第16讲 干道信号协调控制基本知识

距离（m）
一、基本概念
时间距离图中的几个概念：
①通过带。图中所绘的两条平行的车辆行驶轨迹线之间
的空间，也称绿波带。 ②通过带宽。两根平行轨迹纵坐标之差即为通过带宽度， 它表示可供车辆使用以通过交叉口的时间。 ③通过带速度。即车辆行驶轨迹的余切，它表示沿交通 干道可以顺利通过各交叉口的车辆的平均行驶速度。 简称带速。
来保持。只限用于只有一种配时方案的系统。
三、连接方式
1.无缆连接 （2）用时基协调器联结 用一个叫做时基协调器的十分精确的数字计时和控制设施， 把各控制机的配时方案连接起来，实现各机间的时间上的协调。
时基协调器可用在多时段配时的线控系统中。在配时方案有
改变时，也必须由人工到现场逐一对各控制机进行调整。 （3）用石英钟连接
式干道协调控制。
s nvC
式中：C --信号交叉口周期时长（s）
n --正整数
二、控制方式
（2）交互式干道协调控制 与同步式协调控制相反，即连接在一个系统中的相邻交叉口 干道协调相位的信号灯在同一时刻显示相反的灯色。当相邻 交叉口的间距符合下式时，采用交互式干道协调控制。
mvC s 2
式中：
非关键交叉口绿灯显示时间计算 （1）确定线控系统中协调相位的最小绿灯显示时间 关键协调相位即协调方向的相位。各交叉口协调相位所必须 保持的最小绿灯时间就是关键交叉口协调相位的绿灯显示时间。 即先计算出关键交叉口协调相位的有效绿灯时间，再计算
出其绿灯显示时间。
tEGm
ym Cm Lm Ym
三、连接方式

无缆连接 有缆连接
三、连接方式
1.无缆连接 是指在线控系统中，各信号控制机配时方案间的连接， 不用电缆作信息传输的介体。 （1）靠同步电动机或电源频率连接
从第一个控制机开始，按先后次序逐一把各机的配时
方案，由人工根据各控制机间的计算时差，设置到信号控 制机中。时差关系靠控制机中的同步电动机或电源的频率
机逐一连接。开始运转时，当第一交叉口绿灯启亮时，发一个信号
传给下一个交叉口的控制机；第二个控制机接到信号后，按先置的 时差推迟若干秒改亮绿灯，再按预置显示绿灯时间改变灯色，并发
一个信号传给下一个交叉口的控制机，这样依次把信号逐个传递到
最后一个控制机。
干道信号协调控制配时设计
主要内容 所需资料
配时步骤
二、提高干道信号协调控制效益的辅助设施
3．可变车速指示标志与前置信号合并使用
据有关资料统计，采用前置信号与速度指示标志并用
的线控制系统可使在交叉口不停车通过的车55％提高
到70％～77％。
第九章 区域信号协调控制
一、区域信号控制的基本概念
区域信号控制的定义
狭义： 将关联性较强的若干个交叉口统一起来，进行相 互协调的信号控制方式。 广义： 在一个指挥控制中心的管理下，监控区域内的全
2、公交协调控制对干道协调控制效果的影响
2、公交协调控制对干道协调控制效果的影响
2、公交协调控制对干道协调控制效果的影响
2、公交协调控制对干道协调控制效果的影响
3、转弯车流对干道协调控制效果的影响
3、转弯车流对干道协调控制效果的影响
车队平均行驶速度
交通流波动
交叉口相位、相序影响
二、提高干道信号协调控制效益的辅助设施
在信号控制机内装有准时的石英钟和校时设施，设定在线控
系统各控制机的配时方案就靠各机内的石英钟联结协调。
三、连接方式
2.有缆连接 是指在线控系统中，各信号控制机配时方案间的连接，
用电缆作信息传输的介体。
（1）用主控制机的控制系统 在一个用定时信号控制机的线控系统中，设一台主控制机
每周期发送一个同步脉冲信号通过电缆传输给各下位机，时差
Purdy 法计算相位差
已知条件：速度v=13.44m/s，周期时长C=60s。
Purdy 法计算相位差
Purdy 法绿波带计算结果(%)
行号
A 1 2 3 4 5 0 0 60 30/-30 30/-30 B 30 -20 50 25/-25 +5/-45
交叉口编号
C 68 +18 70 35/-35 53/-17 D 87 -13 50 25/-25 12/-38 E 110 +10 60 30/-30 40/-20 F 115 +5 70 35/-35 40/-30
s O v
式中： --相邻交叉口的相位差（s） O
s
--相邻交叉口停车线间的距离（m）
v --线控系统中车辆可连续通行的车速（m/s）
பைடு நூலகம்
二、控制方式
2.双向干道协调控制 （1）同步式干道协调控制 在同步式协调系统中，连接在一个系统中的全部信号， 在同一时刻对干道车流显示相同的灯色。当相邻交叉
口的间距符合下式时，这些交叉口正好可以组成同步
非关键交叉口绿灯显示时间计算 （4）确定各交叉口各个相位的绿灯显示时间
tGi tEGi tLi tYi
若把黄灯时间全部看成有效绿灯时间，则公式可变为
tGi tEGi tFLi tYi
二、线控的配时步骤
3.计算相位差 主要介绍以最大绿波带为目标的相位差优化
方法：图解法和数解法。
一、所需资料
干道资料 干线交通状况 干线交叉口的相位、相序安排
二、线控的配时步骤
1.计算线控系统的公用周期时长
取所有交叉口中最大周期时长为公用周期时长，周期最
大的交叉口为关键交叉口。
2.计算线控系统中各交叉口的绿灯时间
关键交叉口的计算与单点配时方法一样。 重点算非关键交叉口绿灯显示时间。
二、线控的配时步骤
6 7（相位差）
30/-30 -30
+5/-45 25
+3/-67 65
12/-38 75
40/-20 -30
40/-30 15
影响干道信号协调控制效果的因素
一、干道信号协调控制的影响因素
二、提高干道信号协调控制效益的辅助设施
一、干道信号协调控制的影响因素
1、车队离散现象对干道协调控制效果的影响
闽江学院交通工程专业
第8章 干道信号协调控制
第一节 干道信号协调控制的基本知识
主要内容 基本概念
控制方式
连接方式
一、基本概念
在线控中要考虑三个最基本的参数：公用周期长度、 绿信比和相位差
1、公用周期长度
确定方法：先按单点定时信号配时方法计算出各交叉口 所需周期长度，然后从中选出最大的周期作为这个线控系统 的公用周期时长。周期时长最大的这个交叉口为关键交叉口。 在近代的控制系统中，对有些交通量较小的交叉口，实际 需要周期时长接近于系统周期时长的一半，可把这些交叉口的 信号周期定成系统周期时长的一半，这样的交叉口叫做双周期 交叉口。
部交叉口，是对单个孤立交叉口、干道多个交叉口和
关联性较强的交叉口群进行综合性地信号控制。
信号系统类型
①整体监视控制 ②因地制宜地选 用合适的控制方 法 ③有效经济地使 用设备
二、区域信号控制系统分类
控制策略
控制方式
控制结构
TRANSYT系统
SCAT系统
——联机自适应控制系统
SCOOT系统
在线控系统中，常常使用绝对相位差的概念。
一、基本概念
（2）相对相位差 是指相邻交叉口主干道协调方向的信号绿灯（红灯）的起点 或终点之间的时间之差。相对相位差等于两个交叉口的绝对 相位差之差。比如：OCB=OC-OB
一、基本概念
4、时间距离图
以时间（即信号配时）为纵坐标，干道上交叉口间距为横坐标。
二、控制方式
有四种情况： 单向干道协调控制 双向干道协调控制 • 同步式干道协调控制 • 交互式干道协调控制
• 续进式干道协调控制
二、控制方式
1.单向干道协调控制 是以单方向交通流为优化对象的线控方式。常用于 单向交通、变向交通或两个方向交通量相差悬殊的道路。 相邻各交叉口的相位差可按下式确定：
1．前置信号
在主要交叉口前几十米的地方设置交通信号灯，
可以使交通流在信号控制下集中，放行后在交叉口处 不停止地通过，从而可使交叉口上的绿灯时间得到有
效利用，提高交叉口的通行能力。
二、提高干道信号协调控制效益的辅助设施
2．可变车速指示标志
在交叉口前一个或几个地方设置速度标志，指示驾驶 人以标志速度行驶，通过交叉口。可变车速标志上速 度指示的数值，同交叉口信号的显示灯色与时间有关， 且受交叉口信号控制机的控制。
m --奇数
二、控制方式
（3）续进式干道协调控制 根据道路上的要求车速与交叉口的间距，确定合适的相位 差，用以协调干道各相邻交叉口绿灯的启亮时刻，使在上游
交叉口绿灯启亮后驶出的车辆，以适当的车速行驶，可正好
在下游交叉口绿灯期间到达。包括以下类型：
①简单续进式干道协调控制系统
②多方案续进式干道协调控制系统
2、公交协调控制对干道协调控制效果的影响
3、转弯车流对干道协调控制效果的影响 4、影响干道协调控制效果的其他因素 1）交叉口间距 2）车队平均行驶速度 3）交叉口相位、相序设计 4）交通量随时间的波动
1、车队离散现象对干道协调控制效果的影响
1、车队离散现象对干道协调控制效果的影响
扩散绿波带图
2、公交协调控制对干道协调控制效果的影响
一、基本概念
2、绿信比 确定方法：根据各交叉口各方向的交通流量比来确定。
因此，各交叉口信号的绿信比不一定相同。
一、基本概念
3、相位差 又叫时差或绿时差。通常用O表示， 有绝对相位差和相对相位差之分。 （1）绝对相位差
是指各个交叉口主干道协调方向的信号绿灯（红灯）的起点
或终点相对于某一个交叉口（一般为关键交叉口）主干道 协调方向的信号绿灯(红灯)的起点终点的时间之差。
二、线控的配时步骤
非关键交叉口绿灯显示时间计算
（2）确定非关键交叉口非协调相位的最小有效绿灯时间
tEGn
Cm yn xp
二、线控的配时步骤
非关键交叉口绿灯显示时间计算
（3）确定非关键交叉口协调相位的有效绿灯时间
t EG Cm L t EGn
n 1
k
二、线控的配时步骤
图解法
二、线控的配时步骤
数解法
已知交叉口距离如下表，为计算方便，以10米
为单位取有效数字。已知关键交叉口周期时长为 80秒，相应的带速定为40KM/h，即为11.1m/s。
3.数解法计算相位差
数解法计算结果
作业
利用数解法计算八个交叉口组成的线控系统配时方案。其 中，关键交叉口周期时长为80s，相应的系统带速暂定 40km/h，各交叉口间距及各交叉口绿信比如下表：
被预先设定在各下位机内，各下位机均在各自的时差上转换周期 ，所以下位机从主控机接到同步脉冲信号后会在各自的时差点上 转换周期，因此可保持各控制机间正确的时差关系。 其特点是主控机每个周期都自动地对各下位机进行时间协调。 可执行多时段的配时方案。
三、连接方式
2.有缆连接 （2）逐机传递式系统 在逐机传递式系统内各控制机中设有时差控制设施，对各控制 机分别预先设定各机的配时方案及时差，用电缆将系统中各控制