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1、第七章 城市道路交通管理与控制10/18/20222n7.1概述概述n7.2交通管理的目的、分类及策略交通管理的目的、分类及策略n7.3道路交通法规、标志、标线道路交通法规、标志、标线n7.4平面交叉口交通管理平面交叉口交通管理n7.5道路交通行车管理道路交通行车管理n7.6道路交通运行组织道路交通运行组织n7.7道路交通信号控制道路交通信号控制n7.8高速道路的交通控制高速道路的交通控制7.17.1概述概述城市交通拥挤问题如何解决？造路！造路！？交通交通容量容量交通交通需求需求经济发展经济发展交通拥挤交通拥挤造路造路刺激交通增长刺激交通增长交通拥挤交通拥挤造路造路刺激交通增长刺激交通增长?仅
2、靠造路能解决交通问题吗仅靠造路能解决交通问题吗?一个城市需要多少道路？一个人需要多少金钱？10/18/20227当斯定律(Downs Law)：通过造路不能降低交通负荷，只可能刺激被抑制的交通需求量的产生。10/18/20228解决交通拥挤的方法:平衡交通需求与供给 V Cn道路交通建设 -提高交通网络交通容量n交通需求管理(Traffic Demand Management，TDM)从交通需求的源头着手，做好前期规划，采取合理的措施适当限制、引导需求，从而结合后期管理，使目前的交通系统通畅运转，并使交通系统可持续化发展。-减少交通出行量 n交通系统管理(Traffic System Mana
3、gement，TSM)通过运营、管理、服务、政策来协调整个城市交通系统，使其整体上取得最大交通效益。-均匀交通分布，提高交通设施利用效率 10/18/20229CapacityTDMDemand时空交通量10/18/202210时空交通量CapacityTSMDemand10/18/202211时空交通量TSMCapacityDemand西方国家城市交通系统发展历程西方国家城市交通系统发展历程建设阶段管理阶段开发阶段发达阶段1950年年 1960年年 1970年年 1980年年 1990年年 2000年年解决城市交通问题的手段转变：以建设为主以建设为主建设、管理并重建设、管理并重以管理为主以管
4、理为主以前以前现在现在将来将来10/18/202214n交通管理的目的交通管理的目的n维护交通运行秩序维护交通运行秩序n优化道路时空利用优化道路时空利用n提高网络运输效率提高网络运输效率n缓解交通紧张局面缓解交通紧张局面7-1交通管理的目的、分类及策略交通管理的目的、分类及策略10/18/202215n行政管理行政管理n制定、执行交通法规制定、执行交通法规n驾驶员的管理（培训、发证、考核、审验）驾驶员的管理（培训、发证、考核、审验）n车辆的管理（牌证、转户、报废、年检）车辆的管理（牌证、转户、报废、年检）n道路管理（通行秩序、路边施工、违章占道清除）道路管理（通行秩序、路边施工、违章占道清除）
5、n交通事故处理（现场勘测、事故认定、处罚）交通事故处理（现场勘测、事故认定、处罚）n技术管理技术管理n交通需求管理交通需求管理n针对交通源的政策性管理，通过政策影响交通结构、重建交通量针对交通源的政策性管理，通过政策影响交通结构、重建交通量的时空分布，缓解交通状况的时空分布，缓解交通状况n交通系统管理交通系统管理n针对交通流的技术性管理，通过控制提高服务水平、提高系统的针对交通流的技术性管理，通过控制提高服务水平、提高系统的运营效率运营效率7-2交通管理的目的、分类及策略交通管理的目的、分类及策略10/18/202216n交通需求管理策略交通需求管理策略n优先发展策略优先发展策略n公交专用道、
6、多乘员车辆优先服务公交专用道、多乘员车辆优先服务n限制发展策略限制发展策略n限制运输效率低、污染大、能耗高的车辆限制运输效率低、污染大、能耗高的车辆n禁止出行策略禁止出行策略n禁止进入某些区域，交叉口、路段禁行禁止进入某些区域，交叉口、路段禁行n经济杠杆策略经济杠杆策略n通过中心区高额停车收费、拥挤收费等来平滑交通量，通过中心区高额停车收费、拥挤收费等来平滑交通量，调节出行方式、出行时间调节出行方式、出行时间7-2交通管理的目的、分类及策略交通管理的目的、分类及策略10/18/202217n交通系统管理策略交通系统管理策略n节点交通管理策略节点交通管理策略n交叉口控制方式无控制、信号控制、环形
7、、立体交叉口控制方式无控制、信号控制、环形、立体n交叉口管理方式进口拓宽、渠化、信号配时优化交叉口管理方式进口拓宽、渠化、信号配时优化n交叉口转向限制方式交叉口转向限制方式禁止左转禁止左转n干线交通管理策略干线交通管理策略n单行线、公交专用线、货运禁行线、自行车专用线、单行线、公交专用线、货运禁行线、自行车专用线、自行车禁行线、自行车禁行线、“绿波绿波”线线n区域交通管理策略区域交通管理策略n区域信号控制系统区域信号控制系统n智能化区域管理系统智能化区域管理系统7-2交通管理的目的、分类及策略交通管理的目的、分类及策略10/18/202218n交通法规交通法规n道路交通法规是国家在道路交通管理
8、方面制定的道路交通法规是国家在道路交通管理方面制定的文件、章程、条例、法律、规则、规定和技术标文件、章程、条例、法律、规则、规定和技术标准的总称准的总称n内容：内容：n各种车辆和驾乘人员的管理各种车辆和驾乘人员的管理n道路交通秩序的管理道路交通秩序的管理n对交通违章和肇事人员的处理对交通违章和肇事人员的处理n重要交通设施的维护与管理重要交通设施的维护与管理7-3道路交通法规、标志、标线道路交通法规、标志、标线 10/18/202219n道路交通标志道路交通标志n标志的三要素颜色、形状、符号标志的三要素颜色、形状、符号n种类种类n警告标志警告标志n禁令标志禁令标志n指示标志指示标志n指路标志指路
9、标志n旅游区标志旅游区标志n道路施工安全标志道路施工安全标志n辅助标志辅助标志n道路交通标志的尺寸和视认距离道路交通标志的尺寸和视认距离7-3道路交通法规、标志、标线道路交通法规、标志、标线 10/18/202220警告标志n黄底、黑边、黑图案，等边三角形，顶角朝上黄底、黑边、黑图案，等边三角形，顶角朝上n30种，种，42图式图式10/18/202221禁令标志n白底、红圈、红杠、黑图案，圆形或顶角向下白底、红圈、红杠、黑图案，圆形或顶角向下三角形；三角形；36种，种，42图式图式10/18/202222指示标志n蓝底、白图案，圆形、长方形和正方形蓝底、白图案，圆形、长方形和正方形n17种，种
10、，29图式图式10/18/202223指路标志n一般道路为蓝底，白图案，高速公路为绿底、一般道路为蓝底，白图案，高速公路为绿底、白图案，一般为长方形和正方形；白图案，一般为长方形和正方形；59图式图式10/18/202224旅游区标志n棕色底、白色字符，方形为主棕色底、白色字符，方形为主10/18/202225道路施工安全标志10/18/202226辅助标志n与主标志配合使用，起辅助说明作用与主标志配合使用，起辅助说明作用n白底，黑字，黑边框，长方形白底，黑字，黑边框，长方形10/18/202227欧洲、美国、中国交通标志比较欧洲、美国、中国交通标志比较警警告告标标志志10/18/202228
11、欧洲、美国、中国交通标志比较欧洲、美国、中国交通标志比较禁禁令令标标志志10/18/20222910/18/2022307-3道路交通法规、标志、标线道路交通法规、标志、标线 n交通标线交通标线n分类分类n指示标线、禁止标线、警告标线指示标线、禁止标线、警告标线n交通标线的标划交通标线的标划n白色虚线、白色实线、黄色虚线、黄色实线、双白虚白色虚线、白色实线、黄色虚线、黄色实线、双白虚线、双黄实线、黄色虚实线、双白实线线、双黄实线、黄色虚实线、双白实线10/18/20223110/18/2022327-4平面交叉口交通管理平面交叉口交通管理 n管理目的管理目的n减少冲突点减少冲突点n控制相对速度
12、，减小合流角度控制相对速度，减小合流角度n重交通流和公共交通优先重交通流和公共交通优先n分离冲突点和减小冲突区分离冲突点和减小冲突区n选取最佳周期，提高绿灯利用率选取最佳周期，提高绿灯利用率10/18/20223310/18/2022347-4平面交叉口交通管理平面交叉口交通管理 n通行能力通行能力n信号交叉口信号交叉口环形交叉口环形交叉口无控制交叉口无控制交叉口n延误延误交通量车辆平均延误信号交叉口环形交叉口无控制交叉口10/18/202235全无控制交叉口交通管理n不设控制标志、标线的交叉口不设控制标志、标线的交叉口n依靠视距判断冲突点的避让依靠视距判断冲突点的避让n视距三角形视距三角形是
13、此类交叉口设计的基本依据是此类交叉口设计的基本依据n在视距三角形内不得有高于在视距三角形内不得有高于1.2米的物体米的物体10/18/20223610/18/202237优先控制交叉口交通管理n优先控制交叉口是全无控制交叉向信号控制优先控制交叉口是全无控制交叉向信号控制的过渡形式的过渡形式n包括包括n停车标志控制停车标志控制n单向停车控制，次路进口处有停车标志，路面有单向停车控制，次路进口处有停车标志，路面有停停n多向交通控制，各路车辆都要先停车再通过多向交通控制，各路车辆都要先停车再通过n让路标志控制让路标志控制n进入路口的次路车辆要慢速瞭望，寻找进入路口的次路车辆要慢速瞭望，寻找空隙空隙通
14、过通过10/18/202238平面交叉口控制方式选择n平面交叉口的设置必须满足平面交叉口的设置必须满足道路功能道路功能、适应适应交通流量交通流量及及交通安全交通安全三方面的要求三方面的要求n按照道路类型选择按照道路类型选择n主主主主信号灯控制信号灯控制n主主次次信号灯或停车标志信号灯或停车标志n主主支支停车标志停车标志n按照交通流和交通事故选择按照交通流和交通事故选择n交叉口流量交叉口流量8000辆辆/天，碰撞事故天，碰撞事故5次次/年年10/18/2022397-5道路交通行车管理道路交通行车管理n单向交通管理单向交通管理n变向交通管理变向交通管理n专用车道管理专用车道管理n禁行交通管理禁行
15、交通管理10/18/202240n种类种类n固定式单向交通固定式单向交通n定时式单向交通定时式单向交通n可逆性单向交通可逆性单向交通n车种性单向交通车种性单向交通单向交通管理10/18/202241n优点优点n提高了道路通行能力提高了道路通行能力n减少了道路交通事故减少了道路交通事故n提高了道路行车速度提高了道路行车速度n缺点缺点n增加了车辆绕道行驶距离，给驾驶员增加工作量增加了车辆绕道行驶距离，给驾驶员增加工作量n给公共车辆乘客带来不便，增加步行距离给公共车辆乘客带来不便，增加步行距离n容易导致迷路，特别对不熟悉情况的外地驾驶员容易导致迷路，特别对不熟悉情况的外地驾驶员n增加了为单向管制所需
16、的道路公用设施增加了为单向管制所需的道路公用设施单向交通管理10/18/202242n变向车道是指在不同的时间内变换某些车道变向车道是指在不同的时间内变换某些车道的行车方向或行车种类，又称的行车方向或行车种类，又称“潮汐交通潮汐交通”n按其作用可分为两类：按其作用可分为两类：n方向性变向交通方向性变向交通n非方向性变向交通非方向性变向交通变向交通管理10/18/202243n公共交通车辆专用车道公共交通车辆专用车道n自行车专用道自行车专用道专用车道管理10/18/202244n时段禁行时段禁行n错日禁行错日禁行n车种禁行车种禁行n转弯禁行转弯禁行n重量重量(高度、超速等高度、超速等)禁行禁行禁
17、行交通管理10/18/2022457-6道路交通运行组织道路交通运行组织nTDM、TSM中诸多管理措施的综合运用中诸多管理措施的综合运用n交通运行组织方案的制定原则交通运行组织方案的制定原则n交通分离交通分离n交通量控制和调节交通量控制和调节n按交通性质疏导按交通性质疏导10/18/2022467-6道路交通运行组织道路交通运行组织n交通运行组织方案的交通运行组织方案的编制编制n现有道路状况和交通管理分析评价现有道路状况和交通管理分析评价n目标拟定目标拟定n路网道路功能划分路网道路功能划分n拟定宏观路网交通组织拟定宏观路网交通组织n拟定微观交通管理措施拟定微观交通管理措施n交通管理设施的设置计
18、划交通管理设施的设置计划n方案的评价方案的评价n实施方案的经费投资概算实施方案的经费投资概算n方案实施说明方案实施说明10/18/2022477-7道路交通信号控制道路交通信号控制 n目的目的n在时间上隔离不同方向的车流在时间上隔离不同方向的车流，控制车流运行秩，控制车流运行秩序，并获得最大的交通安全；序，并获得最大的交通安全；n使在平面交叉的道路网络使在平面交叉的道路网络上人和物的运输达到最上人和物的运输达到最高效率高效率，其效率往往用通行能力、延误及停车次，其效率往往用通行能力、延误及停车次数三项指标来衡量；数三项指标来衡量；n为道路使用者为道路使用者提供必要的情报提供必要的情报，帮助他们
19、有效地，帮助他们有效地使用交通设施。使用交通设施。10/18/2022487-7道路交通信号控制道路交通信号控制 n按管理范围分为按管理范围分为n单点交叉口交通信号控制单点交叉口交通信号控制（点控）（点控）n干道交通信号协调控制干道交通信号协调控制（线控）（线控）n区域交通信号系统控制区域交通信号系统控制（面控）（面控）10/18/202249道路交通信号：道路交通信号：凡是在道路上用以传达具有法定意义、凡是在道路上用以传达具有法定意义、指挥交通行、止、左、右的手势、声响、灯光等都是交指挥交通行、止、左、右的手势、声响、灯光等都是交通信号，目前最普遍、效果最好的是灯光交通信号。通信号，目前最普
20、遍、效果最好的是灯光交通信号。发展历程：发展历程：（1 1）18861886年，伦敦威斯敏斯特教堂，红绿两色煤气照年，伦敦威斯敏斯特教堂，红绿两色煤气照明灯，标志信号灯的诞生；明灯，标志信号灯的诞生；（2 2）19261926年，伦敦自动交通信号机使用，交通信号控年，伦敦自动交通信号机使用，交通信号控制进入自动控制阶段；制进入自动控制阶段；（3 3）19631963年，多伦多市第一个完成了以数字计算机为年，多伦多市第一个完成了以数字计算机为核心的城市交通控制系统。核心的城市交通控制系统。交通信号（交通信号（trafficsignals）概述概述定义和发展历程10/18/202250交通信号作用
21、：从时间上将相互冲突的交通流予以分离，使其在不同时间内通过，保证行车安全。同时对于组织、指挥和控制交通流的流向、流量和流速、维护交通秩序的等均有重要的作用。基本规定：（1）指挥灯信号；（2）车道灯信号；（3）人行横道灯信号。作用和基本规定交通信号（交通信号（trafficsignals）概述概述10/18/202251交通信号分类：交通信号分类：（1 1）手动单点信号控制：）手动单点信号控制：100100多年前伦敦开始使用多年前伦敦开始使用 （2 2）定时或定周期自动信号装置：）定时或定周期自动信号装置：19141914年美国正年美国正式开始使用；式开始使用；（3 3）车辆感应式控制装置：）车
22、辆感应式控制装置：19281928年美国巴尔的摩年美国巴尔的摩开始使用；开始使用；（4 4）线控、面控联动信号（绿波系统）：）线控、面控联动信号（绿波系统）：19171917年年美国盐湖城开始使用。美国盐湖城开始使用。控制装置的方式交通信号（交通信号（trafficsignals）概述概述交通信号主要基础概念与原理信号周期（信号周期（CycleCycle）相位（相位（PhasePhase）；）；车流释放车头时距（车流释放车头时距（Discharge HeadwaysDischarge Headways）；）；饱和流率（饱和流率（Saturation Flow RateSaturation Fl
23、ow Rate）；）；损失时间（损失时间（Lost TimeLost Time）；）；有效绿灯时间（有效绿灯时间（Effective Green TimeEffective Green Time）；）；最合适周期长度（最合适周期长度（Appropriate Cycle LengthAppropriate Cycle Length）；）；1 信号周期组成（信号周期组成（ComponentsofSignalCycle）（1 1）周期（）周期（CycleCycle）和周期长度）和周期长度周期是指红、绿、黄信号显示一个循环；周期长度是指红、绿、黄信号显示一个循环所用的时间，单位为秒，通常用“C”表示。
24、最佳周期时间（最佳周期时间（C C0 0）对于一个独立、交通流稳定，各进口流量相等，车辆到达的时间为随机的交叉口，使车辆延误最小的最佳周期时间。最佳周期时间（最佳周期时间（C C0 0）对于一个独立、交通流稳定，各进口流量相等，车辆到达的时间为随机的交叉口，使车辆延误最小的最佳周期时间可由下式计算：式中：L一个周期内总的损失时间（s）；Y路口各相位y值的总和：Y=y y流量与饱和流量之比。对于不同交通流量路口所需周期长度，可用下式计算周期长度：式中：P信号灯的相位数；Ve在每一相位中，交通流量负荷最大的单车道引道入口总的车流当量，单位：辆/h；对于总流量中有公共汽车和货车H辆，左转弯L辆的n条
25、进口车道应用下式换算成等效流量最小周期时间（最小周期时间（Cm）能使到达路口的车流量刚好全部通过路口的周期时间，一般可由下式确定：T=L/(1-Y)由于采用最小周期时间，常引起较大的车辆延误，故实际中很少采用。（2 2）绿灯时间（）绿灯时间（Green IntervalGreen Interval）在绿灯时间内，每个流向车流每个周期内都有一个绿灯时间，允许通行的车辆行驶，其它车辆禁行，通常用Gi表示。（3 3）黄灯时间（）黄灯时间（Yellow IntervalYellow Interval）又称变化时间，由绿灯信号转变为红灯信号的过渡，目的是为了缓冲不能瞬间停车、保障安全停车，通常用yi表示
26、。一般为一般为3 35 5秒秒 （4 4）红灯时间（）红灯时间（Red IntervalRed Interval）在红灯时间内，每个流向车流每个周期内都有一个红灯时间禁行的车辆停止，其它车辆行驶通过交叉口，通常用Ri表示。（5 5）清扫间隔时间（）清扫间隔时间（Clearance IntervalClearance Interval）即全红时间（all red），设置的目的是为了确保在黄灯时间内进入交叉口的车辆在冲突车流释放前安全离开交叉口，通常用ari表示。2 2 相位（相位（PhasePhase）相位是按照路口车流获得信号显示的时序来划分，有多少种不同显示时序就有多少个信号相位。最基本的两
27、相位：最基本的两相位：四相位四相位三相位三相位3 释放车头时距释放车头时距（DischargeHeadways）排队车流启动过程的车头时距分析：第1个：绿灯开始与第一辆车前轮越过停车线的时间差；第2个：第一辆车和第二辆车前轮越过停车线的时间差；第3，4，：以此类推计算 思考车头时距在排队车辆启动过程中变化规律？思考车头时距在排队车辆启动过程中变化规律？3 释放车头时距释放车头时距（DischargeHeadways）假设给定地点观察平均车头时距，将车辆位置与平均车头时距关系绘制如下图所示：ii3 3 释放车头时距（释放车头时距（Discharge HeadwaysDischarge Headw
28、ays）特征特征1 1：第一个车头时距相对较长，因为排队车流第一位司机要经历感知反应过程（perception-reactionsequence）和加速启动过程；ii3 释放车头时距释放车头时距（DischargeHeadways）特征特征2 2：第二个车头时距较第一个车头时距短，因为第二位司机可以重叠部分感知反应时间和加速过程；ii3 释放车头时距释放车头时距（DischargeHeadways）特征特征3 3：接下来连续的车头时距都较前一个小，最终在第4、5辆车通过时趋于常值h，这时排队车辆完全加速状态通过停车线，队列稳定行驶。ii4 饱和车头时距饱和车头时距（SaturationHead
29、way）常值h称为饱和车头时距，单位为秒/车5 饱和流率饱和流率（SaturationFlowRate）假设1：每辆车都以h秒时间通过交叉口；假设2：交叉口一直处于绿灯时间状态。饱和流率为假设1、2条件下每小时内每条车道通过的车辆数S，单位为辆/小时/车道；表征交叉口最大理想通过能力。车道组（Lane group）饱和流率通过每车道饱和流率乘以单条车道饱和流率得到；事实上，交叉口信号灯不可能一直绿灯，因此需要采取一定的机理考虑周期性的启动和制动。6 启动损失时间启动损失时间（Start-UpLostTime）释放排队车流n所需的绿灯时间模型：此模型给出饱和车头时距和启动损失时间的关系绿灯时间内
30、，车辆有（G-1）的时间能够通行引导出有效绿灯时间有效绿灯时间的概念6 启动损失时间启动损失时间（Start-UpLostTime）ii7 清扫损失时间清扫损失时间（ClearanceLostTime）绿灯末停止交叉口车辆行驶时产生损失时间，2难以实地观测，要求排队车辆足够多，在一个绿灯时间内无法全部释放；定义：定义：在上述前提下，排队车辆中最后一辆通过停车线的时间与下一个相位绿灯开始的时间差。总损失时间总损失时间t tL L=1 1+2 28 有效绿灯时间有效绿灯时间（EffectiveGreenTime）交通信号配时中本质上只有两种时间类型：有效绿灯绿灯时间：车辆处于移动状态的时间；有效红
31、灯红灯时间：车辆严格停止运行的时间。南北南北东西东西Co4 24 2前损失时间前损失时间后损失时间后损失时间前损失时间前损失时间后损失时间后损失时间饱饱和和流流量量饱饱和和流流量量有效绿灯时间有效绿灯时间有效绿灯时间有效绿灯时间9 交叉口进口车道交叉口进口车道/车道组通行能力车道组通行能力饱和流率反应出假设一直处于绿灯时间条件下交叉口车道/车道组的通行能力；实际中，不可能全处于绿灯时间，有效绿灯时间占一定比例；绿信比：绿信比：有效绿灯时间/信号周期总长度（gi/C）根据有效绿灯时间所占全周期的比例计算交叉口进口车道通行能力。9 交叉口进口车道交叉口进口车道/车道组通行能力车道组通行能力交叉口进
32、口车道/车道组通行能力为：9 交叉口进口车道交叉口进口车道/车道组通行能力车道组通行能力例题例题：某信号控制交叉口具有如下特征：某信号控制交叉口具有如下特征：周期周期C=60s绿灯时间绿灯时间G=27s黄灯时间黄灯时间Y=3s饱和车头时距饱和车头时距h=2.4s/veh启动损失时间启动损失时间1=2.0s清扫损失时间清扫损失时间2=1.0s试计算该信号交叉口的单车道通行能力。试计算该信号交叉口的单车道通行能力。1.9 交叉口进口车道交叉口进口车道/车道组通行能力车道组通行能力 例题例题：用两种方法求解：用两种方法求解解法解法1 1：从通行能力概念出发，假设车辆能以饱和车头时距从通行能力概念出发
33、，假设车辆能以饱和车头时距h h行驶，找出一小时内该交叉口有多少时间可供车辆通行驶，找出一小时内该交叉口有多少时间可供车辆通行，则可计算得到通行能力：行，则可计算得到通行能力：总时间总时间1h1h：3600s3600s，包含，包含6060个周期个周期1h1h内红灯时间内红灯时间:（60-27-360-27-3）（3600/603600/60）=1800s=1800s1h1h内损失时间：（内损失时间：（2+12+1）（3600/603600/60）=180s=180s1h1h内剩余可供通行时间：内剩余可供通行时间：3600-1800-180=1620s3600-1800-180=1620s 通行
34、能力通行能力c=1620/h=1620/2.4=675veh/h/lnc=1620/h=1620/2.4=675veh/h/ln交叉口进口车道交叉口进口车道/车道组通行能力车道组通行能力 例题例题：用两种方法求解：用两种方法求解解法解法2 2：按照公式求解按照公式求解饱和流率饱和流率S=3600/h=3600/2.4=1500veh/h/lnS=3600/h=3600/2.4=1500veh/h/ln有效绿灯时间有效绿灯时间g=G+Y-g=G+Y-t tL L=27+3-3=27s=27+3-3=27s通行能力通行能力c=S*(g/C)=1500c=S*(g/C)=1500(27/60)=67
35、5veh/h/ln(27/60)=675veh/h/ln 两种思路解法结果完全一样，加深对公式的理解。两种思路解法结果完全一样，加深对公式的理解。10/18/202275n信号相位方案信号相位方案n即信号灯轮流给某些方向的车辆或行人分配通行即信号灯轮流给某些方向的车辆或行人分配通行权的一种顺序安排权的一种顺序安排n多为二相位，当左转交通量比较大时，可采用三多为二相位，当左转交通量比较大时，可采用三相位相位单点信号控制固定周期固定周期10/18/20227610/18/202277n控制原理控制原理n按事先设计好的控制程序，在每个方向上通过红、按事先设计好的控制程序，在每个方向上通过红、绿、黄三
36、色灯循环显示，指挥交通流，在时间上绿、黄三色灯循环显示，指挥交通流，在时间上实施隔离实施隔离单点信号控制固定周期固定周期10/18/202278n信号灯基本控制参数信号灯基本控制参数n周期长度周期长度单点信号控制固定周期固定周期10/18/202279n信号灯基本控制参数信号灯基本控制参数n绿灯时间绿灯时间n按相交车流的等效交通量分配给各相位按相交车流的等效交通量分配给各相位n对绿灯时间能否满足车辆放行要求进行检验对绿灯时间能否满足车辆放行要求进行检验n绿信比绿信比n一个相位内某一方向有效通行时间与周期长度之比一个相位内某一方向有效通行时间与周期长度之比单点信号控制固定周期固定周期10/18/
37、20228080交通信号控制例题交通信号控制例题n例例1：一个两相位信号控制交叉口，一个方向上两个入口的一个两相位信号控制交叉口，一个方向上两个入口的车流量相差不大，各进口的流量与饱和流量见表。该交叉口车流量相差不大，各进口的流量与饱和流量见表。该交叉口车辆车辆的前（启动）损失时间为的前（启动）损失时间为3s，后损失时间为，后损失时间为1s，绿灯间，绿灯间隔时间为隔时间为6s（其中黄灯时间（其中黄灯时间4s，全红灯时间，全红灯时间2s），确定该交），确定该交叉口信号控制的最佳周期叉口信号控制的最佳周期Co。东东西西南南北北流量流量（pcu/h）830790490520饱和流量饱和流量（pcu/
38、h）180018001200120010/18/20228110/18/202281南北南北东西东西Co4 24 2前损失时间前损失时间后损失时间后损失时间前损失时间前损失时间后损失时间后损失时间饱饱和和流流量量饱饱和和流流量量有效绿灯时间有效绿灯时间有效绿灯时间有效绿灯时间10/18/202282n由表：由表：y东东=830/1800=0.46；y西西=790/1800=0.44；取其值大者取其值大者（为什么不取小者？）（为什么不取小者？），即，即y东西东西=0.46 y南南=490/1800=0.27；y北北=520/1800=0.29取其值大者，即取其值大者，即y南北南北=0.29 Y=
39、y=y东西东西+y南北南北=0.75n一个周期总时间损失一个周期总时间损失L包括东西方向前后损失时间、南北方包括东西方向前后损失时间、南北方向前后损失时间和两次全红灯时间。向前后损失时间和两次全红灯时间。由图可见：由图可见：L=3+1+2+3+1+2=12sn该交叉口信号控制的最佳周期该交叉口信号控制的最佳周期nCo=(1.5L+5)/(1-Y)=92s。10/18/202283n例例2：交叉口交通组织与车流量见图，不考虑非机动车及行：交叉口交通组织与车流量见图，不考虑非机动车及行人过街，选用两相位信号机，试选定信号周期并计算信号配人过街，选用两相位信号机，试选定信号周期并计算信号配时。时。西
40、西:Q=980辆辆/h大型车大型车:20%左转车左转车:10%南南:Q=550辆辆/h大型车大型车:10%左转车左转车:10%东东:Q=1050辆辆/h大型车大型车:15%左转车左转车:15%北北:Q=450辆辆/h大型车大型车:20%左转车左转车:15%10/18/20228410/18/202284n先计算各个入口引道的等效车流量：先计算各个入口引道的等效车流量：Qe东东=(Q东东+0.5H东东+0.6L东东)/N东东=1050(1+0.515%+0.615%)/2=612 Qe西西=(Q西西+0.5H西西+0.6L西西)/N西西=980(1+0.520%+0.610%)/2=568 Qe
41、南南=(Q南南+0.5H南南+0.6L南南)/N南南=550(1+0.510%+0.610%)/2=305 Qe北北=(Q北北+0.5H北北+0.6L北北)/N北北=450(1+0.520%+0.615%)/2=267 Qe=max(Q东西东西)+max(Q南北南北)=612+305=91710/18/2022852022/10/1885n最佳周期：最佳周期：Co=13330P/(1333-Qe)=133302/(1333-917)=65（s）n按照等效交通量确定两个方向的绿灯时间：按照等效交通量确定两个方向的绿灯时间：nG=Co-2黄灯时间黄灯时间=65-2*3=59（s）n东西方向：东西方
42、向：Q东西东西=612辆辆/h，nG=612/917*59=39s，南北方向：南北方向：Q南北南北=305辆辆/h，G=305/917*5920（s）10/18/2022862022/10/1886n信号灯配时：信号灯配时：最佳周期：最佳周期：Co=65s东西方向：绿灯东西方向：绿灯39s，黄灯：，黄灯：3s，红灯：，红灯：23s；南北方向：绿灯南北方向：绿灯20s，黄灯：，黄灯：3s，红灯：，红灯：42s；由于路口较小，可不设置全红灯时间；见图：由于路口较小，可不设置全红灯时间；见图：南北南北东西东西39s3s23s42s3s20s65s10/18/202287n控制原理控制原理n在进口均设
43、有车辆到达检测器，一相位起始绿灯，在进口均设有车辆到达检测器，一相位起始绿灯，设有一个设有一个“初始绿灯时间初始绿灯时间”，到初始绿灯时间结，到初始绿灯时间结束时，若在一个预先设定的时间间隔内没有后续束时，若在一个预先设定的时间间隔内没有后续车辆到达，则变换相位；否则，绿灯延长一个预车辆到达，则变换相位；否则，绿灯延长一个预设的设的“单位绿灯延长时间单位绿灯延长时间”，只要不断有车到达，只要不断有车到达，绿灯时间可继续延长，直到预设的绿灯时间可继续延长，直到预设的“最长绿灯时最长绿灯时间间”时变换相位时变换相位单点信号控制感应式感应式10/18/202288n控制参数控制参数n初始绿灯时间：初
44、始绿灯时间：给每个相位预先设置的最短绿灯时间，在此给每个相位预先设置的最短绿灯时间，在此时间内，不管有否来车本相位必须绿灯，初始绿灯时间的长时间内，不管有否来车本相位必须绿灯，初始绿灯时间的长短，取决于检测器的位置及检测器到停车线可停放的车辆数。短，取决于检测器的位置及检测器到停车线可停放的车辆数。n单位绿灯延长时间：单位绿灯延长时间：它是初始绿灯时间结束后，在一定时间它是初始绿灯时间结束后，在一定时间间隔内测得后续车辆时所延长的绿灯时间。间隔内测得后续车辆时所延长的绿灯时间。n最长绿灯时间：最长绿灯时间：它是为了保持交叉口信号灯具有较佳的绿信它是为了保持交叉口信号灯具有较佳的绿信比而设置，一
45、般为比而设置，一般为3060s，当某相位的初始绿灯时间加上，当某相位的初始绿灯时间加上后来增加的多个单位绿灯延长时间达到最长绿灯时间时，信后来增加的多个单位绿灯延长时间达到最长绿灯时间时，信号机会强行改变相位，让另一方向的车辆通行。号机会强行改变相位，让另一方向的车辆通行。10/18/202289n将一条干道上一批相邻的交通信号联动起来，加将一条干道上一批相邻的交通信号联动起来，加以协调控制，以便提高整个干道的通行能力以协调控制，以便提高整个干道的通行能力n分为分为定时式定时式和和感应式感应式n干道信号控制的基本参数干道信号控制的基本参数n周期长度周期长度：各个交叉口一致：各个交叉口一致n绿信
46、比绿信比：不一定统一：不一定统一n相位差相位差：绝对差、相对差：绝对差、相对差绝对相位差：绝对相位差：指各个交叉口信号的绿灯或红灯的起点相对于控制系指各个交叉口信号的绿灯或红灯的起点相对于控制系统中参照交叉口的绿灯或红灯的起点时间差。统中参照交叉口的绿灯或红灯的起点时间差。相对相位差：相对相位差：指相邻两交叉口信号的绿灯或红灯起点的时间差。指相邻两交叉口信号的绿灯或红灯起点的时间差。干道交通信号协调控制（线控）10/18/202290n应用条件应用条件第一，纳入信号协调控制的交叉口应采用相同的信号周期；第一，纳入信号协调控制的交叉口应采用相同的信号周期；第二，必须具备相同的时间基难第二，必须具
47、备相同的时间基难(保证相位差的稳定保证相位差的稳定)；第三，交叉口之间的关联性应较大，这会使控制效果较好；第三，交叉口之间的关联性应较大，这会使控制效果较好；通常相邻交叉口之间的距离应在通常相邻交叉口之间的距离应在800m以内。以内。10/18/202291n车流沿某条主干道行进过程中，连续遇到一车流沿某条主干道行进过程中，连续遇到一个接一个的绿灯信号，畅通无阻地通过沿途个接一个的绿灯信号，畅通无阻地通过沿途所有交叉口所有交叉口n关键在于相位差，一般只有在单向交通干线关键在于相位差，一般只有在单向交通干线上才能实现上才能实现干道交通信号协调控制绿波交通绿波交通10/18/202292实测各相邻
48、交叉口间车辆平均行驶时间是：实测各相邻交叉口间车辆平均行驶时间是：T1160s，T2=158s，T3=254s，T4=201s，为系统参照交叉口，周期长度为为系统参照交叉口，周期长度为120s理想的理想的“绿波带绿波带”B交叉口的绝对相位差交叉口的绝对相位差=T1-120s=40sC交叉口的绝对相位差交叉口的绝对相位差=T1+T2-240s=78sD交叉口的绝对相位差交叉口的绝对相位差=T1+T2+T3-480s=92sE交叉口的绝对相位差交叉口的绝对相位差=T1+T2+T3+T4-720s=53s，10/18/20229310/18/202294n难以实现绿波，当各交叉口间距相等，且车难以实
49、现绿波，当各交叉口间距相等，且车辆行驶时间是周期时长一半的倍数时，可获辆行驶时间是周期时长一半的倍数时，可获理想效果理想效果n双向交通干道定时式信号控制的方式双向交通干道定时式信号控制的方式n同步式协调系统同步式协调系统n交互式协调控制交互式协调控制n连续通告式协调控制连续通告式协调控制干道交通信号协调控制双向干道双向干道10/18/202295它把整个区域中所有信号交叉口作为协调控制的对象。控制区它把整个区域中所有信号交叉口作为协调控制的对象。控制区内各受控交通信号都受中心控制室的集中控制。对范围较小的内各受控交通信号都受中心控制室的集中控制。对范围较小的区域，可以整区集中控制；范围较大的区
50、域，可以分区分级控区域，可以整区集中控制；范围较大的区域，可以分区分级控制。制。分区的结果往往成为一个由几条线控制组成的分级集中控制分区的结果往往成为一个由几条线控制组成的分级集中控制系统，这时，可以认为各线控制是面控制中的一个单元；有时系统，这时，可以认为各线控制是面控制中的一个单元；有时分区成为一个点、线、面控制的综合性分级控制系统。分区成为一个点、线、面控制的综合性分级控制系统。分为分为定时脱机式控制系统定时脱机式控制系统及及感应式联机控制感应式联机控制系统系统区域交通信号控制系统（面控）10/18/202296区域交通信号控制系统区域交通信号控制系统（1）定时脱机式区域交通控制系统 利