道路交通控制的基本理论和方法

▪ 显然
， 绿信比反应了该信号相位交通流在一个周期
中需要绿时的大小。
▪ 经过优化的绿信比能够恰当地把绿时分配给各相位的交通 流，从而使总延误或总停车次数等最小。
▪ 第i相的有效绿灯时间 计算如下：
▪
分别为第i相的绿灯时间、黄灯时间和损失时间。
▪ 损失时间：1）绿灯开启，车辆需启动和加速；
▪
2）黄灯期间，车流量由大变小所造成的时
一、基本概念
▪ 各种平面交叉路口
一、基本概念
▪ 平面交叉口交通组织方式 ▪ 1）环形交通。交叉口中央设交通岛 ▪ 2）无信号控制 ▪ 3）信号控制。采用信号机控制或人工指挥
一、基本概念
▪ 交通灯信号 ▪ 交通灯给出的信号为红、黄、绿3色。在多相位信号控制中
灯光信号还包含左转、直行及右转的绿色和红色箭头灯。 ▪ 《中华人民共和国道路交通管理条例》规定 ▪ 1）绿灯亮时，准许车辆、行人通行，但转弯的车辆不准妨
2、周期
▪ 一个循环内各步的步长之和称为信号周期，简称周
期，用C表示。
若一个循环内有n步，各步步长分别为 t1, t2 , , tn ， 则 C t1 t2 tn
▪ 例如，在上图中，若一个循环由4步组成：第1步，
方向1和方向3 பைடு நூலகம்灯亮，方向2和方向4 红灯亮，步
长为30s；第2步，方向1和方向3 黄灯亮，方向2和
通行权：即该方向上的信号灯为绿色或绿箭头
一个周期内有几个信号相位，则称该信号系统为几相位系统。
由于第2相和第4相的左 转交通流分别为第1相 和第3相的延续，因而 其步长可以短一些，如 几秒钟。因此可称为 “半相位”
4、绿信比
▪ 在一个信号周期中，各相位的有效绿灯时间与周期长度的 比称为绿信比。若设 为第i相信号的有效绿灯时间，C为 周期长度，则该相信号的绿信比 为
▪ 1辆大型车＝1.48PCU, 1辆拖挂车＝2.34PCU
2.3 交通模型及有关概念
▪ 交通模型是描述交通流状态变量随时间和空间变 化、分布规律及与交通控制变量之间关系的方程 式或映射。
▪ 交通模型是进行交通控制系统设计、分析、仿真、 运行的工具。
▪ 根据描述对象的不同，交通模型可分为微观模型 和宏观模型。
方向4 红灯亮，步长为3s；第3步，方向1和方向3
红灯亮，方向2和方向4 绿灯亮，步长为35s；第4步，
方向1和方向3 红灯亮，方向2和方向4 黄灯亮，步
长为5s。接下来又从第步开始下一个循环。则周期
为
C 30 3 35 5 73s
3、相位
在一个周期内，平面 交叉口上某一支或支 交通流所获得的通行 权称为信号相位，简 称相（位）
沿车辆行驶方向任意相邻路口的协调相位起始时刻的最小时间差，称 为相对相位差。
6、通行能力
▪ 通行能力是指单位时间内连续通过车辆的能力，包括 路段通行能力和路口通行能力。
▪ 路段通行能力是指在单位时间内路段某截面能通过的 最大车辆数；
▪ 路口通行能力是指在单位时间内进入路口的最大车辆 数，其单位都是PCU/h。
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、人 行绿。 步：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。
不同的灯色状态构成不同的步。 步长：步持续的时间 信号灯在7：30开始开机，此时方向1和 方向3左转绿箭头灯和红灯亮，方向2和4 的红灯亮，其他灯均不亮，若该状态持 续30秒。则这是控制方案中的一步，其 步长为30秒。
▪ 在信号控制的情况下，路口的通行能力可使用下式计 算：
▪ 式中， qc为路口某一入口车道的通行能力（ PCU/h ）, qs 为饱和流量，teg 为某相信号的有效绿灯时间。C为
信号周期长度。
▪ 饱和流量实际上是一个与交叉口绿信号时间无关的量， 仅取决于道路条件和车辆状况。
▪ 20世纪50年代英国的韦伯斯特研究得出：对饱和流量 影响最大的因素是车道宽度。
碍直行的车辆和被放行的行人通行； ▪ 2）黄灯亮时，不准车辆、行人通行，但已越过停止线的车
辆和进入人行横道的行人，可以继续通行； ▪ 3）红灯亮时，不准车辆、行人通行； ▪ 4）绿色箭头灯亮时，准许车辆按箭头所示方向通行； ▪ 5）黄灯闪烁时，车辆、行人须在确保安全的原则下通行。
一、基本概念
▪ 交通信号灯的安装与排列 ▪ 1）水平排列式
间损失。
5、相位差
相位差是协调控制系统中的 一个重要概念。 相位差分为绝对相位差和相 对相位差
干线上所有路口的信号周期 相同，各路口规定某一相位 参加协调，称为协调相位。 把干线上某一路口作为基准 路口，其他各路口的协调相 位起始时刻滞后于基准路口 的协调相位起始时刻的最小 时间差，称为绝对相位差
▪ 3）行人交通量依据
一、基本概念
▪ 4）事故记录依据 ▪ 当考虑到交通事故发生的情况时，上述3项依
据所规定的交通流量标准要降低20％。 ▪ 5）综合考虑 ▪ 对于1），2），3）所列的3个流量依据，如
果实际交通流量达到了任意2项所规定流量的 80％，则应安装信号灯。
二、交通信号控制参数
1、步与步长
▪ 对混合车流行驶的车道，在计算饱和流量时，要考虑 不同车辆的影响。韦伯斯特根据英国的交通状况，提 出了采用“折算标准小客车单位”作为计算车道饱和 流量的标准单位，其建议的折算系数如表
▪ 国内采用的车辆折算系数略有不同。按照国内车辆的 分类方法，小客车和微型卡车称为小型车，而大型车 和拖挂车折算成标准小型车的方法如下：
国内学者在北京进行了交通观测，并根据观测结果提出了一个 类似的公式计算直行车道的饱和流量
和国外的计算公式相比，国内的饱和流量普遍比国外低20％左右。 车道纵坡对饱和交通量有一定的影响，当进口道处于上坡段时， 纵坡值每增加1％，饱和流量相应减少3％。反之，进口车道处 于下坡段时，纵坡值每增加1％，饱和流量相应增加3％。
2）垂直排列式
一、基本概念
▪ 交通信号灯的设置条件 ▪ 1）最小交通流量依据 ▪ PCU（passenger car unit）称为标准小客车当量
一、基本概念
▪ 2）连续交通中断依据 ▪ 当交叉口主、次道路的交通量比较大时，次道路上车流穿越
或左转进入主道路将非常困难，为此，需设置信号灯
一、基本概念