《第九章信号交叉口通行能力分析课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第九章信号交叉口通行能力分析课件.ppt（88页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、计算示例计算示例计算示例计算示例交通信号交通信号交通信号交通信号第一节第一节第二节第二节第三节第三节第四节第四节信号交叉口通行能力及服务水平信号交叉口通行能力及服务水平信号交叉口通行能力及服务水平信号交叉口通行能力及服务水平信号交叉口通行能力计算信号交叉口通行能力计算信号交叉口通行能力计算信号交叉口通行能力计算一、交通信号一、交通信号 在道路上用来传递具有法定意义指挥交通流通行或停在道路上用来传递具有法定意义指挥交通流通行或停止的光、声、手势等，都是交通信号。止的光、声、手势等，都是交通信号。交通信号是空间上空间上无法实现分离原则的地方，主要在平面交叉口上，用来在时间时间上上给交通流分配通行权
2、的一种交通指挥措施。第一节第一节 交通信号交通信号通常道路上使用的交通信号由灯光信号和由灯光信号和手势信号手势信号。灯光信号是通过通过交通信号灯的灯色来指挥交通；手势信号则由交通管理人员通过法定的手势动作姿势或指挥棒来指挥交通，仅在交通信号灯出现故障或信号灯的地方使用。交通信号灯的种类有：交通信号灯的种类有：普通非闪灯普通非闪灯，即常见的红、黄、绿三色信号灯。，即常见的红、黄、绿三色信号灯。箭头信号灯箭头信号灯，它是专门分离各种不同方向的交通流，它是专门分离各种不同方向的交通流，只设在设有专用车道的交叉口上才能生效，并对其提供专门只设在设有专用车道的交叉口上才能生效，并对其提供专门通行时间的信
3、号灯。通行时间的信号灯。闪烁灯闪烁灯，普通红、黄、绿灯或绿色箭头灯，在起亮时，普通红、黄、绿灯或绿色箭头灯，在起亮时，按照一定的频率闪烁，以补充其它灯色所不能表达的交通指按照一定的频率闪烁，以补充其它灯色所不能表达的交通指挥意义挥意义.二、信号灯的含义二、信号灯的含义 1.1.非闪灯含义非闪灯含义 （1）绿灯绿灯 表示车辆可以通行，在平面交叉口，面对绿灯的车辆可以直行、左转或右转，左转车辆必须让合法通行的其它车辆和行人先行。（2）红灯红灯 表示不允许车辆通行，面对红灯的车辆不能超过停车线。（3）黄灯黄灯 表示即将亮红灯，车辆应该停止。2.2.闪灯闪灯（1）红闪灯红闪灯 警告车辆不能通行（2）黄
4、闪灯或两个黄灯交替闪烁黄闪灯或两个黄灯交替闪烁 表示车辆可以通行，但必须小心 3.3.箭头灯箭头灯（1）绿色箭头灯 表示车辆只允许沿着箭头所指的方向通行（2）红色或者黄色箭头 表示仅对箭头所指的方向起红灯或黄灯的作用。4.4.其它专用于自行车和行人的信号灯其它专用于自行车和行人的信号灯 红灯停止，绿灯可以通行 我国交通管理条例对交通信号灯的定义基本与国际一致，另外有一条就是：右转弯车辆和T形交叉口右边无人行道的直行车辆，遇到黄灯或红灯时，在不妨碍被放行的车辆和行人通行的情况下，可以通行。这种规定只在不用箭头灯时采用。在没有实施多相位信号灯控制的交叉口：在没有实施多相位信号灯控制的交叉口：l 绿
5、灯绿灯亮时，允许各行驶方向的车辆进入交叉口亮时，允许各行驶方向的车辆进入交叉口l 红灯红灯亮时，只允许右转车辆沿右转专用车道行进，亮时，只允许右转车辆沿右转专用车道行进，但不得影响横向道路上直行车辆的正常行驶但不得影响横向道路上直行车辆的正常行驶l 黄灯黄灯亮时，已越过停车线的车辆继续行驶，通过交亮时，已越过停车线的车辆继续行驶，通过交叉口；没越过停车线的车辆应在停车线后等候绿灯叉口；没越过停车线的车辆应在停车线后等候绿灯 三、交通信号的控制方式三、交通信号的控制方式 根据所采用的控制装置不同，交通信号一般有三种控制方式：1.预定周期式信号。周期长、相位、绿灯时间、转换间隔都是事先确定的。信号
6、通过规定的周期运行，周期长和相位都恒定不变。2.半感应式信号。主干道总保持绿灯直到设在次干路上的探测器探到有车辆到达。信号经过转换后为次干路显示绿灯直到次干路全部车辆通过或达到预定的最大绿灯时间。在绿波信号系统中分配给次干路的绿灯时间必须限制在预定的时间内。3.全感应式信号。该信号的所有相位全由传动监测器来控制。一般每个相位都规定最小与最大绿灯时间。四、交通信号灯设置的依据四、交通信号灯设置的依据 一般交通量发展到超过交叉口自身所能处理的能力时，在这种交叉口上加设交通信号。美国：美国：1.1.设置交通信号需做的调查工作：设置交通信号需做的调查工作：（1）车辆与人行道的交通量；（2）进口道上的车
7、辆行驶速度；（3）交叉口的平面布置；（4）交通事故及冲突记录；（5）可穿越临界空档；（6）延误。把调查结果，同把调查结果，同统一交通实施细则统一交通实施细则所规定设置信号灯依据的最小值比较，所规定设置信号灯依据的最小值比较，确定设置交通信号是否合理确定设置交通信号是否合理 2.2.美国设置信号灯的依据美国设置信号灯的依据（1 1）最小车流量依据）最小车流量依据 主、次带路上同一日第8位（从大到小排列）小时的交通量达到下表中所列的最小交通量，即为符合此依据。进口普通车道数主要道路车辆数（pcu/h）（双向进口道的总和）次要车道车辆数（pcu/h）（单行车流量较高者）主要道路次要道路市区郊区市区郊
8、区11500350150105216004201501052260042020014012500350200140最小车流依据 表9-1（2 2）中断主要道路连续车流量的最小流量依据：）中断主要道路连续车流量的最小流量依据：交叉口上，主要道路交通量大时，次要道路穿越主要道路会发生困难，因此常用信号灯使主要道路车流产生中断，使次要道路车辆通过。以此为出发点的最小车流也以主次道路同一日第8位小时交通量为依据。进口普通车道数主要道路车辆数（pcu/h）（双向进口道的总和）次要车道车辆数（pcu/h）（单行车流量较高者）主要道路次要道路市区郊区市区郊区1175052575522190065075522
9、2900630100701275052510070中断主要道路连续车流的最小车流依据 表9-2 （3 3）最小过街行人流量依据：）最小过街行人流量依据：行人过街数量大时，为确保行人人安全应设置人行横道信号灯，最小行人过街行人流量也以同一日第8小时的车流量和过街行人流量为依据。（4 4）学童过街依据）学童过街依据：学童往返学校通过主要道路尤其是学校附近道路应考虑设置人行横道信号灯。（5 5）交通事故记录依据：）交通事故记录依据：一年中发生一年中发生5 5次或更多人身伤害或财产损失在次或更多人身伤害或财产损失在100100美美元以上的交通事故路口（车辆交通量不小于元以上的交通事故路口（车辆交通量不
10、小于1 1、2 2、3 3规规定的定的80%80%）应设置信号灯。）应设置信号灯。（6 6）其它依据：）其它依据：上述没有一条符合情况下，在第上述没有一条符合情况下，在第1 1、2 2、3 3挑中有两挑中有两条或更多满足规定值条或更多满足规定值80%80%或以上的应考虑设置信号灯。或以上的应考虑设置信号灯。3.3.我国设置交通信号灯的规定我国设置交通信号灯的规定0 00606年年我国我国规定规定的路的路口设口设置信置信号灯号灯的交的交通量通量标准标准表表道路交通信号灯设置与安装规范（道路交通信号灯设置与安装规范（GB14886-2006）4信号灯设置条件4.1信号灯设置条件总则信号灯设置条件总
11、则4.1.1信号灯设置时应考虑路口、路段和道口三种情况。4.1.2应根据路口形状、交通流量和交通事故状况等条件，确定路口信号灯的设置。可设置专用于指导公共交通车辆通行的信号灯及相应配套设施。4.1.3应根据路段交通流量和交通事故状况等条件，确定路段信号灯设置。4.1.4在道口处，应设置道口信号灯。4.1.5在设置信号灯时，应配套设置相应的道路交通标志、道路交通标线和交通技术监控设备。规范规范4.2路口信号灯设置路口信号灯设置路口按形状主要可分为：十字形、斜交、T形、Y形、错位T形、错位Y形、多路、环形路口。4.2.1十字形路口、斜交路口、T形路口、Y形路口当相交的两条道路均为干路时，应设置信号
12、灯。当相交的两条道路中有一条为支路时，应根据交通流量和交通事故状况等条件，确定是否设置信号灯。4.2.2错位T形路口错位间距小于50米时，可视为一个十字路口或斜交路口，按4.2.1条设置信号灯。错位间距大于50米时，可视为两个T形路口，分别按4.2.1条设置信号灯。注：错位间距指两条错位道路相邻的路缘线间距离。4.2.3错位Y形路口、多路路口应进行合理交通渠化后，根据交通流量和交通事故状况等条件确定信号灯的设置。4.2.4环形路口应根据环形路口通行能力、交通流量和交通事故状况等条件确定信号灯的设置。4.3用于路口指导机动车通行的信号灯设置的用于路口指导机动车通行的信号灯设置的交通流量条件交通流
13、量条件路口机动车高峰小时流量超过表9-4所列数值时，应设置信号灯。路口任意连续8h的机动车平均小时流量超过表9-5所列数值时，应设置信号灯。4.4路口非机动车信号灯设置路口非机动车信号灯设置对于机动车单行线上的交叉口，在与机动车交通流相对的进口应设置非机动车信号灯。非机动车驾驶人在路口距停车线25m范围内不能清晰视认用于指导机动车通行的信号灯的显示状态时，应设置非机动车信号灯。其它特殊情况下，如通过交通组织仍不能解决机动车与非机动车冲突，宜设置非机动车信号灯。4.5路口人行横道信号灯设置路口人行横道信号灯设置在采用信号控制的路口，已施划人行横道标线的，应相应设置人行横道信号灯。4.6路口方向指
14、示信号灯设置原则路口方向指示信号灯设置原则在有专用转弯机动车道的路口，若采用多相位的相位设置方式，应设置方向指示信号灯。在全天24小时均不采用多相位的相位设置方式的路口，不应设置方向指示信号灯。4.7车道信号灯设置车道信号灯设置在可变车道入口和路段、隧道、收费站等地，应设置车道信号灯。在城市快速路进出口等地视实际情况可设置车道信号灯。4.8闪光警告信号灯设置闪光警告信号灯设置在需要提示驾驶人和行人注意暸望、确认安全后通过处，宜设置闪光警告信号灯。4.9路口信号灯设置的交通事故条件路口信号灯设置的交通事故条件4.9.1对三年内平均每年发生5次以上交通事故的路口，从事故原因分析通过设置信号灯可避免
15、发生事故的，应设置信号灯。4.9.2对三年内平均每年发生一次以上死亡交通事故的路口，应设置信号灯。4.10路口信号灯设置的综合条件路口信号灯设置的综合条件4.10.1当表1、表2和4.9中，有两个或两个以上条件达到80%时，路口应设置信号灯。4.10.2在不具备上述条件但有特别要求的路口，如常用警卫工作路线上的路口、交通信号控制系统协调控制范围内的路口等，可设置信号灯。具体规定P161-162 五、五、信号灯对于减少交叉口交错点的作用信号灯对于减少交叉口交错点的作用 车流经过交叉点形成汇合点、冲突点和分离点（统称交错点），这是事故经常发生和影响交叉口通行能力的焦点所在。因此考虑设置控制信号，以
16、减少交叉口交错来改善交叉口通行条件，减少交通事故的发生和提高交叉口通行能力。项目交错点类型无信号控制有信号控制相交道路条数相交道路条数3条4条5条3条4条5条分叉点38152或146汇合点38152或146左转车流冲突点312451或024直行车冲突点045000交错点总数932805或21016信号灯减少平面交叉口交错点效果 表9-5(a)无信号T形交叉口冲突点情况 (b)有信号T形交叉口冲突点情况 (c)有信号T形交叉口冲突点情况图9-1 三条路交叉（T形交叉口）(a)无信号交叉口冲突点情况 (b)有信号交叉口冲突点情况图9-2 四条路交叉（十字形交叉口）第二节第二节 信号交叉口通行能力信
17、号交叉口通行能力 及服务水平分析及服务水平分析 一、信号交叉口的通行能力一、信号交叉口的通行能力 信号交叉口的通行能力是在一定的交通、车行道和信号设计条件下，某一指定入口引道单位时间内所能通过的最大车辆数。我们在研究整个交叉口的通行能力是基于各入口引道通行能力基础上的所有入口断面的通行能力之和所有入口断面的通行能力之和。在分析交叉口通行能力时，又可把它分为规划设计通行能力和实际运行状况通行能力。前者在规划设计阶段不考虑信号设置的细节，只是概略性地评价交叉口的通行能力。后者是对正在运后者是对正在运行的某一具体交叉口进行分析，考虑了交通、车行道和信号设计行的某一具体交叉口进行分析，考虑了交通、车行
18、道和信号设计等诸多细节，以评价该交叉口的各项性能，提出治理或改造的建等诸多细节，以评价该交叉口的各项性能，提出治理或改造的建议。议。由于交通信号强制使车流由连续流变为间断流，即减少了各向车流有效通行时间，随之降低了各引道通行能力。二二 、信号交叉口的服务水平、信号交叉口的服务水平 服务水平是描述交通流内的运行条件及驾驶员与乘客对其感受的质量标准。一般的描述因素有：速度和行驶时间、驾驶自由度、交通延误、间断、舒适、安全、方便等 交叉口是延误发生的主要场所，国内外常用平均延误作国内外常用平均延误作为评价交叉口服务水平的指标。为评价交叉口服务水平的指标。交叉口服务水平相当于美国的服务水平信号交叉口的
19、延误时间（s）信号交叉口高峰时延误时间（s）色等信号周期长度（s）一A-C3030180360100服务水平平均停车延误（s）服务水平平均停车延误（s）A5D25.1-40B5.0-15E40.1-60C15.1-25F60美国美国通行能力手册通行能力手册规定的信号交叉口服务水平规定的信号交叉口服务水平 表表9-89-8我国信号交叉口以延误为标准的服务水平我国信号交叉口以延误为标准的服务水平 表表9-79-7 北京市市政设计院建议的服务水平 表9-8服服务务水平水平一一二二三三四四路口交通路口交通负负荷系数荷系数V/C0.50.60.90.81.01车辆车辆通通过过路口平均路口平均损损失失时间
20、时间(s)303040405050红红灯平均阻灯平均阻车长车长度度(s)50100150150乘客与乘客与驾驶员驾驶员在路口的感受在路口的感受舒适通舒适通畅畅接近接近饱饱和和常呈混常呈混乱乱阻塞阻塞 三、信号交叉口通行能力影响因素三、信号交叉口通行能力影响因素影响信号交叉口通行能力的主要因素由三个：车行道条件车行道条件，即交叉口的基本几何特征；信号设计条件信号设计条件，即信号灯配时的各项参数；交通条件交通条件，即交叉口交通流的各项特性。1.1.车行道条件，包括交叉口形式、车道数、车道宽度、车行道条件，包括交叉口形式、车道数、车道宽度、坡度和车道功能划分（包括停放车道）。坡度和车道功能划分（包括
21、停放车道）。（1）交叉口形式，城市中常见的是T字形和十字形交叉口。如下图所示：（2）入口断面的车道数、各个方向的专用车道数 常见的交叉口入口断面车道布置方式：直行车辆很多，且左右转也有一定数时，设两条直行车道和左右转各一条专用车道；直行车辆很多，且左右转也有一定数时，设两条直行车道和左右转各一条专用车道；左、中、右方向车流均匀，各设一条专用车道；左、中、右方向车流均匀，各设一条专用车道；左转车多而右转车少时，设一条左转专用车道，直行和右转共用一条车道；左转车多而右转车少时，设一条左转专用车道，直行和右转共用一条车道；右转车多而左转车少时，设一条右转专用车道，直行和左转共用一条车道；右转车多而左
22、转车少时，设一条右转专用车道，直行和左转共用一条车道；左右转车辆都很少时，分别与直行车合用一条车道；左右转车辆都很少时，分别与直行车合用一条车道；行车道宽度较窄，不设专用车道，只划快慢车道分界线，机动车道不分直行、左转、行车道宽度较窄，不设专用车道，只划快慢车道分界线，机动车道不分直行、左转、右转共用一条车道。右转共用一条车道。（3）入口车道宽度和坡度n 标准车道宽度为3.75m，入口断面车宽度小于此值时，会增加各种车流之间的摩阻，减小车道的通行能力，计算交叉口通行能力时，根据实际车道宽度进行折减。n入口的车道的纵坡度对交叉能力有影响，当坡度较大时，应该对通行能力进行折减。2.交通信号设计条件
23、交通信号设计条件（1）信号配时参数）信号配时参数 周期信号显示的一个完整循环过程；周期长度信号完成一个周期所需要的时间，用Tc表示，单位为s；相位在一个或几个间隔期间，分配给任何获得通行权方向上的车流的通行时间；间隔所有信号显示持续不变的时间；转换间隔相位之间出现的黄灯加上红灯间隔，以使冲突车 流在放行之前，能够为交叉口清除车辆提供时间，用Y表示（s）。绿灯时间绿灯相位所持续时间，用Gi表示（i相位）；损失时间未能供车辆有效利用时间。有效绿灯时间在给定的相位中，获得通行权的车流所能够 有效利用的时间。它等于绿灯时间加上转换间隔再减去损失时间，用gi表示（对i相位）单位为s；绿信比有效绿灯时间与
24、周期长之比，用百分比表示，亦即一个周期内可用于车辆通行时间的比例，用有效红灯时间有效禁止车辆行驶持续时间，等于周期长减去规定相位的有效率等时间，用 表示，单位为s；车道组车道组一个或多个流向的交通流所在的一条或多条车道，这是信号交叉口通行能力分析的基本单位。引道引道交叉口中某方向的所有进口车道。饱和流率饱和流率在特定的道路、交通和信号控制条件下，特定的绿灯时间段内，车队连续以最小平均车头时距通过停车线时的有效绿灯小时交通流率。（2）信号相位方案 信号方案是轮流给某些方向的车辆或行人分配通行权轮流给某些方向的车辆或行人分配通行权顺序顺序。即相位是在一个周期内，安排了若干控制状态（每一种控制状态对
25、某一方向的车辆或者行人配给通行权），并合理地安排了这些控制状态的显示顺序。信号配时方案一般用信号配时图表达，下图为一般信号配时表达图。当东西两侧左转车比较多，而交叉道上没有设左转车道，考虑设置三相位信号配时：图9-7 三相位信号控制方案三相位配时方案中，专用左转相位需要用绿色左转箭头，各进口道不同的信三相位配时方案中，专用左转相位需要用绿色左转箭头，各进口道不同的信号等组合为：对东向南和西向北左转车放绿色左转箭头灯，东西及南北直行号等组合为：对东向南和西向北左转车放绿色左转箭头灯，东西及南北直行车均放红灯；另外两个相位就是基本的两相位信号组合。车均放红灯；另外两个相位就是基本的两相位信号组合。
26、3.3.交通条件交通条件 （1）引道交通量：指高峰小时交通量。（2）流向车辆的分布：指某一引道车流内各方向车流组成的百分比。（3）流向内车型分布：由于各种车型的机动性能和几何尺寸的不同，导致它们的时空消耗存在差别，实际计算时，应当把不同车型折算为某一标准车型。（4）交叉口范围内公共汽车停靠站的位置和作用及交叉口范围内停放车状况：交叉口范围内的公共汽车停靠站位置及其其它停放车辆状况挤占了交通空间，增加车辆摩阻，减少了信号交叉口的通行能力，计算时要考虑折减系数。（5）吸引的人流量：人流对交叉口通行能力影响很大，必要时设置过街信号灯，以保证行人安全。第三节第三节 信号交叉口通行能力计算信号交叉口通行
27、能力计算 一一、计算步骤计算步骤1.1.计算资料的准备计算资料的准备（1）交叉口平面布局交叉口形式多样，对平交口而言有T字形，十字形交叉等，进口道宽度及划分方式的确定包括机动车道条数和直行同左、右车道的关系。（2）交通流量根据资料确定高峰小时流量，确定转弯车辆比重，车流组成，信号灯配时等。2.2.计算参数的确定计算参数的确定（1）根据实际情况选择适当计算方法（2）确定该方法的计算参数。3.3.计算通行能力计算通行能力（1）计算各个进口道的通行能力。（2）验算该进口道的设计通行能力。（3）计算交叉口的设计通行能力，即等于各个进口道设计通行能力之和。二、国外的通行能力计算方法1.1.美国美国HCM
28、HCM方法方法（1）饱和流率模型 饱和流率是假设引道在全绿灯条件下，即绿信比g/c为1.0的情况下，所能通过的最大流量。修正公式如下：S在通常条件下，车道组中所有车道的饱和流率。S0每车道理想条件下的饱和率，一般为1800veh/绿灯小时 N车道中的车道组数；车道宽度校正系数；（2）通行能力分析模型信号交叉口的通行能力是以饱和流量或饱和流率为基础进行分析的。交叉口总的通行能力根据各进口车道组通交叉口总的通行能力根据各进口车道组通行能力之和获得。行能力之和获得。每个车道组的通行能力计算公式为：式中：车道组i或引道i的通行能力；绿信比（有效率等时间/周期）；车道组i或引道i的饱和流率（辆/绿灯小时
29、）。（3）延误计算假定车道组是随机到达产生的延误。用下式计算每一车道组产生的延误：式中：d车道组每辆车平均延误（s/veh）；Tc周期长（s）；g/Tc车道组的绿信比，有效绿灯时间/周期；X车道组的V/C之比；C车道组的通行能力。信号相位联动校正系数上述延误估算是适合于假定车辆是在随机条件下到达的。但许多情况下，车辆到达不是随机的，需要引入信号相位联动校正系数。表9-10。集合延误的估算通过采用加权平均法，集合上述延误估算公式得到的每个车道组每辆车平均延误得到整个交叉口的平均延误。公式如下：式中：引道A上的延误（s/veh）；引道A上车道组i的延误（s/veh）；车道组i上的流量（veh/h）
30、。进一步将各引道延误加权平均延误加权平均，得到交叉口的平均延误：式中:交叉口每辆车平均延（s/veh）；引道A的流量（veh/h）。2.2.英国的英国的TRRLTRRL法法（1）饱和流量 TTRL通过观测和实验得到不准停放车辆的饱和流量为：S=525W （W为进口道宽度，W5.5m（2）延误计算式中：d每辆车的延误（s）；Tc周期长（s）；绿信比；q进口道实际到达交通流量；x饱和度。英国的TRRL(Transport and Road Research Lab)对信号交叉口车辆延误进行过深入的调查分析和研究，并由韦伯斯特(Webster)建立了延误模型，提出了信号配时和通行能力计算方法。（3）
31、最佳周期时间当韦伯斯特延误最小时，得到定时信号最佳周期时间：式中:Tc0 最佳周期时间（s）；TCL 每个周期的总损失时间（s）；Y 组成周期的全部信号相得最大流量比y=q/s值之和，即：每个周期的损失时间按下式计算：式中：启动损失时间（s）；绿灯间隔时间（s）；黄灯时间（s）；（4）信号配时根据确定的周期可得到每周期有效绿灯时间为：Tc=tcotCL把有效绿灯时间Tc按照各相位的ymax值之比进行分配，得到各相位有效绿灯时间tg，然后计算得到实际绿灯时间：tgo=tg-ty+t1（5）通行能力 信号交叉口通行能力为：TRRL法用于信号灯配时和通行能力计算（1）计算最小周期Tcm（2）计算最佳
32、周期Tc0（3）计算有效绿灯时间（4）计算绿灯显示时间（5）饱和度检验通行能力计算 C=S*ge/T例英国法的例题3.3.澳大利亚澳大利亚ARRBARRB法法此法考虑了超饱和交通情况后，将延误公式改进为：式中：D平均延误（s）；N0平均溢流排队车辆数；考虑停车因素后，最佳周期时间计算公式为：式中：k停车损失参数。其他符号意义均同上。周期长、绿灯时间、启动周期长、绿灯时间、启动延误、平均车头时距延误、平均车头时距直行车道的设计通行能力直行车道的设计通行能力确定混行车道、左转车道、右确定混行车道、左转车道、右转车道的影响转车道的影响计算整个交叉口的通行能力计算整个交叉口的通行能力计算进口计算进口i
33、的通行能力的通行能力左转车是否影左转车是否影响对向直行车响对向直行车？折减对向直行车道折减对向直行车道的通行能力的通行能力Y YN N我我我我 国国国国 使使使使 用用用用 的的的的 方方方方 法法法法三三 、国内的计算方法、国内的计算方法1.1.中国中国城市道路设计规范城市道路设计规范推荐的方法推荐的方法（1 1）十字形相交叉口的设计通行能力）十字形相交叉口的设计通行能力十字形交叉口设计通行能力等于各进口道设计通行能力之和，如下图9-9所示：图9-9 十字形交叉口的车道功能区分1）进道口设计通行能力进道口设计通行能力等于个车道设计通行能力之和。一条直行车道的设计通行能力计算公式式中：Cs一条
34、直行车道的设计通行能力（pcu/h）；Tc信号灯周期（s）；tg信号每周期内的绿灯时间（s）；t0绿灯亮后，第一辆车通过停车线的时间（s）可采 用23s；ti直行或右转车辆通过停车线的平均时间（s/pcu）；折减系数，可用0.9.车辆平均通过停车线的时间ti于车辆组成、车辆性能、驾驶员条件有关。直行车队参考下列值：小型车组成的车队，ti=2.5s；大型车组成的车队，ti=3.5s；拖挂车组成的车队，ti=7.5s；混合车组成的车队按下表选用：大车：小车大车：小车2:83:74:65:56:47:38:2ti（s）2.652.953.123.263.303.343.42直右车道设计通行能力计算公
35、式 式中：直右车道的设计通行能力（pcu/h）。直左车道的设计通行能力计算公式 式中：为直左车中左转车道车占的比例。直左右车道的设计通行能力计算公式 式中：一条直左右车道的实际通行能力（pcu/h）。（9-19）（9-20）（9-21）此外，也可以根据本进口左、右转车辆比例计算。进口设有专用左车道和专用右转车道时，进口道设计通行能力按下式计算：（9-22）式中：设有专用左转车道与右转车道的本面进口道的 设计通行能力（pcu/h）。本面直行车道设计通行能力之和（pcu/h）。分别为左、右转车占本面进口车辆的比例。专用左转车道的设计通行能力为：（9-23）专用右转车道的设计通行能力为：（9-24）
36、进口道设有专用左转车道而没有设有专用右转车道时，进口道的设计通行能力计算公式为：（9-25）式中：设有专用左转车道的本面进口道的设计通行 能力（pcu/h）；本面直行车道设计通行能力之和（pcu/h）；本面直右车道的设计通行能力（pcu/h）；专用左转车道的设计通行能力：进口道设有专用右转车道而没有设有专用左转车道时，进口道的设计通行能力计算公式为：式中：设有专用右转车道的本面进口道的设计通 行能力（pcu/h）；本面直行车道设计通行能力之和（pcu/h）；本面直左车道的设计通行能力（pcu/h）。专用右转车道的设计通行能力为：（9-28）（9-27）（9-26）2）设计通行能力的折减在一个周
37、期内对面到达的左转车超过34pcu时，左转车辆影响本面直行车，应当折减本面各种直行车道的设计通行能力。当 时，本面进口道的设计通行能力为：式中：折减后本面进口道的通行能力（pcu/h）;本面进口道的通行能力（pcu/h）;本面各种直行车道数。本面进口道左转车的设计通行能力（pcu/h）不折减本面各种直行车道设计通行能力的对面左转车数，交叉口小时为3n，大时为4n，n为每小时信号周期数。（9-29）（9-30）（2 2）T T形交叉口的设计通行能力形交叉口的设计通行能力 P174ABC计计算算图图示一示一该交叉口的设计通行能力为该交叉口的设计通行能力为A A、B B、C C各进口道设计通行各进口
38、道设计通行能力之和，应验算能力之和，应验算C C进口道左转车对进口道左转车对B B进口道通行能力进口道通行能力的折减。具体计算如下：的折减。具体计算如下：A A进口道的设计通行能力：进口道的设计通行能力：B B进口道的设计通行能力：进口道的设计通行能力：C C进口道的设计通行能力：进口道的设计通行能力：当当C C进口道每个信号周期的左转车超过进口道每个信号周期的左转车超过3 34PCU4PCU时，折减时，折减B B进口道的通行能力为进口道的通行能力为：A A进口道的设计通行能力：进口道的设计通行能力：B B进口道的设计通行能力为设专用右转进口道的设计通行能力为设专用右转车道而未设专用左转车道，
39、车道而未设专用左转车道，C C进口道的设计通行能力为设专用左转进口道的设计通行能力为设专用左转车道而未设专用右转车道，车道而未设专用右转车道，当当C C进口道每个信号周期的左转车超过进口道每个信号周期的左转车超过3 34PCU4PCU时，折减时，折减B B进口道的通行能力为：进口道的通行能力为：该交叉口的设计通行能力为该交叉口的设计通行能力为A A、B B、C C各进口道设计通行各进口道设计通行能力之和，应验算能力之和，应验算C C进口道左转车对进口道左转车对B B进口道通行能力进口道通行能力的折减。具体计算如下：的折减。具体计算如下：ACB计计算算图图示二示二2.2.停车线法介绍停车线法介绍
40、它是以进口处车道的停车线作为基准面，认为凡是通过盖面的车辆就已经通过交叉口。所以称为停车线法。具体计算方法如下：（1）一条直行车道的通行能力 （9-32）式中：Cs一条直行车道的通行能力（pcu/h）；Tc信号灯周期（s）；tg信号灯每周期内的绿灯时间（s）；t损一个周期内的绿灯损失时间，包括启动、加速时间，一般只计算加速时间，t加=v/2a。平均为2.3s；v直行车辆通过交叉口的平均车速（m/s），一般取13km/h；a平均启动加速度；ti前后两车通过停车线的平均时间（s/pcu）。（2）一条右转车道的通行能力（pcu/h）（9-33）式中：Cr一条右转车道的通行能力（pcu/h）；tr前后
41、两车连续驶过停车线的时间间隔（s/pcu）；（3 3）一条左转车道的通行能力（）一条左转车道的通行能力（pcu/hpcu/h）1）设左转车辆专用信号时一条左转车道的通行能力为：（9-34）式中：C1一条左转车道的通行能力（pcu/h）；t1一个信号周期内的左转时间（s）；v1左转车辆通过交叉口的行车速度（m/s）；t0左转车辆连续通过交叉口的平均车头时距（s）。3.3.冲突点法介绍冲突点法介绍 根据对有信号控制的交叉口实际交通运行状态分析发现，对信号交叉口通行能力真正其作用的地点是在交叉口的冲突点，特别是在两相位信号控制的交叉口上。因此提出了计算车辆通过冲突点的信号交叉口通行能力分析方法冲突点
42、法。第四节第四节 计算示例计算示例例例9-1 9-1 计算下图9-12所示的T形交叉口设计通行能力。已知：每个信号周期BC方向tg=40s，A方向tg=25s，黄灯时间各为5s；左转车辆个占本面的15%，t0=2.3s =0.9。ABC图 9-12解解：（1）求A面的设计通行能力 因A面左、右转车辆，在绿灯放行时不受任何干扰，通过停车线的设计通行能力相当于直行方向的设计通行能力，采用下式计算：(2)求B面的设计通行能力 （3）求C面的设计通行能力 根据信号灯的管制规定，C进口道直行车俩可不受红灯信号制约。但交叉口设计通行能力受交通特性的制约，一般随即到达交叉口的直行车道车流C与B面大致相等，因
43、此C面的直行车流辆等于B面的车流量。（4）验算C验算C面左转弯车是否超过每个周期3-4pcu，如果超过则需折减。所以不必折减。（5）总通行能力T形交叉口总的通行能力为：435+818+818=2017pcu/h例例9-29-2 已知如下图9-13所示信号交通管制路口，东西干道一个方向有三条车道，南北路一个方向有一条车道，信号配时：周期Tc=120s，绿灯tg=52s。车中比例大车：小车为2：8，东西方向左转车占该进口交通量的15%。求交叉口的设计通行能力？图 9-13解：解：先计算东西方向干道。东进口由三条车道，分为直行、专用左转、直右车道。（1）行车道的设计通行能力用公式（9-19）。取t0
44、=2.3s，=0.9。根据车中比例为2：8，查表得ti=2.65，将已知参数带入得：（2）用公式（9-20）计算直右车道的设计通行能力：（3）东进口属于设有专用左转车道而没用设有专用右转车道类型，用公式（9-26）计算：（4）用公式（9-27）该进口道专用左转车道的设计通行能力为：（5）验算是否需要折减 当 需要折减。不影响对面行驶的左转交通量等于4n，n为一各小时内的周期数。Tc=120s 则n=3600-120=30，=430=120pcu/h，进口设计左转交通量为188pcu/h。由于 所以需按公式（9-27）折减：（6）西进口设计通行能力同东进口。（7）南进口设计通行能力：该进口只有直
45、左右混行车道，其设计通行能力按式（9-21）计算：（8）验算南进口是否影响对面直行车辆设计左转交通量Cl=4930.15=74pcu/h，由于 =120pcu/h，故不需要折减。（9）交叉口的设计通行能力：交叉口的设计通行能力为四个路口之和，东进口折减后的通行能力为1118pcu/h，西进口同东进口；南进口和北进口均为493pcu/h。故交叉口的设计通行能力为：C=11182+4932=3222pcu/h小汽小汽车单车单位位/绿绿灯小灯小时时流率流率有效有效绿绿灯灯时间时间 从上述公式可以看出：信号交叉口通行能力的重要影响因素是信号配时，通从上述公式可以看出：信号交叉口通行能力的重要影响因素是
46、信号配时，通行能力与相位长成正比。行能力与相位长成正比。现状管制条件就是为现状交通需求服务的。相位长和周期长随到达量的增加现状管制条件就是为现状交通需求服务的。相位长和周期长随到达量的增加而增加。因此，在一定范围内通行能力也可随交通需求的提高而有所增加。而增加。因此，在一定范围内通行能力也可随交通需求的提高而有所增加。信号交叉口通行能力应该是在现状交通需求模式、现状道路条件、现状相位信号交叉口通行能力应该是在现状交通需求模式、现状道路条件、现状相位结构下通过的最大车辆数。结构下通过的最大车辆数。因此，信号交叉口的通行能力只有在规定了周期长和饱和度之后，才具有相因此，信号交叉口的通行能力只有在规
47、定了周期长和饱和度之后，才具有相互比较的意义。互比较的意义。要点理解：要点理解：为什么信号交叉口通行能力会受交通需求的影响？为什么信号交叉口通行能力会受交通需求的影响？例例9-3 9-3 验算交叉口的通行能力 （1）交叉口的平面布局如右图：此交叉口为畸形十字形交叉口，四条进口道的宽度及划分方式是都不一样：南进口道只有一条机动车道直左右混行；北进口道有两条机动车道，一条直右车道，一条专用左转车道；东进口道有两条机动车道。一条直右车道，一条直左车道；西进口道有四条机动车道，一条左转，两条直行，一条右转车道。各进口道直行车及左转车从停车线到冲突点的距离也各不同，见下表：北南东西南北东西南北东西直行车
48、74.565.0 53.142.6左转车24.0 11.831.023.0各进口从停车线道冲突点的距离（m）（2）交通流量：根据实际资料，可归纳为：高峰小时流量为1640pcu/h，其中：东西向：541+741=1012pcu/h，占62%；南北向：301+327=628pcu/h，占38%。转弯车辆比重：左转车：北-东约20%，其它方向各约10%；右转车：南-东约20%，北-西约5%，其它方向约10%。车流组成：东西向：长车（公共汽车）20%；中车（货运卡车，大型客车）30%；小车（小型货车，小汽车等）50%；南北向：长车（无轨电车）30%；中车25%；小车45%。（3）信号灯配时，配时相同
49、：两相位信号灯，配时相同：绿灯时间39s，黄灯时间3s，红灯时间42s，周期84s。2.2.计算参数的确定计算参数的确定（1）各进口道高峰小时各项流量每周期计算到达数：进口道进口道南南北北东东西西车流驶向左左直直右右左左直直右右左左直直右右左左直直右右高峰小时流量（辆/小时）3122149702431441432683240039平均计算周期内车辆数0.75.20.11.65.70.3110.10.60.79.30.9以90%置信度计算每周期达到数绿灯时间内车数0.32.40.50.72.60.20.44.70.70.34.30.4周期时间内22312322红灯时间内11211211绿灯时间内
50、11211211黄灯时间内00000000（2）车头时距h：根据自行车及行人一般干扰条件下的观测数据：一条车流混合车种的计算车头时距：h1=5.8a1+4.0a2+2.4a3式中：a1、a2、a3分别为长车，中车、小车一小时流量占总流量的比例。因为南北和东西向车流组成不同，故分别计算的：南北向：h1=5.80.3+4.00.25+2.40.45=3.82s东西向：h1=5.80.2+4.00.3+2.40.5=3.56s两车流混合车种相当于一条车流的等价车头时距：h2=2.5s（3）可穿越空挡时距：南北向：=8.3s 东西向：=8.1s（4）可穿越空档数g：南北向g=2 东西向一条直线车流g=