第九講單個(gè)交叉口交通信號(hào)控制

第九講單個(gè)交叉口交通信號(hào)控制§9.1交通信號(hào)控制的相關(guān)概念

§9.2交通信號(hào)控制配時(shí)計(jì)算步驟

§9.3交通信號(hào)控制配時(shí)計(jì)算方法

§9.4感應(yīng)信號(hào)控制

§9.5環(huán)形交叉口信號(hào)控制

§9.1交通信號(hào)控制的相關(guān)概念1.信號(hào)相位

2.相位圖對(duì)信號(hào)輪流給某些方向的車(chē)輛或行人分配通行權(quán)順序的確定。相位方案:即在一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)，安排了若干種控制狀態(tài)，并合理安排了這些控制狀態(tài)的顯示次序，每一種控制狀態(tài)即是一個(gè)相位?！?.1交通信號(hào)控制的相關(guān)概念3.周期長(zhǎng)度4.信號(hào)配時(shí)圖周期時(shí)長(zhǎng)是信號(hào)燈各種燈色輪流顯示一次所需的時(shí)間，即各種燈色顯示時(shí)間總和；或是某一相綠燈啟亮開(kāi)始到下次該綠燈再次啟亮之間的時(shí)間。5.（顯示）綠燈時(shí)間g6.有效綠燈時(shí)間ge綠燈時(shí)間放行車(chē)流率t有效綠燈時(shí)間飽和流量前損失時(shí)間后損失時(shí)間7.（顯示）紅燈時(shí)間r8.綠信比λ：一個(gè)信號(hào)相位的有效綠燈時(shí)長(zhǎng)與周期時(shí)長(zhǎng)之比。9.黃燈時(shí)間A（I<A時(shí)，I=A）10.綠燈間隔I（包括黃燈和全紅）11.損失時(shí)間LS：起動(dòng)損失+全紅損失時(shí)間12.流量（流率）q：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)，實(shí)際通過(guò)的車(chē)輛數(shù)。pcu/h13.飽和流量S：在一次連續(xù)的綠燈信號(hào)時(shí)間內(nèi)，進(jìn)口道上一列連續(xù)車(chē)隊(duì)能通過(guò)進(jìn)口道停止線的最大流量，單位是pcu/綠燈小時(shí)。14.流量比y（=q/S）：流量/飽和流量。15.通行能力N（=λS）：一條進(jìn)口道的通行能力是該車(chē)道飽和流量及其所屬信號(hào)相位綠信比的乘積。16.飽和度x（=q/N）:各車(chē)道飽和度是各車(chē)道實(shí)際到達(dá)交通量與該車(chē)道通行能力之比。17延誤d、D各車(chē)道每車(chē)平均延誤d=d1+d2+d3d1—均勻延誤，即車(chē)輛均勻到達(dá)所產(chǎn)生的延誤；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)生的延誤；d3—初始排隊(duì)附加延誤，即在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；各進(jìn)口道的每車(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)交叉口的延誤D：各進(jìn)口道延誤的加權(quán)平均值。18臨界車(chē)道所謂臨界車(chē)道是指每一信號(hào)相位上，交通量最大的那條車(chē)道。

方案實(shí)施

資料準(zhǔn)備交通調(diào)查確定配時(shí)方案數(shù)綠燈間隔確定行人過(guò)街配時(shí)確定周期長(zhǎng)度計(jì)算延誤分析

綠信比計(jì)算§9.2交通信號(hào)控制配時(shí)計(jì)算步驟（1）確定配時(shí)方案數(shù)1.交通要求——在指定的單位時(shí)間內(nèi)要求使用某段道路的車(chē)輛總和。交叉口總交通要求（TD）——與交叉口相連的各入口道路上交通要求的總和。穿過(guò)交通要求(CD)——交叉口處某一方向上的交通要求占交叉口總交通要求的百分比。2.劃分時(shí)段（2）計(jì)算綠燈時(shí)間間隔在國(guó)外，對(duì)黃燈時(shí)間有統(tǒng)一規(guī)定，如英國(guó)是4s，美國(guó)是3—5s。根據(jù)交叉口的車(chē)速而定，車(chē)速高則長(zhǎng)，車(chē)速低則短。美國(guó)推薦公式：（3）確定行人信號(hào)及配時(shí)；在信號(hào)交叉口，行人過(guò)街考慮三種方式：1．無(wú)行人信號(hào)，行人允許在綠燈平行的人行橫道方向穿過(guò)街道；2．人行橫道受到專(zhuān)用的行人信號(hào)控制，但不設(shè)專(zhuān)用的行人信號(hào)相；3．設(shè)置專(zhuān)用行人信號(hào)相，行人過(guò)街時(shí)，所有車(chē)輛必須全部停止通過(guò)交叉口?！?.2交通信號(hào)控制配時(shí)計(jì)算步驟（4）計(jì)算周期長(zhǎng)度；（5）計(jì)算綠信比；（6）閃光信號(hào)的設(shè)置。是一種提示或警示作用，可根據(jù)實(shí)際情況決定。信號(hào)配時(shí)流程圖§9.3交通信號(hào)控制配時(shí)計(jì)算方法§9.3.1最佳周期法§9.3.2韋伯斯特法§9.3.3估算法§9.3.1最佳周期法信號(hào)最佳周期C應(yīng)滿足周期內(nèi)損失時(shí)間總和加上全部全部車(chē)輛以飽和流量通過(guò)交叉口所需時(shí)間：整理得到：?信號(hào)周期與延誤關(guān)系§9.3.2韋伯斯特法信號(hào)控制交叉口，評(píng)價(jià)其信號(hào)參數(shù)是否最佳主要指標(biāo)：延誤時(shí)間(容易換算成經(jīng)濟(jì)損失來(lái)估算信號(hào)控制的經(jīng)濟(jì)效益)通行能力交通事故次數(shù)韋伯斯特法（Webster）就是以車(chē)輛延誤時(shí)間取最小值為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的一種方法。核心公塔式兩個(gè)愧，單車(chē)減延誤計(jì)霸算公式陳和最佳頌周期長(zhǎng)瓶度計(jì)算歪公式。單車(chē)延軋誤公式：均勻拋延誤隨機(jī)延愉誤考慮式值較怠小，儉延誤評(píng)公式茂可以惱簡(jiǎn)化街為：如果交鐘叉口信嫌號(hào)有n個(gè)相切位，床則交瓶叉口吩總延熱誤應(yīng)姑為：將關(guān)姨系式勝對(duì)周賀期長(zhǎng)炊度C求偏導(dǎo)養(yǎng)數(shù)，并乳令偏導(dǎo)屯數(shù)為零貝，可得揭交叉口測(cè)總延誤顫與周期沉長(zhǎng)度的腥關(guān)系式只。經(jīng)反復(fù)騙計(jì)算，憐韋伯斯堡特提出秋最佳周甚期計(jì)算煤公式：總損失靠時(shí)間可憐由下式穿求得：交叉口萌交通流蛋量比Y可用下閥式求得肥：為第i相信偷號(hào)臨界像車(chē)道的交通揀流量比違。韋伯橫斯特侍周期按計(jì)算呈公式脫應(yīng)用憐較為情廣泛讀的公弊式，使可以礙用來(lái)眾確定櫻信號(hào)頓周期叮長(zhǎng)度劉。周算期在0.熔75慈C—文1.遞5C之間變事化時(shí)，羊延誤沒(méi)孝有明顯霸增加。揉因此，制可以結(jié)刊合實(shí)際蛛情況，味選取適繞當(dāng)?shù)闹苈善陂L(zhǎng)度并。10080604020020406080100120140160每輛車(chē)平均延誤時(shí)間（s）信號(hào)周期（C）駛?cè)虢徊婵诘目偭髁?veh/h3000280024001600C0C0C0C0信號(hào)糟配時(shí)鹽計(jì)算蝦例一某交仇叉口敘渠化栗方案購(gòu)如圖喉所示郵，相后位方度案為百：①東毅西向結(jié)專(zhuān)用渴左轉(zhuǎn)易②東曲西向歉直行旬和右昆轉(zhuǎn)③鴉南北看向直膚行、遍右轉(zhuǎn)回和左盈轉(zhuǎn)。經(jīng)計(jì)算簡(jiǎn)，各進(jìn)我口道的砌流量比魄如表所敘示，每撕個(gè)進(jìn)口鬧道寬度茶為16炮.5宅m。已知怕：Ls=捕3s，A=柴3s，I=4檔s。試計(jì)按算以歐下信田號(hào)配抗時(shí)參敗數(shù)：闊各相旺位有曉效綠肆燈時(shí)眾間及呈最佳廣周期查時(shí)長(zhǎng)C0（需校痕核行人圖過(guò)街最梳短綠燈警時(shí)間，原考慮路糕中設(shè)眉行人安怪全島鄉(xiāng)豐，步行蠻速度取1.蹤蝶2米/秒）進(jìn)口道車(chē)道y進(jìn)口道車(chē)道y西

左轉(zhuǎn)0.1067北左轉(zhuǎn)0.2559直左直左直行0.1737直行0.3604直右0.1795直右0.1852右轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)東左轉(zhuǎn)

0.1669南左轉(zhuǎn)0.3823直左

直左

直行0.1947直行0.4106直右0.2117直右0.2069右轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)進(jìn)口道疫的流量母比解（1）計(jì)算信號(hào)總謠損失時(shí)幟間：?jiǎn)⒀鼊?dòng)損失穩(wěn)時(shí)間加麥綠燈間熱隔時(shí)間繁減黃燈蔬時(shí)間L=∑（Ls+鑒I-聞A）i=3×（3+4喝-3）=12辯s（2）計(jì)算塑流量比更之和。Y=眠∑yi=0.1墳669尸+0巧.21筆17+短0.寨410仔6=0.儉789船2（3）計(jì)趴算最堂佳周劑期長(zhǎng)紙度。（4）計(jì)關(guān)算各還相位譜有效逆綠燈籮時(shí)間吸?？傆行w綠燈時(shí)相間：Ge=C0-L=9寨8s各相位訴有效綠輕燈時(shí)間gej=Geyi/Y各相玩位有效窯綠燈裙時(shí)間ge1盈=98融*0.塊166焦9/0鋒.78馳92=蓄21s，ge2吩=26雷s,ge3狹=51課s.（5）計(jì)嚇?biāo)愀鞔a相位傅顯示嗽綠燈爬時(shí)間絡(luò)。gj=gej申-Aj右+ljg1屠=2腥1-琴3+詠4=癥22描s，g2=哈27s，g3=設(shè)52s（6）計(jì)粱算最察短綠皺燈時(shí)隙間。gmin=7樸+L客p/阿vp宗-I商=7佛+1麥6.嗽5/扣1.謀2-講4=鼠17波s,計(jì)算顯本示綠燈技時(shí)間大怖于最短霞綠燈時(shí)世間，滿嗓足行人功過(guò)街要暖求，信叛號(hào)相位梅方案滿扎足交叉拖口需求釋?！?.3.3估算法兩相虜位控宜制條括件下肥，對(duì)逝一典毒型十絨字交巧叉口告：東西方苦向?yàn)榈贗相，其庭臨界交沙通量設(shè)漁為qI，飽遍和交恩通量屠設(shè)為SI、綠睛燈時(shí)捏間設(shè)智為GI，綠哀信比虜設(shè)為λI，C是周期怒長(zhǎng)度；南北概方向辛相應(yīng)吃的各喊量設(shè)擁為qII、SII、GII、λII。假設(shè)每揀一項(xiàng)綠櫻燈損失就時(shí)間相市等，設(shè)臘為L(zhǎng)’。假設(shè)λI+λII＝1?！?.3.3估算法§9.3.3估算法兩式枯連立繞求解服，可愧得：實(shí)踐表讓明，周芳期越長(zhǎng)梨，車(chē)輛形在路口懲等待時(shí)冷間越長(zhǎng)夾，因此佩，周期懸應(yīng)取上條述式子擺的下限童值。綠黑信比不旱能超過(guò)鴿某一范梯圍，為羊確定起慨見(jiàn)，綠梯信比常招取該范佩圍的中碼點(diǎn)?！?.3.3估算蔥法從而尺有：注意現(xiàn)：1.上述朝公式糖是在蠅交通趣流均駛勻情材況下紡路口腿不產(chǎn)創(chuàng)生阻進(jìn)塞建隸立的趣，與餐實(shí)際淺情況摘有出津入。2.一相光損失慈時(shí)間L’和飽孔和流刺量SI、SII都是通慶過(guò)調(diào)查詳?shù)脕?lái)的.3.損失居時(shí)間L’和飽和焰交通量S都是在車(chē)交通量寸比較大巨的時(shí)候穴測(cè)得的.交叉俯口車(chē)管輛較采少，針不具掙備調(diào)浸查這器些數(shù)饒據(jù)的狀條件配，可武采用勻下式族計(jì)算臭：計(jì)算兵所的勻數(shù)值墳，再芽在實(shí)澤踐中銜調(diào)整嫂即可仁。信號(hào)配地時(shí)計(jì)算眾例二某交叉任口渠化鑼方案如寇圖所示掠，相位沃方案為這兩相位,S=險(xiǎn)180肅0輛/小時(shí)。尺每相損綠失時(shí)間L=完3.訓(xùn)5s，黃燈陸時(shí)間A=巾4s撓,無(wú)全撫紅時(shí)味間。斃試計(jì)聚算信躬號(hào)周暖期和振相關(guān)肯配時(shí)挖參數(shù)醬?！?.4感應(yīng)掀信號(hào)遼控制交通記感應(yīng)隔控制廁是通歌過(guò)車(chē)形輛檢鎮(zhèn)測(cè)器祥檢測(cè)窗到達(dá)哥進(jìn)口枯道的獵交通別需求趨，使揉信號(hào)慢顯示鐘時(shí)間碌適應(yīng)鞠測(cè)得臨交通經(jīng)需求間的一糧種控亦制方遇式。一、炒車(chē)織輛感枕應(yīng)式蹄控制奸的發(fā)泡展美國(guó)20世紀(jì)30年代賓初期技研制轟世界輕上第績(jī)一臺(tái)魂感應(yīng)趣式信俊號(hào)控貍制機(jī)蝴。采群用唉“聲賓控”階方式糠，要殖求車(chē)凳輛到撇達(dá)交但叉口瓦的某境一指信定位屈置時(shí)媽?zhuān)刈猪氻懬罄却濉?0世紀(jì)60年代鏟以來(lái)西，隨潔檢測(cè)挑技術(shù)京發(fā)展畏，感啦應(yīng)控鉤制系繞統(tǒng)也蹄不斷譯改進(jìn)撤。感應(yīng)學(xué)信號(hào)諸控制綱根據(jù)首檢測(cè)欠方式緊可分洪為：（1）檢測(cè)臘到達(dá)的澆單個(gè)車(chē)干輛。原理客是綠篩燈信礙號(hào)啟杯動(dòng)時(shí)惑。先趴給出猜一個(gè)尾最小佛綠燈啄時(shí)間嘴，在鋼這綠航燈時(shí)尾間結(jié)潔束前悲，如抬果檢縮慧測(cè)到毒有一停個(gè)車(chē)萌輛到潮達(dá)，富則給徐綠燈微時(shí)間族延長(zhǎng)紐奉一小碧段時(shí)礎(chǔ)間，闊依此吸類(lèi)推齡，直爽到綠禿燈時(shí)渠間累歪計(jì)達(dá)藍(lán)到預(yù)也定的歇最大殘綠燈莖時(shí)間怨為止退，這襖時(shí)關(guān)個(gè)閉綠諸燈，袖開(kāi)啟斗紅燈稅。（2）檢象測(cè)交惡叉口藝入口內(nèi)存在戚的車(chē)眼隊(duì)。其原戴理是蒼檢測(cè)本路口致存在絞的車(chē)布隊(duì)情撈況，戚即只異有當(dāng)你一個(gè)霉預(yù)定剩長(zhǎng)度綿的車(chē)你隊(duì)被型檢測(cè)賭到時(shí)暑，該必入口佩車(chē)道擠才開(kāi)室放綠壇燈和砍延長(zhǎng)鄙綠燈碗時(shí)間蒼。二、感設(shè)應(yīng)控制針原理感應(yīng)額式控駕制是睡一個(gè)旱典型臟的反饋采控制過(guò)程醋，如嚷圖所俘示。兼從理帥論上氏講，嗎這種隱控制魄是可捎以取繭得良銳好效捐果的巾。但招是，疑在實(shí)劑際中巷，這強(qiáng)種“蹤蝶反饋擱”式悶的感芽應(yīng)控交制的嗚效果勁并不站一定扣比多旱時(shí)段件定周播期控蜘制效法果好貢．原貌因在噸于：交通訴流運(yùn)敲行規(guī)飾律變寸化大這，外育界干航擾大年，難衛(wèi)以用掌數(shù)學(xué)魚(yú)模型靠來(lái)描歸述或檢解釋養(yǎng)、這場(chǎng)些因杜素影柳響了賠感應(yīng)判式控爽制的慚效果藝。192孝8年由Ba譜lt蠻im硬or串e首先引廁入，通妹過(guò)設(shè)在啞路口檢給測(cè)器接者受車(chē)流張信息，振使信號(hào)粱時(shí)間隨場(chǎng)流量自顧動(dòng)改變嘆配時(shí)方科案。最顫初為機(jī)肌械觸點(diǎn)帝形式，炮現(xiàn)大多銹為線圈奴形式，唯埋于路威面下面幻玉。三、捕基本邁的控律制參鹿數(shù)1．初珍期綠文燈時(shí)避間（興最小形綠燈路時(shí)間gmi絞n=g贊i+列g(shù)0）設(shè)置最妙短綠燈居時(shí)間要兔考慮以旦下因素逗：（1）保證儉停在檢分測(cè)器和綿停車(chē)線狹之間的角車(chē)輛能飲全部駛過(guò)出停車(chē)廣線的時(shí)佛間。檢平測(cè)器與寄停車(chē)線就的距離D;（2）行銅人過(guò)搖街所級(jí)需要舅的最疏短時(shí)言間W/樸V；（3）非機(jī)脂動(dòng)車(chē)通跑過(guò)交叉句口所需亡要的最建短時(shí)間挽；g

gig0gmaxgmin三、基歇本的控虎制參數(shù)2.單位綠憂燈延長(zhǎng)暢時(shí)間g0。在槍時(shí)間濁間隔祥內(nèi)，始測(cè)得兇有后取繼車(chē)瞇輛到傘達(dá)所癢延長(zhǎng)家的綠墻燈時(shí)賴(lài)間；設(shè)置單匹位綠燈毫延長(zhǎng)時(shí)識(shí)間應(yīng)考惕慮以下艱因素：（1）單位痰綠燈延臂長(zhǎng)時(shí)間霧的長(zhǎng)短升必須能涼使車(chē)輛疊從檢測(cè)旺線開(kāi)出態(tài)停車(chē)線嫩。（2）單嚷位綠屢燈延蜓長(zhǎng)時(shí)勢(shì)間的右恰當(dāng)世長(zhǎng)度宏，應(yīng)晝盡可稍能不他產(chǎn)生孩綠燈王時(shí)間擇損失悶。（3）在福確定巖單位忙綠燈屋延長(zhǎng)柳時(shí)間藝時(shí)，院必須捆注意諒被檢絞測(cè)的譽(yù)車(chē)道班數(shù)。記同一稍相位額上的筍檢測(cè)常器通農(nóng)常在慌一起藍(lán)，因幣此，潛控制影機(jī)所澤接收輸?shù)降姆?chē)輛賺間隔愁遠(yuǎn)比滔實(shí)際緣瑞的車(chē)揪輛間備隔要烘小得繩多。DWV檢測(cè)器三、遭基本繡的控努制參投數(shù)3．綠悉燈極吊限延詢(xún)長(zhǎng)時(shí)閘間gma噸x是為捐了保漂證綠井信比鍋而對(duì)束各相鳥(niǎo)位規(guī)圍定的收綠燈驢時(shí)間嶼的延風(fēng)長(zhǎng)限偶度。青綠燈磚極限益延長(zhǎng)別時(shí)間徹實(shí)際次上是狐按照栗定時(shí)待信號(hào)藏最佳蜓周期端時(shí)長(zhǎng)豆及綠胖信比眠分配嘴到各赤個(gè)相挪位的齊綠燈棚時(shí)間烏，綠思燈時(shí)自間極沿限值點(diǎn)一般航定為30-絹-60湊s?！?.4感應(yīng)信療號(hào)控制四、季半感襖應(yīng)控朱制在部勒分進(jìn)壩口道煎上設(shè)境置檢妹測(cè)器給的感確應(yīng)控槳制。穴半感將應(yīng)控稅制適門(mén)用于匯主次贈(zèng)道路槳相交雞且交急通量淋變化灘較大岔的交論叉口殊上，胡按檢蔽測(cè)器看設(shè)置鋼位置碎可分茶為：1.檢測(cè)攜器設(shè)盈置在勺次要灰道路榜上2.檢測(cè)沈器設(shè)昂置在邁主要冠道路驕上四、半慚感應(yīng)控明制1.支路半呼感應(yīng)四、映半感配應(yīng)控朗制2.主路汪半感念應(yīng)五、全鴨感應(yīng)控戚制1.基本全稿感應(yīng)控踏制所有鑰進(jìn)口戚道上閥都設(shè)混置檢牌測(cè)器添，各識(shí)信號(hào)容相的胃綠燈墳時(shí)間變均根煮據(jù)車(chē)撤輛檢怎測(cè)器燦檢測(cè)喚到的森交通溪情況貴確定魔。全感頸應(yīng)控旋制流繡程圖五、全貸感應(yīng)控查制２.特殊訪感應(yīng)屑控制特殊寨感應(yīng)滅控制釘，可狹在一妙般感疫應(yīng)控附制上念．按南特殊巷需要絞，增垮加特描殊的掃感應(yīng)捉裝置斃，執(zhí)援行特燦殊需紗要的朵感應(yīng)熔控制劑功能抖。平縮慧時(shí)仍慣可按誘通常悟的交嚴(yán)通需兼求執(zhí)看行一駛般的卷感應(yīng)膀控制典，一那旦接壯到特羊殊感扒應(yīng)信夜息時(shí)績(jī)，立箱刻執(zhí)些行特仆殊的縱控制寒功能推。如神公共默交通掉優(yōu)先倦感應(yīng)憐控制查，消徐防、突警衛(wèi)門(mén)等特伯種車(chē)蔬輛優(yōu)堵先感境應(yīng)控濁制等束。0購(gòu)300徑600趕9節(jié)00貝1忘200偽15轉(zhuǎn)00主要道嘆路關(guān)鍵見(jiàn)車(chē)道交乞通量（食輛/h）15圾00120假090運(yùn)0600300定時(shí)碑控制全感粱應(yīng)控思制半感應(yīng)比或全感禾應(yīng)控制交叉潮口通飄行能貪力六信圍號(hào)控制詞方式選慢擇六揮信號(hào)植控制可方式兩選擇各類(lèi)潤(rùn)信號(hào)烘控制倆的優(yōu)綁點(diǎn)：1）定湯時(shí)控蛛制的師優(yōu)點(diǎn)（1）定時(shí)儀控制頁(yè)，便輛于實(shí)竊現(xiàn)相扮鄰交小通信澇號(hào)的峰協(xié)調(diào)窄控制蠢，特糖別是錫實(shí)現(xiàn)勉聯(lián)結(jié)書(shū)相鄰但交通劈燕信號(hào)瞞或一退個(gè)信艦號(hào)網(wǎng)乒絡(luò)系籌統(tǒng)。（2）定時(shí)控踐制的正插常工作樓，不需墊要通過(guò)