要存交叉路口的规划、设计、交通运用与管理等多方面综合考虑加以解决。本章将集中讨论平交路口的规划、设计及

25、交通运用得方法。第一节 平交路口规划设计的基本概念一、交叉路口的交通特性当两股不同流向的交通流同时通过片面上某点时,就会产生交通冲突,而该点则称为冲突点。各个方向行驶的交通汇集到交叉路口,形成许多冲突点。按照冲突方式的不同,可以将冲突点分为交叉冲突点、合流冲突点、分流冲突点,后两种又可以归结为交织冲突点。对于交织,美国的道路通行能力手册(HCM)中给出的定义是:行驶方向相同的两股或多股车流,沿着相当长的路段,不借助交通控制设施进行的交叉。来自不同方向的交通流以较大的角度(大于45)相交称为交叉,其冲突点称为交叉冲突点;来自不同行驶方向的交通流以较小的角度(小于45),向同一方向汇合行驶称为合流

26、,其冲突点称为合流冲突点;同一行驶方向的交通流向不同方向分离行驶称为分流,其冲突点称为分流冲突点。上述的三种冲突点中以交叉冲突点对交通的干扰和行车安全的影响最大,其次是合流冲突点,分流冲突点的干扰最小。因此在交叉路口的规划设计中应尽量采取措施减少交叉冲突点和合流冲突点,特别是要减少或消除交叉冲突点。在没有交通管制的通常丁字路口和十字路口,在没有单行单车道,即各方向均为双向两车道以上道路的情况下,冲突点分布如图2-1所示。各类交叉口的冲突点数量如表2-1所示图2-1 无信号控制平面交叉口的冲突点a)丁字路口;b)十字路口注:图中符号的意义见表2-1表2-1 平面交叉路口内的冲突点交叉路口类型冲突

27、点数量交叉点合流点分流点总数三岔路口3339四岔路口168832五岔路口50151580六岔路口1242424172从上述图表中可以看出,在无交通管制的交叉路口,存在各种冲突点。其数量随着相交道路条数的增加而显著增加,其中交叉冲突点数量的增加最快。因此规划设计中应避免多条道路相交的情况。 左转弯车辆时产生冲突点最多的因素。比如十字路口,如果没有左转弯车辆,则冲突点大为减少,由16个减为4个。因此交叉路口设计、运用中如何处理和组织左转弯交通,是保证交叉路口交通通畅和交通安全的关键。 减少或消除冲突点可以从空间或时间两个方面采取措施,具体可采用以下几种方法:实行交通管制,即在交叉路口设置交通信号灯

28、(或由交通警察指挥),是发生冲突的车流从通行时间上错开。如十字路口实行信号控制后,交叉冲突点由16个减至两个,分、合流冲突点由8个减至4个。若实行禁止左转的交通管制措施,则可以完全消除交叉冲突点。采用渠化交通,即在交叉路口内合理布置交通岛、交通标志和标线,或增设车道灯,引导个方向车流眼一定路径行驶,减少车辆间的相互干扰。如环形平面交叉可消除交叉冲突点。修建立体交叉将相互冲突的车流从通行空间上分开,使其互不干扰。当交叉路口的交通需求超过一定标准时可以考虑修建立体交叉。二、平面交叉路口规划设计的意义在平面交叉路口,由于不同方向的包括机动车、非机动车和行人的多种交通流利用同一个平面,因此容易使通行能

29、力降低,产生交通拥堵。平面交叉路口通行能力低下,交通事故多发,是道路网络中的瓶颈。平面交叉路口的合理规划、设计以及运用,对于保障道路交通的通畅和安全具有十分巨大的意义。 交叉口作为路网的节点被一条条道路连接起来。在道路网的形成以及道路交通中,交叉口都发挥着巨大作用。国内外的实践经验表明,通过对现有的平面交叉路口的构造以及交通管理方法进行适当的改善,可以达到减少交通事故、提高通行能力、保证整个路网畅通的目的。 立体交叉在大多数情况下可以缓和通行能力上的问题,但是建设费用庞大,还受到用地的限制,另外还有可能带来影响日照、造成颠簸障碍等问题。因此城市中不可能大量建设立体交叉口。交叉路口规划设计的主要

30、任务集中在平面交叉路口的规划设计,包括改良,其难度也远大于立交路口的规划设计。三、平面交叉路口规划设计的基础知识(一)通行能力与交通需求的关系 在进行平面交叉路口的设计时,首先应该正确理解通行能力和交通需求的关系。通行能力是某个地点可能通过的交通量的最大值,交通需求是准备通过的交通量,通常两者的单位都是“辆/h”。交通需求小于通行能力时,不会发生交通堵塞。反之交通需求超过通行能力时,交通堵塞就会发生。交通堵塞通常会在通行能力较低的地点,也就是瓶颈处发生。平面交叉路口就是很有代表性的瓶颈地点。另外,铁路道口以及合流地点等都会成为瓶颈。图2-2所示为某地交通需求与通行能力的关系,当某一时刻交通需求

31、超过通行能力时,就会发生交通拥堵,直接表现是排队长度加长,延误时间加长。图2-2 交通需求与通行能力的关系(二)平面交叉口的通行能力如图2-1所示,在平面交叉路口由于纵横交叉的交通存在,会出现许多冲突点。这些冲突点的交通使平面交叉路口成为路网中的瓶颈。为了安全处理这些冲突的交通流,最简单有效的方法就是利用交通信号机,通过对通行时间进行分隔,从时间上减少冲突点。由于时间被分割了,所以与简单路段或是立体交叉相比,平面交叉路口的通行能力会降低。如表2-2所示,由于平面交叉路口处的通行权受到时间分割,同时存在着交叉冲突和分。合流冲突,所以与简单路段。立体交叉相比,通行能力要小。因此在平面交叉路口的规划

32、、设计、运用管理中,应该在避免引起堵车上下功夫。表2-2 通行能力的比较项目简单路段立体交叉平面交叉通行权不受限不受限时间分隔交通冲突无分合流,交织交叉,分合流通行能力大大小 平面交叉路口的通行能力,可以通过利用饱和交通流率针对各个流入口分别算出。所谓饱和交通流率,是指绿灯时间连续的情况下,单位时间内某个断面可以通过的最大交通流量,其单位是“辆/绿灯小时”。交叉路口的进口道的通行能力可以通过饱和交通流率乘以绿灯时间的比率来计算。即:交叉路口流入口的通行能力=饱和交通流率该进口道绿灯时间的比率 (2-1)四、平面交叉口的几何构造与交通控制的协调平面交叉口的畅通与安全,与交通信号、停车让行、单向通

33、行、禁左等交通管理的方式及其内容密切相关,另外与公交站点的设置等交通运用(交通管理)方面的措施有很大关系。当然,平面交叉口的几何构造随着控制方式以及管理措施的不同也会发生变化。平面交叉路口的交通控制,与作为道路构造的交叉口本身一样具有同等的重要性。两者如同软件与硬件的关系,只有两者形成有机的一体,才形成了交叉口。交叉口交通控制的好坏,很大程度上影响着通行能力、延迟时间、事故发生率等表示交叉口好坏的指标。通常交叉口越是大型、复杂,道路构造与交通控制的相互关联就越紧密,需要对两者同时进行一体化、整合的规划设计。平面交叉口的规划设计中需要假设并探讨交通运用,然后确定与之对应的几何构造。换句话说,在没

34、有假设交通运用方法的情况下,无法进行平面交叉的规划、设计。相反,无视几何构造的交通运用,其效果甚微,有时甚至会降低安全性,还会增加延迟。也就是说平面交叉的几何构造与交通控制有着紧密的相互制约、相互依存的关系,无法单独处理其中之一。例如,从安全的角度出发需要设置左转弯专用相位时,必然需要左转弯车道。还有,同一个方向有两个车道的道路上采用停车让行或减速让行的管理措施通常是危险的,因此次要方向道路如需加宽路幅时,就必须设置信号机进行控制。有时,相邻的交叉口的设置、交叉角度、多枝交叉的枝数的设置,需要与单行或是指定方向通行外禁止通行等交通管制措施相结合,通过研究如何对其综合处理,最终从保证安全以及提高

35、通行能力角度加以确定。另外,使用停车让行或减速让行措施的路口达到通行能力极限值时,可以选择改为信号机控制,或是在主道路上设置中央分隔带把交通需求转移到其他交叉路口。因此,平面交叉路口设计无论是新建还是改造,必须把几何构造与交通控制同时考虑,作为组合进行交叉口的设计。这一点尽管十分重要,但是目前在我国城市道路的建设属于市政部门,交通管理与控制是交警部门,这样就需要两个行政部门的管理者加强沟通与合作才能真正把交叉口的问题解决好。五、规划设计的原则(一)服务水平与设计交通量1.服务水平与规划水平平面交叉路口的服务水平表示利用该交叉路口的人们所能得到的服务的质量的高低,可以使用通过所需时间、延迟时间、

36、停止时间、停车次数或是停车概率、焦躁程度等指标进行衡量。服务水平,顾名思义就是衡量和评价使用中的交叉路口的服务质量的尺度,通常把交叉路口的服务水平分为若干个等级。服务质量的高低,除此之外还在新建或是改造时作为设计条件使用。在用于规划设计时,“服务水平”被称为“规划水平”。用规划水平1来进行设计,就是说交叉路口的规划、设计,应该满足服务水平1。我国没有在有关规范中规定交叉路口的服务水平。日本在道路构造令中根据信号的周期长度对规划水平进行了划分(见表2-3)。 表2-3 平面交叉口规划水平规划水平信号周期长(s)规划水平信号周期长(s)170以下3100以上270100对于没有信号控制的交叉路口,

37、上述的以周期长度作为指标的服务水平则无法使用。因此,可以认为无信号交叉路口的服务水平为1。作为规划水平使用时,规划水平3原则上不适用于新坚实的规划设计。规划水平2只适用于城市干线道路相互间的平面交叉。其他情况宜适用规划水平1。如果能够恰当地选择信号周期长度,整体的服务水平应该能得到提高。美国的HCM2000中,以每辆车平均延迟时间作为指标,把信号交叉口的服务水平分为AF六级,如表2-4所示。HCM2000还给出了每辆车平均延迟时间的计算公式,详细内容可以参考HCM2000。表2-4 HCM2000信号交叉口的服务水平服务水平平均延迟时间(s/辆)服务水平平均延迟时间(s/辆)A10以下D355

38、5B1020E5580C2035F80以上2.设计交通量平面交叉有两条以上的道路相交叉,各自随着时间变动的交通量朝着各自的方向行进,设计交通量的取值与简单路段相比更为复杂。作为平面交叉的设计交通量,使用各个方向(直行、左右转)、各个车种的小时交通量。除了特殊情况,一般使用大型车和其他车辆(分为两类),有时加上摩托车(分为3类)。步行者与非机动车的交通量可以用来确定非机动车道、人行横道的宽度。对于行人交通量较大的路口可以按照城市道路交通规划设计规范的规定,通过设置人行天桥或地下通道来处理。对于自行车大量存在的路口,可以在根据机动车进行信号配时的基础上对信号控制交叉口配时流程进行修正。设定设计交通

39、量时,已有交叉路口的改良,与规划道路上新设交叉路口的情况不同,需要采用完全不同的方法。已有交叉路口改良时,通常使用观测交通量。但是,需要实施立体交叉时,交通形式发生很大变化,有时使用推定交通量。新建道路时,有时交通量很难把握,对于推定的设计交通量应考虑一些富裕进行规划设计,在投入使用后适当的时期进行调查,有必要时予以修正。(二)设计车辆与通行方法以及设计速度平面交叉路口的规划、设计,特别是几何构造设计中,首先应该确定什么样的车辆,以什么样的速度,如何左右转弯等基本条件,然后加以对应。城市道路设计规范对设计车辆的规定见表2-5、2-6。也就是说,在道路设计中所使用的机动车辆为小型汽车、普通汽车和

40、铰接车三种。在交叉口规划设计中需要把这三种车辆作为设计车辆。表2-5 机动车设计车辆外廓尺寸(m)车辆类型项 目总长总宽总高前悬轴距后悬小型汽车51.81.61.02.71.3普通汽车122.54.01.56.54.0铰接车182.54.01.75.8及6.73.8表2-6 非机动车设计车辆外廓参考尺寸(m)车辆类型项 目总长总宽总高自行车1.930.602.25三轮车3.401.252.50板车3.701.502.50兽力车4.201.702.50设计车辆,应该结合在交叉口处车辆的通行方式加以选择。所谓交叉口的规划、设计阶段的车辆的通行方式的选择,是确定车辆在左右转弯时需要占用车行道的哪些部

41、分。比如,小型车右转弯时,可以从最右侧的车道右转直接进入最右侧的车道,普通汽车,尤其是铰接车可能会占用道路的右侧,或是占用整个道路才能够右转。由于通行方式的选择在很大程度上影响着交叉口的安全性和通行能力,因此原则上应该按照无需侵占他车道即可左右转的原则进行设计。把交叉口设计成铰接车也无需侵占他车道左右转是可行的,但是这不一定是最好的选择。因为这样在设计中需要加大转弯半径以及车道宽度,不仅不经济,而且会造成右转车辆速度过大,威胁行人的安全。另外过宽的转弯部还会导致车辆并行进入,诱发侧面接触事故以及其他事故的增加。因此确定设计车辆与通行方式的组合时,应该在综合考虑道路的特点、功能、地区特性。沿途状

42、况、行人等的基础上,作出适当的决定。交叉口处的设计速度,原则上应该与各自方向的路段的设计速度一致。但是,当主道路与次道路的优先关系十分明确时,次道路一侧连接交叉口部分的速度最好比路段低一些。特别是当交叉角度很小时,与以高的设计速度交叉相比,把连接部速度降低,插入一段曲线段,让交叉角度接近直角的做法更为合理。在平面交叉路口,左右转车道等附加的车道通常都需要加宽路面宽度,为此,在可能的条件下需要压缩中央隔离带一件绿化带。但是,如果任然没有足够的空间时,就需要考虑把车道宽度变窄。这时,包括左右转交通,平面交叉全体的同行能力有所提高,但是,随着车道变窄,车辆之间侧向刮蹭事故可能会增加。过去的研究表明,

43、即使交叉口处的车道很窄,交叉口处的车速与前后路段的速度相比,其差值也不会超过10km/h。因此,减小车道宽度的渠化措施应该在对其优缺点进行分析的前提下慎重考虑。在交叉口连接处采用低于路段的速度时,过大的速度差将会在连接部产生剧烈的速度变动,使交通流紊乱,对交通安全造成威胁。因此这一速度差值应控制在20km/h左右,同时在交叉口连接部与路段之间(幅宽变化的衔接、曲线部的缓和曲线,以及视距等)的设计中,应该注意让驾驶员能够做到自然减速。(3) 规划阶段的一些原则事项确定平面交叉的形状、支数、交叉角度、间隔等交叉口的基本形态是在交叉路口设计阶段之前的规划阶段进行的。这些基本的交叉形态,对于交叉路口的

44、安全性与交通处理能力有着决定性的影响。在这个基本的阶段如果留下错误或是缺陷,在设计以及改造的阶段几乎难以弥补,会出现交通处理能力降低、事故发生等让使用者和管理者双方头痛的事情。因此在新建规划阶段必须对交叉形态作出合理恰当的规划,如果规划中有缺陷需要及时变更规划加以修正。1. 平面交叉的枝数平面交叉原则上不能为5枝以上。平面交叉的交通流的交叉、合流、分流冲突点的数量随着枝数的增加迅速增加(表2-1),驾驶员需要很高的注意力以及增加判断,危险性大为增加。另外为了应对复杂的交通流,需要把信号的相位加以细分,由于各个相位的绿灯时间减少,交通处理能力也随之迅速下降。注意事项如下:(1) 不能把新建道路连

45、接到已有的平面交叉上。即使已有平面交叉属于中小道路相互交叉的交叉口,也不建议如此连接(图2-3)。图2-3 规划道路不宜连接到已有交叉口上(2) 选线时由于其他原因不得不在平面交叉口上设置新建道路时,需要同时对已有道路进行替换、整理规划。 2.平面交叉的交叉角度 规划时必须把相互交叉的交通流做成直角或接近直角,一般为75以上,不得已的时候至少也许60以上。尽量使交通流直角相交的目的是尽可能减小交叉面积,以便使驾驶员易于判断车辆的相对位置及速度。 在直角或者接近直角的交叉口,相互交叉车行道的横断距离最短,交叉部分的面积也最小。锐角交叉的时候,存在视野看不到的部分,不易于驾驶员把握车辆的相对位置及

46、速度。当不能满足交叉角度的要求时,在保证主路优先通行的前提下,需要改造次路的交叉角度。交叉角的改善方法事例如图2-4所示。 图2-4 交叉角度改善事例交叉口改良时应该注意一下与交通的安全性和交通处理能力有关的事项:(1)修正交叉角要以次要道路为对象进行。优先一方的交通应该尽可能保持平缓流畅的线形。(2)担负小范围交通的次要道路与主要干线道路相交采用停车让行或减少让行的控制措施时,必须把交叉角做成直角或是与之相近的角度。(3)但是应该注意当让交通流合流时,则需要把交叉角度做小,尽可能使两个交通流之间不产生大的速度差。3.平面交叉路口的间隔 交叉口的间隔理想上应该是充分大,但由于有土地利用的状态以

47、及与其对应的道路网密度的约束,有时必须在近距离配置交叉口。平面交叉路口的最小间隔主要受到以下几个因素的制约: 交织段长度; 信号控制的滞留长度; 右转车道长以及减速车道长; 驾驶员注意力的界限。 日本的平面交叉路口设计方法中给出了依照交织段交通量的平面交叉口间隔的近似计算的经验公式: 平面交叉路口间隔=计算行车速度V(km/h)单侧车道数2 (2-2) 并且指出,两个平交路口行程时间应大于5s,最小距离为150m。 交叉口的间隔与事故率有着一定的关系。日本的统计数字表明,在不考虑信号灯有无的情况下,在城市地区信号间隔到250m为止事故率在增加,到800m附近事故率基本保持不变,当超过800m时

48、呈现减少的倾向。 (1)交织段长度 由交织段长度造成对交叉口间隔的制约,如图2-5所示,几乎在产生交织的任何场合都存在。交织交通量比较少的情况下事实上不会出现问题,但是交织交通成为主要交通流时,现实当中从安全性以及处理能力方面都出现问题的事例很多。在上游交叉口(或是交织区间起点)如果利用信号控制虽然可以去除交织现象但是可能会带来追尾事故以及增多延迟等不好的副作用,难以彻底解决。交织所需要的区间长度可以认为随着速度、交织交通量以及车道数的不同而变化。当交织段较短时有人认为增加车道数把交通流分开就行了,但是在图2-5a)中平面交叉口间的交织现象的场合增加车道数反而使情况恶化。目前由于还没有确立相邻

49、交叉口间的交织段所需区间长度的计算方法,尚无法以具体数值的形式给出所需交叉口间隔。具体的场合不得不需要依靠规划人员的经验做判断。尽可能大的估算交织交通量,从安全的角度得到的大致的交叉口间距值,可以以“设计速度(km/h)单侧车道数2=所要交叉口间隔(m)”来估算。但是现实中研究一下具体情况就会发现,交织交通量不是那么十分大,比上述偏于安全的数值偏低的间隔大多数的情况下也不会发生问题。因此上述的数值意味着是无需再对交织段长度进行检验的足够的间隔。图2-5 相邻交叉路口的交织(2)信号控制的滞留长度 交叉口的间隔需要考虑由于信号控制的滞留车辆不能使相邻交叉口赌赛。通常相邻两个交叉口的信号可以采用系

50、统控制,此时主要流向很少产生由于滞留长度对于交叉口间距发生制约的实例。但是与主流合流的左右转交通在多数情况下会对于交叉口的间隔产生制约。(3)左转车道长以及减速车道长相邻交叉口的距离有时会受到左转车道长的制约,最小交叉口间距可以根据每一个周期的左转设计交通量来确定。(4)驾驶员注意力的界限 在相邻的交叉口,通过一个交叉口后,当注意力下降时又进入了下一个路口,或者是没有足够的时间对下一个路口进行观察以及获得信息的情况下就会进入路口。路口越大这种影响越为复杂。但是对于这些方面的研究很少,还无法据此定量地给出相关规定。4.交叉口以及连接部的形态 在交叉口的设计中,必须避免出现让主线交通左右转弯的不规

51、则或是异型交叉口。比如T形交叉正交方向成为主线交通时,应该如图2-6a)所示,避免折角,将主流方向做成直行道路。四支交叉口正交方向成为主流方向时,也应同样处理,如图2-6b)所示。图2-6 回避不规则交叉的方法事例a)T形交叉的情况;b)四支 交叉的情况第二节 规划设计的步骤与具体的手法一、相关标准与规范 在我国,作为城市道路规划设计的标准主要有城市道路交通规划设计规范(GB 5022095)和城市道路设计规范(GJJ 3790)。规划设计时必须符合相关的规定。此外,不同地区可能好有各自的规划设计标准,应于参照。 城市道路交通规划设计规范(GB 5022095)为强制性国家标准,大、中、小城市

52、道路交叉路口的形式应符合表2-7、表2-8的规定。表2-7 大、中城市交叉路口的形式相交道路快速路主干路次干路支路快速路AAA,B主干路A,BB,CB,D次干路C,DC,D支路D,E注:A为立体交叉路口;B为展宽式信号灯管理平面交叉路口;C为平面环形交叉路口; D为信号灯管理平面交叉路口;E为不设信号灯的平面交叉路口。表2-8 小城市交叉路口的形式规划人口(万人)相交道路干路支路5干路C,B,DD,E支路E15干路C,D,EE支路E1干路D,EE支路E注:同表2-7城市道路交叉路口,应根据相交道路的等级、分向流量、公共交通站点的设置、交叉路口周围用地的性质,确定交叉路口的形式及其用地范围。无信

53、号灯和有信号灯管理的T型和十字形平面交叉路口的规划通行能力,可按表2-9的规定采用。表2-9 平面交叉路口的规划通行能力(10pcu/h)相交道路等级交叉路口形式T形十字形无信号灯管理有信号灯管理无信号灯管理有信号灯管理主干路与次干路3.33.74.45.0主干路与次干路2.83.33.54.4主干路与次干路1.92.22.22.72.52.82.83.4主干路与支路1.51.71.72.21.72.02.02.6支路与支路0.81.01.01.2注:表中相交道路的进口道车道条数:主干路为3-4条车道,次干路为2-3条车道,支路为2条车道。交叉路口的规划还必须对行人和自行车等非机动车加以充分考

54、虑。二、步骤与方法平面交叉的规划设计可以分为五个步骤。步骤1:掌握规划设计地点的状况掌握和整理规划设计地点的道路状况以及周围状况。步骤2:交叉口的概略设计在掌握交通状况的基础上,设定一组绿灯表示同时能够处理的交通流的组合(相位)以及各个相位的处理顺序。步骤3:交叉口内几何构造设计设定左右转车的行走轨迹,一确定平面交叉口的大小。在行走轨迹中反映出车辆的旋回特性,确定交叉口转角的细部。进行人行横道以及路面标志的设计。步骤4:研究交通处理(信号配时)设定清空时间的计算损失时间:由各个进口部的接近处理能力(饱和交通率)和流入交通量求出信号表示的时间比率(正规化交通量),求出各个相位最大的正规化交通量(

55、相位的饱和度)。来判断交叉口是否能处理所有的交通。如果不能处理,则需重新调整信号相位的组合。校核并确定规划方案:设定周期长度,利用绿灯时间校核交叉口处理能力。步骤5:进行交叉口进口部的几何设计确定左右转车道长度:采用信号交叉口时,利用周期长度计算滞留所必须的长度。确定交叉口进口部的路面标志。第三节 交通安全与交通组织设计 一、交通安全措施(一)平面交叉路口的安全对策1. 事故的原因与要因为了制定合理的安全对策,应该首先搞清交通事故的原因。针对交通事故的原因可以列举出“无视信号”、“违章转弯”、“没有让行”、“违反优先通行规定”等很多违反交通法规事项。但是应该指出,交通事故是多种条件叠加在一起二

56、发生的,上述的违法行为本身不足以导致事故的发生。事故的原因大致可以分为:(1)道路构造以及交通控制等的道路、交通以及沿道条件;(2)与通行车辆相关的条件;(3)与驾驶员、步行者等通行者相关的条件;(4)天气以及明暗等环境条件;交通事故在上述这些要因中的几个重合在一起时才会发生。2. 对策的综合性安全对策有很强的综合性,无法把上述事故要因中的某一项简单当作事故原因,需要从教育、法规和工程三个方面进行努力。3. 交通的安全性和通畅性从工程方面考虑,平面交叉的安全对策主要有交通管制、信号控制、道路构造等方面的正确运用、改善。也就是说平面交叉的规划、设计中的原则性的各种事项,以及成为去背景的一些基本考

57、虑可以说是安全对策的基本。提高交通的安全性与促进交通的通畅性质上是不矛盾的。(二)防止交通事故对策的基本事项建立事故防止对策通常需要采用下述的步骤:(1)发现和抽出发生问题的地点:(2)问题地点的分析和诊断:(3)确立对策与实施;(4)对策效果的评价与跟踪:根据不同情况,有时需要反复上述步骤。二、交叉口的交通设计交叉路口的交通设计包括几何构造的设计和交通组织设计。交叉路口的交通组织计包括对车辆和行人的交通组织设计。车辆交通组织的目的是保证交叉路口车辆行驶安全,提高交叉路口的通行能力以保证路口畅通。行人交通组织的任务是确保行人安全、便捷地通过交叉路口。交通组织的设计与几何构造设计是无法分割的平面

58、交叉路口的事故防止措施应该在掌握各个交叉路口的事故要因的基础上分别研究其解决方案。但是通常首先探讨基本事项中是否存在应该改善的内容就可以了:交叉口占地面积的合理化(是否过大?);交通流的整理(交通组织设计是否能减少交叉?)。上述的两个条件与各种各样的事故要因相关,是减少事故发生机会方面的基本内容。与交叉路口面积的合理化相关的具体的对策包括:路口交通渠化(拓宽路口,增加左右转弯车道等);设置导流线明确表示通行位置;改善停车线(缩短停车线之间的距离)、人形横道(包括自行车横道)的位置;黄信号以及全红信号表示时间的合理化(为了在信号切换时清空交叉口内的车辆以及行人)。关于交通流的整理主要可以具体考虑

59、一下几项内容单向通行、指定方向外通行禁止(禁左等)、禁止车辆通行等的交通管制措施;通过导入左转信号的相位从时间上分离交通流,改良信号的相位;通过导流措施对交通流进行整理、渠化;通过设置行人专用的相位、立体人形过街设施对行人和车辆进行分离。事故防止对策必须根据事故的内容采取适当合理的对策。遗憾的是在现状中具有各自特性的平面交叉路口的事故防止手段的效果还没有被确定量的把握。下面分别对一些个别对策进行简单的说明。但是应该注意,个别对策还会产生波及效果,当若干的对策组合实施时,可能会相互抵消。(一) 让行措施 (二) 架设信号机(三) 增设信号灯器(四) 改善信号相位(五) 设定左转专用相位(六) 转

60、车处理(七) 防滑铺装(八) 设置道路反光镜(九) 道路照明(十) 立体过街设施(人形天桥、地下街道) (十一)考虑周围景观环境第三章 平面交叉的交通管制平面交叉的交通安全和畅通,既取决于平面交叉的几何构造,同时又受交叉口处的交通管制手段的影响,而且在一定条件下,平面交叉的规划与设计,总是在某种交通管制方法的条件下进行。在大多数情况下,某种交通手段是否实用,也要考虑平面交叉的几何条件。例如,当使用交通信号控制时,如在交叉口信号显示中设置左转专用显示,就必须在这一方向的入口道路上,设左转专用车道。又例如,在单向具有双车道的交叉口处,或相交道路的设计速度均达60h或以上时,在交叉入口处使用“停”和

61、“让”的标志进行交通管制则是十分危险的。另外,相邻交叉口的间距,交叉口相交道路的交叉角度,交叉口路口的道路条数等,也是对组织单向交通、禁行等交通管制方法的实施有直接关系。由此可见,平面交叉口的规划设计与交通管制两者之间是互相制约,互相依存,且又互相补充。由此,谈及平面交叉设计,就必须了解平面交叉的交通管制方法的使用效果及其对交叉口道路构造的要求。第一节 平面交叉常用的交通管制方法一、交通管制的目的对交通,尤其是平面交叉处的交通进行管理与控制,是为了最大限度地发挥现有道路设施的交通功能。通过对平面交叉口的交通管理与控制,可达到以下目的:1.缓解交通拥挤,使车辆通过交叉口时平顺畅通,从而提高其服务水平。2.减少和消除发生交通事故的危险。3.在现代交通中,交通管制还有防止噪音和减少废气排放等交通公害的目的。上述目的,光靠交通管制手段有时是很难达到的,还需

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