“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：mnd 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)。

无最高15分钟流率的实测数据时，可按下式估算：()mnmnd PHF Q q mn =（2）式中：Q——配时时段中，进口道m、流向n的高峰小时交通量(pcu/h)；mn()PHF——配时时段中，进口道m、流向n的高峰小时系数；主要进口道可取0.75，mn次要进口道可取0.8。

Array图1 定时信号配时设计程序注：表示该相位左转车应让直行车先行，即在直行车空档及末尾时允许左转车通行。

图2信号相位常用基本方案4. 饱和流量饱和流量的定义是：在一次连续的绿灯信号时间内，进口道上一列连续车队能通过进口道停车线的最大流量，单位是pcu ／绿灯小时。

饱和流量随交叉口几何因素、渠化方式、信号配时及各流向交通冲突等情况而异，比较复杂。

因此，应尽量采用实测数据，实在无法取得实测数据时，如新建交叉口设计时，才考虑用以下估算方法。

交叉口进口道经划分车道并加渠化以后，进口道饱和流量随进口道车道数及渠化方案而异，所以必须分别计算各条进口车道的饱和流量，然后再把各条车道的饱和流量累计成进口道的饱和流量。

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估算。

即：进口车道的估算饱和流量：()i bi fF f S S⨯= （3）式中：bi S —— 第i 条进口车道基本饱和流量(pcu/h)；()i F f —— 各类进口车道各类校正系数。

1）基本饱和流量各类进口车道各有其专用相位时的基本饱和流量S bi ，可采用表2数值：各类进口车道的基本饱和流量（pcu/h ） 表2注：进口车道宽度：3.0m ～3.5m 。

2）各类车道通用校正系数 (1)车道宽度校正：()⎪⎩⎪⎨⎧>+≤≤--==5.3)5.16(05.00.37.25.04.05.30.31W W W W W f W（4）式中：W —— 车道宽度（m ）。

(2)坡度及大车校正：g f =1- (G+HV) （5）式中：G —— 道路纵坡，下坡时取0；HV —— 大车率，这里，HV 不大于0.50。

3）直行车道饱和流量直行车流受同相位绿灯初期左转自行车的影响时，直行车道设计饱和流量除须作通用校正外，尚须作自行车影响校正，自行车影响校正系数按下式计算：eLb g b f +-=11 （6）式中：b L ——绿初左转自行车数（辆／周期）。

b L 应用实测数据，无实测数据时，可用下式估算：Cg C B b e b L )(-=β （7）式中：B ——自行车流量(辆／周期)； βb ——自行车左转率；C ——周期时长（s ），先用初始周期时长计算； g e ——有效绿灯时长（s ），无信号配时数据时，按下式粗略确定：jG g e e =（8）式中：j ——周期内的相位数。

直行车道饱和流量：b g W bT T f f f S S ⨯⨯⨯= （9）式中：bT S —— 直行车道基本饱和流量，见表2。

4）左转专用车道饱和流量 （1）有专用相位时：g W bL L f f S S ⨯⨯= （10）式中：bL S —— 左转专用车道有专用相位时的基本饱和流量，见表2。

（2）无专用相位时：L g W bL L f f f S S ⨯⨯⨯='（11）左转校正系数 ：1.0001.0exp 0:-⎪⎭⎫⎝⎛-=λξT L q f （12） 式中：ξ—— 对向直行车道数的影响系数，见3。

0T q —— 对向直行车流量( pcu/h)λ—— 绿信比，缺信号配时数据时，按下式粗略估算λ：（13）jCG e=λ对向直行车道数的影响系数ξ 表35）转专用车道饱和流量（1）专用相位时：r g W bR R f f f S S ⨯⨯⨯= （14）式中：bR S —— 右转专用车道基本饱和流量，见表2；r f —— 转弯半径校正系数，按下式计算：⎪⎩⎪⎨⎧≤+>=m r r mr f r 15305.0151 （15）式中：r —— 转弯半径（m ）。

（2）无专用相位时：pb r g W bR Rf f f f S S ⨯⨯⨯⨯=' （16） 式中：pb f ——行人或自行车影响校正系数[]b p pb f f f ,min = （17）行人影响校正系数p f ：()()Cg g g p f p R e p f p -+-=1 （18）式中： f p —— 右转绿灯时间中，因过街行人干扰，右转车降低率；p g —— 过街行人消耗绿灯时间（s ）；R e g —— 右转相位有效绿灯时间（s ）；C —— 信号周期时长（s ）。

按上式估算有困难时，建议按表4取p f 。

行人影响校正系数p f 表4自行车影响校正系数f b ：jT b gt f -=1 （19）式中：g j ——周期显示绿灯时长（s ）；t T ——直行自行车绿初驶出停车线所占用的时间（s ）。

b TDTDTSTS T WS b S b t 3600⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+= （20）式中：b TS ——红灯期到达停在停车线前排队的直行自行车的交通量（辆/周期）；b TD ——绿灯期到达接在排队自行车队后直接连续驶出停车线的直行自行车的交通量（辆/周期）；S TS ——红灯期到达排队自行车绿初驶出停车线的饱和流量，建议取3600辆/m•h 。

S TD ——绿灯期到达直接驶出停车线自行车的饱和流量，建议取1600辆/m•h 。

W b ——自行车道宽度（m ）交通量应用实测数据，无实测数据时只得用简化方法估算t T ：()bTS TT W S b t λ-=13600 （21）式中：b T ——直行自行车每周期平均交通量（辆/周期）。

6)直左合用车道饱和流量TL T TL f S S ⨯= （22）直左合流校正系数：()TL T TL q q q f '+=/ （23） T L L Tq q K q +=' （24） LTL S S K '=（25）式中：T q —— 合用车道中直行车交通量（pcu/h ）；L q —— 合用车道中左转车交通量（pcu/h ）； T q '—— 合用车道的直行车当量（pcu/h ）； L K —— 合用车道中的左转系数。

7)直右合用车道饱和流量TR T TR f S S ⨯= （26）直右合流校正系数：()TT R TR q q q f '+=/ （27） T R R Tq q K q +=' （28） RTR S S K '=（29）式中：T q —— 合用车道中直行车交通量（pcu/h ）； R q —— 合用车道中右转车交通量（pcu/h ）； T q '—— 合用车道直行车当量（pcu/h ）；R K —— 合用车道中的右转系数。

8)直左右合用车道饱和流量（1）普通相位兼有行人影响取第6）和第7）条计算结果的较小值。

（2）有单向左转相位或单向交通 参照第3）条计算。

9)左右合用车道饱和流量(三岔路口)LR L LR f S S ⨯= （30）左右合流校正系数：()TR L LR q q q f '+=/ （31） L R R Tq q K q +=' （32） RLR S S K '=（33）式中：L q —— 合用车道中左转车交通量（pcu/h ）； R q —— 合用车道中右转车交通量（pcu/h ）；Tq '—— 合用车道的左转车当量（pcu/h ）； R K —— 合用车道中的右转系数。

10)短车道饱和流量校正当进口车道实际供排队长度()q L 小于要求排队长度()r L 时，进口车道属短车道，须作短车道饱和流量校正。

3600/pcu e f r L g S L = (34)式中：f S —— 经各类校正后的饱和流量（pcu/h ）；e g —— 有效绿灯时长（s ）；pcu L —— 排队中一辆小轿车的平均占位长度，一般取6m 。

（1）左转专用与右转专用车道短车道校正系数专用车道本身的校正系数：()L L x u u f -+=1η （35）专用车道相邻车道的校正系数：()()L L S u u f --+=11η （36） rqL L L u =（37）式中：η—— 使用专用车道的车辆比率。

（2）合用车道短车道校正系数TL x f f ⨯=正系数直左合用车道短车道校 （38） TR x f f ⨯=正系数直右合用车道短车道校 （39）5. 配时参数计算1）信号周期时长须选用最佳周期时长，按下式计算：YL C -=10 （40）2）信号总损失时间，按下式计算：()∑-+=kk sA I LL （41）式中：s L —— 起动损失时间，应实测，无实测数据时可取3s ； A —— 黄灯时长，可定为3s ； I —— 绿灯间隔时间（s ）； k —— 一个周期内的绿灯间隔数。