信號(hào)配時(shí)計(jì)算過(guò)程

1、本次設(shè)計(jì)選擇的路段上有四個(gè)交叉口，其中兩個(gè)T字交叉口、兩個(gè)十字交叉口。四個(gè)交叉口均屬于定時(shí)信號(hào)配時(shí)。國(guó)際上對(duì)定時(shí)信號(hào)配時(shí)的方法較多，目前在我國(guó)常用的有美國(guó)的HCM法、英國(guó)的TRRL法（也稱Webster法）、澳大利亞的ARRB法（也稱阿克賽利克方法）、中國(guó)城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范推薦方法、停車線法、沖突點(diǎn)法共六種方法。本次設(shè)計(jì)運(yùn)用的是比較經(jīng)典的英國(guó)的TRRL法，即將F·韋伯斯特B·柯布理論在信號(hào)配時(shí)方面的使用。對(duì)單個(gè)交叉口的交通控制也稱為“點(diǎn)控制”。本節(jié)中使用TRRL法對(duì)各個(gè)交叉口的信號(hào)燈配時(shí)進(jìn)行優(yōu)化即是點(diǎn)控制中的主要內(nèi)容。在對(duì)一個(gè)交叉口的信號(hào)燈配時(shí)進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，主要的是根據(jù)調(diào)查所得

2、的交通流量先確定該點(diǎn)的相位數(shù)和周期時(shí)長(zhǎng)，然后確定各個(gè)相位的綠燈時(shí)間即綠信比?？虏?BMCobbe)和韋伯斯特(FVWebester)在1950年提出TRRL法。該配時(shí)方法的核心思想是以車輛通過(guò)交叉口的延誤時(shí)間最短作為優(yōu)化目標(biāo)，根據(jù)現(xiàn)實(shí)條件下的各種限制條件進(jìn)行修正，從而確定最佳的信號(hào)配時(shí)方案。其公式計(jì)算過(guò)程如下：1.最短信號(hào)周期Cm交叉口的信號(hào)配時(shí)，應(yīng)選用同一相位流量比中最大的進(jìn)行計(jì)算，采用最短信號(hào)周期Cm時(shí)，要求在一個(gè)周期內(nèi)到達(dá)交叉口的車輛恰好全部放完，即無(wú)停滯車輛，信號(hào)周期時(shí)間也無(wú)富余。因此，Cm恰好等于一個(gè)周期內(nèi)損失時(shí)間之和加上全部到達(dá)車輛以飽和流量通過(guò)交叉口所需的時(shí)間，即： （4-8）式

3、中：L周期損失時(shí)間（s）；第i個(gè)相位的最大流量比。由（4-8）計(jì)算可得： （4-9）式中：Y全部相位的最大流量比之和。2.最佳信號(hào)周期C0最佳周期時(shí)長(zhǎng)C0是信號(hào)控制交叉口上，能使通車效益指標(biāo)最佳的交通信號(hào)周期時(shí)長(zhǎng)。若以延誤作為交通效益指標(biāo)，使用如下的Webster定時(shí)信號(hào)交叉口延誤公式： （4-10）式中：d每輛車的平均延誤； C周期長(zhǎng)（s）；l綠信比。則總延誤時(shí)間為：D=qd （4-11）若使總延誤最小，則： （4-12）用近似解法，可得定時(shí)信號(hào)（近似）最佳周期時(shí)長(zhǎng)： （4-13） （4-14）式中：L每個(gè)周期的總損失時(shí)間（s）；l起動(dòng)損失時(shí)間（s）；A黃燈時(shí)間（s）；I綠燈間隔時(shí)間（s）；

4、i一個(gè)周期內(nèi)的相位數(shù)；Y組成周期的全部信號(hào)相位的各個(gè)最大y值之和，Y=maxyi，。周期時(shí)間的取值應(yīng)當(dāng)在一個(gè)合適的范圍內(nèi)。在周期時(shí)長(zhǎng)數(shù)值較小時(shí)增大周期時(shí)長(zhǎng)，可明顯地提高通行能力，使更多的車輛通過(guò)。但當(dāng)周期時(shí)長(zhǎng)繼續(xù)增長(zhǎng)，超過(guò)120s后，通行能力的提高速度變得緩慢，相反交叉口通行延誤急速增長(zhǎng)，所以單點(diǎn)信號(hào)燈的最大周期時(shí)長(zhǎng)一般不超過(guò)120s。同時(shí)，周期時(shí)長(zhǎng)也不宜過(guò)短，最短周期時(shí)長(zhǎng)應(yīng)考慮車輛能安全通過(guò)交叉口所需的最短時(shí)間和行人過(guò)街所需最短時(shí)間兩個(gè)因素來(lái)確定。如果周期時(shí)長(zhǎng)過(guò)短，行人和車輛的安全性能就無(wú)法得到保證，反而降低通行性能。故在計(jì)算時(shí)通常采用最佳周期時(shí)長(zhǎng)而不是最短周期時(shí)長(zhǎng)。3.有效綠燈時(shí)間與最佳綠

5、信比與信號(hào)周期的確定一樣，在各相位之間，綠燈時(shí)間的分配也是以車輛延誤最少為原則的。按照這個(gè)原則，綠信比應(yīng)該與相位的交通流比率成正比，即： （4-15）式中：g1、g2分別為第一和第二相位的有效綠燈時(shí)間； y1、y2分別為第一和第二相位的流量比率。式（4-15）可進(jìn)一步引申，用于多相位的交叉口，即： （4-16）由式（4-16）可以求出每一相位的綠燈時(shí)間： （4-17）定時(shí)信號(hào)控制配時(shí)的基本內(nèi)容包括兩部分：確定信號(hào)相位方案和信號(hào)基本控制參數(shù)。確定信號(hào)相位方案是對(duì)信號(hào)輪流給某些方向的車輛或行人分配通行權(quán)順序的確定，即相位方案是在一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)，安排了若干種控制狀態(tài)，并合理地安排了這些控制狀態(tài)的顯示

6、次序。兩相位定時(shí)信號(hào)配時(shí)圖是最常見(jiàn)的十字交叉口的相位安排方式，這種方案適用于左轉(zhuǎn)車流量較小的情況。然而，在信號(hào)交叉口的配時(shí)設(shè)計(jì)中，由于左轉(zhuǎn)流量對(duì)交叉口運(yùn)行的影響最大，所以在許多情況下，相位數(shù)、相位類型、相位次序等常常要依據(jù)左轉(zhuǎn)流量的要求來(lái)確定。合理選用和組合相位，是決定點(diǎn)控制定時(shí)信號(hào)交叉口交通效益的主要因數(shù)之一。TRRL法的信號(hào)基本控制參數(shù)優(yōu)化步湊如下：1、 計(jì)算各交叉口每個(gè)進(jìn)口車道的車流量和飽和流量2、 求出每個(gè)進(jìn)口車道的車流量系數(shù)，并為每個(gè)相位選擇流量比3、 將各相位的流量比相加得出整個(gè)交叉路口的Y值（Y小于等于0.9）4、 確定路口綠燈間隔時(shí)間I和損失時(shí)間L5、 利用最佳周期計(jì)算公式計(jì)算

7、周期時(shí)間6、 用周期時(shí)間減去損失時(shí)間可得出可利用的有效綠燈時(shí)間7、 將路口有效綠燈時(shí)間按各個(gè)相位的流量比分配給各個(gè)相位8、 根據(jù)各相位的黃燈時(shí)間和啟動(dòng)損失時(shí)間，計(jì)算各相位的實(shí)際綠燈時(shí)間。四個(gè)交叉口信號(hào)優(yōu)化計(jì)算過(guò)程如下：金周路： 1、 金周路處的T字交叉口信號(hào)現(xiàn)狀設(shè)置為保護(hù)轉(zhuǎn)彎相位，同時(shí)設(shè)立有后延左轉(zhuǎn)相?，F(xiàn)狀相位如圖1。進(jìn)口車流量如下表：北進(jìn)口南進(jìn)口東進(jìn)口西進(jìn)口交叉口方向左直右左直右左直右左直右金周路-303.5-51951559.5-202364合計(jì)-354.51654.52087根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)可得在該處左轉(zhuǎn)的車輛較少，可以將后延左轉(zhuǎn)相合并到直行相位中。故將金周路相位定為兩相位，相位如圖2（右轉(zhuǎn)

8、無(wú)專用相位）。2、各進(jìn)口飽和流量計(jì)算如下：金周路各進(jìn)口道路縱坡為0，故G=0。進(jìn)口方向STSL參數(shù)SbTfwHVfgfbnSTSbLfwHVfgflnSL南進(jìn)口-155010.030.97-11503東進(jìn)口165010.060.9414623015501010.7011318西進(jìn)口165010.060.94146384-求得：y南左=0.2，y東直=0.25，y東左=0.07，y西直=0.32。 3、每個(gè)相位y的最佳計(jì)算：y第一相位=maxy東直，y東左，y西直=max0.32,0.25,0.07=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

9、、黃燈時(shí)間A=3s，全紅時(shí)間為2s，故綠燈間隔時(shí)間I=3+2=5s，啟動(dòng)損失時(shí)間ls=3s。每周期總損失時(shí)間L=(ls+I-A)=25=10s6、最佳周期長(zhǎng)=42s7、有效綠燈時(shí)間Ge=C0-L=42-10=32sGe第一相位=20sGe第二相位=12s8、顯示綠燈時(shí)間長(zhǎng) g第一相位=Ge第一相位-A+LS=20-3+3=20s， g第二相位=Ge第二相位-A+LS=12-3+3=12s金科北路1、 金科北路處的十字交叉口目前采用的相位方案是在主干道上有保護(hù)左轉(zhuǎn)彎相位的典型三相位。其相位圖如下：進(jìn)口道的車流量如下表：北進(jìn)口南進(jìn)口東進(jìn)口西進(jìn)口交叉口方向左直右左直右左直右左直右金科北路100.54

10、36.5743963282681541.5383.52021651208合計(jì)61113021932061根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)，東西方向左轉(zhuǎn)車輛占有量不大，故將該交叉口的相位方案改為兩相位，其相位圖如下：2、各進(jìn)口飽和流量計(jì)算如下：金科北路路各進(jìn)口道路縱坡為0，故G=0。進(jìn)口方向STSL參數(shù)SbTfwHVfgfbnSTSbLfwHVfgflnSL北進(jìn)口165010.090.9111.442256155010.420.580.940.4337南進(jìn)口165010.420.5810.97114215501010.920.81141東進(jìn)口165010.060.941346691550101-11550西進(jìn)口16

11、5010.060.9413.24957155010.040.96-11487求得：y北直=0.19，y北左=0.30，y南直=0.06，y南左=0.03，y東直=0.33，y東左=0.17，y西直=0.33，y西左=0.14。3、每個(gè)相位y的最佳計(jì)算：y第一相位=maxy東直，y西直，y西左，y東左=max0.33,0.33，0.14,0.17=0.33，y第二相位=maxy北直，y北左，y南直，y南左=max0.19,0.30,0.06,0.03=0.304、Y=y第一相位+y第二相位=0.33+0.30=0.635、黃燈時(shí)間A=3s，全紅時(shí)間為2s，故綠燈間隔時(shí)間I=3+2=5s，啟動(dòng)損失時(shí)間ls=3s。每周期總損失時(shí)間L=(ls+I-A)=25=10s6、最佳周期長(zhǎng)=54s7、有效綠燈時(shí)間Ge=C0-L=54-10=44sGe第一相位=23sGe第二相位=21s8、顯示綠燈時(shí)間長(zhǎng) g第一相位=Ge第一相位-A+LS=31-3+3=23s， g第二相位=Ge第二相位-A+LS=28-3+3=21s金青路1、 金青路信號(hào)相位現(xiàn)為兩相位控制。其相位圖如下：其中主干道的左轉(zhuǎn)并沒(méi)有設(shè)立專用的左轉(zhuǎn)相位。調(diào)查所得的數(shù)據(jù)也顯示出，從主干道左轉(zhuǎn)向支路的車輛相對(duì)很小，