交通信號(hào)控制課件

交通信號(hào)控制主要內(nèi)容一、交通信號(hào)控制概論二、單個(gè)交叉口交通信號(hào)控制三、干線交叉口交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制四、交通感應(yīng)信號(hào)五、區(qū)域信號(hào)協(xié)調(diào)控制（一）交通信號(hào)一、定義：是在空間上無(wú)法實(shí)現(xiàn)分離的地方（主要是在平面交叉口處）用來(lái)在時(shí)間上給交通流分配通行權(quán)的一種交通指揮措施二、種類(lèi)：基本信號(hào)燈；箭頭信號(hào)燈；閃爍燈三、信號(hào)燈含義我國(guó)《條例》對(duì)信號(hào)燈的含義做了詳細(xì)的規(guī)定，基本上與國(guó)際規(guī)定一致，僅對(duì)黃燈的含義與國(guó)際規(guī)定略有差別四、信號(hào)燈的次序安排顏色起亮順序：綠、黃、紅一、交通信號(hào)控制概論

（三）信號(hào)控制類(lèi)別一、根據(jù)所采用的控制裝置的不同，交通信號(hào)控制可以劃分為如下三種類(lèi)型：1)定周期信號(hào)控制在定周期信號(hào)控制中，配時(shí)方案包括周期長(zhǎng)度、相位次序、綠信比和相位轉(zhuǎn)換時(shí)間都是根據(jù)歷史的交通數(shù)據(jù)事先確定的。在事先確定的配時(shí)方案中，綠燈時(shí)間的長(zhǎng)短、信號(hào)周期長(zhǎng)度以及每個(gè)相位上的綠燈起止時(shí)間都是相對(duì)固定的，亦即在某一確定的時(shí)間段上，上述配時(shí)參數(shù)保持不變。可根據(jù)一天中交通量的波動(dòng)情況，劃分若干時(shí)間區(qū)段，對(duì)應(yīng)于每一時(shí)間區(qū)段的平均交通量制定相應(yīng)的配時(shí)方案。一、交通信號(hào)控制概論

（三）信號(hào)控制類(lèi)別2)半感應(yīng)式信號(hào)控制半感應(yīng)式信號(hào)控制主要用在主次干道相交的交叉口，在這種信號(hào)控制中，主干道總是保持綠燈。當(dāng)埋設(shè)在次干道上的檢測(cè)器檢測(cè)到車(chē)輛到達(dá)時(shí)，經(jīng)過(guò)一個(gè)適當(dāng)?shù)男盘?hào)轉(zhuǎn)換間隔后，信號(hào)狀態(tài)發(fā)生變化，主干道信號(hào)燈變?yōu)榧t燈而讓次干道變?yōu)榫G燈。該綠燈將持續(xù)到次干道上的車(chē)輛全部通過(guò)交叉口或直到規(guī)定的最大綠燈時(shí)間為止。該控制方式的周期長(zhǎng)度和綠燈時(shí)間可根據(jù)實(shí)際需要隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)次干道沒(méi)有車(chē)輛時(shí)，主干道總保持常綠，分配到次干道的綠燈時(shí)間被充分利用，所有“多余”綠燈時(shí)間都分配給主干道。一、交通信號(hào)控制概論

（三）信號(hào)控制類(lèi)別3)

全感應(yīng)式信號(hào)控制在全感應(yīng)工作方式下，所有的相位配時(shí)都是由檢測(cè)器檢測(cè)的車(chē)流量來(lái)控制。通常，相位的順序是事先規(guī)定好的，此外每個(gè)相位的最大和最小綠燈時(shí)間也是事先確定好的。在這種控制方式下，信號(hào)周期長(zhǎng)度和綠燈時(shí)間可根據(jù)實(shí)際的交通狀況作很大的變化。全感應(yīng)式信號(hào)控制的另一大優(yōu)點(diǎn)是可以設(shè)置可選相位，在此相位中，如果沒(méi)有檢測(cè)到車(chē)輛的到達(dá)，那么就可以跳過(guò)該相位，繼續(xù)運(yùn)行其它的相位。一、交通信號(hào)控制概論

（三）信號(hào)控制類(lèi)別2）干線協(xié)調(diào)控制（又叫綠波協(xié)調(diào)控制）主干道信號(hào)協(xié)調(diào)控制是一維信號(hào)控制，又稱(chēng)“線控制”，主要用于城市的主干道上，它把主干路上相鄰的交叉口協(xié)調(diào)控制，以提高整個(gè)主干道的通行能力。參與協(xié)調(diào)控制的交叉口采用相同的信號(hào)周期，

但各個(gè)信號(hào)交叉口參考相位的綠燈開(kāi)始時(shí)刻錯(cuò)開(kāi)一定的時(shí)間差。線控制往往是面控制系統(tǒng)的一種簡(jiǎn)化形式，控制參數(shù)基本相似。根據(jù)道路交叉口所采用的信號(hào)燈控制方式的不同，線控制也可以分為干線交通信號(hào)定時(shí)式協(xié)調(diào)控制及干道交通信號(hào)感應(yīng)式協(xié)調(diào)控制。較為普遍的是交通信號(hào)定時(shí)式協(xié)調(diào)控制。一、交通信號(hào)控制概論

（三）信號(hào)控制類(lèi)別3）區(qū)域信號(hào)協(xié)調(diào)控制（也叫面控制）區(qū)域信號(hào)協(xié)調(diào)控制把整個(gè)區(qū)域中的所有信號(hào)交叉口作為協(xié)調(diào)控制的對(duì)象，控制區(qū)內(nèi)各受控交通信號(hào)都受中心控制室的集中控制。對(duì)范圍較小的區(qū)域，可以整區(qū)集中控制；范圍較大的區(qū)域，可以分區(qū)分級(jí)管理，分區(qū)的結(jié)果往往成為一個(gè)由幾條線控制和點(diǎn)控制組成的分級(jí)集中控制系統(tǒng)。區(qū)域控制系統(tǒng)按控制策略可以分為定時(shí)脫機(jī)控制系統(tǒng)及感應(yīng)式聯(lián)機(jī)控制系統(tǒng)兩種.

一、交通信號(hào)控制概論

（四）交通信號(hào)控制設(shè)備檢測(cè)器：壓力式、線圈、紅外、超聲波信號(hào)機(jī)：數(shù)據(jù)處理，固定方案或人為輸入指令進(jìn)行調(diào)整控制中心:交通指揮中心，主要起協(xié)調(diào)作用，可分主控中心及區(qū)域控制中心一、交通信號(hào)控制概論

（一）定時(shí)信號(hào)配時(shí)方案的基本內(nèi)容1.信號(hào)相位方案在一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)，信號(hào)機(jī)按照預(yù)設(shè)的相位方案輪流開(kāi)放不同的信號(hào)顯示，對(duì)各向車(chē)輛和行人給予通行權(quán)，此時(shí)各進(jìn)口道不同方向所顯示的不同燈色的組合稱(chēng)為一個(gè)信號(hào)相位。（通行權(quán)改變，相位改變）二、單個(gè)交叉口交通信號(hào)控制

兩相位信號(hào)配時(shí)圖具有專(zhuān)用左轉(zhuǎn)相位的三相位方案（一）定時(shí)信號(hào)配時(shí)方案的基本內(nèi)容2.信號(hào)基本控制參數(shù)周期長(zhǎng)度：信號(hào)周期是指信號(hào)燈燈色任何一個(gè)完整的循環(huán)。周期長(zhǎng)度是指信號(hào)燈運(yùn)行一個(gè)循環(huán)所需的時(shí)間，等于綠燈、黃燈、紅燈時(shí)間之和。信號(hào)燈最短周期長(zhǎng)度不要小于36秒，否則不能滿(mǎn)足各個(gè)車(chē)流方向的交通需求；周期長(zhǎng)度也不要太長(zhǎng)（不超過(guò)150秒），否則車(chē)輛在交叉口的延誤急劇增加。適當(dāng)?shù)闹芷陂L(zhǎng)度對(duì)減少車(chē)輛延誤和改變交叉口的擁擠程度具有重要作用。二、單個(gè)交叉口交通信號(hào)控制

（一）定時(shí)信號(hào)配時(shí)方案的基本內(nèi)容信號(hào)損失時(shí)間：一次信號(hào)周期內(nèi)，任何方向車(chē)輛都不能通行的時(shí)間啟動(dòng)損失時(shí)間：每個(gè)相位綠燈初期車(chē)輛因啟動(dòng)而實(shí)際并未用于通車(chē)的一段時(shí)間黃燈末損失時(shí)間：黃燈初期車(chē)輛可以通行而黃燈末期車(chē)輛不能通行的那段時(shí)間綠燈間隔時(shí)間：從上一相位綠燈結(jié)束到下一相位綠燈開(kāi)始之間的一段時(shí)間二、單個(gè)交叉口交通信號(hào)控制

有效綠燈時(shí)間：實(shí)際上用來(lái)通車(chē)的綠燈時(shí)間綠信比：一個(gè)周期時(shí)間內(nèi)有效綠燈時(shí)間與信號(hào)周期的比值。周期相同，各相位的綠信比不一定相等相位差（又叫綠時(shí)差或綠燈起步時(shí)距）：相位差是針對(duì)兩個(gè)信號(hào)交叉口而言，是指兩個(gè)相鄰交叉口它們同一相位綠燈（或紅燈）開(kāi)始時(shí)間之差。相位差是系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制中的一個(gè)重要參數(shù)，當(dāng)對(duì)一條干線上的交通流或一個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的交通流進(jìn)行控制時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)各個(gè)路口的相位差，可以使一串路口的信號(hào)燈形成綠波帶，車(chē)輛通過(guò)這些交叉口時(shí)暢通無(wú)阻。（一）定時(shí)信號(hào)配時(shí)方案的基本內(nèi)容二、單個(gè)交叉口交通信號(hào)控制

（二）

定時(shí)信號(hào)配時(shí)的基本方法到目前為止，定時(shí)信號(hào)的配時(shí)方法在國(guó)際上主要有英國(guó)的TRRL(TransportandRoadResearchLaboratory)法（也稱(chēng)Webster法）、澳大利亞的ARRB(AustralianRoadResearchBoard)法以及美國(guó)的HCM（HighwayCapacityManual）法等。在我國(guó)有“停車(chē)線法”和“沖突點(diǎn)法”等。交通信號(hào)相位設(shè)定（1）信號(hào)相位必須同交叉口進(jìn)口道車(chē)道渠化（即車(chē)道功能劃分）方案同時(shí)設(shè)定；（2）信號(hào)相位對(duì)應(yīng)于左、右轉(zhuǎn)彎交通量及其專(zhuān)用車(chē)道的布置，常用基本方案如下圖所示：二、單個(gè)交叉口交通信號(hào)控制

（二）

定時(shí)信號(hào)配時(shí)的基本方法二、單個(gè)交叉口交通信號(hào)控制

（二）

定時(shí)信號(hào)配時(shí)的基本方法（3）有左轉(zhuǎn)專(zhuān)用車(chē)道時(shí)，根據(jù)左轉(zhuǎn)流向設(shè)計(jì)交通量計(jì)算的左轉(zhuǎn)車(chē)每周期平均流量達(dá)到一定程度，以致完全不能利用沖突車(chē)流（對(duì)向直行車(chē)流）的間隙完成左轉(zhuǎn)時(shí)，宜設(shè)左轉(zhuǎn)專(zhuān)用相位；（4）同一相位各相關(guān)進(jìn)口道左轉(zhuǎn)車(chē)每周期平均到達(dá)量相近時(shí)，宜用雙向左轉(zhuǎn)專(zhuān)用相位，否則宜用單向左轉(zhuǎn)專(zhuān)用相位。二、單個(gè)交叉口交通信號(hào)控制

無(wú)最高15min流率的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，可按下式估算：式中：Q－配時(shí)時(shí)段中，某進(jìn)口道某流向的實(shí)際高峰小時(shí)交通量（pcu/h）PHF－配時(shí)時(shí)段中，某進(jìn)口道某流向的高峰小時(shí)系數(shù)；主要進(jìn)口道可取0.75，次要進(jìn)口道可取0.8。（三）

確定設(shè)計(jì)交通量二、單個(gè)交叉口交通信號(hào)控制

（四）

飽和流量的確定飽和流量：在一次連續(xù)的綠燈時(shí)間內(nèi)，交叉口進(jìn)口道上車(chē)隊(duì)能夠連續(xù)通過(guò)停車(chē)線的折算為轎車(chē)的最多車(chē)輛數(shù)。飽和流量的獲得可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查或計(jì)算得到。實(shí)地觀測(cè)可以得到精確的飽和流量值，但會(huì)耗費(fèi)過(guò)多的人力、物力，不是實(shí)用的方法；計(jì)算的方法因涉及到較多影響因素的校正系數(shù)，計(jì)算結(jié)果會(huì)帶有較大誤差。但在精度要求不是很高的情況下，采用估算方法比較經(jīng)濟(jì)。二、單個(gè)交叉口交通信號(hào)控制

1、相位轉(zhuǎn)換時(shí)間和交叉口清空時(shí)間顯示黃燈的目的是為了警告相關(guān)車(chē)流本相位即將結(jié)束或此后立即顯示紅燈信號(hào)，因此黃燈時(shí)間又稱(chēng)為相位轉(zhuǎn)換時(shí)間。在黃燈期間車(chē)輛可以合法的進(jìn)入交叉口。為了避免不同相位的車(chē)流發(fā)生沖突，在新的相位車(chē)流放行前，需要對(duì)交叉口的車(chē)輛進(jìn)行清空，這段時(shí)間稱(chēng)為清空時(shí)間。交叉口清空時(shí)間一般以全紅方式出現(xiàn)。目的是為黃燈期間進(jìn)入交叉口的車(chē)輛，提供絕對(duì)必要的時(shí)間在改變通行權(quán)之前安全駛離交叉口。相位轉(zhuǎn)換時(shí)間與交叉口清空時(shí)間之和為相位間隔時(shí)間。具體的計(jì)算公式如下。二、單個(gè)交叉口交通信號(hào)控制

（五）

配時(shí)參數(shù)的確定2、信號(hào)交叉口黃燈時(shí)間美國(guó)運(yùn)輸工程師學(xué)會(huì)推薦的黃燈時(shí)間計(jì)算公式如下：

式中：y——黃燈時(shí)間（秒）；t——駕駛員知覺(jué)/反應(yīng)時(shí)間（秒）；v——車(chē)輛的行駛速度（米/秒）；a——減速度（米/秒2）；G——重力加速度（米/秒2）；g——進(jìn)口道坡度（%）。推薦使用的數(shù)值如下：t=1.0秒a=3米/秒G=9.8米/秒2

二、單個(gè)交叉口交通信號(hào)控制

（五）

配時(shí)參數(shù)的確定上述公式主要依據(jù)是車(chē)輛從初速v到完全停止所需的時(shí)間時(shí)，同時(shí)也考慮到駕駛員的反應(yīng)遲滯時(shí)間（t秒）。下表列出了不同坡度不同行駛速度情況下，計(jì)算出的交叉口的黃燈時(shí)間。速度坡度-2%0%2%48km/h3.4sec3.2sec3.1sec64km/h4.1sec3.9sec3.8sec二、單個(gè)交叉口交通信號(hào)控制

（五）

配時(shí)參數(shù)的確定一般來(lái)說(shuō)使用的速度是85%位速度。如果標(biāo)準(zhǔn)的限值車(chē)速比較合理，也可以采用限制車(chē)速。對(duì)于轉(zhuǎn)彎車(chē)流來(lái)說(shuō)，為了選擇一個(gè)有代表性的速度，有必要進(jìn)行實(shí)地測(cè)量。3、信號(hào)交叉口清空時(shí)間眾所周知，清空交叉口時(shí)必須全部是紅燈，它的作用是在下個(gè)相位開(kāi)始前清除交叉口沖突區(qū)的車(chē)輛。基本計(jì)算公式如下：二、單個(gè)交叉口交通信號(hào)控制

（五）

配時(shí)參數(shù)的確定式中：r——紅燈清空時(shí)間（秒）；w——交叉口的寬度（從停車(chē)線到最遠(yuǎn)沖突車(chē)道的軌跡）；P——交叉口的寬度（從離開(kāi)停車(chē)線到與最遠(yuǎn)人行橫道沖突點(diǎn)的軌跡）；L——車(chē)輛長(zhǎng)度（一般用6米）V——通過(guò)交叉口的車(chē)輛速度（米/秒）二、單個(gè)交叉口交通信號(hào)控制

（五）

配時(shí)參數(shù)的確定兩股不同車(chē)流長(zhǎng)度圖示二、單個(gè)交叉口交通信號(hào)控制

（五）

配時(shí)參數(shù)的確定4、交叉口困境區(qū)的產(chǎn)生及其消除方法信號(hào)交叉口困境區(qū)的產(chǎn)生與交叉口黃燈時(shí)間、車(chē)輛速度以及交叉口的幾何尺寸有著密切的關(guān)系。黃燈開(kāi)始時(shí)要求所有車(chē)輛在黃燈結(jié)束時(shí)駛離交叉口的沖突區(qū)，這就需要每輛車(chē)在黃燈期間在停車(chē)線之前停住，如果不能，則要求車(chē)輛在黃燈結(jié)束前必須駛離交叉口。二、單個(gè)交叉口交通信號(hào)控制

（五）

配時(shí)參數(shù)的確定（a）交叉口清空時(shí)段期間能安全停車(chē)的情況

車(chē)輛剎車(chē)時(shí)間，單位：秒車(chē)輛剎車(chē)距離，單位：米

二、單個(gè)交叉口交通信號(hào)控制

（五）

配時(shí)參數(shù)的確定（b）交叉口清空時(shí)段期間不能決定停車(chē)的情況TIME=(d+w+L)/v0

如果d<x,則存在困境區(qū)，在此區(qū)域的車(chē)輛既不能安全停車(chē)也不能安全通過(guò)交叉口二、單個(gè)交叉口交通信號(hào)控制

（五）

配時(shí)參數(shù)的確定上面的圖中說(shuō)明了這樣兩種情況。速度為v的一輛車(chē)以a米/秒2的恒定減速度剎車(chē)，則需要行駛距離x后才能完全停車(chē)。在黃燈期間內(nèi)如果車(chē)輛以恒定速度前進(jìn)的話(huà)，將走過(guò)（d+w+L）的距離，其中d是上游停車(chē)線到交叉口的距離?？梢酝瞥鲆韵聨讉€(gè)結(jié)論：1.在黃燈開(kāi)始時(shí)，如果車(chē)輛離停車(chē)線的距離大于x，那么它將安全停車(chē)。

2.在黃燈開(kāi)始時(shí)，如果車(chē)輛離停車(chē)線的距離小于d，那么它將安全駛離交叉口。3．在d<x的情況下，當(dāng)黃燈開(kāi)始時(shí)，如果車(chē)輛位置在d和x之間（最后一個(gè)圖），無(wú)論車(chē)輛以減速度a剎車(chē)，還是繼續(xù)前進(jìn)，黃燈結(jié)束時(shí)，車(chē)輛將處在交叉口中央，既不能安全停車(chē)，也不能駛出交叉口。x-d之間的區(qū)域就是交叉口的困境區(qū)。二、單個(gè)交叉口交通信號(hào)控制

（五）

配時(shí)參數(shù)的確定因此，為了消除交叉口困境區(qū)的出現(xiàn)，就要避免d<x。解決方法是增加交叉口的清空時(shí)間。這將導(dǎo)致交叉口清空時(shí)間總的為：這一時(shí)間還要加上駕駛員的知覺(jué)--反應(yīng)的平均時(shí)間t及坡度G，綜合以上幾個(gè)方面，得到如下的關(guān)系式：二、單個(gè)交叉口交通信號(hào)控制

（五）

配時(shí)參數(shù)的確定方程的最后一項(xiàng)，可以根據(jù)清空時(shí)間的定義進(jìn)行修改。為了避免困境區(qū)的出現(xiàn)，總的相位變換時(shí)間（黃燈加上全紅）必須大于上式中算出的TIME。全紅作為整個(gè)相位變換時(shí)間的一部分，它的使用僅僅是一種安全設(shè)計(jì)方法，該設(shè)計(jì)為了避免司機(jī)利用上式得到極長(zhǎng)的黃燈時(shí)間來(lái)穿越交叉口。相對(duì)而言當(dāng)d>x時(shí)存在一個(gè)“可選擇區(qū)”，處于此區(qū)域的車(chē)輛可以選擇停車(chē)或繼續(xù)前進(jìn)穿過(guò)交叉口。二、單個(gè)交叉口交通信號(hào)控制

（五）

配時(shí)參數(shù)的確定5、信號(hào)周期的計(jì)算交叉口信號(hào)周期的選擇非常重要，它不僅影響交叉口的通行能力，而且也對(duì)車(chē)輛延誤以及交叉口排隊(duì)長(zhǎng)度至關(guān)重要。信號(hào)周期越長(zhǎng)，交叉口的通行能力也就越大，但是車(chē)輛延誤以及車(chē)輛排隊(duì)也就越大。反之，選擇較小的信號(hào)周期，可以減少車(chē)輛延誤以及車(chē)輛排隊(duì)的長(zhǎng)度，但是交叉口的通行能力有所下降。因此，我們必須找到一個(gè)比較合理的信號(hào)周期。二、單個(gè)交叉口交通信號(hào)控制

（五）

配時(shí)參數(shù)的確定（1）根據(jù)車(chē)流通過(guò)交叉口的流量圖示確定信號(hào)周期通常信號(hào)周期可寫(xiě)成：式中：I—綠燈間隔時(shí)間；G—實(shí)際綠燈顯示時(shí)間；

根據(jù)流量圖示，有效綠燈時(shí)間為：二、單個(gè)交叉口交通信號(hào)控制

（五）

配時(shí)參數(shù)的確定各相位損失時(shí)間為：則總損失時(shí)間為：所以，周期公式為：即：二、單個(gè)交叉口交通信號(hào)控制

（五）

配時(shí)參數(shù)的確定（2）利用v/c計(jì)算信號(hào)周期根據(jù)通行能力預(yù)飽和流量的關(guān)系可得：

則：式中：xi—流向i的實(shí)際流量（v）與通行能力（c）的比值，即飽和度；gi—相位i的有效綠燈時(shí)間；yi—實(shí)際流量vi與飽和流量Si的比值，即；C—信號(hào)周期二、單個(gè)交叉口交通信號(hào)控制

（五）

配時(shí)參數(shù)的確定對(duì)于整個(gè)交叉口有：即：所以：式中：xc—關(guān)鍵相位的實(shí)際流量與通行能力的比值，即飽和度；L—整個(gè)周期總的損失時(shí)間；Y—交叉口總的流量比；C—信號(hào)周期二、單個(gè)交叉口交通信號(hào)控制

（五）

配時(shí)參數(shù)的確定上面公式中，當(dāng)飽和度xc等于1時(shí)，即得最短信號(hào)周期信號(hào)周期的長(zhǎng)短，直接影響交叉口的通過(guò)能力和車(chē)輛的延誤時(shí)間。就通過(guò)能力而言，信號(hào)周期應(yīng)有個(gè)最起碼的低限，即信號(hào)周期無(wú)論如何不能低于這個(gè)限值，否則將不能滿(mǎn)足通過(guò)能力的要求。我們把上述最低限值稱(chēng)作“最短信號(hào)周期”(以Cm表示)。采用最短信號(hào)周期Cm時(shí)，在一個(gè)周期內(nèi)，到達(dá)交叉口的車(chē)輛恰好在一個(gè)周期內(nèi)被放行完，既無(wú)滯留車(chē)輛，信號(hào)周期時(shí)間也無(wú)富余。二、單個(gè)交叉口交通信號(hào)控制

（五）

配時(shí)參數(shù)的確定（3）Webster最佳信號(hào)周期值公式:不論在什么樣的交叉口，能使車(chē)輛延誤時(shí)間最少的最佳信號(hào)周期C0可按下式計(jì)算:其中：L—各相位總的延誤時(shí)間；Y—各向總的流量比:

二、單個(gè)交叉口交通信號(hào)控制

（五）

配時(shí)參數(shù)的確定在利用上式確定信號(hào)周期時(shí)，還應(yīng)考慮到一天中交通量的變化。若交通量的波動(dòng)幅度比較大，即存在明顯的交通量高峰階段和非高峰階段時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同時(shí)段的典型交通量分別確定相應(yīng)的不同周期時(shí)間，不能籠統(tǒng)地采用一個(gè)固定的平均信號(hào)周期。對(duì)于交通量波動(dòng)幅度較小的路口，可不必分時(shí)段確定信號(hào)周期，而選用一共用的平均周期長(zhǎng)度。二、單個(gè)交叉口交通信號(hào)控制

（五）

配時(shí)參數(shù)的確定（4）澳大利亞（ARRB）方法最佳信號(hào)周期值公式:不論在什么樣的交叉口，能使車(chē)輛延誤時(shí)間最少的最佳信號(hào)周期C0可按下式計(jì)算:其中：L—各相位總的延誤時(shí)間；Y—各向總的流量比率；S—關(guān)鍵流向的最小飽和流量

二、單個(gè)交叉口交通信號(hào)控制

（五）

配時(shí)參數(shù)的確定6、最短綠燈時(shí)間的計(jì)算

最短綠燈時(shí)間根據(jù)過(guò)街行人確定。行人需要有足夠的綠燈時(shí)間通過(guò)交叉口，或行至最遠(yuǎn)車(chē)道的中間帶，所以綠燈時(shí)間應(yīng)根據(jù)交叉口寬度和行人步速（通常取1.2米/秒）計(jì)算。另外研究表明當(dāng)每周期行人流量小于10ped/cycle，行人綠燈間隔時(shí)間為4秒即可滿(mǎn)足要求，當(dāng)行人流量為10～20ped/cycle，綠燈間隔時(shí)間需要7秒。由此綠燈時(shí)間的計(jì)算公式為：

二、單個(gè)交叉口交通信號(hào)控制

（五）

配時(shí)參數(shù)的確定式中：w－交叉口寬度，即從路邊到最遠(yuǎn)車(chē)道中心的距離,有些書(shū)中指該相位中最長(zhǎng)的人行橫道長(zhǎng)度（m）； 1.2－行人平均過(guò)街步速（m/s）；Y－總的轉(zhuǎn)換時(shí)間（黃燈加全紅）（s）。二、單個(gè)交叉口交通信號(hào)控制

（五）

配時(shí)參數(shù)的確定7、有效綠燈時(shí)間的計(jì)算

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(chē)輛阻滯延誤最少為原則。按照這一原則，綠信比應(yīng)該與相位的交通流量比率大致成正比，即:

式中:g1和g2分別為第一和第二信號(hào)相位的有效綠燈時(shí)間。y1和y2則分別為這兩個(gè)相位的流量比率。

二、單個(gè)交叉口交通信號(hào)控制

（五）

配時(shí)參數(shù)的確定上式可進(jìn)一步引伸，用于多相位的交叉口。即:

由此可求出每一相位的綠燈時(shí)間：

二、單個(gè)交叉口交通信號(hào)控制

（五）

配時(shí)參數(shù)的確定信號(hào)交叉口設(shè)計(jì)與交通信號(hào)配時(shí)的服務(wù)水平，根據(jù)計(jì)算的平均信號(hào)控制延誤確定。用作交叉口服務(wù)水平評(píng)價(jià)的延誤是15min分析期間的平均每車(chē)信號(hào)控制延誤（簡(jiǎn)稱(chēng)信控延誤）。信號(hào)交叉口延誤是反映車(chē)輛在信號(hào)交叉口上受阻、行駛時(shí)間損失的評(píng)價(jià)指標(biāo)。1.延誤估算方法須對(duì)交叉口各進(jìn)口道分別估算各車(chē)道的每車(chē)平均信控延誤；進(jìn)口道每車(chē)平均延誤是進(jìn)口道中各車(chē)道延誤之加權(quán)平均值；整個(gè)交叉口的每車(chē)平均延誤是各進(jìn)口道延誤之加權(quán)平均值。二、單個(gè)交叉口交通信號(hào)控制

（六）

服務(wù)水平評(píng)估（1）各車(chē)道延誤估算公式：式中：d—各車(chē)道每車(chē)平均信控延誤（s/pcu）；d1—均衡延誤，即車(chē)輛均勻到達(dá)所產(chǎn)生的延誤（s/pcu）；d2—隨機(jī)附加延誤，即車(chē)輛隨機(jī)到達(dá)并引起超飽和周期所產(chǎn)生的附加延誤（s/pcu）；d3—初始排隊(duì)附加延誤，即再延誤分析期初停有上一時(shí)段留下積余車(chē)輛的初始排隊(duì)使后續(xù)車(chē)輛經(jīng)受的附加延誤（s/pcu）二、單個(gè)交叉口交通信號(hào)控制

（六）

服務(wù)水平評(píng)估對(duì)于設(shè)計(jì)交叉口式中：C—周期時(shí)長(zhǎng)（s）；—所計(jì)算車(chē)道的綠信比；x—所計(jì)算車(chē)道的飽和度；CAP—所計(jì)算車(chē)道的通行能力（pcu/h）；T—分析時(shí)段的持續(xù)時(shí)長(zhǎng)（h），取15min；e—單個(gè)交叉口信號(hào)控制類(lèi)型校正系數(shù)，定時(shí)信號(hào)取0.5；感應(yīng)信號(hào)隨飽和度與綠燈延長(zhǎng)時(shí)間而變。二、單個(gè)交叉口交通信號(hào)控制

（六）

服務(wù)水平評(píng)估對(duì)于原有交叉口飽和延誤：不飽和延誤：積余車(chē)輛的持續(xù)時(shí)間：Qb—分析期初始積余車(chē)輛數(shù)；fa—綠燈期車(chē)流到達(dá)率校正系數(shù)，P—綠燈期到達(dá)車(chē)輛占整周期到達(dá)量之比，可實(shí)地觀測(cè)。二、單個(gè)交叉口交通信號(hào)控制

（六）

服務(wù)水平評(píng)估（2）各進(jìn)口道的平均信控延誤，按該進(jìn)口道中各車(chē)道延誤的加權(quán)平均數(shù)估算：二、單個(gè)交叉口交通信號(hào)控制

（六）

服務(wù)水平評(píng)估式中：dA—進(jìn)口道A的平均信控延誤（s/pcu）；di—進(jìn)口道A中第i車(chē)道的平均信控延誤（s/pcu）；qi—進(jìn)口道A中第i車(chē)道的小時(shí)交通量換算為其中高峰15min的交通流率（輛/15min）。（3）整個(gè)交叉口的平均信控延誤，按該交叉口中各進(jìn)口道延誤的加權(quán)數(shù)估算：式中：dI—交叉口每車(chē)的平均信控延誤（s/pcu）；qA—進(jìn)口道A的高峰15min交通流率（輛/15min）。二、單個(gè)交叉口交通信號(hào)控制

（六）

服務(wù)水平評(píng)估2.服務(wù)水平每車(chē)平均信控延誤數(shù)值與信號(hào)交叉口服務(wù)水平的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表新建、改建交叉口設(shè)計(jì)服務(wù)水平宜取B級(jí)，治理交叉口宜取C級(jí)。服務(wù)水平不合格時(shí)，須改變各進(jìn)口道設(shè)計(jì)或/和信號(hào)相位方案，重新設(shè)計(jì)。二、單個(gè)交叉口交通信號(hào)控制

（六）

服務(wù)水平評(píng)估服務(wù)水平每車(chē)信控延誤（s）A<11B11~20C21~35D36~55E56~80F>80(一)控制參數(shù)1.周期：計(jì)算各交叉口的周期；選其中最大者作為公用周期；協(xié)調(diào)各交叉口的周期（考慮如何把公用周期分配到各交叉口）2.綠信比（split）：根據(jù)各交叉口各向交通量的流量比確定3.時(shí)差（offset）:也叫綠時(shí)差、相位差，分為絕對(duì)時(shí)差和相對(duì)時(shí)差（1）絕對(duì)時(shí)差：指定的參照路口與協(xié)調(diào)路口相位的綠燈起步時(shí)間（或結(jié)束時(shí)間）之差（2）相對(duì)時(shí)差：相鄰兩信號(hào)的綠燈起始時(shí)間之差三、干線交叉口交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制也就是說(shuō)，相位差由上游交叉口與下游交叉口信號(hào)綠燈起始時(shí)間之差決定。如下圖所示，上游關(guān)鍵交叉口綠燈起始時(shí)刻為t1，下游協(xié)調(diào)交叉口A信號(hào)綠燈起始時(shí)刻為t2，則t2-t1即為這兩個(gè)交叉口的信號(hào)相位差。三、干線交叉口交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制t1t2（二）協(xié)調(diào)方式1.單向交通（包括上行優(yōu)先和下行優(yōu)先，即雙向交通但只照顧一向車(chē)流）通常情況下，理想的相位差使得上游交叉口的車(chē)輛到達(dá)下游交叉口時(shí)，下游交叉口信號(hào)恰巧變?yōu)榫G燈顯示，由此，理想的相位差可以表示為：O-相鄰信號(hào)間的相位差（s）；S-相鄰交叉口間的間距（m）；v-線控系統(tǒng)車(chē)輛可連續(xù)通行的車(chē)速（m/s）。三、干線交叉口交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制若考慮在交叉口有車(chē)輛排隊(duì)的情況，理想的相位差可以表示成：式中：Q－每車(chē)道車(chē)輛排隊(duì)數(shù)；h－排隊(duì)車(chē)輛的車(chē)頭時(shí)距（s/veh）；L－車(chē)輛啟動(dòng)損失時(shí)間。三、干線交叉口交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制2.雙向交通（1）同步式（同起同一燈色）車(chē)輛在相鄰交叉口間的行駛時(shí)間等于信號(hào)周期時(shí)長(zhǎng)

C－系統(tǒng)周期時(shí)長(zhǎng)（s）（2）交互式（路口燈色交錯(cuò)起亮）車(chē)輛在相鄰交叉口間的行駛時(shí)間等于信號(hào)周期時(shí)長(zhǎng)的一半。相位差等于周期的一半三、干線交叉口交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制在這種情況下，每個(gè)方向的理想起步時(shí)距均為S/v，則雙向起步時(shí)距之和為

若一對(duì)相鄰的信號(hào)與另一對(duì)相鄰的信號(hào)組成交互式協(xié)調(diào)控制，則稱(chēng)為雙交互式協(xié)調(diào)系統(tǒng)。在這種情況下，每個(gè)方向的理想起步時(shí)距為2S/v，所以雙向起步時(shí)距之和為三、干線交叉口交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制雙交互式協(xié)調(diào)系統(tǒng)單交互式協(xié)調(diào)系統(tǒng)（二）協(xié)調(diào)方式（3）續(xù)進(jìn)式根據(jù)路上的要求車(chē)速與交叉口的間距，確定合適的起步時(shí)距，用以協(xié)調(diào)各相鄰交叉口上的綠燈啟亮?xí)r刻，使在上游交叉口上綠燈啟亮后開(kāi)出的車(chē)輛，以適當(dāng)?shù)能?chē)速行駛，可正好在下游交叉口綠燈啟亮?xí)r到達(dá)。如此，使進(jìn)入系統(tǒng)的車(chē)輛可連續(xù)通過(guò)若干個(gè)交叉口。簡(jiǎn)單續(xù)進(jìn)式多方案續(xù)進(jìn)式：?jiǎn)蝹€(gè)路口交通流發(fā)生變化；交通流方向發(fā)生變化三、干線交叉口交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制（三）線控交叉口配時(shí)設(shè)計(jì)1.配時(shí)數(shù)據(jù)：交叉口間間距；交叉口布局；車(chē)輛到達(dá)率；車(chē)速；交通管理規(guī)則2.計(jì)算步驟：（1）各交叉口配時(shí)（2）選擇關(guān)鍵交叉口（3）確定公用周期（4）按等飽和度確定關(guān)鍵交叉口各相綠燈時(shí)間（5）協(xié)調(diào)非關(guān)鍵交叉口各相位綠燈時(shí)間三、干線交叉口交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制（四）公共汽車(chē)優(yōu)先的問(wèn)題

如果沿主要控制路線有公共汽車(chē)行駛，并打算在信號(hào)控制方案中對(duì)公共汽車(chē)行駛給予一定的優(yōu)先權(quán)，那么，就可以設(shè)計(jì)一種照顧公共汽車(chē)行駛特點(diǎn)的綠波配時(shí)方案。

公共汽車(chē)有別于其它機(jī)動(dòng)車(chē)輛的行駛特點(diǎn)，主要有兩點(diǎn):一是車(chē)速較低；二是沿途要?？空窘铀统丝?。這兩個(gè)特點(diǎn)在”行駛距離一時(shí)間”圖可以很清楚地反映出來(lái)

三、干線交叉口交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制三、干線交叉口交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制公共汽車(chē)的行使軌跡（四）公共汽車(chē)優(yōu)先的問(wèn)題

如果不照顧公共汽車(chē)行駛特點(diǎn)，按照所有車(chē)輛的平均速度設(shè)計(jì)綠波，則會(huì)使公共汽車(chē)受到紅燈信號(hào)阻滯的頻率大大高于一般車(chē)輛，而且受阻延誤時(shí)間也會(huì)大大超過(guò)其它車(chē)輛。從運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)角度來(lái)說(shuō)，這種控制對(duì)策顯然是不足取的。三、干線交叉口交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制（四）公共汽車(chē)優(yōu)先的問(wèn)題

為了安排便于公共汽車(chē)行駛的綠議，必查搜集如下幾項(xiàng)基本資料：(l)一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)到達(dá)停車(chē)線的公共汽車(chē)平均數(shù)；(2)每一區(qū)間路段上，公共汽車(chē)平均行駛時(shí)間；(3)公共汽車(chē)停車(chē)站設(shè)置情況(在每一區(qū)間路段有幾次停車(chē)；(4)在每一個(gè)停車(chē)站公共汽車(chē)平均停車(chē)時(shí)間。

三、干線交叉口交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制（四）公共汽車(chē)優(yōu)先的問(wèn)題

根據(jù)以上各項(xiàng)調(diào)查資料，在“距離一時(shí)間”軌跡圖上，繪出公共汽車(chē)的行駛過(guò)程線，據(jù)此安排一個(gè)初始的綠波方案。為了檢驗(yàn)方案的可行性，把其它車(chē)流在初始綠波方案控制下的行駛過(guò)程也繪在同一張“距離一時(shí)間”圖上，并計(jì)算出它們?cè)谘鼐€各個(gè)交叉口受阻平均延誤時(shí)間總和。利用某種目標(biāo)函數(shù)，可以對(duì)這一初始方案的經(jīng)濟(jì)效益作出估價(jià)。若認(rèn)為是經(jīng)濟(jì)的，便可不再對(duì)此方案進(jìn)行調(diào)整。否則，應(yīng)當(dāng)調(diào)整綠波方案，并重復(fù)上述步驟，直到得出滿(mǎn)意的方案為止。

三、干線交叉口交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制（四）公共汽車(chē)優(yōu)先的問(wèn)題

目標(biāo)函數(shù)可根據(jù)當(dāng)?shù)鼐唧w情況擬定，通常與下式的形式類(lèi)似：式中：Wi——除公共汽車(chē)以外，其它車(chē)輛在第i個(gè)交叉口受阻延誤時(shí)間總和；di——公共汽車(chē)延誤時(shí)間加權(quán)系數(shù)；Bi——公共汽車(chē)在第i個(gè)交叉口的延誤時(shí)間總和；N-綠波控制范圍內(nèi)交叉口總數(shù)。三、干線交叉口交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制（五）其它問(wèn)題除了前面談到的幾個(gè)問(wèn)題之外，在設(shè)計(jì)綠波信號(hào)配時(shí)方案時(shí)還應(yīng)注意以下幾點(diǎn):轉(zhuǎn)彎車(chē)流處理:沿控制路線的各個(gè)交叉口上，主路車(chē)流中可能會(huì)有部分車(chē)輛轉(zhuǎn)彎離開(kāi)主要路線，轉(zhuǎn)到支路上。同樣，沿途也可能有若干車(chē)流從支路上轉(zhuǎn)彎匯入主要路線車(chē)流中。這樣，沿主要控制路線，車(chē)流的流量將不是一個(gè)恒定的數(shù)值，綠波帶寬度也就不應(yīng)該是一個(gè)不變的定值。綠波帶寬度只要與每一區(qū)間段上的實(shí)際流量（把轉(zhuǎn)彎駛?cè)肱c駛出的流量考慮在內(nèi)）相適應(yīng)即可。三、干線交叉口交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制（五）其它問(wèn)題有了綠波帶寬度B，就不難確定每一個(gè)交叉口沿主路方向的“最低”和“最高”限度的綠燈長(zhǎng)度。需要說(shuō)明的是:從支珞上駛?cè)胫髀返能?chē)流和主路上原有的車(chē)流，它們?cè)凇傲髁恳粫r(shí)間”圖式上可能有一個(gè)時(shí)距差，因此，到達(dá)下游停車(chē)線的時(shí)間就不一致，在安排下游交叉口的綠燈起迄時(shí)間時(shí)。應(yīng)該充分考慮到這一點(diǎn)。但是，這并不等于在任何情況下都要照顧支路上駛?cè)氲能?chē)流，要看具體情況而定，即支路上車(chē)流量大小，與主路車(chē)流的時(shí)距差大小等等。處理這類(lèi)問(wèn)題的唯一原則，還是應(yīng)該使目標(biāo)函數(shù)PI值最小。

三、干線交叉口交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制（五）其它問(wèn)題交通量波動(dòng)問(wèn)題對(duì)于控制路線上交通量的波動(dòng)應(yīng)該有充分的認(rèn)識(shí)；一月中交通量的早晚高峰時(shí)段和平峰時(shí)段，它們不僅在交通量上可能會(huì)有較犬的差別，平均車(chē)速也可能很不相同。因此，在進(jìn)行一條路線的綠波配時(shí)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該認(rèn)真地調(diào)查一日中交通狀況(流量及平均車(chē)速等)變化規(guī)律，甚至對(duì)不同周日乃至不同季節(jié)的交通變化也應(yīng)有較詳細(xì)了解，以便制訂適應(yīng)不同季節(jié)不同日子調(diào)整前和不同時(shí)段的綠波配時(shí)方案。

三、干線交叉口交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制（五）其它問(wèn)題

此外，綠波方案付諸實(shí)施以后，應(yīng)當(dāng)實(shí)地驗(yàn)證方案的效率，即:車(chē)輛平均延誤時(shí)間、排隊(duì)長(zhǎng)度等。若發(fā)現(xiàn)效率不夠理想，應(yīng)及時(shí)調(diào)整配時(shí)設(shè)計(jì)，這要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)重新調(diào)查的各項(xiàng)參數(shù)(平均車(chē)速、主路與支路上的交通量、每一股車(chē)流的“流量一時(shí)間”圖式等等)重新計(jì)算每個(gè)交叉口的綠燈起迄時(shí)間。三、干線交叉口交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制（五）其它問(wèn)題信號(hào)階段的次序問(wèn)題信號(hào)階段的先后次序，往往也會(huì)直接影響綠波配時(shí)方案的實(shí)際效果。所以，在設(shè)計(jì)綠波時(shí)，不妨多考慮幾種比較方案，尤其是一些多相位的復(fù)雜交叉口，應(yīng)當(dāng)變換信號(hào)階段的排列次序，經(jīng)過(guò)反復(fù)比較，選擇一個(gè)最經(jīng)濟(jì)的方案，下圖給出了一個(gè)實(shí)例，說(shuō)明如何變換信號(hào)階段次序，以求得PI值最小的綠波方案。三、干線交叉口交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制三、干線交叉口交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制信號(hào)階段的次序?qū)G波配時(shí)的影響（六）綠燈起步時(shí)距的優(yōu)選每一信號(hào)周期內(nèi)，對(duì)控制子區(qū)內(nèi)的每一交叉口都要做一次綠燈起步時(shí)距的優(yōu)選，即確定是否要把該交叉口所有各信號(hào)階段的開(kāi)始時(shí)間同時(shí)提前或向后順延一段時(shí)間。一個(gè)交叉口的綠燈起步時(shí)距調(diào)整變化，意味著它與相鄰交叉口之間的綠燈起步時(shí)距差全部改變了。所以，就一對(duì)相鄰的交叉口而言，它們之間的綠燈起步時(shí)距差在一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)可能要改變兩次，而每次調(diào)整量只有幾秒鐘。三、干線交叉口交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制（六）綠燈起步時(shí)距的優(yōu)選

在此過(guò)程中，每一個(gè)交叉口都在調(diào)整完綠信比后開(kāi)始優(yōu)選和調(diào)整綠燈起步時(shí)距。每到這一時(shí)間，綠燈起步時(shí)距的優(yōu)選程序便根據(jù)實(shí)時(shí)“流量－時(shí)間”周期圖式所提供的數(shù)據(jù)信息來(lái)估量綠燈起步時(shí)距調(diào)整的必要性。綠燈起步時(shí)距的調(diào)整步距為4秒鐘。估量的依據(jù)是與該交叉口直接關(guān)聯(lián)的路段上車(chē)輛延誤時(shí)間及停車(chē)次數(shù)。

三、干線交叉口交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制（六）綠燈起步時(shí)距的優(yōu)選例如：要對(duì)交叉口“N”（見(jiàn)下圖）的綠燈起步時(shí)距調(diào)整方案作出評(píng)價(jià)，就要比較兩種調(diào)整方案（把“現(xiàn)行”綠燈起步時(shí)距提前4秒和延遲4秒）及“現(xiàn)行”方案控制下，所有各條進(jìn)出該交叉口的連線（圖中以實(shí)線表示）上的車(chē)輛延誤時(shí)間和停車(chē)次數(shù)總和，或者確切地說(shuō)，比較它們的值。值最小的方案即被認(rèn)為是應(yīng)當(dāng)采用的最佳方案。如果綠燈起步時(shí)距需要調(diào)整，則通過(guò)改變下一周期的周期時(shí)長(zhǎng)來(lái)實(shí)施優(yōu)選的結(jié)果。

三、干線交叉口交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制（六）綠燈起步時(shí)距的優(yōu)選三、干線交叉口交通信號(hào)協(xié)調(diào)控制綠燈起步時(shí)距優(yōu)選納入的連線圖

（六）綠燈起步時(shí)距的優(yōu)選