交通管理与控制(作业及上课部分ppt) 2

Gei C
(l r )
交通信号控制其他参数—— 信号损失时间
• 相位损失时间 无全红时： 有全红时：
(l r )
• 周期损失时间
n (l r )
交通信号控制其他参数—— 有效绿灯时间
• 相位有效绿灯时间
Gei Gi Ai l
• 周期有效绿灯时间
Ge C n(l r ) C L
在信号配时中，有时需要考虑设置全红时间，其作用 是使滞留在交叉口内的车辆能在下一相位绿灯时间开始时 驶离冲突区，以保证安全。
交通信号控制基本参数——信号周 期

有全红时间的两相位信号控制交叉口，其 信号配时图
C G1 A 1 R 1 G2 A 2 R2
(G1 A1 r ) (G2 A2 r )
交通信号控制基本参数——信号周 期
• 对于全红时间为零的多相位信号控制，其信 号周期表达式为：
C Gi Ai Ri
C (Gi Ai r )
i 1
n
交通信号控制基本参数——绿信比
• 在一个信号周期中，有效绿灯时间分配给 各个信号相位的情况，常用绿信比表示， 若设为第相位的有效绿灯时间，C为周期长 度，则该相信号的绿信比为 ：
1.5L 5 C 1Y
绿信比（绿灯时间）分配
• Webster给出了绿信比的分配原则 ：
各相位有效绿灯时间按各相位关键车流流量比比例进行 分配 ，其步骤如下：
（1）计算周期有效绿灯时间 Ge C L （2）计算各相有效绿灯时间 yi
Gei Ge Y
（3）根据有效绿灯时间定义，计算各相显示绿 灯时间
•
s I t v 包括有：
黄灯时间和全红时间，
即：I＝A＋r
I 3s
I 3s
交通信号控制其他参数——流量比
• 交叉口某（车道、进口道）车流的实际流量与其 饱和流量的比值 ：
y ij
q ij
• 相位流量比是指同一相位中各（车道、进口道） 车流流量比的最大值 ：
S ij
yi max yij
Cmin
q1 q2 qn L Cmin Cmin ... Cmin S1 S2 Sn
Cmin
L 1Y
单点定时信号控制配时设计—— 信号周期计算
• 最大信号周期 Cmax 信号周期设置过短，对行车安全是不利 的，因此，通常规定一个最短信号周期的 限值，一般可将此最低限值取作25秒。 目前尚无数学表达式对最大周期加以描 述。一般国家都将120s视为信号周期的最 大限值，当然，在某些情况下，信号周期 也可以超过120s。
信号的早断和迟启
概念：对向车流绿灯时间早断若干秒、或迟启若干秒。 目的：针对左转车流较大的交叉口的信号设计 前提：不分配给左转相位专用绿灯信号的条件下
交通信号控制基本参数——信号相 位
• 无交迭双向左转相
流向相对的两个入口道上的左转交通同时放行，同时结 束
A相
B相（左转相）
C相
分为“导前双向左转“和”滞后双向左转“两种
交通信号控制基本参数——信号周 期
• 定义：信号灯色显示一个循环所需要的时间，称为信号周期，用
符号C（秒）表示。信号周期同时又是不同信号相位所需时间之和。
• 信号配时图
为了直观明了，通常用信号配时图来描述信号周期。
交通信号控制基本参数——信号周 期
（1）无全红（r＝0）的两相位信号控制配时 图
对于没有全红时间的两相位信号控制交叉口，其信号配时 图
流量比最大的这股车流称为该相位的关键车流，配时设计应该满 足关键车流的放行要求
• 交叉口流量比为各相位流量比之和 ：Y
yij
i
单点定时信号控制配时设计
• 配时方案就是确定一组信号相位、周期时 长、绿信比等控制参数的某种确定的组合 。 • 对于信号相位设计，可结合实际情况按前 面介绍的方法进行相位相序确定。下面主 要介绍信号周期和绿信比的确定。
C (G1 A1 ) (G2 A2 ) (G3 A3 )
交通信号控制基本参数——信号周 期
• 对于全红时间为零（r＝0）的多相位信
号控制，其信号周期表达式为：
C Gi Ai Ri
C (Gi Ai )
i 1 n
交通信号控制基本参数——信号周 期
（3）有全红的两相位信号控制配时图
单点定时信号控制配时设计—— 信号周期计算
• 交叉口交通效益评价指标 通行能力及饱和度 行程时间 车辆延误 停车次数 停车率 油耗
• 寻求综合指标最优。 通常用延误表达。
单点定时信号控制配时设计—— 信号周期计算
• 韦伯斯特（Webster）最佳周期计算：
就是以交叉口车辆总延误时间取最小值为评价标准的 计算信号配时的一种方法 ，得出最佳周期时长 。 各进口引道上单车延误公式 ： 1 C (1 )2 x2 C 3 ( 2 5 ) d 0.65( 2 ) x 2(1 x) 2q(1 x) q 交叉口总延误为 ： D qd 要使总延误取最小值，则有：

分离式左转相
当本入口的左转车辆通行时，停止所有对向车辆的通行，而当 对向左转车辆通行时，停止本入口道所有车辆的通行
交通信号控制基本参数——信号相 位
• 根据以上的左转相位类型，可根据实际情况组合 出很多种不同的信号相位方案。 • 信号相位必须同交叉口进口道车道渠化一致，专 用相位必须要有专用车道。 • 同一相位各相关进口道左转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。 • 对于相序的确定，若路口机动车放行方式为专左 加左转弯待行区时，一定要先放直行后放左转。 • 考虑设置右转专用相位时，也会有其他形式的相 位组合与顺序。
交通信号控制其他参数——饱和流 量
• Webster关于饱和流量的研究结果 1.影响最大的因素是车宽度 当车道宽度为3～5.1m 时
车道宽度（m） 3.0 3.3 3.6 3.9 4.2 4.5 4.8 5.1
饱和流量 （pcu/h）
1850 1875 1900 1950 2075 2250 2475 2700
C G1 A1 R1 G2 A2 R2
C (G1 A 1 ) (G2 A 2)
交通信号控制基本参数——信号周 期
（2）无全红的三相位信号控制配时图
对于没有全红时间的三相位信号控制交叉口，其信号配时 图
C G1 A1 R1 G2 A2 R2 G3 A3 R3
Gi Gei Ai li
• 获得了各个信号相位的绿灯时间之后，即可 绘制信号配时图，完成单点定时信号的配时 设计。 • 任何一个设计不是一次就可以完成的，要使 设计达到实际要求，需要一个不断反复的过 程。在这过程中，需要不断对设计方案进行 论证，通过交通调查进行检验和修改。如应 将获得的各个信号相位的绿灯时间验证是否 小于相应的行人需求最短绿灯时间，若是应 延长计算周期时长（以满足最短绿灯时间为 度），重新计算。
单个交叉口交通信号控制
• 交通信号控制参数
• 单点定时信号控制配时设计 • 单点感应信号控制配时设计 • 环形交叉口交通信号灯控制方法
交通信号控制参数
• 基本参数
信号相位 信号周期 绿信比
交通信号控制基本参数——信号相 位
• 信号相位定义 信号相位是指信号灯轮流给某些方向的车辆或 行人分配通行权的一种次序。
交通信号控制其他参数——饱和流 量
• Webster关于饱和流量的研究结果 4.左转车流
设有左转专用信号相，则左转车的换算 系数可取值为1.0； 如果没有设置左转专用信号相，则每 一左转车应折合为1.75辆直行车.
交通信号控制其他参数—— 绿灯间隔时间
• 一个信号相位绿灯时间结束，到下一个信 号相位绿灯时间开始之间的时间间隔
qs 525w
w 为5.2～18m
交通信号控制其他参数——饱和流 量
• Webster关于饱和流量的研究结果 2.坡度
当进口道处于上坡路段时，纵坡每增加1％，其饱和流量 值减少3％。进口道处于下坡路段时，纵坡每减少1％，其饱和 流量值增加为3％。
3.车型
车型 换算系数 重型或中 型卡车 1.75 公共汽车 2.25 小型卡车 1.00 有轨电车 2.50 摩托车 0.33 自行车 0.20
Байду номын сангаас
单点定时信号控制配时设计—— 美国等效交通量配时法
1.交通量的等效计算
该配时方法首先应将交叉口交通量转换成等效交通量， 换算公式为：
V 0.5H 0.6 L Ve n
2.周期长度计算
周期时长、相位数和等效交通量之间存在如下的关系：
13330 P T 1333 Ve
单点定时信号控制配时设计—— 美国等效交通量配时法
• •
•
最佳周期计算步骤
• 计算流量比 yij
qij Sij i 当计算的Y值大于0.9时，交叉口实际中已处于饱和 状态，须改进进口道设计或/和信号相位方案，并重新进 行配时设计.
， yi max yij Y ＝ yi
• •
确定信号损失时间。 计算最佳周期时长
L n(l r ) n(l I A)
第一相位A
第二相位B
交通信号控制基本参数——信号相 位
• 左转专用相位类型 a．单向左转相
A相
B相（左转相）
C相
交通信号控制基本参数——信号相 位
• 单向左转相
单向左转相又分为“导前左转”和“滞后左转“两种形式： 导前左转——在对向交通放行之前，由带箭头的绿灯指示左 转车辆左转弯。 滞后左转——在对向交通放行之后，再由带箭头的绿灯指示 左转车辆左转弯。
d ( D) 0 dC
C
1.5L 5
n i 1
1 yi
＝
1 .5 L 5 1Y
单点定时信号控制配时设计—— 信号周期计算
• 最短信号周期 Cmin
在一个周期内，到达交叉口的车辆恰好一个周期 内被放完，即没有停滞车辆，而信号周期时间也没有剩 余。且各相位关键车流以饱和流量通过交叉口，即恰好 等于一个周期内绿灯损失时间总和加上全部到达车辆以 饱和流量通过交叉口所需时间。
Ge Gei Gi nA nl C nl C L
i 1 i 1 n n
交通信号控制其他参数——饱和流 量
• 在一次连续的绿灯时间 内，交叉口进口道（车道 ）上能够连续通过停车线 的折算为小轿车的最大车 辆数.
交通信号控制其他参数——饱和流 量
影响因素及修正方法 • 车道宽度 • 坡度及车型 • 直行车道饱和流量 • （选用）左转校正系数 • （选用）右转的转弯半径校正系数 • （选用）右转非机动车影响校正系数
形式
交通信号控制基本参数——信号相 位
• 有交迭双向左转相
流向相对的两个入口道上的左转交通同时开始放行，但不 同时结束
东西入口道左转 同时开始
西入口道左转 结束东入口道直行开始
东入口道左转 结束西入口道直行开始
交通信号控制基本参数——信号相 位
• 导前——滞后左转相
流入方向相对的两个入口道，一个方向的左转车辆采用“导 前左转“，另一个方向的左转车辆采用”滞后左转“，这种组合形 式就称为导前－滞后左转相，这种方式常在系统控制中采用，可以 使两个方向都获得较宽的通过带
最佳周期计算步骤
• 确定信号配时方案数。通过调查，可以获得各个路口的 交通要求随时间变化情况，根据总交通要求的变化，可 以把一天的时间划分为几个时段，然后确定应该采用的 配时方案数目。 根据交通流量情况，确定合理的信号相位相序。 把交通流量换算为小客车单位的设计小时交通量，可以 参照饱和流量计算中的折算标准。 确定饱和流量
3.绿灯时间计算
当周期时长确定后，即可按照相交车流的等效交通 量分配给各相位相应的绿灯通行时间。其计算公式如下：
G T Py,
4.绿灯时间的检验
Vei gi G Ve
按照上述方法分配到的绿灯时间是否能满足车辆的 放行要求，应进行检验，通常用下式来做检验。
信号配时的一个很重要的内容是确定信号相位 方案，所有的信号相位及其顺序统称为信号相位方 案。 在信号相位方案设计中通常要考虑到如下两个 方面的内容： 相序 相位数
交通信号控制基本参数——信号相 位
• 相序与相位数
通行权的顺序构成相序。在一个信号周期内，包含有多个不同的 信号相位。相位数可以是两个或多个，相位数用符号n（个）表示。 交叉口信号控制最基本的形式是两相位信号控制，即n＝2，其相 位图