东南大学--信控平面交叉口_时空间特征解读与_设计要点
信控交叉口交通组织与管理的优化设计及其评价
信控交叉口交通组织与管理的优化设计及其评价摘要：针对目前城市道路平面信号控制交叉口的交通拥挤问题，提出了交通组织与管理的优化设计方法及相应的评价方法，同时还建立了信控交叉口的通行能力和延误计算模型。
关键词：信控交叉口；优化设计；通行能力；延误1前言通常，在一个城市道路网中，平面交叉口往往成为路网容量、通行能力和交通安全的卡口。
日常的交通拥挤，大部分是由于平面交叉路口的通行能力不足造成的。
因此，如何提高平交路口的通行能力和改善行车秩序就成为国内外共同关注的热点，同时也是缓解城市交通拥挤的一项非常重要的措施。
国内外交通工程的理论和实践均已证明，通过对城市道路交叉口采取适当的组织和管理以及一定的交通工程改造措施，能有效地增加交叉口的通行能力、降低延误、并充分发挥交叉口的交通功能。
另一方面，从路网层次上来看，交叉口通行能力的增加，无疑减少了车辆的时间和空间消耗，缓解了路网压力，增加了路网容量，使城市道路资源得到了最充分的利用。
本文主要针对信号灯控制的平面交叉口，探讨其交通组织与管理方案的优化设计，并提出相应的方案实施效果的评价方法。
2信控交叉口方案优化系统结构在交叉口综合治理时，总希望获得最好的效果。
因此就需要对交叉口治理方案进行充分比选，做到在方案实施前就知道方案实施后的效果。
对治理方案进行比选的过程实际上就是优化的过程。
通常选定的优化目标是交叉口的通行能力最大，车辆在交叉口的平均延误最小。
具体的优化内容有：信号配时的优化、交通工程改造措施的优化和交通管理措施的优化。
3信控交叉口方案优化的措施如何来进行交叉口的综合设计呢？本文试图从信号配时的基本参数、交叉口交通工程改造措施以及交通管理措施等方面来对信号交叉口的交通组织与管理进行优化。
3.1信号配时交叉口信号配时的基本参数包括：周期时长、信号相位和绿信比等。
3.1.1 周期时长周期时长就是指信号完成一个周期所需要的总时间，或者是从某相位的绿灯开始到下次该相位绿灯开始的时间，一般多用秒来表示。
东南大学交叉口行人过街特性与交通设计
行人过街 待行区
行（人a）过街待行区的设（计b）
行人安全待行区的设计
➢利用机非分隔带设置安全岛
机非分隔带延伸至人行道横 线之前，使右转车的行车轨 迹相对固定，提高了行人对 行车轨迹的判断。
➢交叉口行人二次过街相位设置
四、交叉口人行天桥或地道的设计条件
➢《城市道路交通规划设计规范》
属于下列情况之一时，宜设置人行天桥或地道： 1）横过交叉口的一个路口的步行流量大于5000人次/h，且同时进入 该路口的当量小汽车交通量大于1200辆/h时； 2）通过环形交叉口的步行人流总量达18000人次/h，且同时进入环 形交叉口的当量小汽车交通量达到2000辆/h时； 3）行人横过城市快速路时； 4）铁路与城市道路相交道口，因列车通过一次阻塞步行人流超过 1000人次或道口关闭的时间超过15min时。
✓当进口道右转车比例接近于进口总流量的1/n（n为进 口道车道数）时，将当前本进口道总流量按有右转专用 车道的情形重新分配，如果右转专用车道的饱和度不小 于其它车道的饱和度，则考虑设置右转专用车道。 (结 合信号配时考虑）
当每个进口道均设置有左右 转专用车道时，可以采取：
➢行人随平行方向直行机动车 放行
➢目前国内研究较多的是, 确定绿灯间隔时间,改善行人与邻接相 位机动车的冲突, 主要考虑因素包括行人通过冲突点的距离、行 人步速、车辆启动损失等
➢右转专用道设置建议
✓右转300veh/h，相邻直行超过300veh/h/ln
✓当非机动车超过500pcu/h或人行横道上行人超过 800人/h时，右转车流受到很大的影响
Y型交叉口
T型交叉口
Y型结合导向岛设置行人横道
行人流量较少时，A段或B段×
C>6.0m
浅谈平面交叉口设计
浅谈平面交叉口设计摘要文章介绍了平面交叉口的布置形式、使用范围和所具有的交通特性，以及平面交叉口设计的概念、主要内容和一般设计流程，并以320国道杭州绕城至富阳新桥（富阳段）改建工程为例，阐述了平面交叉口设计实际应用和体会。
关键词道路交叉，320国道；交叉口设计引言交叉口是道路交通的咽喉，在这里，各个道路方向的机动车辆、非机动车辆及行人都要在交叉口汇集、转向、通过，这样就存在着交通冲突，之间相互干扰，引发事故和造成交通的阻塞。
据统计，约有59%的交通事故发生在交叉口地带，居所有交通事故类型的首位。
此外，车辆在通过交叉口时，由于信号控制及其他因素干扰，将产生很大的延误，延误时间约占整个行程时间的31%，而这31%中又约有40%是非信号因素引起的。
由此可见，正确的设计交叉口，合理的组织交通，对于减少交叉口对交通的不利影响，具有重要的现实意义。
平面交叉口的形式、使用范围和交通特性形式和使用范围按照相交道路在交叉口处的平面布置形式来划分，有十字型、T型、Y型、X型、错位交叉和复合交叉等。
十字形交叉口，两条道路垂直或近乎垂直相交。
这种十字形交叉口形式简单、交通组织方便、街角建筑物容易处理，适用范围广，可用于相同等级或不同等级道路交叉，是最基本的平面交叉口形式。
X形交叉口，是两条道路以锐角或钝角斜交。
当相交的锐角较小时将形成狭长的交叉口，对交通不利（特别是左转车辆），锐角街口的建筑也难处理。
因此，应尽量避免这种形式的交叉口。
T形、Y形、错位交叉不宜用于主干道与主干道相交的交叉口，一般多见于主要道路和次要道路的交叉口，主要道路应设置在交叉口的顺直方向，以保证干道上的车辆畅通。
主干道上应尽量避免设错位交叉口，容易造成错位道口间的堵塞。
复合交叉是多条道路交汇的地方，用地大，交通组织困难，应尽量避免，最多不宜超过五条道路相交。
按照平面交叉口的交通组织形式来划分，主要有一般交叉口、渠化交叉口和环形交叉口三类。
环形交叉口实际为渠化交叉口的一个特例，但由于其交通状态的特殊性，且在城市道路中应用也较广泛，故将其单独列为一类。
信号控制交叉口概论
若某组车流的饱和流量为S（辆/小时），且 该组车流的实际流量为V （辆/小时），则为 保证该组车流能在每个周期内完全通过交叉 口，每周期C应为该组车流分配的通行时长 至少为多少？(假设车流以饱和状态通行)
C× V
S
流量比(flow ratio)
东南大学
交通学院 a
SCHOOL OF TRANSPORTATION SOUTHEAST UNIVERSITY
如何确定黄灯？全红？
通行规则：
黄灯期间车辆仍允许通过停车线； 全红期间，交叉口所有进口道车辆都不允许进入交叉口。
为什么需要设置黄灯？
提醒绿信号即将结束，辅助驾驶者判断是否能够通过交叉口； 对绿信号的启动损失进行补偿；
为什么需要设置全红信号？
为黄灯期间通过停车线的车辆安全通过交叉口提供时间。
计算左转车流量与对面单车道直行车流量的乘积，若 该乘积大于50000vph，则设置左转保护相位，否则不设置。
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交通学院 a
SCHOOL OF TRANSPORTATION SOUTHEAST UNIVERSITY
（3）关于右转相位设计
一般情况采用右转与直行同相位； 仅当过街行人、自行车流量很高时，设置右转专用相位； 当存在左转保护相位时，可以考虑采用“直右相位+右转 专用相位”的控制形式； 对于渠化形成的右转分离车道，右转车流可采用减速让 行控制； 红灯右转（Right-turn-on-red）.
单点信号控制交叉口 信号控制概论
王 昊 博士 副教授
电话：05-83792513 Email：haowang@
东南大学
交通学院 a
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东南大学--交叉口行人过街特性与交通设计
东南大学--交叉口行人过街特性与交通设计
➢从行人违章来看
学习改变命运,知 识创造未来
37.6 5
22.3 5
11.7 6
9.41
7.06
5.88
5.88
•(%)
东南大学--交叉口行人过街特性与交通设计
➢从步行整体出行路径来看：交叉口和过街方便性占重要地位 ➢从行人交通事故来看：交叉口通常是行人交通事故的高发地
•1、设置原则
➢使车辆驾驶员能看清 ➢尽可能靠近交叉口，与行人流向一致，与车行道垂直 ➢尽量缩短行人过街的步行距离
学习改变命运,知 识创造未来
东南大学--交叉口行人过街特性与交通设计
•2、设置位置
➢人行横道应平行于路段人行道的延长线并适当后退（a=1m) ➢有中央分隔带的进口道，行人过街横道应设置在中央分隔带端 部后退1~2m，为人行驻足提供安全保障（d＝ 1~2m)
•日本东京观测，可等待时间分布范围很广，女性越是高龄比 男性可等待时间越长，女性平均可等待时间为10s，男性平 均可等待时间为6s.
•需等待时间若超过40s，就有人冒险穿过，所以认为穿过人 行横道的等待时间容许限度为40s为宜。
学习改变命运,知 识创造未来
东南大学--交叉口行人过街特性与交通设计
•行人可容忍的等待时间不仅与人行横道控制方式、道路性质 、道路交通量、机动车车速、道路宽度等交通条件有关，还与 社会生活节奏等社会因素有关。
东南大学--交叉口行人过街特性与交通设计
•三、交叉口行人过街横道设计
学习改变命运,知 识创造未来
东南大学--交叉口行人过街特性与交通设计
•1、设置原则 •2、设置位置 •3、行人与右转车的处理 •4、设置宽度 •5、行人安全过街设计
道路通行能力交通工程学东南大学版课件
02
交通流理论基础
交通流的基本参数
80%
交通流量
表示单位时间内通过道路某一断 面的车辆数，是描述交通流特性 的最重要参数之一。
100%
速度
交通流中的车辆平均速度，受道 路条件、交通状况等多种因素影 响。
80%
密度
表示单位道路长度上的车辆数量 ，反应了道路的拥挤程度。
交通流的稳定性分析
稳定性定义
以某城市主干道为例，详细介绍评估方法和提升方案的具体实施过程 ，并展示实施后的效果。
某高速公路瓶颈路段通行能力改良措施
1 2 3
瓶颈路段辨认
通过分析交通流量、车速等数据，准确辨认高速 公路上的瓶颈路段，为后续改良措施提供根据。
改良措施
针对瓶颈路段，提出一系列改良措施，如扩建道 路、增设匝道、优化交通流组织等，以提高瓶颈 路段的通行能力。
$item1_c观测法：通过实地观 测交通流的运行情况，记录交 通量、速度和密度等数据，然 后利用相关公式计算道路通行 能力。
$item1_c观测法：通过实地观 测交通流的运行情况，记录交 通量、速度和密度等数据，然 后利用相关公式计算道路通行 能力。
观测法：通过实地观测交通流 的运行情况，记录交通量、速 度和密度等数据，然后利用相 关公式计算道路通行能力。
道路通行能力交通工程学东南 大学版课件
目
CONTENCT
录
• 道路通行能力概述 • 交通流理论基础 • 道路通行能力计算方法 • 道路设计与通行能力关系分析 • 道路通行能力提升策略 • 案例分析与实际应用
01
道路通行能力概述
道路通行能力的定义
定义
道路通行能力是指在一定的交通条件下，某一路段或交叉口在单 位时间内所能通过的最大交通量。
交通设计3-信控平面交叉口时空间特征解读与设计要点-PPT课件
东南大学
SOUTHEAST UNIVERSITY
一、交叉口类型的一般分类
交通设计
东南大学
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《城市道路交通规划设计规范》
交通设计
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《上海城市道路平面交叉口规划与设计规程》 SOUTHEAST UNIVERSITY
支路
相交道路 主干路 次干路 主干路 A — 次干路ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
要求左转弯非机动车流量不宜太大，以免堵死路 口出口引起路口内秩序混乱。 因此在使用过程中，要注意加强警力进行管理。
交通设计
东南大学
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北京
交通设计
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成都
交通设计
东南大学
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南京
自行车交叉冲突严重，不仅影响了路口顺序，而且降低了路口 通行能力。
交通设计
东南大学
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2、空间分离法
让非机动车按机动车相位走，只设机动车 信号灯和行人信号灯。 这种方法适用于路口面积大，非机动车与 机动车流量大的路口。在我国昆明、太原、上 海等城市采用这种放行方法，效果很好。
交通设计
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交通设计
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三、信控平面交叉口的时间特征
交通设计
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交通设计
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交通设计
平面交叉口不同控制方法比较分析(实验报告)
《交通控制与管理》课程实验报告实验名称：平面交叉口不同控制方法比较分析姓名：学号：专业：实验数据：第组实验时间：年月日星期实验地点：----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 一、实验目的通过对平面交叉口交通流进行定时控制和感应控制的仿真实验，了解两种不同控制方法的优缺点，学会使用VISSIM仿真软件进行平面交叉口基本的信号配时，把握这两种控制方法各自的适用条件和范围，加深理解交通信号控制对改善交叉口交通运行的有效作用。
二、实验内容和要求1．实验内容（1）对单个交叉口进行定时控制和感应控制信号配时方案设计；（2）根据配时方案进行相应的仿真实验，并对两种控制方式进行比较分析。
2．实验要求（1）掌握VISSIM等相关软件系统的操作使用；（2）能够根据定时控制和感应控制的信号配时原理与配时流程进行配时；（3）能够进行交通效益指标计算和比较分析。
三、实验主要仪器设备和预备知识微型计算机，交通控制仿真软件VISSIM。
四、实验方法和步骤实验采用人工计算与计算机仿真相结合的设计办法，主要步骤如下：4.1 人工计算设计部分（定时信号）根据交叉口基本交通条件和交通数据，进行初步渠化设计；(1). 交叉口基本条件和交通数据交叉口原始交通量如表4.1（a）所示，非机动车交通量如表4.1（b）所示。
表4.1（a）交叉口现状交通量表4.1（b）非机动车现状交通量(2).渠化方案根据以上交通数据进行初步渠化设计。
南北向进口道设置为直行、左转、右转各一条车道，东西方向进口道左转、直行、右转分别设置一条、两条、一条车道。
进口道宽均为3m，出口道均为3.5m,自行车道宽度为5.5米，具体信息图4.1及表4.2所示。
图4.1车道功能分配示意图置如下图4.2所示：图4.2 信号相位方案通过流量比来计算检验渠化以及信号初步设计方案。
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4、综合放行法
以上几种放行方法．对路口线型、几何形状、面 积大小，信号相位设置均提出具体要求，在实际道路 条件中，很少有非常标准、规范的路口符合具体的应 用条件。 因此可以把几种放行方法综合运用，形成—种放 行规则。
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交通设计
Ι级
A — A A A、E A
Ⅱ（Ⅲ）级
E A、B、E B、C、D、 F B、C、D、 F C型—不设控制
Ι级
支路 Ⅱ (Ⅲ)级
—
—
—
—
A 、B、D
—
A型—展宽＋信号控制 D型—环行交叉
B型—让路标志或停车标志
E型—干路中心隔离带封闭、支路只准右转通行
交通设计
F型—不展宽及信号灯交叉口。
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交通设计
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五、信控平面交叉口的交通设计
交通设计
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信号交叉口交通设计包括交通空间设计和信号 控制方案设计。
交叉口交通设计是根据交叉口几何条件、交通
流状况以及周围的环境等，确定交叉口各种交通流
的合理通行空间、通行权及其通行规则，使交通流
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② 优化目标函数:
约束条件为满足交叉口混合交通流的行驶要求。 C-----交叉口建设或改造总费用 Ci-----对应Ai的建设或改造总费用。
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前期准备工作... 空间初步设计
空 间 设 计 初 步 方 案 产 生 过 程
交叉口设计交通量
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二、平交路口机动车左转弯放行方法
在常规两相位信号放行的路口，由于绿灯时直 行和左转的机动车都有通行权，但左转车没有先行 权，需要给对向直行车让行。
因此有必要进行路口内左转弯待转区渠化，来明确 左转弯机动车在通过路口停止线后的路口内占用权 和直行机动车先行权。
运行安全、有序，交叉口的时间和空间资源得到充 分的利用。
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交叉口设计原则
①合理分配交叉口内有限的空间资源，并坚持协调和平衡的 原则； ②适应不同交通流的运行特性；
③尽可能的减少或消除交通流运行过程中在空间上的瓶颈；
④明确不同交通流的运行轨迹；
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交通设计
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按此种方式放行时必须注意两个问题：
放行的相序一定得是先放直行后放左转
在左转弯待转区正对的路口出口方向．一
定要设置左转弯信号灯，避免左转车辆提 前进入路口后看不见自己流向的信号灯。
⑤坚持分流思想，降低不同交通流之间的干扰；
⑥空间设计与信号配时相结合，进行时空综合优化。
交通设计
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交叉口设计优化目标
①交叉口综合效益函数M
i ------ 交叉口效益影响因素 Ai ------ i的效益值 ai ------ i的对应权重 Ti ------ i的效益因子
二、平面交叉口的空间特征
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交叉口空间的限定
传统
由机动车停车线断面围成的区域
比较合理
当车辆接近交叉口时，车辆在车速降低的同时，开始变更车
道，寻求自己通过交叉口时的目标车道。
将交叉口空间限定在交叉口进出口道展宽起始位置内的区域
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课程名称—交通设计
第3讲 信控平面交叉口 时空间特征解读与 设计要点
东南大学 SOUTHEAST UNIVERSITY
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一、交叉口类型的一般分类 二、平面交叉口的空间特征 三、信控平面交叉口的时间特征 四、信控平面交叉口的放行规则 五、信控平面交叉口的交通设计
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左转弯待转区的作用是用路口空间面积来换取
机动车通过路口的绿灯时间。
此时左转相位的信号配时基准已从停止线提高到路口内
冲突点上，能够减少信号绿灯损失时间
对高架立交桥下，可施划多条左转弯待转区。
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确定了路口的放行方法后，必须在标线、信号、 标志明确表现出路权。 交通标线显示通过路口时应该行驶(走)或等待的空间 交通信号显示了通过路口的时间 特别是左转弯的机动车和非机动车，一定要停在标 线标示该停的空间范围内， “抬头看信号，低头看车 道，停车不挡道”
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南进口
外围通行 区域
内部通行 区域
东 进 口
西 进 口
北进口
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交叉口功能区
机动车进入交叉口要进行一系列复杂的操作：反应、减速、排队等待、转 向或穿越、加速等等，功能区则是实施这一系列复杂操作的区域，或者说是 交叉口对其相交道路的影响区域范围。
机动车与非机动车放行方法的组合
一、平交路口非机动车放行方法 二、平交路口机动车左转弯放行方法
交通设计
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一、平交路口非机动车放行方法
综合考虑机动车、非机动车、行人通过路口时的通行权、先 行权、占用权要求，平交路口非机动车放行方法有：
1. 时间分离法 2. 空间分离法 3. 时空分离法 4. 综合放行法 放行方法的确定关键是路口交通流量中自行车含量的大小。 一个城市中最好只选一种放行方法，最多不宜超过两种。
自行车交叉冲突严重，不仅影响了路口顺序，而且降低了路口 通行能力。
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2、空间分离法
让非机动车按机动车相位走，只设机动车 信号灯和行人信号灯。 这种方法适用于路口面积大，非机动车与 机动车流量大的路口。在我国昆明、太原、上 海等城市采用这种放行方法，效果很好。
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3、时空分离法
为了减少左转弯非机动车对机动车流的影响，在 路口中间划定—块面积为非机动禁驶区，左转非机 动车在区外二次停车待驶，让直行机动车先通过。 北京、成都、南京 －比较适合用于两相位信号、路口面积大、机动车 流量大、非机动车流量大的路口。
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四、信控平面交叉口的放行规则
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要求左转弯非机动车流量不宜太大，以免堵死路 口出口引起路口内秩序混乱。 因此在使用过程中，要注意加强警力进行管理。
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北京
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成都
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南京
交叉口几何条件
非机动车通行空间设计
机动车道功能划分
行人通行空间设计
交叉口几何条件是否 满足车道布置的需求
否
是 停车线及其它几何要素的设计 时空综合优化 信号配时
方案评价
否
是 确定交叉口交通设计方案
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Step1: 交叉口几何条件的测量、交通流量与延误的观测、 交叉口信号控制方式的解读 Step2: 对几何条件的定性判断与流量、延误数据的定量评价 Step3: 对车道功能划分的初步判断（车道承担的流向与车道数） Step4: 对车道宽度及其他几何尺寸确定和初始的空间渠化 Step5: 信号控制方案的确定 Step6: 对空间与时间设计进行综合协调评价 Step7: 不断调整、迭代形成时空资源综合优化方案
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三、信控平面交叉口的时间特征
交通设计
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交通设计
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1、时间分离法
在信号周期时间内拿出一个专有相位放行行人和自行车
此法起源于日本，适用条件：当对角线上行人过街时间＜30秒， 流量： 行人－大 机动车－中 自行车－小
交通设计
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