第4章信号控制2

4
1.2 饱和流率
（1）饱和流率的影响因素 （2）直行车道的饱和流率 （3）左转车道的饱和流率 （4）右转车道的饱和流率 （5）饱和流率的测量
5
1.2 饱和流率
（1）饱和流率的影响因素
？



道路条件 交通条件 渠化条件 信号条件 环境条件
饱和流率是一条进口车道 在一次连续的绿灯时间 内，能够连续通过停车 线的折算为小轿车的最 大车辆数。单位为“辆 /绿灯小时/车道”，简 写为“辆 /小时”。
15
（2）直行车道的饱和流率
注意：


计算饱和流率时，除考虑车道宽度、车辆类型影 响因素外，还需要做车道坡度影响的修正。 使用时应考虑实际情况： 当混合车流中小型车比例高时，可采用“标准 小型车”作为换算单位； 当大型车比例高时，可采用“标准大型车”作 为换算单位。
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（2）直行车道的饱和流率
① F.韦伯斯特关系式 ② R.金伯等人给出的关系式 ③ 北京城市规划设计院给出关系式
G e1 29 u1 0.48 C 60
进 口 道 流 率 比 ： y q 0.14 0.35
2
第1节 信号控制参数与基本概念
1.1 信号控制参数 1.2 饱和流率 1.3 交叉口交通运行状态及车辆受阻描述
3
1.2 饱和流率
饱和流率？ 如何计算？ 怎样测量？ 饱和流率，是一条进口车道在一次连续的绿 灯时间内，能够连续通过停车线的折算为 小轿车的最大车辆数。单位为“辆/绿灯小 时/车道”，简写为“辆 /小时”。
tn
n+1 n+2 排队车辆
3
4
n
32
秒 头 时 距
h 车
t1
t2
ho
1 2
t3
t4
tn
n+1 n+2 排队车辆
3
4
n
33
例题：表4—1—2
排队车辆 序 号 1 车头时距 h0 + t i ， 秒 3.8
由测量数据，求 饱和流率？
2
3 4
3.3
2.9 2.6
5
6
2.5
2.4
例题分析：
排队车辆 序 号 1
END
17
1.2 饱和流率
（1）饱和流率的影响因素 （2）直行车道的饱和流率 （3）左转车道的饱和流率 （4）右转车道的饱和流率 （5）饱和流率的测量
18
1.2 饱和流率
（3）左转车道的饱和流率

在信号控制下，左转车道上车辆通行所处 的条件： ——保护信号相位 ——许可信号相位 ——保护、许可结合的信号相位
10
（2）直行车道的饱和流率
③ 北京城市规划设计院给出关系式

S=241W² —1564W +3990
上式表明： 直行车道饱和流率与车道宽度呈非线 性关系。
11
（2）直行车道的饱和流率
Leabharlann Baidu
① F.韦伯斯特关系式： S=525W ② R.金伯等人给出的关系式： S=196W² 979W+2964 － ③ 北京城市规划设计院给出关系式： S=241W² —1564W +3990
h0 + t i ， 秒
损失时间
ti，秒
1
2
3.8
3.3
1.4
0.9 0.5
3 2.9 2.前5辆车多占用的绿灯时间，即 4 2.6 绿灯信号时段前损失时间为： 2.5 l1=t1+t2+t3+t4+t5 5 =1.4+0.9+0.5+0.2+0.1=3.1 （ 秒2.4 ） 6 即前5辆车多占用的绿灯时间为： 15.1-12=3.1（秒）。
21
（3）左转车道的饱和流率 ② 许可信号相位



处于许可信号相位——左转流向在不影响 对向直行流向通行时，穿插通过交叉口。 1）利用对向车流可插空档通行 2）以左转车道饱和流率放行 使用时，应实测。
22
（3）左转车道的饱和流率
① 保护信号相位 ② 许可信号相位
END
23
1.2 饱和流率
（1）饱和流率的影响因素 （2）直行车道的饱和流率 （3）左转车道的饱和流率 （4）右转车道的饱和流率 （5）饱和流率的测量
1. 第 5辆 车 以 后 ， 出 现稳定的平均车头 时距，即饱和车头 车头时距 h0 + ti ， 秒 时距 h0=2.4 秒，对 应饱和流率为： 3.8
3.3
2.9 2.6
2
3 4
S=3600/h0=3600/2.4 =1500辆/小时/车道
5
6
35
2.5
2.4
例题分析：
排队车辆 序 号
车头时距
第4章 交通信号控制
第1节 信号控制参数与基本概念 第2节 单点定时信号控制原理 第3节 单点感应信号控制原理 第4节 干线信号协调控制原理 第5节 区域信号协调控制
1
第1节 信号控制参数与基本概念
1.1 信号控制参数 （1） 信号相位 （2）信号绿灯（3）信号红灯 （4）信号黄灯（5）全红时间 （6）信号周期 （7）绿灯间隔时间 （8）绿灯信号时段 （9）有效绿灯时间与绿信比
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1.3.1 欠饱和及其车辆受阻描述
（1）欠饱和状况 （2）欠饱和状况的描述 （3）欠饱和车辆受阻图
50
（2）欠饱和状况的描述
可从两个方面来描述：
51
（2）欠饱和状况的描述
表明，当相位有效绿灯时间的最大放 行能力大于信号周期到来的车辆数时， 进口道的交通处于欠饱和状况。
52
（2）欠饱和状况的描述
38
1.2 饱和流率
（1）饱和流率的影响因素 （2）直行车道的饱和流率 （3）左转车道的饱和流率 （4）右转车道的饱和流率 （5）饱和流率的测量
END
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第1节 信号控制参数与基本概念
1.1 信号控制参数 1.2 饱和流率 1.3 交叉口交通运行状态及车辆受阻描述
40
1.3 交叉口交通运行状态及车辆受阻描述
表明，当车队疏散所需时间小于相位 有效绿灯时间时，进口道的交通处于 欠饱和。
Qm q Rei ts 问题：疏散时间如何求？ S q S q
53
例题4-1-6： 如图两相位信号交叉口
G1 30 A 3 C 60 R1 27
东进口道：q=504辆/小时=0.14辆/秒 S=1440辆/小时=0.4辆/秒, l=4秒 问：该进口道处于何种交通运行状况？
26
1.2 饱和流率
（5）饱和流率的测量 车道饱和流率可以由实地观测求得。 通常的计算方法： 1）实测饱和车头时距ho； 2）换算车道饱和流率，即： S=3600/h0 ，辆/时

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（5）饱和流率的测量
车头时距的观测？ 饱和车头时距的确定？
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（5）饱和流率的测量 车头时距的观测:
观测线
1.3 交叉口交通运行状态及车辆受阻描述
在到达率和饱和流率一定的情况下，合理地 确定交叉口的信号配时参数，可以有效地 减小交叉口的车辆延误，提高交叉口的服 务水平。
43
1.3 交叉口交通运行状态及车辆受阻描述
交叉口的交通状况一般有3种情况：欠饱和、 临界饱和、过饱和。 交叉口在不同的交通状况下，有着不同的车 辆受阻描述。
44
1.3 交叉口交通运行状态及车辆受阻描述 用到的数据：
45
1.3 交叉口交通运行状态及车辆受阻描述
1.3.1 欠饱和及其车辆受阻描述 1.3.2 临界饱和及其车辆受阻描述 1.3.1 过饱和及其车辆受阻描述
46
1.3.1 欠饱和及其车辆受阻描述
（1）欠饱和状况 （2）欠饱和状况的描述 （3）欠饱和车辆受阻图
54
G1 30
解：
A 3 C 60
R1 27
方法：
G e1S与q C的比较
u1与y的比较
Ge1与ts的比较
相位有效绿灯时间： Ge1G1 A l 30 3 4 29s 相位等效红灯时间：Re1 C Ge1 60 29 31s
55
G1 30
A 3 C 60
信号交叉口的各进口道处的车辆受阻情况与 什么有关？
41
1.3 交叉口交通运行状态及车辆受阻描述
在信号交叉口的进口道处，车辆在红灯期间 受阻，产生排队，而在绿灯期间放行，疏 散车队。各进口道处的车辆受阻情况，一 方面与进口道的车流到达率及其饱和流率 有关，另一方面又与交叉口的信号配时参 数有关。
42
47
1.3.1 欠饱和及其车辆受阻描述 （1）欠饱和状况 车辆在红灯期间受阻排队，在绿灯期间放 行；如果在绿灯期间内，进口方向的车队 能够完全疏散，则此种交通状况称为欠饱 和交通状况。
48
（1）欠饱和状况
在欠饱和情况下，进口道车队完全疏散所需 要的时间小于绿灯时间，即 疏散时间<绿灯时间 上式说明，交叉口的信号配时方案能够满 足进口道的交通需求，在给定的信号周期 内，到达的车辆能够全部驶离交叉口。 思考：周期到来的车辆数？ 绿灯时间内放行的最大车辆数？
13
北京市政设计院给出：
车头时距与饱和流率的关系？ 车头时距？

各种车队直行通过停车线的平均饱和车头时 距ho如下： 小型车组成的车队： h0=2.5秒； 大型车组成的车队： h0=3.5秒； 拖挂车组成的车队： h0=7.5秒。
14
北京市政设计院给出：
车头时距与饱和流率的关系？
小型车：h0=2.5秒时： S=3600/h0=3600/2.5=1440辆/时=0.4辆/秒
„
n+1
n
„
3
2
1
ho
秒
29
hi
秒
S,辆/小时
（5）饱和流率的测量 车头时距分布:
秒 头 时 距
h 车
t1
t2
ho
1
30
t3
t4
tn
n+1 n+2 排队车辆
2
3
4
n
秒 头 时 距
h 车
t1
t2
ho
1 2
t3
t4
tn
n+1 n+2 排队车辆
3
4
n
31
秒 头 时 距
h 车
t1
t2
ho
1 2
t3
t4
R1 27
解：第一种方法 Ge1S与q C的比较 相位有效绿灯时间最大放行能力： Ge1S 29 0.4 11.6(辆) 周期到来车辆数： 有： G e1S q C 所以，该进口道处于欠饱和状态。
q C 0.14 60 8.（辆） 4
解：第二种方法 u1与y的比较 相位绿信比：
0.2
0.1 0
36
例题分析：
3.设在绿灯信号时段内，队列持续放行车辆 数为n ，则共用绿灯时间Tn为： Tn = l1+ h0 n = 3.1+ 2.4 n ，秒 4.在测定饱和车头时距时，应选择有足够长 队列的情况，使在绿灯信号时段内能观测 到队列车辆持续放行。
37
例题分析：
在观测时，通常放过开始的几辆车。 设从第5辆车通过观测线开始计时，一直到第17辆车 通过观测线为止，共计时28.8秒，即共有（17-5） 辆车通过观测线，共持续28.8秒，故得到饱和车头 时距h0: h0 = 28.8/(17–5)=28.8/12=2.4（秒） S = 3600/h0=3600/2.4=1500辆/小时/车道 = 1500 辆/小时
12
（2）直行车道的饱和流率
① F.韦伯斯特关系式： S=525W ② R.金伯等人给出的关系式： S=196W² 979W+2964 － ③ 北京城市规划设计院给出关系式： S=241W² —1564W +3990



车道宽度W = 3.5米时： 由①得到：S=1836辆/时。 由②得到：S=1939辆/时。 由③得到：S=1468辆/时。 比较所得结果： ③比②约低24%左右。
① F.韦伯斯特关系式

S=525W S——直行车道的饱和流率，辆/时； W——车道宽度，米。 上式表明： 直行车道饱和流率与车道宽度之间呈 线性关系。
9
（2）直行车道的饱和流率
② R.金伯等人给出的关系式

S=196W² 979W+2964 － 上式表明： 直行车道饱和流率与车道宽度呈非线 性关系。
24
1.2 饱和流率
（4）右转车道的饱和流率


在信号控制下，右转车道上车辆通行所处 的条件： ——保护信号相位 ——许可信号相位 ——保护、许可结合的信号相位 使用时，应实测。
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1.2 饱和流率
（1）饱和流率的影响因素 （2）直行车道的饱和流率 （3）左转车道的饱和流率 （4）右转车道的饱和流率 （5）饱和流率的测量
6
1.2 饱和流率
（2）直行车道的饱和流率
直行车道饱和流率主要与车道宽度有关。
如果不考虑车辆类型的影响，而且不存在转 弯车流的情况下，饱和流率与车道宽度有 以下的关系：
7
（2）直行车道的饱和流率
① F.韦伯斯特关系式 ② R.金伯等人给出的关系式 ③ 北京城市规划设计院给出关系式
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（2）直行车道的饱和流率
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（3）左转车道的饱和流率
① 保护信号相位 ② 许可信号相位
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（3）左转车道的饱和流率 ① 保护信号相位 左转处于保护信号相位： 即增设左转相位。 计算公式：S左=S直k=S直1/(1+1.52/r) =S直0.868,(r=10m) 参考北京市政设计院提供的数据，取： h0=2.5秒，则S直=1440辆/时，得到： S左=14400.868=1250（辆/小时）