摘 要

平面交叉路口是车辆合流、分流、转向的主要位置，是城市道路交通的关键所在，也是城市交通发展的突破所在，以及道路交通产生拥堵的症结所在。提高城市信号平面交叉的通行能力可以有效提高整个城市路网的运行效率与容量。所以，对交叉口进行改善与优化至关重要。

本文的研究对象为楚河汉街地铁站的平面信号交叉。通过分析平面信号交叉的交通特性，为渠化优化和信号优化打下理论基础。其中，平面信号交叉的交通特性包括通行能力、交通流特性、运行效率等。在渠化设计方面，以车辆运行效率和安全性为出发点，提出了适应不同情况的平面交叉口渠化方法。在信号周期优化方面，摒弃传统信号周期公式，采用了基于Webster延误修正模型的优化信号周期时长模型，该模型针对不同交通状态的交叉口信号周期时长进行了优化。最后，通过对楚河汉街地铁站交叉口的研究与分析，综合设计优化方案，依据交叉口运行效率指标，采用VISSIM仿真软件验证了交叉口渠化和信号周期时长综合优化的效果。

关键词：信号平面交叉口；渠化设计；信号优化；评价；楚河汉街

Abstract

As a gathering place for convergence, steering, and evacuation of the traffic flow, intersection is the key point of urban road network. It is not only the bottlenecks of urban road network, but also the origin of accident-prone sites and traffic congestion. It is important to ensure the smooth flow of the traffic for the purpose of improving the capacity and operation of city road network. Therefore, to optimize the intersection is one of the most effective measures to improve the capacity and operating efficiency of the road network.

The study is focus on the optimization of signalized intersection. Firstly, the traffic characteristics of signalized intersection are analyzed, which includes traffic flow characteristics, capacity, operating efficiency a. These analyses are the theoretical foundation for the intersections channelization and signal cycle optimization. At the same time, it provides two evaluation index of operating efficiency : the average delay, queue length.

Secondly, some optimization measures are proposed from the aspects of channelization and cycle optimization. With regard to channelization, measures to different conditions are proposed for motor vehicles, non-motor vehicles and based on the purpose of operation efficiency. With regard to the signal cycle optimization, a new signal cycle optimization model based on the Webster delay correction is proposed. And the new cycle model can be applied to different traffic conditions. Finally, a case study of an intersection in Wuhan was conducted to verify the composite optimization measure of channelization and cycle optimization. VISSIM simulation was used to obtain the evaluation indexes, and statistical test method was also used to evaluate the operating efficiency.

Keywords: Signalized Intersection; Channelization Design; Signal Optimization; assess; Chuhehanjie

目录

摘 要 II

Abstract II

第1章 绪 论 1

1.1 研究背景及目的意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.2.1 国外研究发展状况 2

1.2.2 国内研究发展状况 2

1.3 研究内容和技术路线 3

1.3.1 研究内容 3

1.3.2 技术路线 4

第2章 平面信号交叉口交通流运行特性分析 5

2.1 交通冲突点分析 5

2.2 信号交叉口交通流特性分析 6

2.2.1 信号交叉口交通流运动特性 6

2.3 小结 8

第3章 平面信号交叉口渠化设计方法 9

3.1 平面信号交叉口渠化的主要设计原则与设计要素 9

3.1.1 平面信号交叉口渠化的主要设计原则 9

3.1.2平面交叉口渠化的主要设计要素 9

3.2 平面信号交叉口的主要渠化措施 12

第4章 平面信号交叉口信号控制优化研究 15

4,1 传统相位中存在的问题 15

4.2 相位设计优化 16

4.2.1 多相位方案的选择优化 16

4.3 单点交叉口定时信号控制设计方法 19

4.3.1 流率比 19

4.3.2 信号配时计算方法 20

4.4 平面信号交叉口优化设计方案评价 23

第5章 楚河汉街地铁站交叉口优化 26

5.1 交叉口交通现状 26

5.1.1 交叉口渠化现状 26

5.1.2 交叉口交通量与信号控制现状 27

5.1.3 交叉口现状评价 29

5.3 交叉口优化方案 30

5.3.1 交叉口渠化优化方案 30

5.3.2 交叉口信号控制优化方案 31

5.3.3 交叉口改善方案评价 32

5.4 小结 33

第6章 结 论 34

6.1 研究主要成果及结论 34

6.2 进一步研究展望 34

参考文献 35

致谢 37

第1章 绪 论

1.1 研究背景及目的意义

经济的发展离不开城市的载体作用，也是各类交通的枢纽与集合。畅通的交通是经济发展的保障，城市的中枢和关键是城市道路交通系统，越来越多的交通问题与相关研究引起了国家城市各方部门和研究人员的高度重视。

然而，随着城市人口的增长，社会的发展，经济和旅游业的蒸蒸日上，随之而来的车辆持有数的迅猛增长，均给城市交通带来了很大的压力。居民生活水平与购买力的飞速提升，汽车刚性需求保持旺盛，汽车保有量保持迅猛增长趋势，2016年，新登记和注册的汽车超过2700多万辆，汽车保有量净增加超过2200万辆，均为历年最高水平。与五年前的数据相比，汽车占机动车的占比从50.39%猛增至65.97%。根据我国公安部交通管理局提供的数据，截至2016年底，全国机动车保有量达2.9亿辆，其中，汽车超过1.9亿辆；机动车驾驶人数超过3.6亿人，其中，汽车驾驶人比例最大，超过3.1亿人。新注册和年增长的数量都达历史最高水平。

汽车拥有量快速增长对道路交通造成巨大压力，表现为交叉口拥挤、延误与排队长度增加。发生严重冲突的情况下，会造成地区严重的延误甚至是堵塞，如果处理不及时或者处理不当，将会扩大到其他地区的道路网。 城市交叉路口的交通拥堵导致车速下降，延误时间延长，导致时间和燃油费用增加。 交叉口车辆排放是机动车辆造成环境污染的主要原因。交通拥堵提高了交通事故率，也使得人们情绪不稳定，影响人们正常工作效率和身心健康。所以，缓解交叉口交通拥堵已刻不容缓。