单点信号控制
单点交叉口信号控制
单点交叉口信号控制——交通管理与控制作业课本例题8-6：高峰小时流量系数PHF为0。
85，设计目标v/c为0。
90，驾驶者的反应时间为1。
0s，所有进口道的坡度均为0，东、西进口道设计到达车速限制为60km/h,南、北进口道设计到达车速限制为40km/h，无行人过街流量。
试分别采用对称式左转保护相位和早启迟断控制为该交叉口进行信号控制方案设计，并计算交叉口的各进口车道组的通行能力与延误。
讨论当东西向交叉口采用直行右转共享车道时的情况。
解答：1、采用对称式左转保护相位1）信号控制方案设计步骤1：交叉口渠化设计与相位方案设计首先分析各进口的车道功能划分情况。
从交叉口的几何示意图可以看出，东西两个进口方向都向左和向右分别拓宽出了车道,形成了5个进口车道.因此有条件设置左转专用车道和右转专用车道.南进口和北进口仅设有两条车道，注意到这两个进口方向的右转车流量与左转车流量都很低,且交叉口无行人过街流量，因此无需设置右转专用车道和左转专用车道，可采用一条直行左转合用车道和一条直行右转合用车道的形式组成一个车道组。
接下来分析各进口道是否需要设置左转保护相位。
按照规定给出的左转保护相位判别条件对各进口逐一进行判断：东进口：,但,需设置左转保护相位西进口:，需要设置左转保护相位南进口:，无需设置左转保护相位北进口：，无需设置左转保护相位东西进口采用对称式左转保护相位。
于是交叉口的相位设计方案初步确定为下:相位一：东西左转保护相位相位二:东西直行右转相位相位三：南北直行、左转和右转相位步骤2:各车道组直行当量计算查表可获得各进口道各转向车流的直行当量系数，计算得出各车道组的直行车流当量.进口方向转向流量直行当量系数直行当量车道组直行当量平均单车道直行当量东进口左转150 1。
05 158 158 158 直行1000 1。
00 1000 1000 334 右转250 1。
18 295 295 295西进口左转300 1。
交通信号控制的基础理论知识
交通信号控制的基础理论知识第2章交通信号控制的基础理论知识2.1交通控制的分类城市交通控制有多种⽅式，其分类也有很多种。
从不同的⾓度看有不同的划分⽅式。
1、从控制策略的⾓度可分为三种类型（1）定时控制:交通信号按事先设定的配时⽅案运⾏，配时的依据是交通量的历史数据。
⼀天内只⽤⼀个配时⽅案的称为单时段定时控制，⼀天内不同时段选⽤不同配时⽅案的称为多时段定时控制。
根据历史交通数据确定其最优化配时的⽅法webster(1958)，Bollis(1960)，Miller(1963)，Blunden(1964)，Allsop(1971)等⼈的著作中已有详述。
我国杨佩昆等学者也有这⽅⾯的研究成果。
现在最常⽤的信号配时⽅法有:韦尔伯特法、临界车道法、停车线法、冲突点法。
定时控制⽅法是⽬前使⽤最⼴的⼀种交通控制⽅式，它⽐较适应于车流量规律变化、车流量较⼤(甚⾄接近于饱和状态)的路⼝。
但由于其配时⽅案根据交通调查的历史数据得到，⽽且⼀经确定就维持不变，直到下次重新调整。
很显然，这种⽅式不能适应交通流的随机变化，因⽽其控制效果较差。
（2）感应控制:感应信号控制没有固定的周期，他的⼯作原理为在感应信号控制的进⼝，均设有车辆检测器，当某⼀信号相位开始启亮绿灯，感应信号控制器内预先设置⼀个“初始绿灯时间”。
到初始绿灯时间结束时，增加⼀个预置的时间间隔，在此时间间隔内若没有后续车辆到达，则⽴即更换相位;若检测到有后续车辆到达，则每检测到⼀辆车，就从检测到车辆的时刻起，绿灯相位延长⼀个预置的“单位绿灯延长时间”。
绿灯⼀直可以延长到⼀个预置的“最⼤绿灯时间”。
当相位绿灯时间延长到最⼤值时，即使检测器仍然检测到有来车，也要中断此相位的通⾏权，转换信号相位。
感应式信号控制根据检测器设置的不同⼜可以分为半感应控制和全感应控制。
只在交叉⼝部分进道⼝上设置检测器的感应控制称为半感应控制，在交叉⼝全部进道⼝上都设置检测器的称为全感应控制。
（交通运输）道路交通管理与控制_第五章单点交叉口的信号控制
（交通运输）道路交通管理与控制_第五章单点交叉⼝的信号控制表5-1 交叉⼝设置信号灯的交通流量标准主道路宽度（M）主路交通流量（辆／H）⽀路交通流量（辆／H）⾼峰⼩时12H ⾼峰⼩时12H⼩于１０750 8000 350 3800 800 9000 270 2100 1200 13000 190 2000⼤于１０900 10000 390 4100 1000 12000 300 2800 1400 15000 210 2200 1800 20000 150 1500注：①表中交通流量按⼩客车计算，其他车辆应折算为⼩客车当量。
②12h交通流量为7:00—19:00的交通流量。
（2）设置机动车道信号灯的交叉⼝，当道路具有机动车、⾮机动车分道线且道路宽度⼤于15m时，应设置⾮机动车道信号灯。
（3）设置机动车道信号灯的交叉⼝，当通过⼈⾏横道的⾏⼈⾼峰⼩时流量超过500⼈次时，应设置⼈⾏横道信号灯。
（4）实⾏分道控制的交叉⼝应设置车道信号灯。
（5）在交叉⼝间距⼤于500m、⾼峰⼩时流量超过750辆以及12h流量超过8000辆的路段上，当通过⼈⾏横道的⾏⼈⾼峰⼩时流量超过500⼈时，可设置⼈⾏横道信号灯及相应的机动车道信号灯。
⼆、交通信号控制参数⼀般来说，在交通控制中⾄少有3个基本参数是可以由信号机直接控制的，这就是周期C、绿信⽐λ和相位差tos。
除此之外，某些信号机还能对相位数进⾏控制，如从2相位变成4相位或相反等。
（⼀）步伐和步长考虑左图所⽰的灯控路⼝。
每个⽅向最多有8种灯⾊：红、黄、绿、左箭头、直箭头、右箭头、⼈⾏红灯、⼈⾏绿灯。
当进⾏信号控制时，这些灯⾊中的某些将被点亮。
某⼀时刻，灯控路⼝各个⽅向各信号灯状态所组成的⼀组确定的灯⾊状态称为步伐，不同的灯⾊状态构成不同的步伐。
例如：信号机在时刻7:30开机，此时，南北⽅向左转绿箭头灯和红灯亮，东西⽅向的红灯亮，所有⼈⾏红灯亮，其他灯均不亮，若该状态持续35s，则我们说这是控制⽅案中的⼀个步伐，其步长为35s。
城市交通信号控制系统介绍
全局式诱导屏
嵌入式光带诱导屏
城市交通信号控制系统-控制结构
采用三级分布式递阶控制结构：
中心控制级 区域控制级 路口控制级
城市交通信号控制系统-控制结构图
中心控制级
区域控制级
区域控制级
区域控制级
路口控制级
路口控制级
路口控制级
路口控制级
路口控制级
路口控制级
城市交通信号控制系统-系统配置
一台区域控制计算机可以控制128～256个 路口交通信号机。
城市交通信号控制系统-系统控制方式一
实时自适应优化控制
信号配时方案由优化算法软件根据实际交通 状况实时生成。
联机线控
信号配时方案由线控算法软件实时生成。
城市交通信号控制系统-系统控制方式二
公交优先
系统通过车载定位设备实时采集公交车车辆位置、 速度等信息 ，对公交车辆到达路口时间进行提前 预测 ，在保障交叉口交通畅通的前提下，实现公 交车辆优先放行 。
城市交通信号控制系统-发展历程
从上个世纪八十年代中期以来，就开始了城 市交通信号控制系统软件和路口交通信号机 的研制、开发工作; 参加了“七五” 《南京市交通控制系统》 和“八五” 《城市交通控制系统应用技术》 国家重点科技攻关项目的研制; 在系统总体设计、系统软件开发、系统设备 研制等方面积累了丰富的经验。
城市交通信号控制系统-主要功能
交通信号控制功能 交通信息采集功能 系统监测功能 系统配置功能 遥设信号机参数功能 交通诱导功能 自动捕捉交通违章 系统互联功能
城市交通信号控制系统-控制功能
按控制方式分为：
联机控制 单点控制 特殊控制 上述控制方式可以根据需要进行自动或 人工干预转换。
城市交通信号控制系统-路口级
第3章 单点信号控制 PPT
在信号相位设计中，左转车流对相位的划分起着非常重要 的作用，也是信号相位设计的重点难点。左转车流对信号相位 的划分可以采用如下策略： ① 当左转车辆较少时（左转车辆可以利用直行车辆之间的空 档左转），不需要为左转车辆提供专用相位； ② 当左转车辆较多时（左转车辆仅利用直行车辆之间的空档 左转比较困难，容易引发车辆堵塞），需要为左转车辆提供专 用相位（必须有左转专用车道）； ③ 当单方向的左转车辆较多又不足以专设左转信号相位时， 可以采用一种交通信号早断与滞后的设计方法，间接为左转车 辆提供专用相位。
二、交通信号相位设计 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。
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。 5、当信号相位中出现不均衡车流时，可以通过合理 设置交通信号的早断与滞后，最大限度地提高交叉 口的运行效率。
3、信号周期设计
交叉口的信号配时，应选用同一相位流量比（q/S）中
最大者进行计算。 通常考虑的要求：
通 行P 能 力
使交叉口具有足够的通行能力；
使交叉口具有较小的车辆延误。
须确定：1、最短周期
0 车
周期
2、最佳周期
辆P 延
3、绿信比
误
0
Cm
C0
周期
0.75C0
1.5C0
（1）最短信号周期cm 采用cm时，在一个周期内到达交叉口的车辆恰好全部被放 行，既无滞留车辆，信号周期也无富余。因此，cm恰好等于一 个周期内损失时间L加上全部到达车辆以饱和流量通过交叉口所
道路交通控制
（2）主动式控制—交通自动化途径诱导系统
第三节 道路交通控制基础理论
一、交通流理论
（1）交通流3要素
交通流量：单位时间内经过道路某断面（或路段或车道）旳车辆数。
小时交通量、日交通量、年交通量
q = N/T q：交通流量 N:车辆数 T：统计交通流量旳时间范围
第二节 道路交通控制旳类型
一、交通控制旳基本类型
1、以交通限制为主旳控制——交通标志 标线 交通岛等；时空分离 2、以信号灯指示为主旳控制——时间分离 渠化交通是基础
3、以交通情报信息传递为主旳控制-交通诱导控制——发展方向
二、自动控制旳分类（信号指示控制）
1、按控制区几何特征划分 （1）单点信号控制 （2）干线协调控制 （3）网络协调控制
（3）车辆换算系数 原则为当量小客车 小客车：1.0（≤19座客车或≤2t旳货车） 中型车：1.5（>19座旳客车或2t<载质量≤7t旳货车） 大型车：2.0（7t<载质量≤14t旳货车） 拖挂车：3.0（14t<载质量旳货车）
2、服务水平
是指衡量交通流运营条件以及驾驶人和乘客所感受旳服务质量旳一项指标， 一般根据交通量、速度、行驶时间、驾驶自由度、交通间断、舒适和以便等指标 来拟定。反应了道路在某种交通条件下所提供运营服务旳质量水平。
做控制前先搞清楚旳东西
交通拥堵——现象
交通拥堵：交通需求（一定时间内想经过某条
道路旳车辆数）超出某条道路旳交通容量（一定 时间内该条道路所能经过旳最大车辆数），超出 部分交通滞留在道路上旳交通现象。
为何？
过分集中（供求关系不平衡）
交通秩序混乱 交通事故
交通管理与控制思考题与习题
《交通管理与控制》思考题与习题一、名词解释1.交通管理、全局性交通管理、局部性交通管理、传统交通管理、交通系统管理、交通需求管理、ITS、交通行政管理、交通秩序管理2..交通标志、可变标志、交通标线3．视距三角形、禁行管理、渠化交通、专用车道（街道）、单向交通、变向交通4.交通控制、点控（单点信号控制）、单点定时控制、单点感应控制、线控（干线绿波协调控制）、面控（区域协调控制）、同步协调控制、交互协调控制、续进式协调控制5.饱和流量、临界流量、关键车道、流量比、相位6.周期、最佳周期、最短周期、相位差、绝对相位差、相对相位差、绿信比、损失时间、相位损失时间、周期损失时间二、填空题1.控制车辆行驶速度的方法有（）、（）、（）。
2.人行过街设施主要包括（）、（）、（）。
3.禁行管理大致有以下集中方式（）、（）、（）、（）、（）。
4.交叉口按交通管理控制方式不同，可分为（）、（）、（）、（）、（）等几种类型。
5.交通标志的三要素是（）、（）、（）。
6.交通控制的原则有（）、（）、（）、（）。
7.信号控制按控制范围分为（）、（）、（）。
8.快速道路的主要交通问题是（）、（）、（）、（）。
9.信号控制机按不同控制方式分为（）、（）、（）、（）、（）。
10．高速干道的控制系统分为三部分（）、（）、（）11.道路交通标志分为主标志和扶助标志两大类，其中主标志又分为警告标志、（）、（）、（）、（）、( )。
12.TRANSYT是一种脱机操作的（）系统，主要由（）模型和（）两部分组成。
13、面控系统的常用软件是（）、（）和（）。
14.现代信号灯除红、黄、绿三色基本信号灯之外，还包括（）和（）。
15.入口匝道控制方法有：（）、（）、（）和（）。
16.美国最新的ITS项目分类中，包含8个分系统，它们是：（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）。
16、地上型车辆检测器的类型很多，其中四种类型是（）、（）、（）、（）。
交通信号控制优化服务解决方案
交通信号控制优化服务解决方案1概述交通信号控制优化服务是借助专业团队对交通信号控制方面进行挖掘，以更加有效地缓解目前由于机动车数量过快增长而造成路网交通运行压力增大，道路硬件资源增长严重失衡这一问题。
具体服务内容包括：⏹对交通信号控制理论及相关技术进行总结，规范信号优化工作流程，落实责任，建立统一化与个性化相结合的交通信号管理模式，保证交通信号合理运行，满足各种条件下道路交通参与者的通行需要。
⏹通过对相关路口进行周期性调查，及时发现存在不足并予以改善、跟踪，从而不断提高其运行水平。
⏹通过路口排查和调研，对有条件进行协调控制的路口设计协调控制方案，降低协调控制路口的行车延误，提高交叉口服务能力。
⏹以周报、月报和专项分析报告总结归纳工作开展情况及完成效果，有计划性的回检评价历史优化路口，提炼可取之处及考虑不周的地方，对未来将有可能发生变化的交叉口或路段有一定预测性。
2服务内容2.1交通信号管理基础工作（1）交通信号控制理论及相关技术总结交通信号控制理论及相关技术的总结包括对交通信号控制相关理论的总结和对现今主流信号控制模式及方法的总结2部分内容。
⏹对交通信号控制相关理论的总结包括对信号控制涉及的相关参数的总结、对通过能力的总结及对信号路口对车流停滞作用的总结3部分内容。
⏹对现今主流信号控制模式及方法的总结包括对单点信号控制模式与方法的总结、对交通信号子区划分的模式与方法的总结、对主干道交通信号协调控制模式与方法的总结、对同类型交通信号路口协调控制模式与方法的总结、对长距离交通信号协调控制模式与方法的总结以及对区域协调控制模式与方法的总结六大类涵盖点、线、面三个层次的信号控制与协调方法的相关技术理论的总结。
在对交通信号控制相关理论的总结基础上，根据各地市信号路口特点，重点对适用该地信号控制特点的信号控制模式及方法进行总结。
⏹单点信号控制主要包括单点定时信号控制、单点感应信号控制和单点自适应信号控制三种方式。
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交通信号控制概论
交通信号及交通信号灯 交通信号灯的设置依据 交通信号控制类别
交通信号及交通信号灯
• 信号灯的种类
红、黄、绿三色基本信号灯 箭头信号灯 闪烁灯
• 信号灯的含义
• 各式信号灯的次序安排
横式（普通、带箭头灯）
竖式（普通、带箭头灯）
Synchro——交通信号协调及配时设计软件包含的组件有： Synchro，SimTraffic，SimTraffic CI，3D Viewer， Warrants。 目前，Trafficware公司已推出Synchro 8版本。Synchro 8支持HCM2010的信号交叉口和环形路口分析方法，更便 于仿真匝道、行人过街和铁路路口。
设计交通量
饱和流量计算
基本饱和流量
各类车道通用校正系数
• 车道宽度
• 坡度及大车校正
各类车道饱和流量
• 直行 • 左转（无专用、有专用） • 右转（无专用、有专用） • 直左
• 直右
• 直左右 • 左右
Synchro——交通信号协调及配时设计软件是美国 Trafficware公司根据美国交通部标准HCM规范研发 的，该标准中的参数是根据汽车性能、驾驶员的行为 习惯、交通法规等设定的，计算得出的某些结果(如 延误时间、服务水平、废气排放等)，作为方案比较 的相对参数，具有重要参考价值的，信号配时也非常 合理。 Synchro是进行交通信号配时与优化的理想工具，具 备通行能力分析仿真，协调控制控制，自适应信号控 制仿真等功能，并且具备与传统流行交通仿真软件 CORSIM，TRANSYT一7F，HCS等的接口，其简单 易懂，具有很高的工程实用价值。
干线交叉口交通信号定时式联动控制
基本参数
• 周期时长 • 绿信比 • 时差（相对、绝对）
定时式线控系统的协调方式
• 单向交通街道 • 双向交通街道
定时式线控系统的配时设计方法
• • • • • • 时间-距离图 配时所需的数据 备用配时方案计算步骤 周期时长的选定 信号时差的确定 验证方案实施效果
时间-距离图
• 按控制方法分
定时控制
感应控制 自适应控制
单个交叉口交通信号控制
定时信号控制 感应信号控制
环形交叉口信号灯控制方法
交通信号控制的基本概念
信号相位 周期长度 C （显示）绿灯时间 g 有效绿灯时间 ge （显示）红灯时间 r 绿信比 λ（= ge /C） 黄灯时间 A （I<A时，I=A） 绿灯间隔 I （包括黄灯和全红）
信号相位方案 信号基本控制参数
• 价信号控制交叉口的交通效益指标
信号相位基本方案 设计交通量 饱和流量计算 信号总损失时间 绿灯间隔时间 流量比总和
信号周期时长 总有效绿灯时间 各相位有效绿灯时间 各相位绿信比 各相位绿灯显示时间 最短绿灯时间
交通信号灯的设置依据
• 设置信号灯的利与弊 • 设置交通控制信号的基本原理概念
停车标志交叉口的通行能力 停车标志交叉口的延误
• 设置交通控制信号的依据
美国方法
中国方法
信号灯控制分类
• 按控制范围分
单个交叉口的交通控制（点） 干道交叉口信号联动控制（线） 区域交通信号控制系统（面）
损失时间 LS 高峰小时修正系数 PHF 流量（流率） q 饱和流量 S 流量（率）比 y（=q/S ） 通行能力 CAP（=λS） 饱和度 x（=q/CAP） 信号配时图 相位图 延误 d、D
两相位信号的相位图
两相位信号的配时图
定时信号控制
• 定时信号配时方案的基本内容
Warrants 8可作为一个独立工具或与Synchro配合来评估 交叉口网。Warrants 8根据MUTCD 2009信号标准与规则 来评估交叉口。Warrants 8可方便地与Synchro交换交叉 路及容量数据，从而加快模型生成速度。Warrants 8 也能 从其它一些数据源，如Microsoft Excel文件中导入数据。 当评估结束，Warrants 8会生成显示评估结果的质量报告 [2]。
SimTraffic 8内置SimTraffic CI。SimTraffic是功能强大 且便于使用的交通仿真软件。SimTraffic可对高速公路、信 号交叉口以及无信号交叉口进行建模。SimTraffic可在运行 仿真的计算同时进行仿真显示。[1] 3D Viewer 8是Trafficware公司开发的插件，用户只需轻 轻一点，就可从SimTraffic 8可根据平面二维模型直接生成 三维场景，生成的视图场景接近真实场景。