信号配时计算过程概要
信号配时的基本流程和方法
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信号配时计算
信号配时计算方法
1、计算信号配时常用公式
（1）信号周期：各相位信号灯轮流显示一次所需时间的总和，可用式（4-1）表示： Y
L C -+=
155.10 式（4-1） 其中：C 0 ——信号最佳周期（秒）； L ——周期总损失时间（秒），其计算如式（4-2）：
∑=-+=n
i i i i A I l L 1)( 式（4-2）
其中：l ——车辆启动损失时间，一般为3秒；
I ——绿灯间隔时间，即黄灯时间加全红灯清路口时间，一般黄灯为3秒，全
红灯为2-4秒；
A ——黄灯时间，一般为3秒；
n ——所设相位数；
Y ——组成周期全部相位的最大流量比之和，即
∑==n
i i i Y Y Y 1),max ( 式（4-3）
Y i ——第i 个相位的最大流量比，即
i i i s q Y /= 式（4-4） q i ——第i 相位实际到达流量（调查得到）；
s i ——第i 相位流向的饱和流量（调查得到）。
（2）绿信比：各相位所占绿灯时间与周期时间之比。
Y
Y Y MAX G g i i e el ),(1
= 式（4-5） 式中：g el ——有效绿灯时间（秒）；
G e ——C 0 –L ； G e1 ——第一相位有效绿灯时长，用上式也可求得其他相位有效绿灯时长。
各相位实际显示绿灯时间：
L A g g e +-= 式（4-6） 每一相位换相时四面清路口全红时间：
i i i A I r -= 式（4-7）
r i ——第i 相全红时间（秒）； I i ——第i 相绿灯间隔时间（秒）； A i ——第i 相黄灯时间（秒）。
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。
配时方法总结课件
4
左转车道的通行能力（不设置专左信号）
14
上海算法
1
周期时长
3
周期时长采用最短周期时长：
绿灯间隔时间I
2
总损失时间L
4
交通流量比总和Y
5
行人最短绿灯时间
6
各相位有效绿灯时间
15
定时信号配时设计流程
16
THANKS
17
简化计算（去除延误公式第三项）
最佳信号周期公式推导
1.5L + 5 C0 = 1-Y
L : 信号总损失时间
Y : 各相位关键车流流量比之和
4
Webster 算法
考虑的相位达到可接受的饱和程度
实用信号周期公式
相位饱和度必须在饱和度的实用限 值（以xp表示）范围内 能保证所有相位的饱和度低于饱和 度实用限值的信号周期时间，称为
7
HCM 算法(基于饱和度的周期时长计算)
C = L +∑G
G = C λi
xi=
qi Si λi
G = qi C Si xi
L
∑ C =
1- (q / S )i / xi
i
L
当xi=1时，可计算最小周期
Cmin
= 1- Y
8
冲突点算法
“冲突点”分析 冲突点是直行车辆与向左转车辆行驶轨迹的脚垫，在两相位信号的情况下，车辆通过交叉口的 实际运行状态时本向直行（右转）车辆与对向左转车辆，在同一绿灯时间内交错通过这两向车 流的“冲突点”：两向车流存在穿插，存在可穿越空挡，其中的可穿越空挡就是直行车辆穿越 对向左转车辆的最小空挡
L Cp = 1-Y / xp
L : 信号总损失时间 Y : 各相位关键车流流量比之和
信号配时计算
信号配时计算一、友谊东路进口道流量比计算各进口道大车率（HV）友谊东路东进口HV=202/1738=0.116文艺北路南进口HV=58/902=0.064友谊东路西进口HV=163/2328=0.070HV=154/1346=0.114文艺北路北进口（一）友谊东路东进口①计算饱和流量车道宽度校正系数：f w =1坡度及大车校正系数： f g =1- （G +HV）=1-(0+0.116)=0.884 直行车道饱和流量：S T =S b T×f w× f g=1130×1×0.884＝999 饱和流量: S d=S T=999②计算流量比: y直＝q直/S d＝464／999＝0.464（二）友谊东路西进口①计算饱和流量车道宽度校正系数：f W=1坡度及大车校正系数： f g =1- （G +HV） =1-(0+0.07)=0.93直行车道饱和流量：S T =S b T×f w× f g＝1130×1×0.93＝1008 直右车道饱和流量：S T R=S b TR×f w× f g＝1000×1×0.93＝930 饱和流量: S d= S T+S TR=1008+837=1845②计算流量比: y直＝q直/S d＝738／1845＝0.400Y直右＝q直右/S d＝647／1845＝0.351（三）文艺北路南进口①计算饱和流量车道宽度校正系数：f W=1坡度及大车校正系数： f g =1- （G +HV） =1-(0+0.064)=0.936直行车道饱和流量：S T =S b T×f w× f g＝1130×1×0.936＝1058直右车道饱和流量：S T R=S b TR×f w× f g＝1000×1×0.936＝936左转车道饱和流量：S L=S b L×f w× f g＝900×1×0.93＝837饱和流量: S d= S T+S T R+S L=1058+936+837=2831②计算流量比: y直= q直/S d＝435／2831＝0.154Y直右＝q直右/S d＝150／2831＝0.053Y左＝q左/S d＝253／2831＝0.089（四）文艺北路北进口①计算饱和流量车道宽度校正系数：f W=1坡度及大车校正系数： f g =1- （G +HV） =1-(0+0.114)=0.886直行车道饱和流量：S T =S b T×f w× f g＝1130×1×0.886＝1001直右车道饱和流量：S T R=S b TR×f w× f g＝1000×1×0.886＝886左转专用车道饱和流量：S L=S b L×f w× f g＝900×1×0.886＝798饱和流量: S d= S T+S T R+S L=1001+886+798=2685②计算流量比: y直=q直/S d＝558／2685＝0.208Y直右＝q直右/S d＝359／2685＝0.134Y左＝q左/S d＝394／2685＝0.147信号配时计算③计算流量比的总和，公式如下式：Y=∑3max[y j,y j……]= ∑2max[（q d/s d）j, （q d/s d）j……] ＝0.464＋0.147+0.208＝0.819＜0.9 满足要求④信号总损失时间L=Σ(l+I-A) ＝3×﹙3＋3－3﹚=9⑤信号周期时长的计算，公式如下所示：C0=(1.5l+5)/(1-y) ＝（1.5×9+5）÷（1-0.819）=103C0—周期时长，Y—流量比总和，L—信号总损失时间⑥各个相位的有效绿灯时间和显示绿灯时间：第一相位：Ge1=Ge×max[y i,y i……] /Y＝53绿信比：λ1= Ge1 /C0＝0.524第二相位：Ge2=Ge×max[y i,y i……] /Y＝17第三相位：Ge3=Ge×max[y i,y i……] /Y＝24绿信比：λ2= Ge2/ C0＝0.165Ge—总有效绿灯时间，就是C0减去L。
交叉口信号灯配时案例计算模板
高峰信号配时计算一、信号配时计算书交叉口几何现状为：北进口道五个车道，一个右转车道,三个直行车道，一个专用左转车道；南进口道五个车道，一个右转车道,三个直行车道，一个专用左转车道；西进口道两个车道，一个直右转车道，一个专用左转车道；东进口道三个车道，一个直右转车道，一个专用左转车道。
1、计算四个进口道各流向车道饱和流量S1）饱和流量用实测平均基本饱和流量乘以各影响因素校正系数的方法得到估算值。
即进口到的饱和流量：S=S bi·f式中：S——进口道的估算饱和流量（pcu/h）；S bi——第i条进口道基本把饱和流量（pcu/h），i取T、L或R，分别表示相应的直行、左转或右转；各类进口道各有其专用相位时的基本饱和流量S bi,可采用下表数值：2、高峰各交叉口进口道交通量如下表本图需要替换掉表如下所示：3、采用四相位的信号控制方案，右转车道不受信号控制；结合上述问题分析，相位相序设置如图。
相位一：Y 1=max （0.195，0.261）=0.261 相位二：Y 2=max （0.143，0.165）=0.165 相位三：Y 3=max （0.254，0.200）=0.2 相位四：Y 4=max （0.121，0.200）=0.2流量比总和：Y=0.261+0.165+0.2+0.2=0.826由于交叉口总的饱和流量比小于0.9，可采用Webster 方法进行信号配时 5、信号总损失时间L启动损失时间s L =3s ，黄灯时长A=3s ，绿灯间隔时间I=3s ，一个周期内的绿灯间隔数为k=4。
则信号总损失时间 ：()s L I A K L =+−=∑12s6、信号最佳周期时长0C已知流量比总和 Y=0.826，则0 1.551L YC +=−=133s ，取0C =135s 。
（周期取5的整数倍，不小于60s ）7、计算绿灯时间总有效绿灯时间：0L G C e =−=123s相位1：11ee ygG Y ==123*0.261/0.826=39s 相位2：22ee yg G Y ==123*0.165/0.826=24s 相位3：33ee yg G Y ==123*0.2/0.826=30s 相位4：44=ee y gG Y=123*0.2/0.826=30s 8、初始各相位显示绿灯时间各相位实际显示绿灯时间：s 各相位显示绿灯时间： G1 = Ge1 – A + Ls = 39S G2 = Ge2 – A + Ls =24S G3 = Ge3 – A + Ls =30S G4 = Ge4 – A + Ls =30S 各相位绿信比：λ1 = Ge1 / C=39/135=0.29 λ2 = Ge2 / C=24/135=0.18 λ3 = Ge3 / C =30/135=0.22 λ4 = Ge4 / C =30/135=0.22于是，得信号配时如下表所示：e g g A L =−+。
信号配时
交叉口信号配时1.题目要求某交叉口渠化方案如图所示，相位方案为：①东西向专用左转②东西向直行和右转③南北向直行、右转和左转，各进口道的流量比如表所示，已知：各相位损失时间l=3s ，黄灯时间A=3s ，全红时间AR=4s （设在③相位后），试计算以下信号配时参数：（1）最佳周期时长C0；（2）该交叉口信号配时方案，并作信号配时图。
2.求解过程根据上面的图形和表格可以得出：第一相位的流量比取0.2117；第二相位的流量比取0.1669；第三相位的流量比取0.4106：总流量比：7892.04106.01669.02117.0321=++=++=y y y Y（1）计算周期最佳长度已知l=3s ，A=3s ，AR=4s信号周期内总的损失时间：13433=+⨯=+=AR nl L s因此，最佳信号周期： 1162108.05.247892.015135.1155.10==-+⨯=-+=Y L C s (一般都取整数)。
（2）计算有效绿灯时间一个周期总的有效绿灯时间为：103131160=-=-=L C G e s第一相位的有效绿灯时间为：8.217892.01669.010311=⨯=⨯=Y y G g e e s 第二相位的有效绿灯时间为：6.277892.02117.010322=⨯=⨯=Y y G g e e s 第三相位的有效绿灯时间为：6.537892.04106.010333=⨯=⨯=Y y G g e e s （3）计算各相位实际显示绿灯时间第一相位的显示绿灯时间：8.21338.21111=-+=-+=A l g g e s 第二相位的显示绿灯时间：6.27336.27222=-+=-+=A l g g e s 第三相位的显示绿灯时间：6.53336.53333=-+=-+=A l g g e s 第一相位：绿灯 22s 黄灯 3s 红灯 91s 第二相位：绿灯 28s 黄灯 3s 红灯 85s 第二相位：绿灯 53s 黄灯 3s 红灯 60s(4) 配时图如下：第一相位第二相位第三相位。
信号交叉口信号配时
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……]
2 交叉口渠化设计及优化组织方案设计.................................................................................................. 4 2.1 交叉口渠化设计方案....................................................................................................................... 4 2.2 交叉口设计相位方案....................................................................................................................... 5
1
目录
1 交叉口现状调查及数据分析............................................................................................................... 2 1.1 解放路/长征路交叉口现状概况..................................................................................................... 2 1. 2 交叉口设计交通流量数据.............................................................................................................. 3 1.3 交叉口各进口道大车率................................................................................................................... 3
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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，C m 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：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。
则总延误时间为：D=qd （4-11） 若使总延误最小，则：i iV S()0dD dC = （4-12）用近似解法，可得定时信号（近似）最佳周期时长：YL C -155.10+= （4-13）()iL l I A =+-∑ （4-14）式中：L ——每个周期的总损失时间（s ）； l ——起动损失时间（s ）； A ——黄灯时间（s ）； I ——绿灯间隔时间（s ）； i ——一个周期内的相位数；Y ——组成周期的全部信号相位的各个最大y 值之和，Y=Σmax[yi ，i y '，…]。
周期时间的取值应当在一个合适的范围内。
在周期时长数值较小时增大周期时长，可明显地提高通行能力，使更多的车辆通过。
但当周期时长继续增长，超过120s 后，通行能力的提高速度变得缓慢，相反交叉口通行延误急速增长，所以单点信号灯的最大周期时长一般不超过120s 。
同时，周期时长也不宜过短，最短周期时长应考虑车辆能安全通过交叉口所需的最短时间和行人过街所需最短时间两个因素来确定。
如果周期时长过短，行人和车辆的安全性能就无法得到保证，反而降低通行性能。
故在计算时通常采用最佳周期时长而不是最短周期时长。
3.有效绿灯时间与最佳绿信比与信号周期的确定一样，在各相位之间，绿灯时间的分配也是以车辆延误最少为原则的。
按照这个原则，绿信比应该与相位的交通流比率成正比，即：1122g y g y ≈（4-15） 式中：g 1、g 2——分别为第一和第二相位的有效绿灯时间； y 1、y 2——分别为第一和第二相位的流量比率。
式（4-15）可进一步引申，用于多相位的交叉口，即：0iii i n n iiiig y g y C L Yg y==-∑∑或 （4-16）由式（4-16）可以求出每一相位的绿灯时间：0()ii y g C L Y =- （4-17）定时信号控制配时的基本内容包括两部分：确定信号相位方案和信号基本控制参数。
确定信号相位方案是对信号轮流给某些方向的车辆或行人分配通行权顺序的确定，即相位方案是在一个信号周期内，安排了若干种控制状态，并合理地安排了这些控制状态的显示次序。
两相位定时信号配时图是最常见的十字交叉口的相位安排方式，这种方案适用于左转车流量较小的情况。
然而，在信号交叉口的配时设计中，由于左转流量对交叉口运行的影响最大，所以在许多情况下，相位数、相位类型、相位次序等常常要依据左转流量的要求来确定。
合理选用和组合相位，是决定点控制定时信号交叉口交通效益的主要因数之一。
TRRL法的信号基本控制参数优化步凑如下：1、计算各交叉口每个进口车道的车流量和饱和流量2、求出每个进口车道的车流量系数，并为每个相位选择流量比3、将各相位的流量比相加得出整个交叉路口的Y值（Y小于等于0.9）4、确定路口绿灯间隔时间I和损失时间L5、利用最佳周期计算公式计算周期时间6、用周期时间减去损失时间可得出可利用的有效绿灯时间7、将路口有效绿灯时间按各个相位的流量比分配给各个相位8、根据各相位的黄灯时间和启动损失时间，计算各相位的实际绿灯时间。
四个交叉口信号优化计算过程如下：金周路：1、金周路处的T字交叉口信号现状设置为保护转弯相位，同时设立有后延左转相。
现状相位如图1。
进口车流量如下表：北进口南进口东进口西进口交叉口方向左直右左直右左直右左直右金周路- - - 303.5- 51 951559.5- - 2023 64合计- 354.5 1654.5 2087根据调查数据可得在该处左转的车辆较少，可以将后延左转相合并到直行相位中。
故将金周路相位定为两相位，相位如图2（右转无专用相位）。
2、各进口饱和流量计算如下： 金周路各进口道路纵坡为0，故G=0。
进口 方向 S T S L参数 S bT f w HV f g f b n S T S bL f w HVf g f l n S L 南进口 -- - - - - - 1550 1 0.030.97 - 1 1503 东进口1650 1 0.06 0.94 1 4 6230 1550 1 0 1 0.70 1 1318 西进口16510.060.94146384-------求得：y 南左=0.2，y 东直=0.25，y 东左=0.07，y 西直=0.32。
3、每个相位y 的最佳计算：y 第一相位=max{y 东直，y 东左，y 西直}=max{0.32,0.25,0.07}=0.32， y 第二相位=y 南左=0.24、Y=y 第一相位+y 第二相位=0.32+0.2=0.525、黄灯时间A=3s ，全红时间为2s ，故绿灯间隔时间I=3+2=5s ，启动损失时间l s =3s 。
每周期总损失时间L=∑(l s +I-A)=2⨯5=10s6、最佳周期长52.015105.1155.10-+⨯=-+=YL C =42s7、有效绿灯时间G e =C 0-L=42-10=32s G e 第一相位==⨯=⨯62.03252.032.0e G 20sG e 第二相位=38.03252.02.0e ⨯=⨯G =12s 8、显示绿灯时间长g 第一相位=G e 第一相位-A+L S =20-3+3=20s ， g 第二相位=G e 第二相位-A+L S =12-3+3=12s金科北路1、金科北路处的十字交叉口目前采用的相位方案是在主干道上有保护左转弯相位的典型三相位。
其相位图如下：进口道的车流量如下表：北进口南进口东进口西进口交叉口方向左直右左直右左直右左直右金科北路100.5436.574 39 63 28 2681541.5383.5202 1651 208合计611 130 **** ****根据调查数据，东西方向左转车辆占有量不大，故将该交叉口的相位方案改为两相位，其相位图如下：2、各进口饱和流量计算如下：金科北路路各进口道路纵坡为0，故G=0。
进口方向S T S L参数S bT f w HV f g f b n S T S bL f w HV f g f l n S L北进口16510.090.9111.4422561551 0.420.580.940.4337南进口16510.420.5810.9711421551010.920.81141东进口1651 0.060.941 346691551 0 1- 1 1550西进口1651 0.060.9413.2495715510.040.96- 11487求得：y北直=0.19，y北左=0.30，y南直=0.06，y南左=0.03，y东直=0.33，y东左=0.17，y西直=0.33，y西左=0.14。
3、每个相位y的最佳计算：y第一相位=max{y东直，y西直，y西左，y东左}=max{0.33,0.33，0.14,0.17}=0.33，y第二相位=max{y北直，y北左，y南直，y南左}=max{0.19,0.30,0.06,0.03}=0.304、Y=y第一相位+y第二相位=0.33+0.30=0.635、黄灯时间A=3s，全红时间为2s，故绿灯间隔时间I=3+2=5s ，启动损失时间l s =3s 。
每周期总损失时间L=∑(l s +I-A)=2⨯5=10s 6、最佳周期长63.015105.1155.10-+⨯=-+=YL C =54s7、有效绿灯时间G e =C 0-L=54-10=44s G e 第一相位==⨯=⨯52.04463.033.0e G 23sG e 第二相位=48.04463.030.0e ⨯=⨯G =21s8、显示绿灯时间长g 第一相位=G e 第一相位-A+L S =31-3+3=23s ， g 第二相位=G e 第二相位-A+L S =28-3+3=21s 金青路1、金青路信号相位现为两相位控制。
其相位图如下：其中主干道的左转并没有设立专用的左转相位。
调查所得的数据也显示出，从主干道左转向支路的车辆相对很小，故现有的相位方案是合理的。
2、进口道的车流量如下表：北进口南进口东进口西进口交叉口 方向左 直 右 左 直 右 左 直 右 左 直 右金青路 198 - 52 - - - - 2141 46 45 1734.5-合计250-21871779.53、各进口饱和流量计算如下： 因金青路各进口坡度为0，故G=0进口 方向 S T S L 参数 S bT f w HV f g f b n S T S bL f w HV f g f l n S L 北进口 - - - - - - - 1550 1 0 1 1 0.792 1228 东进口 1650 1 0.07 0.93 1 3.7 5698 - - - - - - - 西进口165010.080.9214.26360155010.080.920.920.81047求得：y 北左=0.16，y 东直=0.38，y 西直=0.,27，y 西左=0.04。