《交通工程课程设计》任务书■设计任务：某路口饱和年的交通整治方案⒈资料整理；⒉现状路口通行能力计算（机动车、非机动车）；⒊饱和年的确定；⒋饱和年交通组织方案；⒌饱和年信号配时；⒍饱和年路口分流渠化设计；⒎路段上公交停靠站设计。
■设计依据1、路口现状几何尺寸，如图1所示；图1 现状路口图2、路口历年机动车高峰小时交通量，如表1；历年机动车高峰小时流量表（单位：辆/小时）表13、2007年路口机动车高峰小时流量、流向资料，如表2；表2 （单位：辆/小时）4、现状路口的控制方式灯控路口（二相位），信号周期110秒，其中东西向绿灯各为60秒，南北向绿灯为44秒。
5、机动车流中，小车占50%，大车占44%，拖挂车及通道车占6%。
6、2008年时，东西向道路上拟开行15路、16路公共汽车，其中15路发车间隔为2分钟，16路发车间隔为3分钟。
设计内容一、资料整理：1）按当量交通量换算2007年该路口流量流向表，如表3所示；表3 (单位：辆/h)2）机动车交通量预测：根据路口历年机动车高峰小时交通量表，利用Excel绘出趋势线,如图2所示：图2 历年机动车高峰小时流量趋势图趋势线为二次多项式y=2.822+72.36（x-1993）+2440。
以此模型计算机动车总量，并与观测所得的实际机动车总量对比，如表4所示：拟合的误差表表4由上表知，拟合的误差不超过3%，误差非常小，可以以此模型来预测未来机动车总量。
现状路口通行能力1）机动车通行能力该交叉口的每个进口道由两条机动车道组成，分别为直左车道和直右车道。
按《城市道路设计规范》中的停车线法计算机动车能行能力。
排队待行的第一辆车从起动到通过停车线的时间，不同车种混行时取2.3S，车队通过停车线的间隔时间取3.26S；折减系数取0.8。
灯控路口（二相位），信号周期110秒，其中东西向绿灯各为60秒，南北向绿灯为44秒。
直左车道中左转车辆比例取20%。
直行车道通行能力计算公式：3600((/+1)/T——一条直行车道的设计通行能力（pcu/h）——信号周期绿灯时间（s）T——信号周期时间（s）——排队待行的第一辆车从起动到通过停车线的时间（s）；不同车种混行时取2.3S——车队通过停车线的间隔时间（s）取3.26S——折减系数取0.8直右车道通行能力：=直左车道通行能力：=（1-/2）——左转车占直左车道交通量的比例① 东进口3600((/+1)/T取60，则有：直行车道通行能力3600(（60-2.3）/3.26+1)0.8/110=489.58（辆/h）。
直右车道设计通行能力==489.58（辆/h）。
直左车道设计通行能力=（1-/2）=489.58（1-0.50.2）=440.6（辆/h）。
东进口设计通行能力为+=930.2（辆/h）。
验算是否需要折减：不影响对面直行车辆行驶的左转交通量为4n，n为一个小时内周期个数。
n=3600/110=33不影响对面直行车辆行驶的左转交通量为132（辆/h），设计左转交通量为0.2×930.2=186.04>132，需要按照规范公式3.2.3—12折减。
折减后通行能力为930.2-2(186.04-132)=822.12（辆/h）。
②西进口：直行车道通行能力3600(（60-2.3）/3.26+1)0.8/110=489.58（辆/h）。
直右车道设计通行能力==489.58（辆/h）。
直左车道设计通行能力=（1-/2）=489.58（1-0.50.2）=4440.62（辆/h）。
西进口设计通行能力为+=930.2（辆/h）。
验算是否需要折减：设计左转交通量为0.2×930.2=186.04>132，需要按照规范公式3.2.3—12折减。
折减后通行能力为930.2-2(186.04-132)=822.12（辆/h）。
③南进口设计通行能力3600((/+1)/T。
取60，则有直行车道通行能力3600(（44-2.3）/3.26+1)0.8/110=361.08（辆/h）。
直右车道设计通行能力==361.08（辆/h）。
直左车道设计通行能力=（1-/2）=361.08（1-0.50.2）=324.97（辆/h）。
南进口设计通行能力+=686.05（辆/h）。
验算是否需要折减：设计左转交通量为0.2×686.05=137.21>132，需要按照规范公式3.2.3—12折减。
折减后通行能力为686.05-2×(137.21-132)=675.63（辆/h）。
④北进口：直行车道通行能力3600(（44-2.3）/3.26+1)0.8/110=361.08（辆/h）。
直左车道设计通行能力=（1-/2）=361.08（1-0.50. 2）=324.97（辆/h）。
北进口设计通行能力+=686.05（辆/h）。
验算是否需要折减：设计左转交通量为0.2×686.05=137.21>132，需要按照规范公式3.2.3—12折减。
折减后通行能力为686.05-2×(137.21-132)=675.63（辆/h）。
因此，交叉口通行能力为：C总=(822.12+675.63)×2=2995.5（辆/h）。
2）非机动车通行能力：一条自行车车道宽1m。
不受平面交叉口影响时，一条自行车车道的路段可能通行能力按下公式计算：式中——一条自行车车道的路段可能通行能力(veh/(h·m))；——连续车流通过观测断面的时间段(S)；——在时间段内通过观测断面的自行车辆数(veh)；——自行车车道路面宽度(m)。
路段可能通行能力推荐值，有分隔设施时为2100veh/(h·m)；无分隔设施时为1800veh/(h·m)。
不受平面交叉口影响一条自行车车道的路段设计通行能力按下式计算：式中Nb——一条自行车车道的路段设计通行能力(veh/(ch·m))；αb——自行车道路的道路分类系数，见下表自行车道的道路分类系数表5受平面交叉影响一条自行车车道的路段设计通行能力，设有分隔设施时，推荐值为1000～1200veh/(h·m)；以路面标线划分机动车道与非机动车道时，推荐值为800～1000veh/(h·m)。
由于此交叉口自行车交通量较小，所以采用推荐值的较小值800ｖｅｈ/（ｈ·ｍ）。
3）交叉口信号配时现状（黄灯时间取3S）；此路口采用了二相位的信号控制，信号周期110秒，其中东西向绿灯为60秒，南北向绿灯为44秒。
交叉口现状相位图如图3所示：图3 交叉口现状相位图如图交叉口现状流量流向如图4所示图4 交叉口现状流量流向图三、流量预测及饱和率的确定1）总量预测模型①机动车：根据路口历年机动车高峰小时交通量表，利用Excel绘出趋势线（见图2）：趋势线为二次多项式y=2.822+72.36x+2440据此预测未来机动车交通量如表6所示：表6 预测交通量图5 机动车总量预测②非机动车流量预测：按年增长率的方法给出预测模型，如下图所示，取年增长率为5% ，则非机动车总量为：N=126×非机动车总量预测表7图6 非机动车总量预测2）饱和年的预测将机动车辆通行能力作为某年实际交通量代入机动车总量预测公式中，反算饱和年。
公式为2996=2.822+72.36（x-1993）+2440反算知机动车辆通行能力在1999年达到饱和，而此时非机动车辆通行能力远未达到饱和。
3）机动车流量流向预测假设路口机动车流量流向比例不发生变化，故可根据饱和年的预测流量和现状流量流向比例，确定未来的流向流量。
预测五年后的交通量，如表8所示，2012年机动车流量流向预测表8 （单位：辆/h）图7 2012年交叉口流量流向图四、饱和年信号配时采用四相位。
交叉口进口等效交通量计算公式：V=（Vs+0.5H+0.6L）/nVs——交叉口进口实际交通量（辆/h）H——公交车、货车车辆数（辆/h）L——左转车辆数（辆/h）n——进口有效车道数拖挂车及通道车占6%，以此作为公交车、货车。
第一相位，放行东西方向的左转、除右转外其他禁行Q东左=（888×0.6+888×0.06×0.5）/2=280（辆/h）Q西左=（101×0.6+101×0.06×0.5）/2=32（辆/h）V1 = max（ 280，32）= 280（辆/h）第二相位，放行东西方向直行、除右转外其他禁行Q东直=（608+608×0.06×0.5）/2=313（辆/h）Q西直=（728+728×0.06×0.5）/2=375（辆/h）V2= max（313，375）=375（辆/h）第三相位，放行南北方向左转、除右转外其它禁行Q南左=（63+63×0.6+63×0.06×0.5）/2=51.5（辆/h）Q北左=（106+106×0.6+106×0.06×0.5）/2=86（辆/h）V3= max（51.5，86）=86（辆/h）第四相位放行南北方向直行、除右转外其它禁行Q南直=（381+381×0.06×0.5）/2=196（辆/h）Q北直=（384+384×0.06×0.5）/2=198（辆/h）V4 =max（196，198）=198（辆/h）故交叉口总的等效交通量为:V e =V1+V2+V3+V4=280+375+86+198=939（辆/h）周期长度、相位数、等效交通量之间有以下关系：T= 13330P/(1333-Ve)式中 T——周期时间（s）；P——相位数；Ve——等效交通量(辆/h）.初设周期长T=13330*4/(1333-939)=135.3s ，一般周长取5的整数倍，故取140s，取黄灯时间为3s，则总的绿灯时间为G=140-4*3=128s，分配如下：第一相位绿灯时间为G1=128× (280/939)=38s第二相位绿灯时间为G2=128×(375/939)=51s第三相位绿灯时间为G3=128×(86/939)=12s第四相位绿灯时间为G4=128×(198/939)=27s2012年信号配时验算与确定按以上方法分配的绿灯时间是否能满足车辆放行要求，可用下式来检验：G’=2.1x+3.7s式中G’——某一相位车辆放行所需绿灯时间（s）；X——周期内的来车数，可查表（见《交通工程学》256页）而得：柏松流平均到达率Mi 与周期内来车数xi关系表(置信度95%)：M1=280×128/3600=10 x1 =15 G1’=2.1×14+3.7=35.2sM2=375×128/3600=13.3 x2 =20 G’2=45.7sM3=86×128/3600=3.1 x3=6 G’3=16.3sM4 =198×128/3600=7.1 x4=12 G’4=28.9s需要的总绿灯时间为36+46+17+29=128s，与试算的绿灯时间吻合故而最终确定配时方案为：第一相位绿灯时间为G1=37s第二相位绿灯时间为G2=161*(386/1024)=49s第三相位绿灯时间为G3=161*(114/1024)=14s第四相位绿灯时间为G4=161*(209/1024)=28s饱和年信号配时如图8所示：图8 2012年信号配时方案五、分流渠化可见，在2012年时，高峰小时交通量远远大于设计通行能力，而且在高峰时段一个信号周期内，交叉口各进口道各方向的交通量为：表9 （单位：辆/h）渠化方案为：东进口车道拓宽为4车道，左转专用车道2条，直行车道、右转专用车道各一个。