交通信号控制理论基础drxg.docx

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1、第六章 交通通信号控控制理论论基础经过调查查统计发发现，将将城市道道路相互互连接起起来构成成道路交交通网的的城市道道路平面面交叉口口，是造造成车流流中断、事事故增多多、延误误严重的的问题所所在，是是城市交交通运输输的瓶颈颈。一般般而言，交交叉口的的通行能能力要低低于路段段的通行行能力，因因此如何何利用交交通信号号控制保保障交叉叉口的交交通安全全和充分分发挥交交叉口的的通行效效率引起起了人们们的高度度关注。交通信号号控制是是指利用用交通信信号灯，对对道路上上运行的的车辆和和行人进进行指挥挥。交通通信号控控制也可可以描述述为：以以交通信信号控制制模型为为基础，通通过合理理控制路路口信号号灯的灯灯色

2、变化化，以达达到减少少交通拥拥挤与堵堵塞、保保证城市市道路通通畅和避避免发生生交通事事故等目目的。其其中，交交通信号号控制模模型是描描述交通通性能指指标（延延误时间间、停车车次数等等）随交交通信号号控制参参数（信信号周期期、绿信信比和信信号相位位差），交交通环境境（车道道饱和流流量等），交交通流状状况（交交通流量量、车队队离散性性等）等等因素变变化的数数学关系系式，它它是交通通信号控控制理论论的研究究对象，也也是交通通工程学学科赖以以生存和和发展的的基础。本章主要要针对建建立交通通信号控控制模型型所涉及及到的基基本概念念、基本本理论与与基本方方法，对对交通信信号控制制的理论论基础进进行较为为全

3、面深深入的阐阐述。61交交通信号号控制的的基本概概念城市道路路平面交交叉口是是道路的的集结点点、交通通流的疏疏散点，是是实施交交通信号号控制的的主要场场所。根根据交叉叉口的分分岔数平平面交叉叉口可以以分为三三岔交叉叉口、四四岔交叉叉口与多多岔交叉叉口；根根据交叉叉口的形形状平面面交叉口口可以分分为T型型交叉口口、Y型型交叉口口、十字字型交叉叉口、XX型交叉叉口、错错位交叉叉口、以以及环形形交叉口口等。611交通通信号与与交通信信号灯交通信号号是指在在道路上上向车辆辆和行人人发出通通行或停停止的具具有法律律效力的的灯色信信息，主主要分为为指挥灯灯信号、车车道灯信信号和人人行横道道灯信号号。交通通

4、信号灯灯则是指指由红色色、黄色色、绿色色的灯色色按顺序序排列组组合而成成的显示示交通信信号的装装置。世世界各国国对交通通信号灯灯各种灯灯色的含含义都有有明确规规定，其其规定基基本相同同。我国国对交通通信号灯灯的具体体规定简简述如下下：对于指挥挥灯信号号：1、绿灯灯亮时，准准许车辆辆、行人人通行，但但转弯的的车辆不不准妨碍碍直行的的车辆和和被放行行的行人人通行；2、黄灯灯亮时，不不准车辆辆、行人人通行，但但已越过过停止线线的车辆辆和已进进入人行行横道的的行人，可可以继续续通行；3、红灯灯亮时，不不准车辆辆、行人人通行；4、绿色色箭头灯灯亮时，准准许车辆辆按箭头头所示方方向通行行；5、黄灯灯闪烁时

5、时，车辆辆、行人人须在确确保安全全的原则则下通行行。对于车道道灯信号号：1、绿色色箭头灯灯亮时，本本车道准准许车辆辆通行；2、红色色叉形灯灯亮时，本本车道不不准车辆辆通行。对于人行行横道灯灯信号：1、绿灯灯亮时，准准许行人人通过人人行横道道；2、绿灯灯闪烁时时，不准准行人进进入人行行横道，但但已进入入人行横横道的，可可以继续续通行；3、红灯灯亮时，不不准行人人进入人人行横道道。612信号号相位与与控制步步伐在空间上上无法实实现分离离的地方方（主要要是在平平面交叉叉口上），为为了避免免不同方方向交通通流之间间的相互互冲突，可可以通过过在时间间上给各各个方向向交通流流分配相相应的通通行权。例例如，

6、为为了放行行东西向向的直行行车流且且同时避避免南北北向的直直行、左左转车流流与其发发生冲突突，可以以通过启启亮东西西向的绿绿色直行行箭头灯灯将路口口的通行行权赋予予东西向向直行车车流，启启亮南北北向的红红灯消除除南北向向直行、左左转车流流对东西西向直行行车流通通行的影影响。对于一组组互不冲冲突的交交通流同同时获得得通行权权所对应应的信号号显示状状态，我我们将其其称之为为信号相相位，简简称为相相位。可可以看出出，信号号相位是是根据交交叉口通通行权在在一个周周期内的的更迭来来划分的的。一个个交通信信号控制制方案在在一个周周期内有有几个信信号相位位，则称称该信号号控制方方案为几几相位的的信号控控制。

7、图图6-11就是一一个采用用四相位位信号控控制的控控制方案案。一个个路口采采用几相相位的信信号控制制应由该该路口的的实际交交通流状状况决定定，十字字路口通通常采用用244个信号号相位。如如果相位位数设计计得太少少，则不不能有效效地分配配好路口口通行权权，路口口容易出出现交通通混乱，交交通安全全性下降降；如果果相位数数设计得得太多，虽虽然路口口的交通通次序与与安全性性得到了了改善，但但由于相相位之间间进行转转换时都都会损失失一部分分通行时时间，过过多的相相位数会会导致路路口的通通行能力力下降，延延长司机机在路口口的等待待时间。图6-11 四相相位信号号控制方方案实例例为了保证证能够安安全地从从一

8、个信信号相位位切换到到另一个个信号相相位，通通常需要要在两个个相邻的的信号相相位之间间设置一一段过渡渡过程，例例如对于于图6-1所示示的信号号控制方方案而言言，从第第一信号号相位切切换到第第二信号号相位，中中间可能能需要设设置东西西向绿色色直行箭箭头灯闪闪烁、东东西向黄黄灯亮、路路口所有有方向红红灯亮等等过渡过过程。对对于某一一时刻，路路口各个个方向各各交通信信号灯状状态所组组成的一一组确定定的灯色色状态组组合，称称为控制制步伐，不不同的灯灯色状态态组合对对应不同同的控制制步伐。因因此一个个信号相相位通常常包含有有一个主主要控制制步伐和和若干个个过渡性性控制步步伐。控控制步伐伐持续的的时间称称

9、为步长长，一般般而言主主要控制制步伐的的步长由由放行方方向的交交通量决决定，过过渡性控控制步伐伐的步长长取值为为233秒。613交通通信号控控制参数数1. 时时间参数数（1）信信号周期期信号周期期是指信信号灯色色按设定定的相位位顺序显显示一周周所需的的时间，即即一个循循环内各各控制步步伐的步步长之和和，用CC表示。信信号周期期是决定定交通信信号控制制效果优优劣的关关键控制制参数。倘倘若信号号周期取取得太短短，则难难以保证证各个方方向的车车辆顺利利通过路路口，导导致车辆辆在路口口频繁停停车、路路口的利利用率下下降；倘倘若信号号周期取取得太长长，则会会导致司司机等待待时间过过长，大大大增加加车辆的

10、的延误时时间。一一般而言言，对于于交通量量较小、相相位数较较少的小小型路口口，信号号周期取取值在770秒左左右；对对于交通通量较大大、相位位数较多多的大型型路口，信信号周期期取值则则在1880秒左左右。（2）绿绿信比绿信比是是指一个个信号周周期内某某信号相相位的有有效绿灯灯时间与与信号周周期的比比值，用用表示。 （66-1）式中，ttEG表示示有效绿绿灯时间间。某信号相相位的有有效绿灯灯时间是是指将一一个信号号周期内内该信号号相位能能够利用用的通行行时间折折算为被被理想利利用时所所对应的的绿灯时时长。有效绿绿灯时间间与最大大放行车车流率（饱饱和流量量）的乘乘积应等等于通行行时间内内最多可可以通

11、过过的车辆辆数。有有效绿灯灯时间等等于绿灯灯时间与与黄灯时时间之和和减去部部分损失失时间，也也等于绿绿灯时间间与前损损失时间间之差再再加上后后补偿时时间（后后补偿时时间等于于黄灯时时间减去去后损失失时间）。 （66-2）式中，ttG表示绿绿灯时间间；tY表示黄黄灯时间间；tL表示部部分损失失时间；tFL表示示前损失失时间；tBC表示示后补偿偿时间；tBL表示示后损失失时间。部分损失失时间是是指由于于交通安安全及车车流运行行特性等等原因，在在相位可可以通行行的时间间段内没没有交通通流运行行或未被被充分利利用的时时间。部部分损失失时间由由前损失失时间和和后损失失时间两两部分组组成。前前损失时时间是

12、指指绿灯初初期，由由于排队队车辆需需要起动动加速、驶驶出率较较低所造造成的损损失时间间。在绿绿灯初期期车流量量由小变变大，由由零逐渐渐上升到到最大放放行车流流率。后后损失时时间是指指绿灯时时间结束束时，黄黄灯期间间停车线线后的部部分车辆辆已不许许越过停停车线所所造成的的损失时时间。后后补偿时时间是指指绿灯时时间结束束时，黄黄灯初期期已越过过停车线线的车辆辆可以继继续通行行所带来来的补偿偿时间。后后损失时时间与后后补偿时时间之和和等于黄黄灯时间间，恰恰恰也正反反映了黄黄灯的过过渡性与与“两面性性”。在黄黄灯期间间车流量量由大变变小，由由最大放放行车流流率逐渐渐下降到到零。绿信比是是进行信信号配时

13、时设计最最关键的的时间参参数，它它对于疏疏散交通通流、减减少车辆辆在交叉叉口的等等待时间间与停车车次数都都起着举举足轻重重的作用用。某一一信号相相位的绿绿信比越越大则越越有利于于该信号号相位车车辆的通通行，但但却不利利于其它它信号相相位车辆辆的通行行，这是是因为所所有信号号相位的的绿信比比之和必必须小于于1。（3） 最短绿绿灯显示示时间最短绿灯灯显示时时间是指指对各信信号相位位规定的的最低绿绿灯时间间限值，用用Gm表示。规规定最短短绿灯显显示时间间主要是是为了保保证车辆辆行车安安全。如如果绿灯灯信号持持续时间间过短，停停车线后后面已经经起动并并正在加加速的车车辆会来来不及刹刹车或者者使得驾驾驶

14、员不不得不在在缺乏思思想准备备的情况况下来个个急刹车车，这都都是相当当危险的的，很容容易酿成成交通事事故。在定时信信号控制制交叉口口，需要要根据历历史交通通量数据据确定一一个周期期内可能能到达的的排队车车辆数，从从而决定定最短绿绿灯显示示时间的的长短；在感应应式信号号控制交交叉口，则则需要根根据停车车线与车车辆检测测器之间间可以容容纳的车车辆数确确定最短短绿灯显显示时间间的长短短。（4） 绿灯间间隔时间间绿灯间隔隔时间是是指一个个相位绿绿灯结束束到下一一相位绿绿灯开始始的这中中间一段段时间间间隔，用用I表示。设设置绿灯灯间隔时时间主要要是为了了确保已已通过停停车线驶驶入路口口的车辆辆，均能能在

15、下一一相位的的首车到到达冲突突点之前前安全通通过冲突突点，驶驶出交叉叉口。绿绿灯间隔隔时间，即即相位过过渡时间间，通常常表现为为黄灯时时间或黄黄灯时间间加上全全红时间间。全红红是指路路口所有有方向均均显示红红色信号号灯，全全红时间间是为了了保证相相位切换换时不同同方向行行驶车辆辆不发生生冲突、清清除交叉叉口内剩剩余车辆辆所用时时间。为了避免免前一相相位最后后驶入路路口的车车辆与后后一相位位最先驶驶入路口口的车辆辆在路口口发生冲冲突，要要求它们们驶入路路口的时时刻之间间必须存存在一个个末首车车辆实际际时间间间隔，这这个时间间间隔由由基本间间隔时间间和附加加路口腾腾空时间间两部分分构成。其其中，基

16、基本间隔隔时间是是由车辆辆的差异异性和运运动特性性决定的的时间量量，其大大小一般般取值为为233秒；附附加路口口腾空时时间则是是由路口口特性决决定的时时间量，其其大小大大体上可可以根据据两股冲冲突车流流分别从从各自停停车线到到达同一一冲突点点所需行行驶时间间差来确确定。在在定时控控制中，绿绿灯间隔隔时间可可取为末末首车辆辆实际时时间间隔隔；而在在感应控控制中，如如果在停停车线前前埋设了了检测线线圈，则则该线圈圈可以测测量到前前一相位位最后车车辆离开开停车线线与前一一相位绿绿灯结束束之间的的时间差差，从而而可以得得到绿灯灯间隔的的可压缩缩时间，因因此此时时的绿灯灯间隔时时间可取取为末首首车辆实实

17、际时间间间隔与与绿灯间间隔可压压缩时间间之差，从从而提高高路口的的通行能能力。（5） 损失时时间损失时间间是指由由于交通通安全及及车流运运行特性性等原因因，在整整个相位位时间段段内没有有交通流流运行或或未被充充分利用用的时间间，用ll表示。损损失时间间等于绿绿灯显示示时间与与绿灯间间隔时间间之和减减去有效效绿灯时时间，等等于绿灯灯间隔时时间与后后补偿时时间之差差加上前前损失时时间，也也等于部部分损失失时间与与全红时时间之和和。 （66-3）式中，ttR表示全全红时间间。对于一个个信号周周期而言言，总的的损失时时间是指指所有关关键车流流在其信信号相位位中的损损失时间间之和，用用L表示。而而关键车

18、车流是指指那些能能够对整整个交叉叉口的通通行能力力和信号号配时设设计起决决定作用用的车流流，即在在一个信信号相位位中交通通需求最最大的那那股车流流。交叉叉口总的的绿信比比是指所所有关键键车流的的绿信比比之和，即即所有关关键车流流的有效效绿灯时时间总和和与信号号周期之之比值，可可以用公公式（66-4）表表示： （66-4）利用图66-2可可以直观观地反映映以上各各时间参参数及其其相互关关系。图6-22 获得得通行权权的车流流在其相相位期间间通过交交叉口的的流量图图示图中，tt0对应绿绿灯启亮亮时刻，t2对应放行车流率达到饱和流量的时刻，t3对应黄灯启亮时刻，t5对应红灯启亮时刻。在t0至t2时间

19、段，即放行车流率未达到饱和流量期间，放行车流率曲线与时间轴围成的面积等于该时间段内通过交叉口的车辆数，可以等效于以饱和流量放行时在t1至t2时间段内通过交叉口的车辆数，即等于以t1至t2为底、以饱和流量为高所构成的虚线框的面积，因此图中t0至t1的线段长为前损失时间。类似可以推知t3至t4的线段长为后补偿时间，t4至t5的线段长为后损失时间。2. 交交通流参参数（6） 交通流流量交通流量量是指单单位时间间内到达达道路某某一截面面的车辆辆或行人人数量，用用q表示。到到达交叉叉口的交交通流量量是指单单位时间间内到达达停车线线的车辆辆数，其其主要取取决于交交叉口上上游的驶驶入交通通流量，以以及车流流

20、在路段段上行驶驶的离散散特性。交交通流量量通常随随时间随随机变化化，且变变化规律律比较复复杂，既既包括规规律性的的变化，也也包括非非规律性性的变化化，换而而言之，交交通流量量在不同同的时间间段内将将围绕某某一平均均值上下下波动。（7） 饱和流流量饱和流量量是指单单位时间间内车辆辆通过交交叉口停停车线的的最大流流量，即即排队车车辆加速速到正常常行驶速速度时，单单位时间间内通过过停车线线的稳定定车流量量，用SS表示。饱饱和流量量取决于于道路条条件、车车流状况况以及配配时方案案，但与与配时信信号的长长短基本本无关。具具体而言言，影响响道路饱饱和流量量大小的的道路条条件主要要有车道道的宽度度、车道道的

21、坡度度，影响响道路饱饱和流量量大小的的车流状状况主要要有大车车混入率率、转弯弯车流的的比率、车车道的功功能，影影响道路路饱和流流量大小小的配时时方案主主要指信信号相位位的设置置情况。饱和流量量值应尽尽量通过过现场实实地观测测求得，但但在某些些情况下下，尤其其是在设设计一个个新的交交叉口时时，由于于无法使使用实测测的方法法求得饱饱和流量量值，此此时可以以使用一一些公式式或图表表来近似似求取道道路的饱饱和流量量值。常常用的计计算方法法有韦伯伯斯特法法、阿克克塞立科科法、折折算系数数法、停停车线法法、冲突突点法等等。（8） 通行能能力通行能力力是指在在现有道道路条件件和交通通管制下下，车辆辆以能够够

22、接受的的行车速速度行驶驶时，单单位时间间内一条条道路或或道路某某一截面面所能通通过的最最大车辆辆数，用用Q表示。其其中，“现有道道路条件件”主要是是指道路路的饱和和流量，“交通管制”主要是指交叉口的绿信比配置，而“能够接受的行车速度”对应于饱和流率。通行能力与饱和流量、绿信比之间的关系可以用公式（6-5）表示： （66-5）可以看出出，交叉叉口各方方向入口口道的通通行能力力是随其其绿信比比的变化化而变化化的，是是一个可可以调节节的参量量，具有有十分重重要的实实际意义义。加大大交叉口口某信号号相位的的绿信比比也就是是加大该该信号相相位所对对应的放放行车道道的通行行能力，使使其在单单位时间间内能够

23、够通过更更多数量量的车辆辆，然而而值得注注意的是是，某一一信号相相位绿信信比的增增加势必必造成其其它信号号相位绿绿信比的的下降，从从而导致致其它信信号相位位所对应应的放行行车道的的通行能能力相应应下降。（9） 车道交交通流量量比车道交通通流量比比是指道道路的实实际流量量与饱和和流量之之比，用用y表示。 （66-6）可以看出出，车道道交通流流量比是是一个几几乎不随随信号配配时影响响的交通通参量，它它在一定定程度上上反映了了道路的的拥挤状状况，是是进行信信号配时时设计的的一个重重要依据据。（10） 临界车车道组交交通流量量比临界车道道组交通通流量比比又称相相位交通通流量比比，是指指某信号号相位中中

24、车道交交通流量量比的最最大值，即即关键车车流的交交通流量量比。将将信号周周期内所所有相位位所对应应的关键键车流的的交通流流量比累累加，即即为交叉叉口的总总交通流流量比，用用Y表示。交交叉口的的总交通通流量比比与临界界车道组组交通流流量比是是影响信信号配时时设计的的两个重重要因素素，前者者将决定定信号周周期大小小的选取取，后者者则决定定各相位位绿灯时时间的合合理分配配。（11） 饱和度度道路的饱饱和度是是指道路路的实际际流量与与通行能能力之比比，用xx表示。 （66-7）从上式可可以看出出，当当道路具具有足够够的通行行能力即即时，其其饱和度度；当道道路不具具有足够够的通行行能力即即时，其其饱和度

25、度。兼顾顾到路口口通行效效率与绿绿灯时间间利用率率，通常常在交叉叉口的实实际设计计工作中中为各条条道路设设置相应应的可以以接受的的最大饱饱和度限限值，又又称为饱饱和度实实用限值值，用xxp表示。饱饱和度实实用限值值一般设设置在00.9左左右。实实践表明明，当饱饱和度保保持在00.80.99之间时时，交叉叉口可以以获得较较好的运运行条件件；当交交叉口的的饱和度度接近11时，交交叉口的的实际通通行条件件将迅速速恶化。加大交交叉口某某信号相相位的绿绿信比也也就是降降低该信信号相位位所对应应的放行行车道的的饱和度度。当然然，某一一信号相相位绿信信比的增增加势必必造成其其它信号号相位绿绿信比的的下降，从

26、从而将会会导致其其它信号号相位所所对应的的放行车车道的饱饱和度相相应上升升。因此此，研究究整个交交叉口的的总饱和和度很关关键。交叉口的的总饱和和度是指指饱和程程度最高高的相位位所达到到的饱和和度值，而而并非各各相位饱饱和度之之和，用用X表示。对对于某一一确定的的信号周周期，当当调节各各个信号号相位的的绿信比比使得各各股关键键车流具具有相等等的饱和和度时，交交叉口的的总饱和和度将达达到最小小值，此此时公式式（6-8）成成立： （66-8）式中，xx1、x2、xn分别表表示各关关键车流流的饱和和度。从从交叉口口总饱和和度的定定义可以以推知，如如果交叉叉口总的的绿信比比小于交交叉口的的总交通通流量比

27、比，则说说明该交交叉口的的总饱和和度必将将大于11，不具具备足够够的通行行能力。3. 性性能指标标参数（12） 延误时时间车辆的延延误时间间是指车车辆在受受阻情况况下通过过交叉口口所需时时间与正正常行驶驶同样距距离所需需时间之之差。由于单位位时间段段内到达达交叉口口的车辆辆数和车车辆到达达交叉口口的时间间间隔是是随机变变化的，因因此，在在每个信信号周期期内总有有一部分分车辆在在到达交交叉口停停车线之之前将受受到红灯灯信号的的阻滞，行行驶速度度降低，甚甚至被迫迫停车等等待，并并在等候候一段时时间后通通过起动动加速，逐逐渐穿过过交叉口口。图66-3描描述了车车辆在到到达停车车线前由由于受到到红灯信

28、信号的影影响，逐逐渐减速速停车，并并在等待待一段时时间后，加加速起动动通过交交叉口的的全过程程。图6-33 交叉叉口受阻阻滞车辆辆的行驶驶时间距离图图示图中，tt1对应车车辆受红红灯信号号影响开开始减速速的时刻刻，t2对应车车辆若不不受红灯灯信号影影响正常常行驶到到停车位位置的时时刻，tt3对应车车辆经过过减速实实际行驶驶到停车车位置的的时刻，t4对应车辆起动加速的时刻，t6对应车辆加速到正常行驶速度的时刻。可以看出，在t1至t3时间段，车辆处于减速运动过程，t1至t2线段长等于车辆以正常行驶速度从开始减速的位置行驶到停车位置所需的时间，t2至t3线段长即为车辆减速延误时间；在t4至t6时间段

29、，车辆处于加速运动过程，t5至t6线段长等于车辆以正常行驶速度从开始加速的位置行驶到车辆加速到正常行驶速度的位置所需的时间，t4至t5线段长即为车辆加速延误时间。在t3至t4时间段，车辆处于停车等待状态，t3至t4线段长即为车辆停驶延误时间。由车辆延误时间的定义可知，车辆通过交叉口的延误时间将由“减速延误时间”、“停驶延误时间”与“加速延误时间”三部分构成，可以用图中t2至t5的总线段长表示。假设车辆的平均加速度为a，车辆的平均行驶速度为VC，那么在交叉路口受信号控制影响而被迫停车的车辆的平均减速延误时间与平均加速延误时间之和，也称之为平均车辆一次完全停车所对应的“减速加速延误时间”。交叉口总

30、总的延误误时间是是指所有有通过交交叉口的的车辆的的延误时时间之和和，用DD表示；交叉口口的平均均延误时时间则是是指通过过交叉口口的车辆辆的延误误时间平平均值，用用d表示。交交叉口的的平均延延误时间间是一个个评价交交叉口运运行效果果和衡量量交叉口口服务水水平的重重要指标标，具有有十分重重要的参参考意义义。服务水平平是指司司机和乘乘客对道道路交通通运行所所要求达达到的服服务质量量标准。美美国将服服务水平平划分为为A、BB、C、DD、E、FF共6个个等级。考考察服务务水平的的因素主主要有：1）表表征车辆辆行驶受受阻情况况的延误误时间与与停车次次数；22）车辆辆的行驶驶速度与与行程速速度；33）车辆辆

31、行驶的的自由度度；4）行行车的安安全性；5）行行车的舒舒适性与与方便性性；6）行行车方面面的经济济性。其其中交叉叉口平均均延误时时间的大大小与交交叉口服服务水平平的高低低关系最最为密切切。美国国给出了了服务水水平和平平均延误误时间的的对照表表，如表表6-11所示。服务水平平与平均均延误时时间关系系对照表表 表表6-11 服务水平平等级平均延误误时间（秒秒）服务水平平等级平均延误误时间（秒秒）A60（13） 停车次次数车辆的停停车次数数（停车车率）是是指车辆辆在通过过交叉路路口时受受信号控控制影响响而停车车的次数数，即车车辆在受受阻情况况下的停停车程度度，用hh表示。值值得注意意的是，并并非所有

32、有受阻车车辆受到到交叉路路口信号号阻滞时时都会完完全停顿顿下来，有有部分车车辆可能能在车速速尚未降降到0之之前又加加速至原原正常行行驶车速速而驶离离交叉路路口。因因此根据据车辆在在受阻情情况下的的停车可可分为完完全停车车与不完完全停车车两种。图6-44表示了了三种不不同的车车辆受阻阻行驶情情况。对对于情况况（A），车车辆的行行驶速度度降为00后，车车辆经过过一段时时间的停停止等待待，再加加速通过过路口；对于情情况（BB），车车辆的行行驶速度度刚降为为0，又又立即加加速通过过路口；对于情情况（CC），车车辆的行行驶速度度未降为为0，就就又加速速通过路路口。我我们把（AA）、（BB）两种种情况称称

33、为一次次完全停停车，把把情况（CC）称为为一次不不完全停停车。图6-44 完全全停车与与不完全全停车从图6-4我们们可以看看出，判判断受阻阻车辆是是否构成成一次完完全停车车可以通通过比较较车辆的的延误时时间与平平均车辆辆一次完完全停车车所对应应的“减速加速延延误时间间”的大小小来确定定，即只只要满足足ddh，受阻阻车辆就就构成一一次完全全停车。对对于ddh的情况况，虽然然受阻车车辆可能能没有完完全停顿顿下来，但但由于车车辆也受受到了一一定程度度的阻滞滞，构成成了一次次不完全全停车，故故应将其其折算为为“一定程程度”的停车车，折算算系数为为ddh。因此此车辆延延误时间间与停车车次数之之间的相相关

34、关系系可以用用公式（66-9）表表示： （6-9）交叉口总总的停车车次数是是指所有有通过交交叉口的的车辆的的停车次次数之和和，用HH表示；交叉口口的平均均停车次次数则是是指通过过交叉口口的车辆辆的停车车次数平平均值，用用h表示。平平均停车车次数也也是一个个衡量信信号控制制效果好好坏的重重要性能能指标。减减少停车车次数可可以减少少燃油消消耗、减减小车辆辆轮胎和和机械磨磨损、减减轻汽车车尾气污污染、降降低司机机和乘客客的不舒舒适程度度，同时时确保交交叉口的的行车安安全。值得注意意的是，对对于一辆辆车而言言，其延延误时间间越小，则则停车次次数也越越小；而而对于一一个交叉叉口而言言，其总总的延误误时间

35、越越小，其其总的停停车次数数未必越越小。这这是完全全由公式式（6-9）所所决定的的。因此此交叉口口的平均均延误时时间与交交叉口的的平均停停车次数数之间既既存在一一定的关关联性，也也存在一一定的差差异性，可可以作为为两个相相对独立立的性能能指标来来评价交交通控制制系统运运行的优优劣。在交通信信号控制制所涉及及到的基基本概念念当中，通通行能力力、饱和和度、延延误时间间和停车车次数是是反映车车辆通过过交叉口口时动态态特性和和进行交交叉口信信号配时时设计的的四个基基本参数数。交通通信号控控制的目目标就是是要寻求求较大的的通行能能力、较较低的饱饱和度，从从而使得得通过交交叉口的的全部车车辆总延延误时间间

36、最短或或停车次次数最少少。62交交通信号号控制的的设置依依据实际上，并并非所有有的平面面交叉路路口都需需要安装装交通信信号灯、设设置交通通信号控控制。实实践证明明，在某某些不宜宜设置交交通信号号控制的的路口实实施交通通信号控控制，反反而会带带来不良良的控制制效果。因因此，平平面交叉叉路口采采用何种种控制方方式是一一个有必必要仔细细研究的的问题，需需要引起起设计者者的足够够重视。平面交叉叉路口采采用的控控制方式式主要有有以下四四种：停停车让路路控制、减减速让路路控制、信信号控制制、交通通警察指指挥控制制。停车车让路控控制与减减速让路路控制是是利用特特定的交交通标志志对通过过路口的的支路车车辆进行

37、行通行控控制；信信号控制制是利用用交通信信号灯对对通过路路口的各各个方向向的车辆辆和行人人进行通通行控制制；交通通警察指指挥控制制则是通通过交通通警察在在路口的的现场指指挥对通通过路口口的各个个方向的的车辆和和行人进进行通行行控制。停车让路路控制要要求支路路车辆驾驾驶员必必须在停停止线以以外停车车观望，确确认安全全后，才才可以通通行。停停车让路路控制主主要应用用于以下下一些情情况：（11）支路路上的交交通流量量大大低低于干道道上的交交通流量量；（22）从支支路上的的车辆来来看，视视距、视视野不太太良好；（3）干干道上的的交通流流复杂，车车道多或或是转弯弯车辆多多。在采采用这种种控制方方式的路路

38、口处，支支路进口口应有明明显的“停”的交通通标志。减速让路路控制要要求支路路车辆驾驾驶员应应减速让让行，观观察干道道行车情情况，在在确保干干道车辆辆优先的的前提下下，认为为安全时时方可续续行。减减速让路路控制主主要应用用在支路路进口视视线良好好且主干干道交通通流量不不大的交交叉路口口。在采采用这种种控制方方式的路路口处，支支路进口口应有明明显的“让”的交通通标志。交通警察察指挥控控制要求求驶入交交叉口的的车辆按按照交通通警察的的指挥手手势依次次通行。与与交通信信号控制制方式相相比，交交通警察察指挥控控制是一一种较为为原始的的交通控控制方式式，但由由于我国国交叉口口处的人人车混行行现象十十分突出

39、出，城市市居民的的交通意意识十分分淡薄，许许多驾驶驶员与行行人在交交叉口处处（特别别是在下下述的一一些特殊殊情况下下）对信信号灯和和交通标标志根本本不予理理睬，随随意行驶驶与横穿穿马路，因因此交通通警察指指挥控制制仍是一一种非常常有效的的控制方方式。交交通警察察指挥控控制有利利于对突突发性事事件的处处理，对对于暂时时性交通通流波动动的出现现具有很很好的疏疏导作用用，主要要应用于于以下一一些特殊殊情况：（1）交交通信号号系统发发生故障障；（22）交叉叉口发生生交通事事故，出出现严重重交通堵堵塞；（33）大型型活动或或道路施施工期间间。621设置置交通信信号控制制的利弊弊停车让路路控制与与减速让让

40、路控制制是保证证主要道道路车辆辆行驶通通畅的两两种主路路优先控控制方式式；交通通信号控控制则是是保证所所有道路路车辆依依次获得得交叉口口通行权权的控制制方式，主主路车辆辆与次路路车辆分分时享有有交叉口口的通行行权。如果次要要道路上上的车辆辆较多，此此时合理理地将停停车减速让让路控制制设置为为交通信信号控制制，便可可以使得得主要道道路与次次要道路路上的车车辆连续续紧凑地地通过交交叉口，从从而增大大整个交交叉口的的通行能能力、改改善次要要道路上上的通车车、减少少次要道道路上车车辆的停停车与延延误。如如果次要要道路上上的车辆辆很少，此此时不合合理地将将停车减速让让路控制制设置为为交通信信号控制制，则

41、会会因少量量的次要要道路车车辆而给给主要道道路车辆辆增加许许多不必必要的红红灯时间间，从而而大大增增加主要要道路上上车辆的的停车与与延误、降降低路口口的利用用率，甚甚至容易易在交通通量较低低的交叉叉口上（或或是交通通量较低低的时段段内）诱诱发交通通事故，这这是因为为当主要要道路上上遇红灯灯而停车车的驾驶驶员在相相当长的的时间内内并未看看到次要要道路上上有车通通行，就就往往会会引起故故意或无无意的闯闯红灯事事件，从从而诱发发交通事事故。值得注意意的是，交交通信号号控制的的主要功功能是在在道路车车辆相交交叉处分分配车辆辆通行权权，使不不同类型型、不同同方向的的交通流流有序高高效地通通过交叉叉路口，

42、而而并非是是一种交交通安全全措施。当当然，合合理设置置、正确确设计的的交通控控制信号号是可以以兼有改改善交通通安全的的效果的的，但这这只是交交通信号号控制主主要目标标的一个个副产品品。622设置置交通信信号控制制的理论论依据决定是否否将停车车减速让让路控制制方式改改变为交交通信号号控制方方式，主主要应考考察交叉叉口的通通行能力力与延误误这两个个因素：考察在在停车减速让让路控制制方式下下交叉口口次要道道路的最最大通行行能力是是否能够够满足其其实际交交通量通通行的需需要；交交叉口控控制方式式改变前前后交叉叉口的平平均延误误时间的的变化。1停车车/减速速让路控控制交叉叉口的最最大通行行能力根据车辆辆

43、在停车车减速让让路控制制交叉口口的通行行规则，主主要道路路上的行行驶车辆辆几乎不不受次要要道路上上的行驶驶车辆的的影响，而而次要道道路上的的行驶车车辆必须须等到主主要道路路上的行行驶车辆辆之间出出现了足足够大的的可穿越越空档时时，才能能通过。因因此，在在停车减速让让路控制制方式下下，交叉叉口主要要道路的的最大通通行能力力近似于于其饱和和流量；而交叉叉口次要要道路的的最大通通行能力力则主要要取决于于其主要要道路的的交通量量，即可可以根据据主要道道路车流流为次要要道路车车辆穿行行提供的的空档数数来求出出次要道道路可以以通行的的最大车车辆数。假若交叉叉口主要要道路行行驶车辆辆的到达达率服从从泊松分分

44、布，则则根据上上述原理理，可以以得到交交叉口次次要道路路的最大大通行能能力的计计算公式式如下： （66-100）式中，为为次要道道路的最最大通行行能力，单单位取辆辆小时；q为主要要道路交交通量，单单位取辆辆小时；为次要要道路可可以穿过过主路车车流的临临界空档档时距，单单位取秒秒，通常常在4.5110s之之间取值值；h为次要要道路车车辆连续续通行时时的车头头时距，单单位取秒秒，通常常取23s。利利用公式式（6-10）可可以推出出，当主主要道路路交通量量q增加时时，次要要道路最最大通行行能力减减少；当当次要道道路可以以穿过主主路车流流的临界界空档时时距增加时时，次要要道路最最大通行行能力减减少；当

45、当次要道道路车辆辆连续通通行时的的车头时时距h增加时时，次要要道路最最大通行行能力亦亦减少。这这些变化化都具有有明确的的物理意意义，也也与实际际情况完完全吻合合。当次要道道路交通通量接近近这个最最大可通通过量时时，次要要道路交交通将严严重拥挤挤，次要要道路车车辆的延延误将迅迅速增大大，此时时应考虑虑将停车车减速让让路控制制交叉口口改造为为信号控控制交叉叉口。2交叉叉口的平平均延误误时间停车让路路控制与与减速让让路控制制可以大大大减少少主要道道路车辆辆的延误误时间，但但却可能能导致次次要道路路车辆的的延误时时间很大大；信号号控制可可以有效效降低次次要道路路的车辆辆延误，但但却必然然造成一一定的主

46、主要道路路车辆延延误。因因此需要要通过对对比交叉叉口控制制方式改改变前后后平均延延误时间间的大小小，来决决定交叉叉口是否否应该采采用信号号控制方方式。目前在计计算停车车减速让让路控制制交叉口口延误时时间方面面的研究究虽然不不少，但但能够真真正实用用还不多多，加之之交叉口口交通状状况的复复杂多变变性，因因此停车车减速让让路控制制方式与与信号控控制方式式交叉口口平均延延误时间间的对比比主要还还停留在在定性分分析的层层面上。假设主、次次道路交交通流量量之比固固定为某某一比值值，则交交叉口分分别在停停车减速让让路控制制方式与与信号控控制方式式下的交交通流量量延误误时间变变化曲线线可以用用图6-5近似似

47、描述。图图中，曲曲线A表表示在停停车减速让让路控制制方式下下的交通通流量与与延误时时间的变变化关系系，曲线线B表示示在信号号控制方方式下的的交通流流量与延延误时间间的变化化关系。比比较曲线线A、BB可以看看出，当当进入交交叉口的的总交通通流量较较小时，采采用停车车减速让让路控制制方式对对于减小小交叉口口的平均均延误时时间较为为有利；当进入入交叉口口的总交交通流量量较大时时，则适适宜采用用信号控控制方式式来减小小交叉口口的平均均延误时时间。曲曲线A与与曲线BB的交织织段则为为控制方方式的切切换条件件。图6-55 停车车减速让让路控制制方式与与信号控控制方式式下的交交通流量量延误误时间变变化曲线线注意，当当采用不不同类型型的交通通信号控控制（例例如定时时控制、感感应控制制、智能能控制）时时，其交交通流量量延误误时间变变化曲线线将会有有所变化化，但它它们与停停车减速让让路控制制方式下下的交通通流量延误时时间变化化曲线之之间的位位置关系系基本保保持不变变。623设置置交通信信号控制制的依据据标准设置交通通信号控控制虽有有上述理理论依据据，但目目前尚未未总结出出一套公公认有效效的计算算方法。由