webster配时法
“上海方法”信号配时设计3.
“上海方法”信号配时设计到目前为止，定时信号的配时方法在国际上主要有英国的TRRL 法（也称Webster 法）、澳大利亚的ARRB 法以及美国的HCM 法等。
在我国有 “停车线法”和“冲突点法”等方法。
随着研究的不断深入，定时信号的配时方法也在进一步的改进之中。
这里，在综合研究英国、澳大利亚和美国等国家以及我国现有的配时方法的基础上，结合我国城市交通的特点，讨论定时信号配时的基本方法。
1.定时信号配时设计流程单个交叉口定时交通信号配时设计，要按照不同的流量时段来划分信号配时的时段，在同一时段内确定相应的配时方案。
改建、治理交叉口，具有各流向设计交通量数据时，信号配时设计的流程如图1所示。
2.确定信号相位基本方案1）对于新建交叉口，在缺乏交通量数据的情况下，十字交叉口，建议先按表1所列进口车道数与渠化方案选取初步试用方案；T 形交叉口，建议先用三相位信号；然后根据通车后实际交通各流向的流量调整渠化及信号相位方案。
2）交通信号相位设定在设定交通信号相位时，应遵循以下原则：（1）信号相位必须同交叉口进口道车道渠化（即车道功能划分）方案同时设定； （2）信号相位对应于左右转弯交通量及其专用车道的布置，常用基本方案示于图2； （3）有左转专用车道时，根据左转流向设计交通量计算的左转车每周期平均到达3辆时，宜用左转专用相位。
（4）同一相位各相关进口道左转车每周期平均到达量相近时，宜用双向左转专用相位，否则宜用单向左转专用相位。
3.确定设计交通量确定设计交通量时，应按交叉口每天交通量的时变规律，分为早高峰时段、下午高峰时段、晚高峰时段、早、晚低峰时段、中午低峰时段及一般平峰时段等各时段，然后确定相应的设计交通量。
已选定时段的设计交通量，须按该时段内交叉口各进口道不同流向分别确定，其计算公式如下：mn mn Q q d 154⨯= （1）式中：mn d q —— 配时时段中，进口道m 、流向n 的设计交通量(pcu/h) ；mn Q 15——配时时段中，进口道m 、流向n 的高峰小时中最高15分钟的流率(pcu/15min)。
信号配时计算过程
本次设计选择的路段上有四个交叉口，其中两个T字交叉口、两个十字交叉口。
四个交叉口均属于定时信号配时。
国际上对定时信号配时的方法较多，目前在我国常用的有美国的HCM法、英国的TRRL法（也称Webster法）、澳大利亚的ARRB法（也称阿克赛利克方法）、中国《城市道路设计规》推荐方法、停车线法、冲突点法共六种方法。
本次设计运用的是比较经典的英国的TRRL 法，即将F·韦伯斯特—B·柯布理论在信号配时方面的使用。
对单个交叉口的交通控制也称为“点控制”。
本节中使用TRRL法对各个交叉口的信号灯配时进行优化即是点控制中的主要容。
在对一个交叉口的信号灯配时进行优化时，主要的是根据调查所得的交通流量先确定该点的相位数和周期时长，然后确定各个相位的绿灯时间即绿信比。
柯布(B．M．Cobbe)和韦伯斯特(F．V．Webester)在1950年提出TRRL法。
该配时方法的核心思想是以车辆通过交叉口的延误时间最短作为优化目标，根据现实条件下的各种限制条件进行修正，从而确定最佳的信号配时方案。
其公式计算过程如下：1.最短信号周期C m交叉口的信号配时，应选用同一相位流量比中最大的进行计算，采用最短信号周期C m时，要求在一个周期到达交叉口的车辆恰好全部放完，即无停滞车辆，信号周期时间也无富余。
因此，C m恰好等于一个周期损失时间之和加上全部到达车辆以饱和流量通过交叉口所需的时间，即：1212nm m m m nV V VC L C C C S S S =++++（4-8）式中：L ——周期损失时间（s ）；——第i 个相位的最大流量比。
由（4-8）计算可得：111m niL L C Yy ==--∑ （4-9）式中：Y ——全部相位的最大流量比之和。
2.最佳信号周期C 0最佳周期时长C 0是信号控制交叉口上，能使通车效益指标最佳的交通信号周期时长。
若以延误作为交通效益指标，使用如下的Webster 定时信号交叉口延误公式：122(25)32(1)0.65()2(1)2(1)C x C d x x q x q λλλ+-=+--- （4-10）式中：d ——每辆车的平均延误； C ——周期长（s ）；λ——绿信比。
webster配时法
韦伯斯特（Webster ）配时法这一方法是以韦伯斯特（Webster ）对交叉口车辆延误的估计为基础，通过对周期长度的优化计算，确定相应的一系列配时参数。
包括有关原理、步骤和算法在内的韦伯斯特法是交叉口信号配时计算的经典方法。
11.3.1 Webster 模型与最佳周期长度Webster 模型是以车辆延误时间最小为目标来计算信号配时的一种方法，因此其核心内容是车辆延误和最佳周期时长的计算。
而这里的周期时长是建立在车辆延误的计算基础之上，是目前交通信号控制中较为常用的计算方式。
公式（10-20）针对的是一个相位内的延误计算，则有n 个信号相位的交叉口，总延误应为：∑==ni ii d q D 1(11-1)其中：i d ----第i 相交叉口的单车延误；i q ----第i 相的车辆到达率。
将(10-20)式代入(11-1)式，可得到交叉口的总延误与周期长度的关系式。
因此周期长度最优化问题可以归纳为：∑==ni ii d q MinD 1y LC -≥1通过对周期长度求偏导，结合等价代换和近似计算，最终得出如下最佳周期计算公式：Y L C o -+=155.1(11-2)其中： 0C ----最佳周期长度（s ）；L ----总损失时间（s ）；Y ----交叉口交通流量比；其中总损失时间为：AR nl L +=(11-3)式中： l ----一相位信号的损失时间；n ----信号的相位数；AR ----一周期中的全红时间。
交叉口交通流量比Y 为各相信号临界车道的交通流量比（i y ）之和，即：∑==ni iy Y 1(11-4)所谓临界车道，是指每一信号相位上，交通量最大的那条车道。
临界车道的交通流量比等于该车道的交通量和饱和流量之比。
实际上，由公式(11-4)确定的信号周期长度0C 经过现场试验调查后发现，通常都比用别的公式算出的短一些，但仍比实际需要使用的周期要长。
因此，由实际情况出发，为保证延误最小，周期可在0C —0C 范围内变动。
交叉口信号配时
摘要道路交叉口是指两条或两条以上道路的相交处。
车辆、行人汇集、转向和疏散的必经之地，为交通的咽喉。
因此，正确设计道路交叉口，合理组织、管理交叉口交通，是提高道路通行能力和保障交通安全的重要方面。
此次交叉口信号灯控制配时的调查地点是西南路和五一路交叉口。
该交叉口地处市区西南部，属于平面十字型交叉口。
西南路方向路段为双向五车道；五一路方向由东向西黄线以北是五车道，黄线以南是五车道，五一路由西向东黄线以北是两车道，黄线以南是三车道。
周围分布饭店、居民住宅区、净水厂等，是一个非常重要的交叉口，并且西南路是主干道。
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。
西南路车流量比五一路车流量大很多，在五一路方向均有左转车流，西南路只在南进口存在左转车流，另外在五一路西路口和西南路南路口均有直行加右转相位。
且西南路南进口的左转仅限公交且车流量极少。
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。
我们在《交通管理与控制》课本中已经学会了webster法和HCM法，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。
本次设计本小组分工合作，共采集了车道宽、交通流量、车头时距、信号灯信号显示及周期等数据。
并且对数据作出了运算整理.摒弃了有问题的数据,保证使用严谨的数据进行运算.关键字道路交叉口，信号配时，WEBSTER法，相位，课程设计。
目录第一章现状交通调查1.1西南路与五一路交叉口现状概况 (1)1.2交通流量调整 (2)1.3交叉口几何尺寸调查 (2)第二章信号相位分析2.1实地观测 (3)2.2理论依据 (5)2.3具体算法步骤 (5)2.4必要性分析结果 (6)第三章制定配时方案3.1信号配时方案原理 (7)3.2程序计算结果 (8)第四章延误分析及服务水平测定4.1延误估算方法 (10)4.2服务水平 (10)第五章结果分析5.1结果对比 (12)第一章现状交通调查1.1 西南路/五一路交叉口现状概况道路交叉口是指两条或两条以上道路的相交处。
信号配时
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。
信号周期规范
竭诚为您提供优质文档/双击可除信号周期规范篇一：信号配时计算过程本次设计选择的路段上有四个交叉口，其中两个t字交叉口、两个十字交叉口。
四个交叉口均属于定时信号配时。
国际上对定时信号配时的方法较多，目前在我国常用的有美国的hcm法、英国的tRRl法（也称webster法）、澳大利亚的aRRb法（也称阿克赛利克方法）、中国《城市道路设计规范》推荐方法、停车线法、冲突点法共六种方法。
本次设计运用的是比较经典的英国的tRRl法，即将F·韦伯斯特—b·柯布理论在信号配时方面的使用。
对单个交叉口的交通控制也称为“点控制”。
本节中使用tRRl法对各个交叉口的信号灯配时进行优化即是点控制中的主要内容。
在对一个交叉口的信号灯配时进行优化时，主要的是根据调查所得的交通流量先确定该点的相位数和周期时长，然后确定各个相位的绿灯时间即绿信比。
柯布(b．m．cobbe)和韦伯斯特(F．V．webester)在1950年提出tRRl法。
该配时方法的核心思想是以车辆通过交叉口的延误时间最短作为优化目标，根据现实条件下的各种限制条件进行修正，从而确定最佳的信号配时方案。
其公式计算过程如下：1.最短信号周期cm交叉口的信号配时，应选用同一相位流量比中最大的进行计算，采用最短信号周期cm时，要求在一个周期内到达交叉口的车辆恰好全部放完，即无停滞车辆，信号周期时间也无富余。
因此，cm恰好等于一个周期内损失时间之和加上全部到达车辆以饱和流量通过交叉口所需的时间，即：cmlV1Vcm2cms1s2Vncmsn（4-8）式中：l——周期损失时间（s）；Visi——第i个相位的最大流量比。
由（4-8）计算可得：cml1yi1nl1y（4-9）式中：y——全部相位的最大流量比之和。
2.最佳信号周期c0最佳周期时长c0是信号控制交叉口上，能使通车效益指标最佳的交通信号周期时长。
若以延误作为交通效益指标，使用如下的webster定时信号交叉口延误公式：c(1)2x2c1d0.65(2)3x(25)2(1x)2q(1x)q（4-10）式中：d——每辆车的平均延误；c——周期长（s）；λ——绿信比。
信号配时设计
“上海方法”信号配时设计到目前为止，定时信号的配时方法在国际上主要有英国的TRRL 法（也称Webster 法）、澳大利亚的ARRB 法以及美国的HCM 法等。
在我国有 “停车线法”和“冲突点法”等方法。
随着研究的不断深入，定时信号的配时方法也在进一步的改进之中。
这里，在综合研究英国、澳大利亚和美国等国家以及我国现有的配时方法的基础上，结合我国城市交通的特点，讨论定时信号配时的基本方法。
1.定时信号配时设计流程单个交叉口定时交通信号配时设计，要按照不同的流量时段来划分信号配时的时段，在同一时段内确定相应的配时方案。
改建、治理交叉口，具有各流向设计交通量数据时，信号配时设计的流程如图1所示。
2.确定信号相位基本方案1）对于新建交叉口，在缺乏交通量数据的情况下，十字交叉口，建议先按表1所列进口车道数与渠化方案选取初步试用方案；T 形交叉口，建议先用三相位信号；然后根据通车后实际交通各流向的流量调整渠化及信号相位方案。
2）交通信号相位设定在设定交通信号相位时，应遵循以下原则：（1）信号相位必须同交叉口进口道车道渠化（即车道功能划分）方案同时设定；（2）信号相位对应于左右转弯交通量及其专用车道的布置，常用基本方案示于图2；（3）有左转专用车道时，根据左转流向设计交通量计算的左转车每周期平均到达3辆时，宜用左转专用相位。
（4）同一相位各相关进口道左转车每周期平均到达量相近时，宜用双向左转专用相位，否则宜用单向左转专用相位。
3.确定设计交通量确定设计交通量时，应按交叉口每天交通量的时变规律，分为早高峰时段、下午高峰时段、晚高峰时段、早、晚低峰时段、中午低峰时段及一般平峰时段等各时段，然后确定相应的设计交通量。
已选定时段的设计交通量，须按该时段内交叉口各进口道不同流向分别确定，其计算公式如下：mn mn Q q d 154⨯= （1）式中：mn d q —— 配时时段中，进口道m 、流向n 的设计交通量(pcu/h) ；mn Q 15——配时时段中，进口道m 、流向n 的高峰小时中最高15分钟的流率(pcu/15min)。
信号交叉口信号配时
T
bT
w
g
b
8
S S f f 左转专用车道饱和流量: = × × ＝1550×1×0.89＝1379.5
L
bL
w
g
饱和流量: S d = ST + S L ＝1468.5＋1379.5＝2848
② 计算流量比: y左 q左 Sd ＝452／2848＝0.159
y直
（三）长征路西进口 ① 计算饱和流量
右转车道
1550
S S f f 左转专用车道饱和流量: = × ×
L
bL
w
g
S ―左转专用车道有专用相位时的基本饱和流量，pcu/h bL
饱和流量: S d = ST + S L
②计算流量比，公式如下。
yi=qi/si
③计算流量比的总和，公式如下式：
Y=Σmax[yj,yj……]= Σmax[（qd/sd）j, （qd/sd）j……]
3
2 交叉口渠化设计及优化组织方案设计
2.1 交叉口渠化设计方案
交叉口进行如下渠化：
交叉口渠化图
4
2.2 交叉口设计相位方案
3 信号交叉口信号优化设计
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。其信号配时设计流程图和信号相位基本方案如下：
绿信比： λ2 = Ge2 C0 ＝0.345
T
bT
w
g
b
S S f f 左转专用车道饱和流量: = × × ＝1550×1×0.866＝1342.3
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11.3韦伯斯特(Webster)配时法
这一方法是以芾伯斯特(Webster〉对交叉口车辆延误的估讣为基础，通过对周期长度的优化讣算•确崔相应的一系列配时参数。
包括有关原理、步骤和算法在内的韦伯斯特法是交叉口信号配时讣算的经典方法。
11.3.1 Webster模型与最佳周期长度
Webster模型是以车辆延误时间最小为目标来计算信号配时的一种方法，因此我核心内容是车辆延误和最佳周期时长的计算。
而这里的周期时长是建立在车辆延误的讣算基础之上，是目前交通信号控制中较为常用的讣算方式。
公式(10-20)针对的是一个相位内的延误il•算，则有《个信号相位的交叉口，总延误应为：
r-I (11-1)
其中：d—一第f相交叉口的单车延误：
%--第，相的车辆到达率。
将(10-20)式代入(11-!)式，可得到交叉口的总延误与周期长度的关系式。
因此周期长度最优化问题可以归纳为：
MinD =工
C> —
l-y
通过对周期长度求偏导，结合等价代换和近似讣算•最终得出如下最佳周期il•算公式:
J 1.5 厶+ 5
C。
=
1-K (11-2) 其中：Co-…最佳周期长度($):
乙…-总损失时间($)；
Y •…交叉口交通流量比，
貝中总损失时间为：
E = M + 4R(]]-3)
式中；/ -—相位信号的损失时间；
信号的相位数：AR---周期中的全红时间。
交叉口交通流量比卩为^$相信号临界车道的交通流量比(片)之和，即：
y = ty.
'-I (1M)
所谓临界车道，是指每一信号相位上，交通量最大的那条车道。
临界车道的交通流量比等于该车道的交通量和饱和流量之比。
实际上，由公式(11-4)确楚的信号周期长度Co经过现场试验调査后发现，通常都比用别的公式算岀的短一些，但仍比实际需要使用的周期要长。
因此，由实际情况出发，为保证延误最小，周期可在0.75°0—范围内变动。
值得注意的是，韦伯斯特模型受到交通量大小的影响，使用范困有限。
当交通量过小, 容易造成信号周期若设置过短，不利于行车安全。
因此，需要人为规楚周期取值下限，参考
西方国家，一般为25秒0而当交通量过大，造成设置周期过长•则车辆延误时间骤然急速 增长，反而会造成交通拥挤。
非饱和交通流通常以120秒作为最佳周期的上限值。
但多相位 信号及饱和交通流情况下不常常突破该上线。
11.3.2 Webster 模型修正及拓展
在Webster 延误公式中.当饱和度兀T 1时，既x 越接近于1.算得的延误越不正确• 更无法计算超饱和交通情况下的延误0此时延误计算采用式（10-20） 同时，再考虑停车因素，完全停车的停车率：
‘1-几，N ：
J-y qc,
再把优化周期时间的指标改为汕耗，而把油耗作为延误与停车的函数，即：
£ = £） +阳⑴・6）
式中：E -…汕耗：
丹—一毎小时完全停车数，H=hq ： *_一停车补偿参数。
k 可按不同优化要求，取不同的值。
要求汕耗最小时，取=0.4：要求运营费用（包括延误、 时间损失等）最小时，取^=0.2：要求延误最小时，取k=0。
则最佳时间为：
C _（1.4 + 讥 + 6
o= —— （11-7）
11.3.3计算步骤及示例
g =G 空
2计算各相有效绿灯时间："
'y . 计算各相实际显示绿灯时间： 作信号配时图：
N ・=ge S = 2S
计算通行能力：' C （ veh/b ）（某一信号相位的通行能力）：
计算排队停车延误，有关指标计算参1021：
口 s
（10）灯控路口的通行能力：N= C
（交叉口总通行能力）。
上述步骤在实际运用中可以根据需要灵活调整。
示例：十字交叉口如图11-2所示，毎个入口逍有两个车道，各入口道总车流量如图上 标出。
设饱和交通量
为S =1800VMM ,采用两相位信号控制•每相信号损失时间为/=5・2$ ,
h = 0.9 ffebster 法完整的讣算步骤如下:
（1）
计算饱和流量，将实际车辆数换算成标准小客车数: 7
计算流量比：
计算信号损失 计算周期长度 绿灯
时间的讣算: L = ”/ +
AR
J 1・5厶=5 C.= -------
1计算有效绿灯时间: G.=Co — L
⑹ (7
黄灯时间取为A =4^0不设全红时间即«=0$。
试用韦伯斯特法设计该交叉口立时控制配 时方案。
^1=12004-2=600 辆/小时
第II 相临界车道交通流虽为^2=8004-2=400辆/小时。
(1) 计算最佳周期长度G>
总损失时间：
L = n/ + A/?=2x5. 2+0=10. 4($ )
外相临界车道交通流量比：
K =q|/S =600+1800=0. 333
= ^2 ^'^ = 1004-1800=0. 222
则：Y = K+5=0.555
所以：Co=(lM + 5)/(l-y)二(1.5X10. 4+5) +(1-0. 555)二 46. 3($) 取整数Co=46n)
(2) 计算有效绿灯时间：
G,=C^-L =46-12. 4=35. 6 ($ ) 0.333 跖=35
・6x 0.555=21.4(^)
0.222
&02 =35・6X 0.555 =14. 2($)
(3) 计算存相实际显示绿灯时间：
Gi =ged -yi+h =21.4-4+5. 2=22.6 3)
6 =gd 一儿 +厶=14・ 2-4+5. 2=15. 4($ )
各相绿灯时间应按临界车道交通流量作正比例分配。
交叉口总临界车道交通流量为:
0 =卅 + 如=600+400= 1000 (v^/l/ h)
各相最小绿灯时间应为：
G 切=G *</i /2 =27.6X600/1000=16. 6($)
600辆/小时
解：设东西通行第I 相，1图路口布置图
下面分步进行计算:
北
800辆/小时
1200辆/小时
G" =G( "II/C=27・6X400/1000=11・0($)
据题目要求，损失时间应归入绿灯时间内，故实际绿灯时间应为: q = + / =16. 6+5. 2=21. 8($) Gfi =Gn/” +/=ii,o+5・ 2=16. 2($)
(4)确世各相灯时
因齐柑黄灯均取4秒.故各相灯时如下：
第I相：绿灯(取整数)Gi二22秒黄灯人1二4秒第II相：绿灯G R=I6秒黄灯An=4秒
周期长：C = G+A + An =22+4+16+4=46 秒
(5)画出这个两柑信号的相位图
如下:
V77TT\黄
图11-3示例的信号相位图。