信號配時計算過程

1、本次設(shè)計選擇的路段上有四個交叉口，其中兩個T字交叉口、兩個十字交叉口。四個交叉口均屬于定時信號配時。國際上對定時信號配時的方法較多，目前在我國常用的有美國的HCM法、英國的TRRL法（也稱Webster法）、澳大利亞的ARRB法（也稱阿克賽利克方法）、中國城市道路設(shè)計規(guī)范推薦方法、停車線法、沖突點法共六種方法。本次設(shè)計運用的是比較經(jīng)典的英國的TRRL法，即將F·韋伯斯特B·柯布理論在信號配時方面的使用。對單個交叉口的交通控制也稱為“點控制”。本節(jié)中使用TRRL法對各個交叉口的信號燈配時進行優(yōu)化即是點控制中的主要內(nèi)容。在對一個交叉口的信號燈配時進行優(yōu)化時，主要的是根據(jù)調(diào)查所得

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

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

4、i一個周期內(nèi)的相位數(shù)；Y組成周期的全部信號相位的各個最大y值之和，Y=maxyi，。周期時間的取值應當在一個合適的范圍內(nèi)。在周期時長數(shù)值較小時增大周期時長，可明顯地提高通行能力，使更多的車輛通過。但當周期時長繼續(xù)增長，超過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，所以單點信號燈的最大周期時長一般不超過120s。同時，周期時長也不宜過短，最短周期時長應考慮車輛能安全通過交叉口所需的最短時間和行人過街所需最短時間兩個因素來確定。如果周期時長過短，行人和車輛的安全性能就無法得到保證，反而降低通行性能。故在計算時通常采用最佳周期時長而不是最短周期時長。3.有效綠燈時間與最佳綠

5、信比與信號周期的確定一樣，在各相位之間，綠燈時間的分配也是以車輛延誤最少為原則的。按照這個原則，綠信比應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間； y1、y2分別為第一和第二相位的流量比率。式（4-15）可進一步引申，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間： （4-17）定時信號控制配時的基本內(nèi)容包括兩部分：確定信號相位方案和信號基本控制參數(shù)。確定信號相位方案是對信號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信號周期內(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。兩相位定時信號配時圖是最常見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，在信號交叉口的配時設(shè)計中，由于左轉(zhuǎn)流量對交叉口運行的影響最大，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)流量的要求來確定。合理選用和組合相位，是決定點控制定時信號交叉口交通效益的主要因數(shù)之一。TRRL法的信號基本控制參數(shù)優(yōu)化步湊如下：1、 計算各交叉口每個進口車道的車流量和飽和流量2、 求出每個進口車道的車流量系數(shù)，并為每個相位選擇流量比3、 將各相位的流量比相加得出整個交叉路口的Y值（Y小于等于0.9）4、 確定路口綠燈間隔時間I和損失時間L5、 利用最佳周期計算公式計算

7、周期時間6、 用周期時間減去損失時間可得出可利用的有效綠燈時間7、 將路口有效綠燈時間按各個相位的流量比分配給各個相位8、 根據(jù)各相位的黃燈時間和啟動損失時間，計算各相位的實際綠燈時間。四個交叉口信號優(yōu)化計算過程如下：金周路： 1、 金周路處的T字交叉口信號現(xiàn)狀設(shè)置為保護轉(zhuǎn)彎相位，同時設(shè)立有后延左轉(zhuǎn)相?，F(xiàn)狀相位如圖1。進口車流量如下表：北進口南進口東進口西進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-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、無專用相位）。2、各進口飽和流量計算如下：金周路各進口道路縱坡為0，故G=0。進口方向STSL參數(shù)SbTfwHVfgfbnSTSbLfwHVfgflnSL南進口-155010.030.97-11503東進口165010.060.9414623015501010.7011318西進口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、每個相位y的最佳計算：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、、黃燈時間A=3s，全紅時間為2s，故綠燈間隔時間I=3+2=5s，啟動損失時間ls=3s。每周期總損失時間L=(ls+I-A)=25=10s6、最佳周期長=42s7、有效綠燈時間Ge=C0-L=42-10=32sGe第一相位=20sGe第二相位=12s8、顯示綠燈時間長 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左轉(zhuǎn)彎相位的典型三相位。其相位圖如下：進口道的車流量如下表：北進口南進口東進口西進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、各進口飽和流量計算如下：金科北路路各進口道路縱坡為0，故G=0。進口方向STSL參數(shù)SbTfwHVfgfbnSTSbLfwHVfgflnSL北進口165010.090.9111.442256155010.420.580.940.4337南進口165010.420.5810.97114215501010.920.81141東進口165010.060.941346691550101-11550西進口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、每個相位y的最佳計算：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、黃燈時間A=3s，全紅時間為2s，故綠燈間隔時間I=3+2=5s，啟動損失時間ls=3s。每周期總損失時間L=(ls+I-A)=25=10s6、最佳周期長=54s7、有效綠燈時間Ge=C0-L=54-10=44sGe第一相位=23sGe第二相位=21s8、顯示綠燈時間長 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)向支路的車輛相對很小，