【正文】 力不足而產(chǎn)生堵塞，所以交通擁擠現(xiàn)象的癥結(jié)主要在交通路口，即城市道路信號(hào)交叉口。城市道路信號(hào)交叉口是城市道路的重要節(jié)點(diǎn)，是人、車的主要交匯處，也是沖突點(diǎn)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(fù)雜，其復(fù)雜性使得越來越多的信號(hào)交叉口交通量趨于飽和。大量的事實(shí)證明城市道路信號(hào)交叉口的擁堵現(xiàn)象嚴(yán)重，資料顯示， 85%以上的交通延誤集中在城市道路信號(hào)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(yán)重，主要原因有：①、機(jī)動(dòng)車數(shù)量增長(zhǎng)速度過快，道路車流量日益增大。②、道路建設(shè)在結(jié)構(gòu)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(diǎn)：第一，汽車保有量增長(zhǎng)迅速。據(jù)我國(guó)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局資料， 1949 年底，全國(guó)民用汽車僅有 5萬余輛；到 1978 年底，全國(guó)民用汽車達(dá)到 萬輛；到 2020 年底，全國(guó)民用汽車到達(dá) 萬輛。至 2020 年底，我國(guó)汽車保有量已達(dá) 萬輛，與 2020 年相比，增加了 萬輛，增長(zhǎng) %。國(guó)家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的 2020 年國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)顯示， 2020 年末全國(guó)民用汽車保有量達(dá)到 9086 萬輛，比上年末增長(zhǎng) %，其中私人汽車保有量 6539 萬 輛，增長(zhǎng) %。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(hào)交叉口的配時(shí)方案不合理。從 2020 年在全國(guó)開展“暢通工程”檢查以來，交叉路口的信號(hào)配時(shí)合理性成為評(píng)價(jià)城市道路交通管理設(shè)施水平越來越重要的指標(biāo)。信號(hào)交叉口的信號(hào)相 本 科 畢 業(yè) 論 文 第 2 頁(yè) 共 29 頁(yè) 位、綠信比等指標(biāo)均嚴(yán)重影響信號(hào)交叉口的實(shí)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(duì)出行條件的基本要求。應(yīng)對(duì)交通的各個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)，以順應(yīng)我國(guó)的發(fā)展。 國(guó)內(nèi)外城市道路交叉口的研究現(xiàn)狀 國(guó)外研究現(xiàn)狀 道路通行能力的研究始于美國(guó)，從 20 世紀(jì) 40 年代起，尤其是第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束以后，美國(guó)為了加強(qiáng)國(guó)防和適應(yīng)戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，加速建成了全國(guó)公路網(wǎng)。在建設(shè)中，針對(duì)公路的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、修建養(yǎng)護(hù)及運(yùn)營(yíng)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(shè)在合理、科學(xué)、規(guī)范的基礎(chǔ)上進(jìn)行。 1950 年美國(guó) 交通工程師協(xié)會(huì)在道路通行能力研究成果基礎(chǔ)上，編寫出版了《道路通行能力手冊(cè)》 (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(xì)論述了公路與城市道路的通行能力的同時(shí)，又分析了高速公路、自行車道、人行道和無信號(hào)交叉口等交通設(shè)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(gè)名為《 HCM2020》的新手冊(cè)已完成。隨著交通運(yùn)輸事業(yè)的飛速發(fā)展，道路通行能力的標(biāo)準(zhǔn)一直在不斷調(diào)整，通行能力的指標(biāo)也在不斷提高。 許多國(guó)家繼美國(guó)之后均根 據(jù)本國(guó)實(shí)情組織專門研究隊(duì)伍開展了實(shí)地調(diào)研，編制出版適合各自國(guó)情的通行能力手冊(cè)。例如英國(guó)的 TRRL（ Transport and Road Lab）方法：英國(guó)的 TRRL 法對(duì)信號(hào)交叉口車輛延誤進(jìn)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(hào)配時(shí)和通行能力計(jì)算方法、平均延誤時(shí)間和最佳信號(hào)周期的方法。其方法也是建立在飽和流率模型的基礎(chǔ)之上的。通過觀測(cè)和實(shí)驗(yàn)，得出不準(zhǔn)停放車輛的進(jìn)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(hào) 交叉口進(jìn)口車道上的通行能力。 日本于 1982 年利用修改《道路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的機(jī)會(huì)，將研究成果編入日《道路通行能力手冊(cè)》中，從而使日本道路通行能力的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化，其對(duì)信號(hào)交叉口通行能力的計(jì)算，基本原理與美國(guó)相同。日本交通工程研究會(huì)編寫的《平面路口的規(guī)劃與設(shè)計(jì)》在信號(hào)管制平面交叉口通行能力的研究的第一節(jié)中，以一個(gè)拓寬設(shè)置右轉(zhuǎn)專用車道的十字交叉口為例，計(jì)算了各進(jìn)道口的通行能力，其中以右轉(zhuǎn)彎車道的基本飽和流量 1800 本 科 畢 業(yè) 論 文 第 3 頁(yè) 共 29 頁(yè) 輛 /綠燈小時(shí)為基礎(chǔ)，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(shí)測(cè) 結(jié)果確定的，而我國(guó)的交通特性與國(guó)外顯著不同。 目前，國(guó)外有許多交通工程學(xué)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(duì)不同類型的交叉口提出了相應(yīng)的通行能力模型。 縱觀世界許多國(guó)家道路交叉口通行能力的研究過程，大部分是以美國(guó) HCM為基礎(chǔ)，結(jié)合本國(guó)的具體情況，進(jìn)行有針對(duì)性的開發(fā)和補(bǔ)充，并在一定領(lǐng)域內(nèi)進(jìn)行深入研究，取得相應(yīng)成果。 國(guó)內(nèi)研究概況 根據(jù)對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)，中國(guó)目前的交通狀況類似于美國(guó)的四五十年代，汽車數(shù)量急劇增加，公路建設(shè)處于發(fā)展?fàn)顟B(tài)。我國(guó)現(xiàn)有的通行能力指標(biāo)研究成果并不能滿足現(xiàn) 在的交通狀況，長(zhǎng)期以來由于我國(guó)對(duì)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(guó)國(guó)情的參數(shù)、模式和通行能力分析體系，我國(guó)通行能力的研究一直是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中所采用的通行能力，基本上沿用了國(guó)外的一些研究成果，不能反映我國(guó)道路交通的實(shí)際運(yùn)行特征。 與國(guó)外長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)深入的研究相比，我國(guó)由于資金和人力所限，對(duì)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(guó)的通行能力手冊(cè)，然而中國(guó)的交通壞境、交通組成、管理方式和車輛性能與國(guó)外有很大差別，最主要的是混合交通比較普遍。 為此，我國(guó)自 1983 年以來，由交通部牽頭，連同一些大專院校，先后對(duì)通行能力進(jìn)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(guān)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(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的技術(shù)依據(jù)。因此，于 1996 年，國(guó)家計(jì)委批準(zhǔn)立項(xiàng)“國(guó)家主干線集成系統(tǒng)開發(fā)與研究”項(xiàng)目，成立了“九五”科技攻關(guān)“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(shè)計(jì)院、東南大學(xué)和北京工業(yè)大學(xué)四家聯(lián)合河北、河南、北京、 新疆、遼寧和廣東六省市科研設(shè)計(jì)單位組成聯(lián)合攻關(guān)課題組進(jìn)行專題研究。該項(xiàng)目對(duì)我國(guó)道路通行能力進(jìn)行全方位系統(tǒng)的研究，形成了符合我國(guó)國(guó)情的通行能力研究方法和指標(biāo)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(yè) 共 29 頁(yè) 根據(jù)我國(guó)的交通情況，各研究機(jī)構(gòu)提出了不少計(jì)算信號(hào)交叉口通行能力的計(jì)算方法，現(xiàn)行的《城市道路設(shè)計(jì)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(diǎn)法”。 研究思路 本論文首先通過論述國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究，敘述了研究的國(guó)內(nèi)外的背景條件，然后詳細(xì)介紹了外在因素 對(duì)信號(hào)控制交叉口通行能力影響，接著簡(jiǎn)述了國(guó)內(nèi)外信號(hào)控制交叉口通行能力的計(jì)算方法，最后根據(jù)這些方法對(duì)體育南大街與槐安路交叉口信號(hào)控制下通行能力進(jìn)行計(jì)算，得出這個(gè)路口的通行能力。根據(jù)計(jì)算結(jié)果找到這個(gè)交叉口存在的問題，并提出相應(yīng)的解決問題的建議。 研究?jī)?nèi)容 本文立足點(diǎn)是研究體育南大街與槐安路信號(hào)控制交叉口的實(shí)際通行能力，學(xué)會(huì)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(gè)方面： 。主要對(duì)石家莊市區(qū)的交叉口進(jìn)行了調(diào)查，了解國(guó)內(nèi)大中城市交叉口渠化和信號(hào)控制現(xiàn)狀，分 析交叉口道路設(shè)施水平、信號(hào)控制方法、交通組成、轉(zhuǎn)向比例等影響下的交通流運(yùn)行特征。 。根據(jù)交叉口信號(hào)控制方案和道路設(shè)施條件，分車道計(jì)算其通行能力。根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)，計(jì)算出混合交通流下體育南大街與槐安路交叉口各進(jìn)口道左轉(zhuǎn)、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(jìn)建議。 2 信號(hào)交叉口交通流特征分析 機(jī)動(dòng)車混合交通流是指由不同車型或不同轉(zhuǎn)向的機(jī)動(dòng)車組成的交通流。我國(guó)城市中機(jī)動(dòng)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(jiǎn)化車型劃分，但為了研究的準(zhǔn)確性，又需要明確各類型車輛。本論文根據(jù)研究的需要，對(duì)機(jī)動(dòng)車混合交通流進(jìn)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(zhuǎn)向組成分類。 本 科 畢 業(yè) 論 文 第 5 頁(yè) 共 29 頁(yè) （ 1） 機(jī)動(dòng)車混合交通流的車型分類 目前我國(guó)車輛品種繁多，車種復(fù)雜。有些車輛外形相近，但是性能相差很大。交叉口處的車隊(duì)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(shí)間就越長(zhǎng)，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(dòng)力特性和外型尺寸的車型，還要盡可能簡(jiǎn)化車輛的分類。本文在參考幾種分類的基礎(chǔ)上，結(jié)合本論文的研究?jī)?nèi)容將在信號(hào)交叉口的機(jī)動(dòng)車混合交通流分為：小型車、中型車、大型車三類。因?yàn)榘滋鞂?duì)貨車進(jìn)行管制，因此貨車數(shù)量很少，實(shí)地觀測(cè)貨車數(shù)量也很少，所以在車型劃分中沒有單獨(dú)考慮貨車。 表 21 機(jī)動(dòng)車的車型分類 車型 車型說明 編號(hào) 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(jī)動(dòng)車混合交通流在信號(hào)交叉口的轉(zhuǎn)向組成分類 機(jī)動(dòng)車在交叉口的轉(zhuǎn)向一般可以分為左轉(zhuǎn)、直行和右轉(zhuǎn)三類，只考慮車流轉(zhuǎn)向進(jìn)行混合交通流的分類并不能反映車道對(duì)車流的影響，因此本論文結(jié)合車道的分類把信號(hào)交叉口處的混合交通流相應(yīng)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(yè) 共 29 頁(yè) 要研究交叉口的通行能力，首先要對(duì)交叉口處車流進(jìn)行分析，在信號(hào)控制下，進(jìn)入交叉口的車流按照要求，在不同的車道上分配通行權(quán)，在信號(hào)周期的變化過程中，車流做周期性的行駛。 1直行車流的運(yùn)行特征 在紅燈時(shí)間，行車排隊(duì)在停車線等候綠燈，當(dāng)信號(hào)顯示綠燈時(shí)，駕駛者做出反映，但并不能馬上通過停車線駛?cè)虢徊婵冢且袔酌腌姺磻?yīng)時(shí)間，包括駕駛者自身的反應(yīng)和車輛本身的反應(yīng)時(shí)間，這個(gè)時(shí)間的車頭時(shí)距要明顯大于后面排隊(duì)車流的車頭時(shí)距，這段時(shí)間也被稱為啟動(dòng)損失時(shí)間。最前面的車輛第一個(gè)駛?cè)虢徊婵?，后面的?次駛?cè)耄能嚵鬟M(jìn)入了一個(gè)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(shí)間完畢，沒有通過的車流在停車線等待下一次綠燈，這個(gè)時(shí)間出現(xiàn)了黃燈時(shí)間，駛?cè)虢徊婵诘能嚵鳎@個(gè)時(shí)間為清空時(shí)間。 2左轉(zhuǎn)車流的運(yùn)行特征 左轉(zhuǎn)車流按照車道功能的不同劃分，分為直左混行車流、左轉(zhuǎn)車流和直左右車流，其中，當(dāng)設(shè)立了專門的左轉(zhuǎn)相位后，無論是車頭時(shí)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(yuǎn)些，而在直、左車流和直、左、右車流當(dāng)中，因?yàn)楣昧艘粭l車道，左轉(zhuǎn)車流受到了其他方向車流的阻礙，車頭時(shí)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(yùn)行時(shí)間。 3右轉(zhuǎn)車流的運(yùn)行特征 在設(shè)有專門的右轉(zhuǎn)車道的情況下；右轉(zhuǎn)車流通常產(chǎn)生的沖突點(diǎn)比較少，在我國(guó)交通法規(guī)下，右轉(zhuǎn)車流不受信號(hào)控制的約束，可以連續(xù)的通行；但當(dāng)和其他車流公用一個(gè)車道的時(shí)候，右轉(zhuǎn)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(zhuǎn)車流達(dá)到一定的比例情況下，要設(shè)計(jì)專門的右轉(zhuǎn)車道，否則會(huì)影響交叉口的通行能力。 信號(hào)交叉口通行能力是對(duì)每個(gè)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(shí)間； 本 科 畢 業(yè) 論 文 第 7 頁(yè) 共 29 頁(yè) C— 周期時(shí)間。 因此，通行能力和飽和流率有關(guān)，也和有效綠燈時(shí)間以及信號(hào)周期有關(guān)。并且，對(duì)上述參數(shù)影響的因素自然會(huì)影響到通行能力的變化。 啟動(dòng)損失時(shí)間和清尾損失時(shí)間 啟動(dòng)損失時(shí)間和