交通管理与控制课件第六章单个交叉口信号控制文档.pptx

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1、汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University省级精品课程第六章 单个交叉口交通信号控制汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University定时信号控制定时信号控制定时信号控制定时信号控制 感应信号控制感应信号控制感应信号控制感应信号控制单点交叉口的智能控制单点交叉口的智能控制单点交叉口的智能控制单点交叉口的智能控制单点交叉口配时方案设计实例单点交叉口配时方案设计实例单点交叉口配时方案设计实例单点交叉口配时方案设计实例主要内容汽车与交通学院交通运输工程系

2、汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University 定时信号控制定时信号控制o定时信号配时技术的基本原理是其它控制方式配时的基础。o本节主要学习点控制定时信号配时的基本原理和基本流程；o基本原理：即如何根据交叉口的道路条件及交叉口各进口道交通流的流向与流量，确定定时信号的配时方案。汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University 1、基本原理：根据交叉口的道路条件及各进口道到达交通流的流向与流量来确定定时信号的配时方案。2、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 确

3、定信号基本控制参数定时信号配时的基本原理及内容定时信号配时的基本原理及内容汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University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，安排若干控制状态，并合理安排这些控制状态的显示次序。通常，信号控制多采用两相位配时图，如图所示。信号相位方案信号相位方案汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University两相位方案图两相位方案图汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通

4、学院交通运输工程系Qingdao Technological University两相位是十字交叉口常见的相位安排方式。适用于左转车流量较小的情况；由于左转流量对交叉口运行的影响最大，在许多情况下相位数、相位类型、相位次序等常常是要依据左转流量的要求来确定。根据相位的设置是否允许左转车流与其他车流发生冲突，将相位分成允许冲突相位和保护转弯相位两类。如，当左转车流量大且有左转专用道时，可以把上图中的两相位变成为3相位或4相位的信号配时方案。信号相位方案信号相位方案汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University 具有专用左转

5、相位的三相位方案具有专用左转相位的三相位方案汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University若只是一侧进口道左转车辆较多时，如西侧，则可选用另一种单侧左转相位。这种相位组合是对西侧进口道放绿灯，其他方向均放红灯。控制状态是西侧左、直、右车辆有通行权，其他各向车辆均不准通行；再加上两个基本的两相位信号，形成另一种三相位配时方案。若这个单侧左转相位放在东西通车相位之前，称为前导左转相或早启左转相；若是在东西相之后，则称为后延左转相或迟断左转相。也有人不把这种相位作为一个单独的相位，而看成是东西相位的早启或迟断的一个附加信号时段

6、。信号相位方案信号相位方案汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University机动车的机动车的8个相位个相位现代信号配合箭头灯，对机动车可安排8个相位，如加上行人或自行车配的专用相位，配时方案就更多。根据交叉口流量和流向的特征，视设计需要，选择适用的相位，并做不同次序的安排，可形成多种多样的信号相位方案。合理选用与组合相位，是决定点控制定时信号交叉口交通效益的主要因素之一。汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University定时信号配时的基本原理定时信号配时的

7、基本原理l目前，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（阿克塞立克方法）以及美国的HCM法等；l我国有“停车线法”和“冲突点法”等方法。l随着研究的不断深入，定时信号配时方法也在进一步的改进之中。l本节主要介绍传统的TRRL方法，即利用F.韦伯斯特-B.柯布理论进行信号配时的基本思想。l在点控中，利用F.韦伯斯特-B.柯布理论对路口进行信号配时时，主要决定的两个因素是信号周期和绿灯时间。汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University起始迟滞a有效绿灯时间g前损失时间

8、后损失时间终止迟滞b饱和流量S在完全饱和的绿灯期间放行的车流流率时间绿灯间隔I绿灯黄灯红灯全红灯某相位i与相位i冲突的相位G起始迟滞a有效绿灯时间g前损失时间后损失时间终止迟滞b饱和流量S在完全饱和的绿灯期间放行的车流流率时间绿灯间隔I绿灯黄灯红灯全红灯某相位i与相位i冲突的相位G交叉口车流运动特性交叉口车流运动特性汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University在信号交叉口进口道处，车辆在红灯期间受阻，需排队等待绿灯放行。在信号交叉口进口道处，车辆在红灯期间受阻，需排队等待绿灯放行。一、车辆延误计算车辆受阻描述实实施施城

9、城市市交交通通控控制制的的目目标标是是保保障障交交通通流流畅畅通通、平平稳稳运运行行，因因此此对车辆延误的分析和控制就成为其中的一个核心问题。对车辆延误的分析和控制就成为其中的一个核心问题。在信号交叉口进口道处，车辆在红灯期间受阻，需排队等待绿灯放行。车车辆辆受受阻阻程程度度，一一方方面面与与进进口口道道车车流流到到达达率率及及其其饱饱和和流流率率有有关关，另另一一方方面面又又与与交交叉叉口口信信号号配配时时参参数数有有关关。在在车车辆辆到到达达率率与与饱饱和和流流率率一一定定的的情情况况下，合理的信号配时方案，可使交叉口车辆延误达到最小。下，合理的信号配时方案，可使交叉口车辆延误达到最小。车

10、辆延误计算车辆延误计算汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University进口道车流到达率进口道车流到达率及其饱和率及其饱和率车辆受阻程度交叉口信号交叉口信号配时参数配时参数影响因素影响因素描述指标周期车辆延误周期车辆延误（辆（辆秒）秒）平均车辆延误平均车辆延误（秒）（秒）平均排队长度平均排队长度（辆）（辆）小时车辆延误小时车辆延误（辆（辆时）时）车辆延误车辆延误车辆延误计算车辆延误计算汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University车辆在交叉口的受阻情况

11、因交叉口不同的交通状态而异。车辆在交叉口的受阻情况因交叉口不同的交通状态而异。一般将交叉口交通状况分为三种：一般将交叉口交通状况分为三种：欠饱和欠饱和、临界饱和（饱和）临界饱和（饱和）、过饱和过饱和。比较项目欠饱和临界饱和过饱和周期来车数与绿灯最大放行车辆数消散时间与绿灯时间通行能力与到达车流率流量比与绿信比设参数设参数比较参数比较参数车辆延误计算车辆延误计算-交叉口的交通状态类型交叉口的交通状态类型汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University（1）车辆受阻过程分析）车辆受阻过程分析欠饱和状况的特点是欠饱和状况的特点是

12、：到达车流率：到达车流率q小于通行能力小于通行能力N、周期来车数、周期来车数qC小于绿小于绿灯最大放行车辆数以及车队消散时间小于绿灯时间灯最大放行车辆数以及车队消散时间小于绿灯时间G。主要由两条斜线组成：主要由两条斜线组成：一条斜线始于一条斜线始于O O点，其斜率为点，其斜率为q q；另一条斜线始于绿灯时间的起点另一条斜线始于绿灯时间的起点，其斜率为，其斜率为S。G相位相位i绿灯时间绿灯时间R相位相位i红灯时间红灯时间N辆辆t秒秒SqCGSNqSGRCQmOAB欠饱和车辆受阻图欠饱和车辆受阻图车辆延误计算车辆延误计算-欠饱和状态欠饱和状态汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系

13、Qingdao Technological University（2 2）车辆延误）车辆延误一个周期内受阻车辆数为一个周期内受阻车辆数为m m，周，周期车辆延误期车辆延误d d是是m m辆车受阻延误时间辆车受阻延误时间的总和，即的总和，即ti第第i辆车的延误时间，辆车的延误时间，m周期内受阻车辆数周期内受阻车辆数在一个信号周期内，对于某一相在一个信号周期内，对于某一相位进口车道，到来的车辆受到的位进口车道，到来的车辆受到的延误为延误为周期车辆延误周期车辆延误，单位为辆，单位为辆 秒秒/周期，可简写为辆周期，可简写为辆 秒。秒。周期车辆延误周期车辆延误 d d周期车辆延误周期车辆延误d d 可直

14、接由图所示车辆受阻图中延误三角型的可直接由图所示车辆受阻图中延误三角型的面积来求取面积来求取G相位相位i绿灯时间绿灯时间R相位相位i红灯时间红灯时间N辆辆t秒秒SqCGSNqSGRCQmOAB欠饱和车辆受阻图欠饱和车辆受阻图B车辆延误计算车辆延误计算-欠饱和状态欠饱和状态汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University（2 2）车辆延误）车辆延误消散时间消散时间改写为改写为式中：式中：S-饱和流率饱和流率(veh/s)q-车流到达率车流到达率(veh/s)R-红灯时间红灯时间(s)G相相位位i绿绿灯灯时时间间 R相位相位i

15、红灯时间红灯时间N辆辆t秒秒SqCGSNqSGRCQmOAB欠饱和车辆受阻图欠饱和车辆受阻图B车辆延误计算车辆延误计算-欠饱和状态欠饱和状态汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University（2 2）车辆延误）车辆延误平均排队长度是指在持续时间内平均排队长度是指在持续时间内，进口道处车辆排队的平均长度，进口道处车辆排队的平均长度，单位为辆。，单位为辆。在持续时间内，信号周期为在持续时间内，信号周期为C，车流到达率为车流到达率为q，则平均排队长，则平均排队长度等于周期车辆延误度等于周期车辆延误d除以信号除以信号周期周期C，即：

16、，即：车辆延误计算车辆延误计算-欠饱和状态欠饱和状态汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University在一个信号周期内，进口道车队长度是在变化的。在一个信号周期内，进口道车队长度是在变化的。在红灯时间在红灯时间R R内，车队长度内，车队长度Q Q由零增长至最大值；由零增长至最大值；在消散时间内，车队长度在消散时间内，车队长度Q Q由最大值减少至零。由最大值减少至零。平均排队长度平均排队长度CGRtS-qqQmQ（2 2）车辆延误）车辆延误车辆延误计算车辆延误计算-欠饱和状态欠饱和状态汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院

17、交通运输工程系Qingdao Technological University周周期期车车辆辆延延误误d单单位位为为辆辆秒秒，当当用用 单单 位位 辆辆 时时 来来 表表 示示 时时，改改 写写 为为 d/3600（辆辆时时），又又小小时时周周期期数数K=3600/C，则得小时车辆延误，则得小时车辆延误D。比较小时车辆延误比较小时车辆延误D与平均排队长度可见，两者单位不同，其数值相等。与平均排队长度可见，两者单位不同，其数值相等。（2 2）车辆延误）车辆延误小时车辆延误是指在进口道持续一小时车辆延误是指在进口道持续一小时情况下得车辆延误，用小时情况下得车辆延误，用D D表示，表示，单位为辆单位

18、为辆 时时/时。时。在持续时间内，车流到达率为在持续时间内，车流到达率为q q，则，则小时车辆延误小时车辆延误D D等于周期车辆延误等于周期车辆延误d d乘以小时周期数乘以小时周期数K K。小时车辆延误小时车辆延误 D D车辆延误计算车辆延误计算-欠饱和状态欠饱和状态汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University临界饱和（饱和）状况临界饱和（饱和）状况(1)车辆受阻过程分析车辆受阻过程分析临界饱和车辆受阻图临界饱和车辆受阻图G相位相位i绿灯时间绿灯时间R相位相位i红灯时间红灯时间N辆辆t秒秒GS,qC,SNqSGRCQm

19、1)在在S和和一定的情况下一定的情况下,q达到其最大值；达到其最大值；2)在在q和和一定的情况下，一定的情况下，q为其最小值；为其最小值；3)在在q和和S一定的情况下，一定的情况下，为其最小值；为其最小值；分析车辆受阻图可知，在饱和状况下，车流到分析车辆受阻图可知，在饱和状况下，车流到达率达率q、饱和流率、饱和流率S和相位流量比和相位流量比y均有其临界均有其临界值：值：特点特点车辆延误计算车辆延误计算-临界饱和状态临界饱和状态0AB汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University(2)(2)车辆延误车辆延误与欠饱和状况下的

20、分析计算相同，周期车辆延误与欠饱和状况下的分析计算相同，周期车辆延误d d可由车辆受阻图中延误三角可由车辆受阻图中延误三角形的面积求取，即：形的面积求取，即：周期车辆延误周期车辆延误d车辆延误计算车辆延误计算-临界饱和状态临界饱和状态汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University小时车辆延误小时车辆延误D(2)(2)车辆延误车辆延误车辆延误计算车辆延误计算-临界饱和状态临界饱和状态汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University到达车流率到达车流率q

21、 q大于通过能力大于通过能力N N，周期来车数周期来车数qCqC大于绿灯最大放行车辆数大于绿灯最大放行车辆数SGSG，车队所需消散时间大于绿灯时间车队所需消散时间大于绿灯时间G G。特点特点车辆延误计算车辆延误计算-过饱和状态过饱和状态汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University(1)(1)车辆受阻过程分析车辆受阻过程分析在过饱和持续时间内，车流到达率在过饱和持续时间内，车流到达率q q，且，且 ，致使进口道上出现滞留车队。，致使进口道上出现滞留车队。设第一个信号周期内的过饱和车辆受阻过程如图所示。设第一个信号周期内的

22、过饱和车辆受阻过程如图所示。RN(1)(2)信号周期信号周期IQ1qCNC信号周期车辆受阻图信号周期车辆受阻图(I)N辆辆t秒秒qSC(1)-正常相位延误正常相位延误(2)-过饱和延误过饱和延误G车辆延误计算车辆延误计算-过饱和状态过饱和状态汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University(1)(1)车辆受阻过程分析车辆受阻过程分析第二个信号周期的过饱和车辆受阻图第二个信号周期的过饱和车辆受阻图(1)(2)信号周期信号周期Q2NC(1)-正常相位延误正常相位延误(2)-过饱和延误过饱和延误N辆辆t秒秒NqSCQ1信号周期车

23、辆受阻图信号周期车辆受阻图()G相位相位i绿灯时间绿灯时间R相位相位i红灯时间红灯时间RG车辆延误计算车辆延误计算-过饱和状态过饱和状态汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University(1)(1)车辆受阻过程分析车辆受阻过程分析若上述过饱和过程延续至第三个信号周若上述过饱和过程延续至第三个信号周期，并记延续持续时间为期，并记延续持续时间为T T，则过饱和车，则过饱和车辆受阻过程如图，滞留车队长度为：辆受阻过程如图，滞留车队长度为：NTqTN(veh)t(s)GGGRRRSSQ3Q2Q1NqS持续时间持续时间T车辆受阻图车辆

24、受阻图TCCC取取T=3C，则得：，则得：在延续时间在延续时间T内，滞留车队内，滞留车队Q的变化如图的变化如图：(q-N)TIt(s)Q（veh）Q3Q2Q1持续时段持续时段T滞留车队图滞留车队图T车辆延误计算车辆延误计算-过饱和状态过饱和状态汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University(2)(2)车辆延误车辆延误车辆延误计算车辆延误计算-过饱和状态过饱和状态汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological UniversityF F韦伯斯特运用排队论，并通过计算机模拟

25、与试验研究，建立了韦伯斯特延韦伯斯特运用排队论，并通过计算机模拟与试验研究，建立了韦伯斯特延误模型。此模型只适用于欠饱和状况下车辆延误的估计，韦伯斯特延误曲线如图所误模型。此模型只适用于欠饱和状况下车辆延误的估计，韦伯斯特延误曲线如图所示。示。1.1.正常相位延误正常相位延误已知欠饱和车辆延误，即正常通行状态下已知欠饱和车辆延误，即正常通行状态下周期延误表达式：周期延误表达式：则一个周期内车辆平均延误时间则一个周期内车辆平均延误时间近似地，可推得，近似地，可推得，代入上式，可写为：代入上式，可写为：韦伯斯特延误模型韦伯斯特延误模型DqxD2D11.00.90.80.7韦伯斯特延误曲线韦伯斯特延

26、误曲线正常相位延误正常相位延误随机延误随机延误车辆延误车辆延误组成组成汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University2.2.随机延误随机延误交通流均匀到达引起的车辆平均延误时交通流均匀到达引起的车辆平均延误时间，这是基于间，这是基于q q为常量的基本假定，为常量的基本假定，实际实际车流到达率存在波动，故需考虑附加的车流到达率存在波动，故需考虑附加的随机延误。随机延误。由于车辆随机达到引起的延误时间有多由于车辆随机达到引起的延误时间有多种不同的表达方式，韦伯斯特在假定交种不同的表达方式，韦伯斯特在假定交通流的到达为泊松分布

27、时，通流的到达为泊松分布时，先求出理论先求出理论公式，再用模拟方法加以修正，得出随公式，再用模拟方法加以修正，得出随机延误模型机延误模型。车辆平均延误车辆平均延误式中，式中，第一项表示考虑随机波动的泊松分布到达第一项表示考虑随机波动的泊松分布到达，第二项表示由模拟方法求出的修正第二项表示由模拟方法求出的修正项项，因此，代表车辆到达率随机波动产生的附加延误时间，包括个别周期出现过饱和，因此，代表车辆到达率随机波动产生的附加延误时间，包括个别周期出现过饱和情况而产生的附加延误时间。情况而产生的附加延误时间。DqxD2D11.00.90.80.7韦伯斯特延误曲线韦伯斯特延误曲线正常相位延误正常相位延

28、误随机延误随机延误车辆延误车辆延误组成组成韦伯斯特延误模型韦伯斯特延误模型汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological UniversityTRL法（Webster）汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University周期时长的范围周期时长的范围l增大周期时长，可提高通行能力。但周期时长达到120s后，通行能力提高缓慢，而延误却增长很快。l周期时长也不宜过

29、短，最短周期时长应该考虑两个因素所需的确定：p车辆能安全通过交叉口所需的最短绿灯时间p和行人过街所需最短绿灯时间。汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University最短信号周期最短信号周期 l交叉口的信号配时，应选用同一相位流量比最大的进行计算。l采用最短信号周期Cm时，要求在一个周期内到达交叉口的车辆恰好全部被放行，即无停滞车辆，信号周期也无富余。l因此，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时间，即：汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technolog

30、ical University最短信号周期最短信号周期 Y为全部相位的最大流量比之和。汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University有效绿灯时间与最佳绿信比有效绿灯时间与最佳绿信比 o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。o按此原则，绿信比应该与相位的交通流量比成正比，即：汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University定时信号配时设计流程定时信号配时的流程和方法定时信号配时的流程和方法汽车与交通学院交通运输工程

31、系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University信号相位基本方案信号相位基本方案2、信号相位基本方案（1）信号相位的确定原则a.信号相位必须同交叉口进口道车道渠化（车道功能划分）方案同时设定，有专用转弯相位必须相应地设置专用车道；b.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5-10。c.有左转专用车道时，根据左转设计交通量计算的左转车每周期平均到达3辆及其以上时，宜用左转专用相位；d.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。汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院

32、交通运输工程系Qingdao Technological University信号相位常用基本方案 汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University信号相位基本方案信号相位基本方案（2）新建交叉口信号相位方案的确定 对于新建交叉口，在缺乏交通量数据的情况下，对于十字交叉口，建议：先按表5-2所列进口车道数与渠化方案选取初步试用方案；对于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。汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological

33、Universityu应按交叉口每天交通量的时变规律，分早高峰、午高峰、晚高峰时段，早、午、晚低峰时段，及一般平峰时段，然后确定相应的设计交通量。u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：设计交通量设计交通量汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University设计交通量设计交通量u无最高15min流率的实测数据时，可按下式估算：汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University在一次连续的绿灯信号时间内，进口道上一

34、列连续车队能通过进口道停止线的最大流量。绿灯开始时，驶入率并不是立即达到最大，而是从零开始，逐渐达到最大。当绿灯结束时，驶出交叉口的车辆也不可能立即终止，而是在绿灯结束后，驶出率由最大逐渐降为零。可用下图表示。饱和流量饱和流量汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University图中实线下面的面积就是绿灯时间通过停车线的车辆数。为便于计算，取一个等面积的矩形套在曲线上，即图中的矩形ABCD。这个矩形的高就是饱和流率，它的底就是有效绿灯时间。饱和流量饱和流量汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao T

35、echnological University饱和流量一般取实测数据，如无实测数据时，可按下式估算：式中：Sbi第i进口车道基本饱和流量，见下表 f（Fi）各类进口车道的各类修正系数。车道 Sbi直行车道1400-2000，平均1650右转车道1550左转车道1300-1800，平均1550饱和流量饱和流量汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University 各类车道通用校正系数f（Fi）（1）车道宽度校正（2）坡度及大车校正G道路坡度，下坡为0，HV大车率，这里不大于0.5。汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输

36、工程系Qingdao Technological University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需作通用校正外，尚需作自行车影响校正，自行车影响校正系数可按下式计算：直行车道饱和流量直行车道饱和流量汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University左转专用车道饱和流量左转专用车道饱和流量 汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University右转专用车道饱和流量 汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Q

37、ingdao Technological University右转专用车道饱和流量 汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University直左合用车道饱和流量 此外，直右合用车道饱和流量、直左右合用车道饱和流量、左右合用车道饱和流量，也需结合实际情况进行的校正计算，方法与直左合用车道饱和流量的思路相似。汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University关键车道的确定关键车道的确定配时分配配时分配东西南直、左、右合用车道（1）直、左、右合用车道每一个相位都有两个

38、方向的车道放行，取其中流率比值（qi/si)高的车道作为关键车道。交叉口关键车道：相位A关键车道（东直、左、右或西直、左、右）相位B关键车道（南直、左、右或北直、左、右）汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University东西南直、左、右合用车道例题：1q2540q1480q4390q3420汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University北东南直、右合用车道和左转专用车道西（2）直、右合用车道和左转专用车道东西方向车道相位组合：东直、右合用车道西左西直、

39、右合用车道东左信号口关键车道：相位A关键车道（东直、右西左或西直、右东左）相位B关键车道（南直、左、右或北直、左、右）q1q3q2q4q5q6汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University信号配时参数计算o首先计算最佳周期时长l计算每个周期的有效绿灯时间：计算每个周期的有效绿灯时间：Ge=C0-Ll把把Ge在所有信号相位之间，按各相位的最大流量在所有信号相位之间，按各相位的最大流量比值进行分配，得各相位的有效绿灯时间如下：比值进行分配，得各相位的有效绿灯时间如下：l然后计算各相位的实际显示绿灯时间为：然后计算各相位的实际

40、显示绿灯时间为：g=ge-A+l 根据以上各步计算结果，就可画出信号配时图。根据以上各步计算结果，就可画出信号配时图。汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological Universityo若有行人相位，还要计算行人最短绿灯时间：gmin=7+Lp/vp-I Lp行人过街道长度(m);vp行人过街步速，1.2m/s；I 绿灯间隔时间(s)。o计算的显示绿灯时间小于相应的最短绿灯时间时，应延长计算周期时长（以满足最短绿灯时间为度）重新计算。o信号交叉口通行能力 在信号交叉口，车辆只能在有效绿灯时间内通过停车线，因此，信号控制交叉口一侧进口道上的通

41、行能力为：Cap=Sge/C=So相当于进口道饱和流量的倍。汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University例题o一个两相位信号控制交叉口，各进口道的交通量和饱和流量列于表；绿灯间隔时间为7s;黄灯时间为3s，起动损失时间为3s。试计算信号配时：表 各进口道的交通量和饱和流量项目北进口 南进口 东进口 西进口 项目北进口 南进口 东进口 西进口交通量q(pcu/h)620720390440流量比 0.260.30.390.44饱和流量（S）2400240010001000Maxy,y0.30.44解：解：1.各进口道流量比

42、各进口道流量比y及及Y，列于表右两行。，列于表右两行。2.每周期总损失时间每周期总损失时间L=(l+I-A)=2(3+7-3)=14s。汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological UniversityTRRL定时信号配时方法3.最佳周期时长4.有效绿灯时长有效绿灯时长Ge=C0-L=100-14=86sgeNS=860.3/0.7435sgeEW=860.44/0.7451s5.显示绿灯时长显示绿灯时长gNs=geNs-A+l=35-3+3=35sgEw=geEw-A+l=51-3+3=51s汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通

43、运输工程系Qingdao Technological University定时信号配时的修正方法oARRB方法（阿克塞立克方法）o澳大利亚ARRB方法是在TRRL公式的基础上加以改进提出的。在webster延误公式中，当饱和度x 1时，d，即x越接近于1，算得的延误越不正确，更无法计算超饱和交通情况下的延误。因此，阿克塞立克考虑了超饱和交通情况，把延误公式改为：汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological UniversityARRB改进方法：汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological

44、 University阿克塞立克信号周期公式：oK可按不同优化要求，取不同的值。要求油耗最小时，取k0.4；消费（包括延误、时间损失等）最小时，取k=0.2；延误最小时，取k=0。o则最佳周期时间为：汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University一、原理 1928年由Baltimore首先引入，通过设在路口检测器接受车流信息，使信号时间随流量自动改变配时方案。最初为机械触点形式，现大多为线圈形式，埋于路面下面。交通感应信号是通过车辆检测器测定到达进口道的交通需求，使信号显示时间适应测得的交通需求的一种控制方式。2 感应信

45、号控制感应信号控制g gig0gmaxgmin汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological UniversityDWV检测检测检测检测器器器器交通感应信号的控制参数交通感应信号的控制参数o初期绿灯时间初期绿灯时间 给每个相位初期预先设置一段最短绿灯时间。不管本相位或其它相位是否有车，对本相位必须保证放完这段绿灯时间。这段时间的长短取决于检测器的位置以及检测器到停车线之间可停放的车辆数。设置初期绿灯时间应考虑以下几个因素：（1）保证停在检测器和停车线之间的车辆，全部驶出停车线所需的最短时间。初期绿灯时间应等于这段最短绿灯时间减去一段单位延长绿

46、灯时间；（2）保证行人安全过街所需的时间；（3）我国还需要考虑保证红灯停在停车线前的非机动车安全过街所需的时间汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University随检测器位置而定的初期绿灯时间检测器与停车线间距（m）初期绿灯时间（s)检测器与停车线间距（m）初期绿灯时间（s)0128253014131810313616192412汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological Universityp单位绿灯延长时间单位绿灯延长时间是初期绿灯时间结束后，在一定时间间隔内，测得有

47、后续车辆到达时所延长的绿灯时间，如果这段时间内，没有测得来车，即被判为交通中断而可结束绿灯。单位绿灯延长时间对于感应信号控制的效率起到决定性作用。确定时，应考虑以下几个因素：（1）单位绿灯延长时间的长短必须能使车辆从检测器开出停车线，当使用“点式”检测器及其位置离停车线较远时，这点特别重要。（2）单位绿灯延长时间的恰当长度，应尽可能不产生绿灯时间损失。应按实际需要定的尽可能短，使单位绿灯延长时间尽可能满足实际交通所需的长度，而不应该等待不紧跟的车辆通过绿灯。（3）在确定单位绿灯延长时间时，必须注意被检测的车道数。由于在一个相位上的所有单个检测器通常都是连在一起的，因此控制机所接收到的车辆间隔远

48、比实际的车辆间隔要小的多。交通感应信号的控制参数交通感应信号的控制参数汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological Universityo极限延长时间l是为了保持最佳绿信比而对各相位规定的绿灯时间的延长限度。信号到达绿灯极限延长时间时，强制绿灯结束并改换相位。但控制机会记住最后一辆车因时间不够而未能通过停车线，且将以最快的可能返回绿灯。l绿灯极限延长时间，实际上就是按定时信号最佳周期时长及绿信比分配到各个相位的绿灯时间，绿灯极限时间一般定为3060秒。交通感应信号的控制参数交通感应信号的控制参数汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通

49、运输工程系Qingdao Technological University半感应控制半感应控制1、检测器放在次要道路上、检测器放在次要道路上 平时，主路上总是绿灯，对次路预测最平时，主路上总是绿灯，对次路预测最短绿灯时间。短绿灯时间。当次路上检测器测到有车当次路上检测器测到有车时，立即改变相位，次路变为绿灯。时，立即改变相位，次路变为绿灯。后后继无车时，相位即返回主路；否则，到继无车时，相位即返回主路；否则，到达最短绿灯时，强制改换相位。达最短绿灯时，强制改换相位。特点：这种感应控制实质上是特点：这种感应控制实质上是次路优次路优先，先，只要次路有车到达就会打断主路车只要次路有车到达就会打断主路

50、车流。当次路车辆很少时，次流。当次路车辆很少时，次路非机动车路非机动车往往要等很长时间，往往要等很长时间，等到有机动车到达等到有机动车到达时，才可随机动车通过交叉口。时，才可随机动车通过交叉口。只在某些特殊地方才适用。如消防队、只在某些特殊地方才适用。如消防队、重要机关出入口。重要机关出入口。汽车与交通学院交通运输工程系汽车与交通学院交通运输工程系Qingdao Technological University2 2、检测器放在主要道路上、检测器放在主要道路上 半感应控制半感应控制平时主路绿灯总是亮的，当平时主路绿灯总是亮的，当检测器在一段时间内检测器在一段时间内测不到测不到主路有车辆时，才换