第4章信號控制1解析課件

1、1課程內容第1章 控制理論概述第2章 交通控制概述第3章 路口優(yōu)先控制第4章 交通信號控制第5章 交通誘導控制第6章 交通控制的基本評價指標第7章 控制系統(tǒng)的基本原理及組成第8章 高速公路交通控制2第4章 交通信號控制當路口交通流量較小時，宜采用優(yōu)先規(guī)則控制； 當路口交通流量較大時，宜采用信號控制。 交通信號控制是時間分離的交通組織形式。 通常在停車讓路控制基礎上，根據交叉口交通流量、車輛延誤、交通沖突、行人安全、事故記錄以及交叉口所處的位置等多方面因素，來考慮設置信號燈的必要性。3第4章 交通信號控制第1節(jié) 信號控制參數與基本概念第2節(jié) 單點定時信號控制原理第3節(jié) 單點感應信號控制原理第4節(jié)

2、 干線信號協(xié)調控制原理第5節(jié) 區(qū)域信號協(xié)調控制41.1 信號控制參數1.2 飽和流率1.3 交叉口交通運行狀態(tài)及車輛受阻描述第1節(jié) 信號控制參數與基本概念51.1 信號控制參數（1） 信號相位 （2）信號綠燈（3）信號紅燈（4）信號黃燈（5）全紅時間 （6）信號周期（7）綠燈間隔時間（8）綠燈信號時段（9）有效綠燈時間與綠信比？信號相位（相位數、相序）、信號周期、 綠燈時間（綠信比）信號燈色：綠燈、 黃燈、紅燈6 概念：通行權的每一次更換，就構成了 一個信號相位。 相序與相位數：通行權的順序構成相序。 信號控制的最基本的形式是兩相位信號控制，即n=2，相位圖如圖4-1-1所示。1.1 信號控制

3、參數（1） 信號相位：n個101.1 信號控制參數（1） 信號相位 （2）信號綠燈（3）信號紅燈 （4）信號黃燈（5）全紅時間 （6）信號周期（7）綠燈間隔時間（8）綠燈信號時段（9）有效綠燈時間與綠信比111.1 信號控制參數（2）信號綠燈：G（秒） 信號綠燈（包括綠閃）： 表示車輛可以通行。 在平面交叉口，面對綠燈的車輛可以直 行、左轉或右轉。左、右轉車輛必須讓合法 通行的其他車輛和行人橫道線內行人先行。 綠色箭頭燈表示車輛只允許沿箭頭所指 的方向通行。121.1 信號控制參數（3）信號紅燈：R（秒） 信號紅燈（包括紅+黃）： 表示不允許車輛通行，面對紅燈的車 輛不能超過停車線。 箭頭紅燈

4、表示僅對箭頭所指的方向起 紅燈的作用。13 信號黃燈（獨立黃燈）： 表示即將亮紅燈，面對黃燈的車輛應 該依次停在各進口道停車線以外。當黃燈 啟亮時，已經進入交叉口（通過或部分通 過停車線）的車輛可以繼續(xù)通行，駛離交 叉口。1.1 信號控制參數（4）信號黃燈：A（秒）黃燈時間的設置： 基于交叉口交通安全方面的要求。黃燈時間的取值范圍一般為35秒。 黃燈時間不宜較長，當黃燈時間大于5 秒時，超出部分通常用全紅時間取代。 箭頭黃燈表示：僅對箭頭所指的方向起黃燈的作用。 （4）信號黃燈：A（秒）151.1 信號控制參數161.1 信號控制參數（1） 信號相位 （2）信號綠燈（3）信號紅燈 （4）信號黃

5、燈（5）全紅時間 （6）信號周期（7）綠燈間隔時間（8）綠燈信號時段（9）有效綠燈時間與綠信比17 全紅時間： 指交叉口處于“四面紅燈”控制狀態(tài)的下的一段紅燈時間。 全紅時間的作用： 清路口，并提供較大的安全余地。使滯留在交叉口沖突區(qū)內的車輛能夠安全地疏散。 全紅時間的長短，應視交叉口具體情況而定。1.1 信號控制參數（5）全紅時間：r（秒）18 概念 信號燈色顯示一個循環(huán)所需要的時間。 也是不同信號相位所需時間之和。 通常用信號配時圖來描述信號周期。 信號配時圖可以反映出某一時刻路口的燈色狀態(tài)。1.1 信號控制參數（6）信號周期：C（秒）19 無全紅（r=0）的兩相位(n=2)信號控制配時圖

6、圖中符號說明（兩相位時）：下標1：表示東西方向（A相位）下標2：表示南北方向（B相位） C = G1 + A1 + R1, C = G2 + A2 + R220C = G1 + A1 + R1C = G2 + A2 + R2C = G1 + A1 + R1 = G2 + A2 + R221信號周期由兩個綠燈信號時段T1和T2組成： T1 A相位綠燈信號時段，秒； T2 B相位綠燈信號時段，秒； 無全紅（r=0）的兩相位信號控制配時圖22 C = T1 + T2 =（G1+A1）+（G2+A2） =（G1+G2）+ 2A （設：A1 = A2 = A） = G + 2A , G 周期綠燈時間 2

7、3 無全紅的三相位信號控制配時圖24 無全紅的三相位信號控制配時圖 信號周期由三個綠燈信號時段組成： T1= G1+A1 T2= G2+A2 T3= G3+A325 無全紅的三相位信號控制配時圖 C = T1+ T2 + T3 =G1+A1+G2+A2+G3+A3 =（G1+G2+G3）+3A，（設：A1=A2=A3=A） = G+3A， （G=G1+G2+G3）26 無全紅的三相位信號控制配時圖 C = G1+A1+R1 = G2+A2+R2 = G3+A3+R3 27 對于全紅時間為零的多相位信號控制，其信號周期表達式的一般形式為：設：A1= A2=Ai，則可以改寫為： C = G + n

8、A ， G為周期綠燈時間 28 有全紅（r0）的兩相位信號控制配時圖 全紅：推遲下一相位的綠燈起始時刻。29 有全紅（r0）的兩相位信號控制配時圖 C = G1+A+R1=G2+A+R2 =（G1+A+r）+（G2+A+r） =（G1+G2）+ 2（A+r） =G+2（A+r） ，G=G1+G2 其中： A相位時間 = G1+A+r ， B相位時間 = G2+A+r 有全紅時間的多相位信號控制，其信號周期的一般表達式為： 當r = 0時，即無全紅信號控制是有全紅信號控制的一個特例。31例4-1-1 有兩相位信號控制交叉口。信號周期C=60秒，黃燈時間A=3秒，相位A綠燈時間G1=30秒，無全紅

9、時間。試求（1）繪制信號配時圖，并給出標注；（2）周期表達式。例題：4-1-1， C=60秒， A=3秒， G1=30秒解：（1）繪制信號配時圖33例題：4-1-1， C=60秒， A=3秒， G1=30秒解：（2）信號周期表達式C= G1+A+ R1=30+3+27=60（秒）C= G2+A+ R2=24+3+33=60（秒）C= G+2A=（30+24）+2x3=60（秒）34例4-1-3 有兩相位信號控制交叉口。信號周期C=60秒，黃燈時間A=3秒，相位A綠燈時間G1=30秒，全紅時間r=2秒。試求（1）繪制信號配時圖，并給出標注；（2）周期表達式。35例4-1-3 C=60秒，A=3秒

10、，G1=30秒，r=2秒。解：（1）繪制信號配時圖并給出標注；A相位： G1=30秒，A=3秒， R1=C- G1-A=60-30-3=27秒36例4-1-3 C=60秒，A=3秒，G1=30秒，r=2秒。解：（1）繪制信號配時圖并給出標注；B相位： G2=C-G1-2(A+r)=60-30-2(3+2)=20秒, A=3秒 R2=C- G2-A=60-20-3=37秒37例4-1-3 C=60秒，A=3秒，G1=30秒，r=2秒。解：（2）周期表達式C=G1+A+R1=30+3+27=60（秒）C=G2+A+R2=20+3+37=60（秒）C=G+2（A+r）=（30+20）+2（3+2）=

11、60（秒）381.1 信號控制參數（1） 信號相位 （2）信號綠燈（3）信號紅燈 （4）信號黃燈（5）全紅時間 （6）信號周期（7）綠燈間隔時間（8）綠燈信號時段（9）有效綠燈時間與綠信比39（7）綠燈間隔時間：E（秒） 一個信號相位綠燈時間結束，到下一個 信號相位綠燈時間開始之間的時間間隔，稱為綠燈間隔時間。 我們可以用信號配時圖表示出綠燈間隔 時間。（7）綠燈間隔時間：E（秒） E=A+r 在有全紅時間的情況下，E的最小值通常為4秒，即A=3秒，r=1秒。（7）綠燈間隔時間：E（秒）當n=2時： C=G+2E，G=G1+G2當采用多相位信號控制時： C=G+nE 421.1 信號控制參數（

12、1） 信號相位 （2）信號綠燈（3）信號紅燈 （4）信號黃燈（5）全紅時間 （6）信號周期（7）綠燈間隔時間（8）綠燈信號時段（9）有效綠燈時間與綠信比43 （8）綠燈信號時段：Ti（秒） 對于任一相位i ：Ti = Gi+A （秒）44 （9）有效綠燈時間與綠信比 綠燈信號時段內能充分被利用的時間，稱為有效綠燈時間，它等于綠燈信號時段減去前后損失時間（啟動停車損失時間）。充分被利用：以最大的離開率（飽和流率）離開（通過停車線）。45 （9）有效綠燈時間與綠信比 相位有效綠燈時間與相位（有效）綠信比 相位損失時間 周期有效綠燈時間與周期（有效）綠信比 周期損失時間 相位有效綠燈時間與相位（有效

13、）綠信比 相位有效綠燈時間與相位（有效）綠信比 Gei=Gi+A-(l1+l2 )=Gi+A-l, (l=l1+l2 ) 相位有效綠燈時間與相位（有效）綠信比 Gei=Gi+A-(l1+l2 )=Gi+A-l, (l=l1+l2 ) 式中： l 起動停車損失時間， 51 （9）有效綠燈時間與綠信比 相位有效綠燈時間與相位（有效）綠信 相位損失時間 周期有效綠燈時間與周期（有效）綠信比 周期損失時間52 相位損失時間 相位損失時間： 指一個信號相位時間內，不能充分被 利用的時間，它包括相位綠燈信號時段內 前后損失時間和相位時間內的全紅時間， 即：l+r （秒），為相位損失時間。 當r=0時，相位

14、損失時間為l 。53 （9）有效綠燈時間與綠信比 相位有效綠燈時間與相位（有效）綠信比） 相位損失時間 周期有效綠燈時間與周期（有效）綠信比 周期損失時間54 周期有效綠燈時間與周期（有效）綠信比 在一個信號周期內，總有效綠燈時間稱為周期有效綠燈時間，它等于各信號相位有效綠燈時間之和，用符號Ge（秒）表示，即： 對于有全紅時間的信號周期，周期有效綠燈時間的表達式為： Ge=(G+nA)nl =(Cnr)nl =C-n(l+r)， 當全紅時間等于零時的周期有效綠燈時間表達式: Ge=Cnl, ( r=0 ) 周期有效綠燈時間與周期（有效）綠信比 周期（有效）綠信比: 等于周期有效綠燈時間與信號周

15、期之比，用符號U表示，無單位，即： U=Ge/C 周期（有效）綠信比等于各信號相位（有效 綠信比之和。 當n = 2時： Ge=C2(l+r)=Ge1+Ge2 , U=u1+u2=Ge1 / C+Ge2 / C=Ge / C 57 （9）有效綠燈時間與綠信比 相位有效綠燈時間（Gei，秒）與相位（有效）綠信比（ui） 相位損失時間 周期有效綠燈時間與周期（有效）綠信比 周期損失時間58 周期損失時間 一個信號周期內的總損失時間，稱為周 期損失時間，用符號L（秒）表示。 Ge=Cn(l+r)=CL， C=Ge+L L周期損失時間： L=n(l+r) ，當全紅時間為零時： L = n l公式表明：

16、周期損失時間是各相位損失時間之和，它與相位數呈正比關系。當相位數增多時，周期損失時間也隨之增加。59周期有效綠信比U也可表示為： 注意： U能否大于、等于1？ 計算中，綠信比保留兩位小數。 以秒為單位的時間參數取整。60例題：75 77頁例4-1-4：全紅時間r=0例4-1-5：全紅時間r=1秒61 （9）有效綠燈時間與綠信比 相位有效綠燈時間與相位（有效）綠信比 相位損失時間 周期有效綠燈時間與周期（有效）綠信比 周期損失時間END621.1 信號控制參數（1） 信號相位 （2）信號綠燈（3）信號紅燈 （4）信號黃燈（5）全紅時間 （6）信號周期（7）綠燈間隔時間（8）綠燈信號時段（9）有效

17、綠燈時間與綠信比END63補充：信號遲啟、早斷控制通常的控制方式： 同一相位的信號燈是同步運行的。遲啟、早斷控制方式： 同一相位的信號燈不是同步運行的。遲啟、早斷控制不增加相位數。 64進口道車道布置：有左轉、直行專用車道。信號燈： 可以不使用箭頭燈。遲啟、早斷控制類型： T 型路口：遲啟控制、早斷控制 十字路口：遲啟+早斷控制補充：信號遲啟、早斷控制651. 遲啟控制2. 早斷控制3. 遲啟+早斷控制補充：信號遲啟、早斷控制661. 信號遲啟控制如圖示（T型路口）： 相位A（東西方向）采用信號遲啟控制。相位A階段1：西綠燈遲啟，東左轉處于保護相位。相位A階段2：西綠燈啟亮，東左轉處于許可相位。68 信號遲啟控制信號配時圖691. 遲啟控制2. 早斷控制3. 遲啟+早斷控制補充：信號遲啟、早斷控制702. 信號早斷控制如圖示（T型路口）： 相位A（東西方向）采用信號早斷控制。相位A階段1：東、西綠燈同時啟亮，東左轉處于許可相位。相位A階段2：西綠燈早斷，東左轉處于保護相位。72 信號早斷控制信號配時圖731. 遲啟控制2. 早斷控制3. 遲啟+早斷控制