【正文】 力不足而產(chǎn)生堵塞，所以交通擁擠現(xiàn)象的癥結主要在交通路口，即城市道路信號交叉口。城市道路信號交叉口是城市道路的重要節(jié)點，是人、車的主要交匯處，也是沖突點多、秩序混亂、交通事故的多發(fā)地帶，車輛和行人的交織使該 處的交通狀況尤其復雜，其復雜性使得越來越多的信號交叉口交通量趨于飽和。大量的事實證明城市道路信號交叉口的擁堵現(xiàn)象嚴重，資料顯示， 85%以上的交通延誤集中在城市道路信號交叉口，平面交叉口的通行能力不及普通路段的 50%，日常交通擁堵大部分是由于平面交叉口的通信能力不足造成的。近 幾年省城石家莊交通路口擁堵情況也日益嚴重，主要原因有：①、機動車數(shù)量增長速度過快，道路車流量日益增大。②、道路建設在結構和功能上無法滿足交通需要。③、道路交通管理還有很多地方不到位。其中，交叉口秩序混亂，通行能力低是石家莊交叉口擁堵最主要 的原因之一。 通過研究，造成現(xiàn)交通狀況的原因有三點：第一，汽車保有量增長迅速。據(jù)我國國家統(tǒng)計局資料， 1949 年底，全國民用汽車僅有 5萬余輛；到 1978 年底，全國民用汽車達到 萬輛；到 2020 年底，全國民用汽車到達 萬輛。至 2020 年底，我國汽車保有量已達 萬輛，與 2020 年相比，增加了 萬輛，增長 %。國家統(tǒng)計局發(fā)布的 2020 年國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計顯示， 2020 年末全國民用汽車保有量達到 9086 萬輛，比上年末增長 %，其中私人汽車保有量 6539 萬 輛，增長 %。第二，城市交通總供給不足。城市交通用地的不足，引發(fā)了一系列城市交通問題。例如，由于城市路段過于狹窄或交叉口面積太小，本可以通過拓寬道路或改造交叉口就很容易解決的問題，由于再無多余可利用空間，問題就不能很好的解決。第三，信號交叉口的配時方案不合理。從 2020 年在全國開展“暢通工程”檢查以來，交叉路口的信號配時合理性成為評價城市道路交通管理設施水平越來越重要的指標。信號交叉口的信號相 本 科 畢 業(yè) 論 文 第 2 頁 共 29 頁 位、綠信比等指標均嚴重影響信號交叉口的實際通行能力。 通過以上的分析可知，在供給不能增加的情況下，需求仍在激增 ，造成一系列不可避免的交通問題。這些問題延緩了城市交通的發(fā)展，不能很好的滿足居民對出行條件的基本要求。應對交通的各個方面進行改進，以順應我國的發(fā)展。 國內(nèi)外城市道路交叉口的研究現(xiàn)狀 國外研究現(xiàn)狀 道路通行能力的研究始于美國，從 20 世紀 40 年代起，尤其是第二次世界大戰(zhàn)結束以后，美國為了加強國防和適應戰(zhàn)后經(jīng)濟發(fā)展的需要，加速建成了全國公路網(wǎng)。在建設中，針對公路的規(guī)劃、設計、修建養(yǎng)護及運營管理中出現(xiàn)的問題，開始了道路通行能力方面的研究，以求使公路建設在合理、科學、規(guī)范的基礎上進行。 1950 年美國 交通工程師協(xié)會在道路通行能力研究成果基礎上，編寫出版了《道路通行能力手冊》 (Highway Capacity Manual)（ HCM）第一版， 1965 年修訂出版了第二版， 1985 年出版了第三版。第三版詳細論述了公路與城市道路的通行能力的同時，又分析了高速公路、自行車道、人行道和無信號交叉口等交通設施通行能力的內(nèi)容。 1994 年修訂了第四版，繼第四版問世后，一個名為《 HCM2020》的新手冊已完成。隨著交通運輸事業(yè)的飛速發(fā)展，道路通行能力的標準一直在不斷調(diào)整，通行能力的指標也在不斷提高。 許多國家繼美國之后均根 據(jù)本國實情組織專門研究隊伍開展了實地調(diào)研，編制出版適合各自國情的通行能力手冊。例如英國的 TRRL（ Transport and Road Lab）方法：英國的 TRRL 法對信號交叉口車輛延誤進行了深入的調(diào)查、分析和研究，并由韋伯斯特（ Webster）建立了延誤模型，提出了信號配時和通行能力計算方法、平均延誤時間和最佳信號周期的方法。其方法也是建立在飽和流率模型的基礎之上的。通過觀測和實驗，得出不準停放車輛的進口車道的飽和流量與車道寬度（不小于 米）成正比，比例系數(shù)為 525，通過飽和流量與綠信比的乘積得出信號 交叉口進口車道上的通行能力。 日本于 1982 年利用修改《道路工程技術標準》的機會，將研究成果編入日《道路通行能力手冊》中，從而使日本道路通行能力的計算標準化，其對信號交叉口通行能力的計算，基本原理與美國相同。日本交通工程研究會編寫的《平面路口的規(guī)劃與設計》在信號管制平面交叉口通行能力的研究的第一節(jié)中，以一個拓寬設置右轉專用車道的十字交叉口為例，計算了各進道口的通行能力，其中以右轉彎車道的基本飽和流量 1800 本 科 畢 業(yè) 論 文 第 3 頁 共 29 頁 輛 /綠燈小時為基礎，考慮車道寬度及大型車混入率等修正，但其飽和交通量基本值和修正系數(shù)均是根據(jù)日本的實測 結果確定的，而我國的交通特性與國外顯著不同。 目前，國外有許多交通工程學者都已從不同的研究角度分析了城市各種類型交叉口的通行能力，并針對不同類型的交叉口提出了相應的通行能力模型。 縱觀世界許多國家道路交叉口通行能力的研究過程，大部分是以美國 HCM為基礎，結合本國的具體情況，進行有針對性的開發(fā)和補充，并在一定領域內(nèi)進行深入研究，取得相應成果。 國內(nèi)研究概況 根據(jù)對比研究發(fā)現(xiàn)，中國目前的交通狀況類似于美國的四五十年代，汽車數(shù)量急劇增加，公路建設處于發(fā)展狀態(tài)。我國現(xiàn)有的通行能力指標研究成果并不能滿足現(xiàn) 在的交通狀況，長期以來由于我國對道路通行能力的研究尚未形成統(tǒng)一的、系統(tǒng)的方法，缺少適合我國國情的參數(shù)、模式和通行能力分析體系，我國通行能力的研究一直是一個薄弱環(huán)節(jié)?！豆饭こ碳夹g標準》中所采用的通行能力，基本上沿用了國外的一些研究成果，不能反映我國道路交通的實際運行特征。 與國外長時間持續(xù)深入的研究相比，我國由于資金和人力所限，對于通行能力的研究起步較晚，也不夠系統(tǒng)。在八十年代前期，基本上是引用美國的通行能力手冊，然而中國的交通壞境、交通組成、管理方式和車輛性能與國外有很大差別，最主要的是混合交通比較普遍。 為此，我國自 1983 年以來，由交通部牽頭，連同一些大專院校，先后對通行能力進行了較大規(guī)模的研究，如北京、上海、廣東、江西等省市的有關交通科技部門分別開展了混合交通雙向雙車道公路研究工作。但這些研究是地方性的、逐步的，并未納入統(tǒng)一規(guī)劃的軌道，未能形成通行能力的核心與框架，難以作為修訂標準和規(guī)范的技術依據(jù)。因此，于 1996 年，國家計委批準立項“國家主干線集成系統(tǒng)開發(fā)與研究”項目，成立了“九五”科技攻關“公路通行能力”課題組，并由交通部公路科研所、交通部規(guī)劃設計院、東南大學和北京工業(yè)大學四家聯(lián)合河北、河南、北京、 新疆、遼寧和廣東六省市科研設計單位組成聯(lián)合攻關課題組進行專題研究。該項目對我國道路通行能力進行全方位系統(tǒng)的研究，形成了符合我國國情的通行能力研究方法和指標體系，取得了出版《公路通行能力》的最終研究成果。 本 科 畢 業(yè) 論 文 第 4 頁 共 29 頁 根據(jù)我國的交通情況，各研究機構提出了不少計算信號交叉口通行能力的計算方法，現(xiàn)行的《城市道路設計規(guī)范》采納了兩種方法，根據(jù)所考察的斷面不同，分別稱為“停車線法”和“沖突點法”。 研究思路 本論文首先通過論述國內(nèi)外相關研究，敘述了研究的國內(nèi)外的背景條件，然后詳細介紹了外在因素 對信號控制交叉口通行能力影響，接著簡述了國內(nèi)外信號控制交叉口通行能力的計算方法，最后根據(jù)這些方法對體育南大街與槐安路交叉口信號控制下通行能力進行計算，得出這個路口的通行能力。根據(jù)計算結果找到這個交叉口存在的問題，并提出相應的解決問題的建議。 研究內(nèi)容 本文立足點是研究體育南大街與槐安路信號控制交叉口的實際通行能力，學會研究通行能力的基本方法；論文的主要內(nèi)容分為以下幾個方面： 。主要對石家莊市區(qū)的交叉口進行了調(diào)查，了解國內(nèi)大中城市交叉口渠化和信號控制現(xiàn)狀，分 析交叉口道路設施水平、信號控制方法、交通組成、轉向比例等影響下的交通流運行特征。 。根據(jù)交叉口信號控制方案和道路設施條件，分車道計算其通行能力。根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)，計算出混合交通流下體育南大街與槐安路交叉口各進口道左轉、直行車道的通行能力。 ，找出體育南大街與槐安路交叉口的問題并提出改進建議。 2 信號交叉口交通流特征分析 機動車混合交通流是指由不同車型或不同轉向的機動車組成的交通流。我國城市中機動車種類繁多，性能各 不相同，行駛狀態(tài)也不同。為了調(diào)查及數(shù)據(jù)處理的方便要盡量簡化車型劃分，但為了研究的準確性，又需要明確各類型車輛。本論文根據(jù)研究的需要，對機動車混合交通流進行兩種分類：一是按車型分類，二是按車道類型或該車流的轉向組成分類。 本 科 畢 業(yè) 論 文 第 5 頁 共 29 頁 （ 1） 機動車混合交通流的車型分類 目前我國車輛品種繁多，車種復雜。有些車輛外形相近，但是性能相差很大。交叉口處的車隊由各種不同類型的車輛組成，車輛組成不同，通行能力就隨之不同。大型車比例越大，穿過路口的時間就越長，反之則短。因此要研究路口的通行能力，就必須先分析路口車輛的類型。 在交叉口通行能力的 研究中，既要區(qū)分出不同動力特性和外型尺寸的車型，還要盡可能簡化車輛的分類。本文在參考幾種分類的基礎上，結合本論文的研究內(nèi)容將在信號交叉口的機動車混合交通流分為：小型車、中型車、大型車三類。因為白天對貨車進行管制，因此貨車數(shù)量很少，實地觀測貨車數(shù)量也很少，所以在車型劃分中沒有單獨考慮貨車。 表 21 機動車的車型分類 車型 車型說明 編號 小型車 小轎車、小型面包車、吉普車。皮卡、微型客車 1 中型車 小型中巴、中型貨車 2 大型車 公交車、大型客車、大型貨車 3 （ 2）機動車混合交通流在信號交叉口的轉向組成分類 機動車在交叉口的轉向一般可以分為左轉、直行和右轉三類，只考慮車流轉向進行混合交通流的分類并不能反映車道對車流的影響，因此本論文結合車道的分類把信號交叉口處的混合交通流相應的分為六類，見圖 21。 圖 21 車道類型分類示意圖 本 科 畢 業(yè) 論 文 第 6 頁 共 29 頁 要研究交叉口的通行能力，首先要對交叉口處車流進行分析，在信號控制下，進入交叉口的車流按照要求，在不同的車道上分配通行權，在信號周期的變化過程中，車流做周期性的行駛。 1直行車流的運行特征 在紅燈時間，行車排隊在停車線等候綠燈，當信號顯示綠燈時，駕駛者做出反映，但并不能馬上通過停車線駛入交叉口，而是要有幾秒鐘反應時間，包括駕駛者自身的反應和車輛本身的反應時間，這個時間的車頭時距要明顯大于后面排隊車流的車頭時距，這段時間也被稱為啟動損失時間。最前面的車輛第一個駛入交叉口，后面的依 次駛入，慢慢的車流進入了一個穩(wěn)定的行駛狀態(tài)，直至車流全部通過交叉口，或者綠燈時間完畢，沒有通過的車流在停車線等待下一次綠燈，這個時間出現(xiàn)了黃燈時間，駛入交叉口的車流，這個時間為清空時間。 2左轉車流的運行特征 左轉車流按照車道功能的不同劃分，分為直左混行車流、左轉車流和直左右車流，其中，當設立了專門的左轉相位后，無論是車頭時距還是行車速度都和直行車流沒有什么不同，只是在路程上要比直行車流行駛的遠些，而在直、左車流和直、左、右車流當中，因為公用了一條車道，左轉車流受到了其他方向車流的阻礙，車頭時距要比一般情況 下要大，這樣就增加了車流通過交叉口的運行時間。 3右轉車流的運行特征 在設有專門的右轉車道的情況下；右轉車流通常產(chǎn)生的沖突點比較少，在我國交通法規(guī)下，右轉車流不受信號控制的約束，可以連續(xù)的通行；但當和其他車流公用一個車道的時候，右轉車輛很可能被不同流向的車輛阻礙以致于不能夠通行。因此，在右轉車流達到一定的比例情況下，要設計專門的右轉車道，否則會影響交叉口的通行能力。 信號交叉口通行能力是對每個引道定義的。根據(jù)定義，所研究引道的通行能力可以定義如下： )Cg(c ?? S 式中： c— 通行能力； S— 飽和流率； g— 有效綠燈時間； 本 科 畢 業(yè) 論 文 第 7 頁 共 29 頁 C— 周期時間。 因此，通行能力和飽和流率有關，也和有效綠燈時間以及信號周期有關。并且，對上述參數(shù)影響的因素自然會影響到通行能力的變化。 啟動損失時間和清尾損失時間 啟動損失時間和