摘要城市道路交叉口是城市道路系统的重要组成部分,是城市道路上各类交通汇合、转换、通过的地点,是管理、组织道路各类交通的控制点。
在整个道路网中,交叉口成为通行能力与交通安全上的瓶颈。
据统计,在交叉口上发生的交通事故占总交通事故的20%左右,有些国家甚至高达40%,其原因是多方面的，比如交叉口的进口道设置不合理,缺乏恰当的交通渠化设施，信号配置不合理。
城市主干道沿线的大型交叉口，合理配置信号配时尤为重要。
该设计调查的交叉口为黄河路与联合路交叉口，黄河路是大连各大主干道之一，为双向八车道，联合路为双向六车道，是一个非常重要的交叉口。
本次设计实地调查了车道宽度、交通流量、车种类型、车头时距、信号灯周期等数据，通过交叉口的道路、交通和控制现状，主要是对其机动车通行能力，行车延误，行车速度，信号周期，服务水平和高峰小时的交通需求等进行定量和定量的分析，以得到该交叉口的信号配时方案。
到目前为止，定时信号的配时方法在国际上主要有英国的WEBSTER法，澳大利亚ARRB法及美国HCM法等。
我国有停车线法和冲突点法等方法。
随着研究不断深入，定时信号的配时方法也在进一步的改进。
本设计采用的方法以英国的WEBSTER法为主。
针对本次调查特性，选用了JSP语言来编写交叉口信号配时系统。
关键词：交通量通行能力延误服务水平信号周期目录摘要 (2)目录 (2)一设计概述 (3)1课题分析 (4)2目的及意义 (4)3理论方法和技术指标 (4)4完成课题的主要措施 (5)二交叉口现状调查与分析 (5)1交通口地理区位和使用现状 (5)2交通口交通量调查 (6)3通过交叉口车辆组成 (8)4 交叉口几何尺寸调查 (8)三信号配时 (8)1相位方案设计的基本事项 (9)2信号灯设置必要性分析 (9)3相位示意图 (10)4信号配时原理 (11)5信号配时计算 (12)四程序说明及运行结果 (13)五配时方案效益评价 (15)1通行能力分析 (15)2饱和度计算 (15)3延误估算 (16)4服务水平分析 (16)六交叉口存在问题及分析 (17)1城市发展溢出造成交通拥堵 (17)2交通规划不足 (18)3道路发展滞后性 (18)4交叉口交通组织不合理性 (18)七结果对比和误差分析 (19)参考文献 (20)附录 (21)1程序代码 (21)2实测数据 (26)一、交叉口现状调查与分析1、交叉口地理区位和使用现状根据实地观察测量和分析讨论，本组对整个交叉口形状、车道划分与交通流运行轨迹进行了绘制，如下图所示。
联合路黄河路图1 黄河路和联合路交叉口平面图黄河路主干道多年来一直是大连市区的交通动脉，黄河路与联合路交叉口是主干道上交通流量比较大的平面交叉口。
东西向为主干道，机动车道为双向8车道，东进口道为三条直行车道、一条专用右转车道，禁止左转，西进口道为三条直行车道、一条专用左转车道、一条专用右转车道。
公交车站设置在东进口的右转车道右边，公共汽车主要利用右转车道进行右转和直行。
南北向为联合路，是次要交通方向，路段机动车道为双向6车道，南北进口道均为两条直行车道、一条专用左转车道、一条专用右转车道。
该交叉口附近的建筑密度比较高，周围是大连市教育局、沙河口区慈善总会、中山公园、银行、酒楼、机关、旅馆、住宅区等等，地区繁华，交通流量大，是一个非常重要的交叉口。
2、交叉口交通量调查本组通过实际观测的方法测得了道路交叉口的交通流量等信息。
主要调查方法为，对各车道分配人员进行定时调查车种及车辆流向数量以获得交通流量，对直行和左转的车道在红灯结束时按车辆计时获得车头时距，对各相位红绿灯分别计时等。
具体观测时间为早高峰上午八点到九点，交叉路口的机动车交通流量非常大，交通流量通过在交叉口的高峰时间观测1小时获得，整理后的高峰小时流量见下表。
表1 交叉口各流向流量从调查的数据可以得到，黄河路和联合路交叉口的主要流量分布在东西两个进口道，平均流量超过了2000pcu/h，其中直行分别占其流量的78%左右，而北进口道的交通流量也都超过了1000pcu/h。
3、通过交叉口车辆组成该交叉口交通流以小型车为主，其中有708等公共汽车约占总流量的13%通过这个交叉口，还有少量以101为主的铰接车，公共汽车主要流向是东西黄河路方向，联合路方向少有公交车通过。
表2 通过交叉口车辆组成4、交叉口几何尺寸调查表2 交叉口几何尺寸调查表二、信号配时在平面交叉口设置信号控制的目的，是通过为不同流向、不同种类交通流提供通过路口的时间路权，从时间上消除路口内交通流的冲突点。
优化信号配时可减小城市道路网络上的车辆延迟、降低交通事故、减小环境污染和燃油消耗，从而可有效利用道路设施。
在还不具备条件实现自适应的面控系统的情况下，可在单个交叉口进行优化配时。
1、相位方案设计的基本事项一般来说，交叉口形状越复杂，相位方案也越复杂。
相位数增加，相应的会引起相位改变时损失增加，因此交叉口处理交通的能力将会下降，但是交叉口交通流之间的冲突却会减少。
合理的相位和相序有助于提高通行能力和道路利用率。
相位方案的设计应先充分考虑交叉口的构造（各进口道及出口道的宽度、车道数等），交通条件（交通量、左右转率、直行交通量、车头时距等）以及交叉口的布局（附近与交通相关的设施、视觉的良好与否等），同时要考虑以下使用信号控制相位的基本注意事项：应确保同一交通流线上相位的连续性。
对同一个交通流设置两种以上相位时，这些相位在时间上要保证连续性。
本设计针对我国城市道路交通流特性，根据所提供数据分析，结合机动车的通行特性，得到了多相位信号控制条件，采用三向位进行配时设计。
2、信号灯设置的必要性分析根据可插入间隙理论，假设主要道路车流按泊松分布到达，可建立计算次要道路可通行的最大交通量max Q '的公式如下：)1/(maxqh q e Qe Q ---='τ式中： ——max 'Q 次要道路可通过的最大交通量 Q ——主要道路交通量 q ——Q /3600τ——次要道路可以穿过主要道路车流的临界空当时距（s ） h ——次要道路车辆连续通行时的车头时距（s ）τ取4.5，Q 为4042，h 为2.21经计算得出次要道路最大可通过量为26，次路交通已经严重拥挤，延误大增，所以设置信号灯是必要的，相位1 相位24、信号配时原理①首先计算每车道的饱和流量S ，使用下式进行计算：S ＝3600/h式中：h —— 饱和车头时距②流量比计算，求出m ax y ：/i i i y q S =式中：i q ——第i 个实际到达流量（调查得到）； i S ——第i 相位流向的饱和流量（调查得到）'∑ni,i i=1Y=max(y y )式中：i y ——第i 个相位的最大流量比y max ――各个相位的流量比③我们国内一般采用韦伯斯特信号配时优化公式，得到信号最佳周期为：0 1.551L C Y +=-式中：0C －信号最佳周期，s ；L －表示每个周期的各相位总损失时间，s ，其计算如下式：()ni i i i L l I A ==+-∑式中：l －车辆启动损失时间，应实测，无时间数据可取3秒； I －绿灯间隔时间，即黄灯时间加全红灯清路口时间，一般黄灯为3s ，全红灯为2～4s ；A －黄灯时间，有一般为3s ；n －所设相位数；④确定完最佳周期后，再计算总有效绿灯时间e G ：0e G C L =-⑤各相位有效绿灯时间由下式确定：'max(,,...)i i e e y y g G Y=⑥各相位的绿信比，按下式计算：λ= g ei /0C各相位实际显示绿灯时间：e g g A L =-+三、程序说明及运行结果针对本次调查特性，选用了JSP 语言来编写此次试验的数据分析程序。
原因是JSP 的方法实现便捷，生成的页面简洁明了。
程序实现的功能有，根据输入数据，即交通流量，损失时间，绿灯间隔时间，黄灯时间等，进行数据处理的计算工作，最终输出数据为饱和流量，周期时长，绿信比，显示绿灯时间等。
程序主要分为以下两个页面：数据输入页面，介绍系统及供使用者输入数据以便处理；结果页面，输出数据的处理结果。
打开初始页面，显示信号配时系统，提示输入交叉口各进口道流量及饱和车头时距等信息，输入完成后点击提交，转到结果输出页面，输错可重置。
结果页面显示各种结果信息。
程序界面如下程序结果如下四、配时方案效益评价1、延误估算交叉口各车道延误用下式估算：d = d1+d2d1=0.5C(1-λ)2/(1-min[1,x] λ)d2=900T[(x-1)+√[(x-1)2+8ex/(CAP*T)]式中：C—周期时长（s）λ—所计算车道的绿信比；x—所计算车道的饱和度；CAP—所计算车道的通行能力；T—分析时段的持续时长（h），取0.25h；e—定时信号取0.5；各进口道的平均信控延误按该进口道中的各车道延误的加权平均数估算：d1=Σd i q i/Σq i式中：dA—进口道A的平均信控延误（s/pcu）；di—进口道A中第i车道的平均信控延误（s/pcu）；qi—进口道A中第i车道的小时交通量换算为其中高峰15min的交通流量（辆/15min）;整个交叉口的平均信控延误按交叉口各进口道延误的加权平均数估计：d A=Σd A q A/Σq A式中：d1—交叉口每车的平均信控延误（s/pcu）；qa—进口道A的高峰15min交通流率（辆/15min）；4、服务水平分析交通服务水平是指道路使用者从道路状况、交通条件、道路环境等方面可能得到的服务程度或服务质量，如可以提供的行车速度、舒适、方便、司机的视野以及经济、安全等方面所得到的实际效果与服务程度。
由于我国的道路服务水平仍在调查研究之中，按《城市道路规划与设计》中借鉴美国的规定，把服务水平分为六个等级。
A级——畅行车流。
特征为交通量少、车速高、交通密度低，驾驶员在客观许可的条件下可按自己的意愿控制车速而无任何干扰和延误。
每信控延误小于等于10.B级——稳定车流。
特征为车速开始受到交通条件的限制而有所降低，但驾驶员仍能较为自由地选择合理的车速。
每信控延误范围11-20。
C级——稳定车流。
特征为车速开始受到较大交通量的影响，驾驶员已不能自行决定车速，但还能得到较满意的车速。
每信控延误范围21-35。
D级——接近不稳定车流。
特征为车速受到相当大的影响，能勉强维持所需要的车速，行车性和舒适性变得较差。
每信控延误范围36-55。
E级——不稳定车流。
特征为行车不畅，车速很低，处于时开时停状态，交通量接近于道路的通行能力。
每信控延误范围56-80。
F级——强制车流。
特征为能勉强行驶，车速极低，道路通行能力低于实际交通量。
出现排队甚至完全堵塞现象。