單個(gè)交叉口交通信號(hào)控制課件VIP

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單個(gè)交叉口交通信號(hào)控制

*§11.1定時(shí)信號(hào)控制一、定時(shí)信號(hào)配時(shí)方案的基本內(nèi)容二、信號(hào)控制交叉口的交通效益指標(biāo)三、定時(shí)信號(hào)配時(shí)的基本方法*一、定時(shí)信號(hào)配時(shí)方案的基本內(nèi)容1）信號(hào)相位的定義：交通信號(hào)控制中，每一種車流控制狀態(tài)（或交叉口進(jìn)口道不同方向所顯示的不同燈色的組合狀態(tài)）。1、確定信號(hào)相位方案§11.1定時(shí)信號(hào)控制*第二相位時(shí)間通行時(shí)間間隔綠燈間隔時(shí)間第一相位時(shí)間時(shí)間綠黃紅周期時(shí)長綠燈間隔時(shí)間東西路南北路東西路①④③②南北路第一相位東西路①④③②南北路第二相位*①④③②②①④③①④③②三相位*2）信號(hào)相位方案：交通信號(hào)控制中，所有信號(hào)相位及其顯示順序的組合。如四個(gè)相位的顯示順序組合有：

Ⅰ——Ⅱ——Ⅲ——ⅣⅠ——Ⅲ——Ⅱ——ⅣⅠ——Ⅳ——Ⅲ——ⅡⅠ——Ⅱ——Ⅳ——ⅢⅠ——Ⅲ——Ⅳ——ⅡⅠ——Ⅳ——Ⅱ——ⅢⅡ——Ⅰ——Ⅲ——Ⅳ......1、確定信號(hào)相位方案*信號(hào)相位方案設(shè)計(jì)信號(hào)相位顯示順序信號(hào)相位數(shù)量*3）信號(hào)配時(shí)圖：按比例表示各個(gè)相位信號(hào)時(shí)長及其相位間關(guān)系的圖。1、確定信號(hào)相位方案*第二相位時(shí)間通行時(shí)間間隔綠燈間隔時(shí)間第一相位時(shí)間時(shí)間綠黃紅周期時(shí)長綠燈間隔時(shí)間東西路南北路東西路①④③②南北路第一相位東西路①④③②南北路第二相位*一、定時(shí)信號(hào)配時(shí)方案的基本內(nèi)容1）信號(hào)周期（c）：所有相位輪流顯示一周所需要的時(shí)間（或：一組信號(hào)燈紅、綠、黃信號(hào)顯示一個(gè)循環(huán)所用的時(shí)間），單位為秒。一個(gè)交叉口的所有相位均采用同一信號(hào)周期。信號(hào)周期c又可分為：最佳周期時(shí)間和最小周期時(shí)間。最佳周期時(shí)間（c0）：通行效益指標(biāo)最佳的交通信號(hào)周期時(shí)間。最短周期時(shí)間（cm）：到達(dá)車輛剛好能全部通過交叉口的周期時(shí)間。1、確定信號(hào)相位方案2、信號(hào)控制基本參數(shù)*2）綠燈間隔時(shí)間（I）：

從上一個(gè)相位位綠燈末到下一個(gè)相位綠燈開始的時(shí)間間隔時(shí)間。I=A+RRy

潛在沖突ABx*3）黃燈時(shí)間（A）：

燈色從綠燈變?yōu)榧t燈之間的過渡時(shí)間。一般規(guī)定：黃燈時(shí)間進(jìn)入停車線的車輛可以繼續(xù)通過，未進(jìn)入交叉口的車輛原則不能通過。4）全紅時(shí)間（RR）：

交叉口所有燈色全部為紅燈的時(shí)間。（當(dāng)交叉口比較大或復(fù)雜，黃燈時(shí)間不夠上一相位進(jìn)入交叉口的車輛安全駛出交叉口，就需要額外的一段時(shí)間，即為紅燈時(shí)間）*5）損失時(shí)間：

相位損失時(shí)間（Li)：一個(gè)相位i的損失時(shí)間。周期損失時(shí)間（L）：整個(gè)周期的損失時(shí)間。

kL=∑Li(k為周期的相位數(shù)量）

i=12、信號(hào)控制基本參數(shù)*車輛通過交叉口的通過流量圖式：

實(shí)際綠燈時(shí)間黃燈時(shí)間

有效綠燈時(shí)間gi

紅AGB紅

飽和流率

s

起動(dòng)損失e1終止（黃末）損失e2aibiIGiAi*5）損失時(shí)間：

起動(dòng)終止損失時(shí)間（e)：e=(e1+e2)/2

ai

：相位綠初損失時(shí)間。ai=I+e1

bi：相位黃燈補(bǔ)償時(shí)間。bi=A-e2

相位損失時(shí)間：Li=ai—bi=I+e-A

周期損失時(shí)間：

kL=∑Li(k為周期的相位數(shù)量）

i=1*6）有效綠燈時(shí)間（gei)：車流相當(dāng)于以飽和流率通過的時(shí)間長度。

gei+ei=Gi+Aigei=Gi+Ai-ei7）綠信比（λi)：本相位的有效綠燈時(shí)間與周期時(shí)間之比。

λi=gei/C*§11.1定時(shí)信號(hào)控制一、定時(shí)信號(hào)配時(shí)方案的基本內(nèi)容二、信號(hào)控制交叉口的交通效益指標(biāo)三、定時(shí)信號(hào)配時(shí)的基本方法*一般：通行能力或飽和度、行程時(shí)間、延誤、停車次數(shù)或停車率、排隊(duì)長度、油耗。

其中：延誤、停車次數(shù)或停車率、排隊(duì)長度、油耗，等四個(gè)指標(biāo)為常用的評(píng)價(jià)指標(biāo)。（通行能力與延誤、油耗有一定矛盾性。）美國：目前評(píng)價(jià)交叉口服務(wù)水平的指標(biāo)為延誤。二、信號(hào)控制交叉口的交通效益指標(biāo)*§11.1定時(shí)信號(hào)控制一、定時(shí)信號(hào)配時(shí)方案的基本內(nèi)容二、信號(hào)控制交叉口的交通效益指標(biāo)三、定時(shí)信號(hào)配時(shí)的基本方法*三、定時(shí)信號(hào)配時(shí)的基本方法

TRRL法（英國法——Webster法——斷面法）

ARRB法（澳大利亞法——流量流向法）

HCM法（美國方法——通行能力法）“停車線”法（中國城市道路規(guī)范——北京市政院法）---相似于TRRL法“沖突點(diǎn)”法（上海同濟(jì)大學(xué)——楊佩昆法）本書介紹的方法是綜合了TRRL與ARRB兩種方法形成的。*三、定時(shí)信號(hào)配時(shí)的基本方法本部分的目的是確定配時(shí)參數(shù)：C、G、R、ge

、λ

而最基本的參數(shù)是周期C（Cm

、

C0)*

交叉口的信號(hào)配時(shí)，應(yīng)選用同一相位流量比yi中最大者進(jìn)行計(jì)算!!

yi=max[qdmn/Smn]cm：

采用cm時(shí)，在一個(gè)周期內(nèi)到達(dá)交叉口的車輛恰好全部被放行，既無滯留車輛，信號(hào)周期也無富余。因此，cm

恰好等于一個(gè)周期內(nèi)綠燈損失時(shí)間L加上全部到達(dá)車輛以飽和流量通過交叉口所需的有效綠燈時(shí)間，

*C0：按照英國學(xué)者韋伯斯特方法，在指定的條件下，使車輛總延誤最小的配時(shí)方案即為最優(yōu)方案。其目的是獲得最佳的周期和綠信比。

根據(jù)研究和實(shí)驗(yàn)，使車輛通過交叉口的總延誤最小的最佳周期為：

該式針對(duì)的是孤立的交叉口，假定其交通流量穩(wěn)定地到達(dá)交叉口。*上述公式中：L：為周期損失時(shí)間qdmn：為m路口n流向的設(shè)計(jì)小時(shí)交通Smn：為m路口n流向的飽和流量因此本節(jié)的關(guān)鍵是確定qdmn與Smn*1、設(shè)計(jì)流程2、信號(hào)相位基本方案3、設(shè)計(jì)交通量的確定4、飽和流量的確定5、配時(shí)參數(shù)的計(jì)算6、信號(hào)交叉口通行能力與飽和度7、服務(wù)水平的評(píng)估三、定時(shí)信號(hào)配時(shí)的基本方法*1、設(shè)計(jì)流程

圖11—5信號(hào)配時(shí)設(shè)計(jì)流程圖。三、定時(shí)信號(hào)配時(shí)的基本方法*1、設(shè)計(jì)流程2、信號(hào)相位基本方案3、設(shè)計(jì)交通量的確定4、飽和流量的確定5、配時(shí)參數(shù)的計(jì)算6、信號(hào)交叉口通行能力與飽和度7、服務(wù)水平的評(píng)估三、定時(shí)信號(hào)配時(shí)的基本方法*2、信號(hào)相位基本方案

（1）確定原則信號(hào)相位要與進(jìn)口道渠化方案一并設(shè)定，專用相位必須有專用車道；布置好轉(zhuǎn)彎車道及轉(zhuǎn)彎流量是關(guān)鍵，如圖11-6；若左轉(zhuǎn)彎車輛每周期平均達(dá)到率大于等于3輛，且有專用左轉(zhuǎn)彎車道，宜設(shè)置左轉(zhuǎn)專用相位；同一相位各相關(guān)進(jìn)口道左轉(zhuǎn)車每周期到達(dá)量相近時(shí)，宜采用雙向左轉(zhuǎn)專用相位，反之，則采用單向左轉(zhuǎn)相位。（2）新建交叉口信號(hào)相位方案的確定表11-1。三、定時(shí)信號(hào)配時(shí)的基本方法*1、設(shè)計(jì)流程2、信號(hào)相位基本方案3、設(shè)計(jì)交通量的確定4、飽和流量的確定5、配時(shí)參數(shù)的計(jì)算6、信號(hào)交叉口通行能力與飽和度7、服務(wù)水平的評(píng)估三、定時(shí)信號(hào)配時(shí)的基本方法*3、設(shè)計(jì)交通量的確定qdmn

（1）有Q15mnqdmn=4х

Q15mn

（2）無Q15mn，但有高峰小時(shí)流量Qmnqdmn=Qmn/（PHF）mn

（PHF）mn

為m進(jìn)口道、n流向的高峰小時(shí)系數(shù)。

（PHF）mn

為=0.75主要進(jìn)口道

（PHF）mn

為=0.80次要進(jìn)口道

三、定時(shí)信號(hào)配時(shí)的基本方法*1、設(shè)計(jì)流程2、信號(hào)相位基本方案3、設(shè)計(jì)交通量的確定4、飽和流量的確定5、配時(shí)參數(shù)的計(jì)算6、信號(hào)交叉口通行能力與飽和度7、服務(wù)水平的評(píng)估三、定時(shí)信號(hào)配時(shí)的基本方法*4、飽和流量的確定Smn

（1）定義：一次連續(xù)綠燈小時(shí)，m進(jìn)口道n車道流向能通過停車線的最大流量（pcu/h)。

Smn=Sfi=Sbiхf(Fi)（11-4）

Sbi——各類進(jìn)口車道基本飽和流量，表11-2f(Fi)——各類進(jìn)口車道各類校正系數(shù)；

f(Fi)=fwfgfq

fw——車道寬度校正系數(shù)；（11-5）

fg——車道坡度及大車校正系數(shù)（11-6）

fq——車道其它影響因素校正系數(shù)（如行人、非機(jī)動(dòng)車、公交車?？俊⑥D(zhuǎn)彎車輛等）

三、定時(shí)信號(hào)配時(shí)的基本方法*(2)根據(jù)上述原理可以分別估算各類車道各種影響因素的飽和流量：1)直行專用車道2)左轉(zhuǎn)專用車道3)右轉(zhuǎn)專用車道4)直左合用車道5)直右合用車道6)直左右合用車道7)左右合用車道8)短車道*1、設(shè)計(jì)流程2、信號(hào)相位基本方案3、設(shè)計(jì)交通量的確定4、飽和流量的確定5、配時(shí)參數(shù)的計(jì)算6、信號(hào)交叉口通行能力與飽和度7、服務(wù)水平的評(píng)估三、定時(shí)信號(hào)配時(shí)的基本方法*1）流量比Y2）最小周期cm

3）最佳周期cO

4）周期有效綠燈時(shí)間Ge

5）各相有效綠燈時(shí)間gei6）各相位綠信比λi7）各相顯示綠燈時(shí)間（實(shí)際綠燈時(shí)間）gi5、配時(shí)參數(shù)的計(jì)算*1）流量比Yk

Y=∑max[yi]≤0.9i=1max[yi]表示某相位i所有具有通行權(quán)進(jìn)口車道設(shè)計(jì)流量與飽和流量之比中取最大值。

yi=max[qdmn/Smn]5、配時(shí)參數(shù)的計(jì)算*2）最小周期cm

在一個(gè)周期內(nèi)到達(dá)交叉口的車輛恰好全部被放行，既無滯留車輛，信號(hào)周期也無富余。因此，cm

恰好等于一個(gè)周期內(nèi)綠燈損失時(shí)間L加上全部到達(dá)車輛以飽和流量通過交叉口所需的有效綠燈時(shí)間，

cm=

L+

Gem

=

L+

ge1m+ge2m+

ge3m

+…

+

geim

geim——第i相位需要的最短有效綠燈時(shí)間。

cm=L+[cm.qd1]/s1+[cm.qd2]/s2+[cm.qd3]/s3+……

[cm.qdk]/sk

cm=L+cm[y1

+y2

+y3

+……+yk]

=L+Ycm

5、配時(shí)參數(shù)的計(jì)算*由此得到:*5、配時(shí)參數(shù)的計(jì)算3）最佳周期cO

延誤D=F（C）

求D的最小值時(shí)的C，即為最佳周期cO

*4）周期有效綠燈時(shí)間Ge

Ge=cO—L5）各相有效綠燈時(shí)間geigei=GeXyi5、配時(shí)參數(shù)的計(jì)算*6）各相位綠信比λi

λi=gei/cO7）各相顯示綠燈時(shí)間gigi=gei+e—A5、配時(shí)參數(shù)的計(jì)算*例題:相位綠燈間隔時(shí)間(I)黃燈時(shí)間(A)起終損失時(shí)間(e)設(shè)計(jì)交通量與飽和流量進(jìn)口道設(shè)計(jì)車輛交通量（輛/小時(shí)）飽和流量（輛/小時(shí)）Ⅰ932東9003000西7503000Ⅱ932南4502000北6002400交叉口基本參數(shù)如下表試計(jì)算：①信號(hào)燈最小周期；②信號(hào)燈最佳周期；③各項(xiàng)有效綠燈時(shí)間；④各項(xiàng)顯示綠燈時(shí)間和綠信比。按上述計(jì)算結(jié)果，畫出相位設(shè)計(jì)配時(shí)示意圖。*1、設(shè)計(jì)流程2、信號(hào)相位基本方案3、設(shè)計(jì)交通量的確定4、飽和流量的確定5、配時(shí)參數(shù)的計(jì)算6、信號(hào)交叉口通行能力與飽和度7、服務(wù)水平的評(píng)估三、定時(shí)信號(hào)配時(shí)的基本方法*6、信號(hào)交叉口通行能力與飽和度1）通行能力的一般表達(dá)式

(1)m進(jìn)口道第i車道的通行能力Npi

Npi=Sfi.λi(可以求出各種車道的通行能力)

(2)m進(jìn)口道的通行能力Nm

Nm=∑Npi

(對(duì)進(jìn)口道各條車道求和）

(3)交叉口通行能力Ca

Na=∑Nm

(對(duì)交叉口所有進(jìn)口道求和）*6、信號(hào)交叉口通行能力與飽和度2）飽和度

(1)車道的飽和度

Xpi

Xpi

=qdi/Npi=qdi/(sfi.λi)=yi

/λi

(2)進(jìn)口道的飽和度Xm

Xm=qm/Nm(不為進(jìn)口道各條車道飽和度之和）

(3)交叉口的飽和度Xa

Xa=

qa/Na(不為交叉口所有進(jìn)口道飽和度之和）*1、設(shè)計(jì)流程2、信號(hào)相位基本方案3、設(shè)計(jì)交通量的確定4、飽和流量的確定5、配時(shí)參數(shù)的計(jì)算6、信號(hào)交叉口通行能力與飽和度7、服務(wù)水平的評(píng)估三、定時(shí)信號(hào)配時(shí)的基本方法*7、服務(wù)水平的評(píng)估用“信控延誤”指標(biāo)評(píng)價(jià)—15分鐘分析時(shí)段的平均每車信號(hào)控制延誤。

dj

≤[

d]

計(jì)算平均每車延誤某種服務(wù)水平允許的每車平均延誤*7、服務(wù)水平的評(píng)估

交叉口平均延誤:dj

=∑qmdm/

qa

qa=

∑qm

進(jìn)口道平均延誤:dm

=∑qidi/

qm

qm=

∑qi

第m進(jìn)口道i流向的平均延誤*7、服務(wù)水平的評(píng)估di

新交叉口di=

d1+d2均勻延誤隨機(jī)延誤原有交叉口di=

d1+d2+d3初始排隊(duì)延誤、過飽和延誤等*書中算例注意要點(diǎn):(P162_171)1、渠化設(shè)計(jì)與相位設(shè)計(jì)的基本關(guān)系2、書中最佳周期公式的錯(cuò)誤3、在分配直左、直右、直行車輛時(shí)采用了排隊(duì)車輛的等排隊(duì)長度的原理，即：車輛在選擇“左傳車道與直左車道”、“直左車道與直右車道”、“直右車道與右轉(zhuǎn)車道”，都是按照選擇車道的流向性質(zhì)，遵從在最短車道中排隊(duì)等待。（這是駕駛行為特征之一）。4、表格計(jì)算中的某些錯(cuò)誤：*表11-9中的某些參數(shù)的取值*表11-10中“設(shè)計(jì)飽和流量”是根據(jù)表11-9來的，但存在一些誤差；北進(jìn)口道直行車設(shè)計(jì)流量的值為648！*表11-11與表11-14右“轉(zhuǎn)校正系數(shù)”排錯(cuò)行*單點(diǎn)交通信號(hào)控制的基本概念與參數(shù)總結(jié)信號(hào)相位周期長度C（顯示）綠燈時(shí)間g

有效綠燈時(shí)間ge

（顯示）紅燈時(shí)間r有效紅燈時(shí)間re

綠信比λ（=ge/c）黃燈時(shí)間A（=3秒）（I<A時(shí)，I=A）綠燈間隔I

（包括黃燈和全紅）損失時(shí)間L高峰小時(shí)系數(shù)PHF流量（流率）q飽和流量S流量（率）比y（=q/S）通行能力NPi（=λS）飽和度x（=q/N）信號(hào)配時(shí)圖相位圖延誤d、D

*一、基本原理

1928年由Baltimore首先引入，通過設(shè)在路口檢測(cè)器接受車流信息，使信號(hào)時(shí)間隨流量自動(dòng)改變配時(shí)方案。最初為機(jī)械觸點(diǎn)形式，現(xiàn)大多為線圈形式，埋于路面下面。§11.2感應(yīng)信號(hào)控制g

gig0gmaxgmin*

1、某相獲取通行權(quán)：

gi：初期綠燈時(shí)間

g0

：?jiǎn)挝谎娱L綠燈時(shí)間

gmin

：最短綠燈時(shí)間

gmax

：最長綠燈時(shí)間gmin=gi+g0

無后續(xù)車輛，則換相有后續(xù)車輛，則延長一個(gè)g0，但最多只延長到gmax

2、gmin

≤g≤gmax

*二、控制參數(shù)

1、初期綠燈時(shí)間gi

2、單位延長綠燈時(shí)間g0

3、最短綠燈時(shí)間gmin

4、最長綠燈時(shí)間gmax

**最短綠燈時(shí)間g