交通信号控制

(5)实用性：自行车
3．分类
1)定时脱机式区域交通控制系统 定时脱机操作控制系统，利用交通流的历史及现
状统计数据，进行脱机优化处理，得出多时段的最优
称为相对相位差比，用百分比表示。

在联动信号系统中选定一个标准路口，规定该路口
的相位差为零，其它路口相对于标准路口的相位差称
为绝对相位差。
2.信号周期
信号周期c是红、绿、黄信号显示一个循环所用的 时间，单位为秒。

一个交叉口的所有相位均采用同一信号周期。
信号周期c又可分为：最佳周期时间和最小周期时 间。
损失时间 D 饱和流率
损失时间
C
有效绿灯时间
红
A
绿 实际绿灯时间
黄 B 黄灯时间
红

按有效绿灯时间计算，车辆驶出停车线是开始于实际绿灯
开始之后而结束于黄灯结束(清尾时间) 之前。这里，实际绿灯 开始与有效绿灯开始(第一辆车通过停车线)之间的时间间隔称 为起动损失时间。

有效绿灯时间＝实际绿灯时间+黄灯时间－总损失时间
二、主干路协调控制系统的参数计算
数学解析法
图解法
第四节
一、概述
区域信号控制
1．含义 区域交通信号协调控制系统是二维信号控制， 又称“面控”系统，它把整个区域中所有信号交 叉口作为协调控制的对象。 集中控制 分区分级控制
2．应用条件
(1)控制性能的可拓展性：即尽量利用老的信号机。 (2)控制范围的可扩大性： (3)高度的可靠性： (4)使用的方便性：出现异常时，应能及时处理。
平面交叉口的交通管制方式 （1）交通信号控制
（2）停车控制（多路停车、二路停车） （3）让路法
（4）自行调节法
（5）不设管制
交通信号的分类及其含义
指挥灯信号、车道灯信号、人行横道信号、交通 指挥棒信号和手势信号五种。
信号灯的颜色所表达的意义如下：
1)绿灯亮时，准许车辆、行人通行，但转弯的车辆 不准阻碍直行的车辆和被放行的行人通行； 2)黄灯亮时，不准车辆、行人通行，但已越过停止 线的车辆和已进入人行横道的行人可以通行； 3)红灯亮时，不准车辆、行人通行，更不准闯红灯；

二、有效绿灯时间与最佳绿信比设计
为使延误最小，绿信比应与相位的交通流量比率 大致成正比，即
g 1 y1 g2 y2
式中：g1,g2——第一和第二相位的有效绿灯时间； y1,y2——第一和第二相位的流量比。
第三节
一、概述
1．含义
主干路信号协调控制
交通主干路信号协调控制系统是—维信号控制， 又称“线控”系统，主要用于城市的主干路上。
4)绿色箭头灯亮时，准许车辆按箭头所指方向通行； 5)黄灯闪烁时，车辆和行人均须在确保安全的前提 下通行。
三、交通信号的基本参数
1.信号相位 交叉口各进口道不同方向所显示的不同灯色的 组合称为一个信号相位。 我国目前多采用两相位或三相位控制方案。

信号相位是一股或多股交通流在一周期时间内不
第七章 交通信号控制
2011.5
交通管理与控制的涵义

交通管理：是按照国家制定的法规、政策、条例 等的规定和道路交通的实际状况,运用各种手段、 方法、设施、工具、措施等科学合理地疏导、协 调、禁限、约束、组织和指挥交通。

交通控制：交通控制就是运用现代化的遥测、遥 控、监控、传感、检测装置采集信息，并用电子 设备、光缆、通迅设施、信号系统、电脑及相关 软件传送信息、处理信息,从而达到对动态交通--运行中的车辆进行准确地组织、指引、诱导和调 控，使其安全畅通地运行。
2．基本参数
2）绿信比 在主干路控制系统中，各交叉口的绿信比可 根据交叉口各个方向的交通量来确定，不一定统 一。
3）相位差

相对相位差——
绝对相位差——
3．应用条件
采用信号协调控制必须具备下列条件： 第一，纳入信号协调控制的交叉口应采用相 同的信号周期； 第二，必须具备相同的时间基准，(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。通常相邻交叉口之间的距离应在 800m以内。
13330P C0 1333 Ve ( s)
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 条进口车道应用下式换算成等效流量：
V 0.5 H 0.6 L Ve n
6.绿灯间隔时间
前一个信号相结束放行，到后一个信号相开 始放行之间的间隔时间，即失去通行权的相位绿 灯结束到得到通行权的相位的绿灯开始之间的间 隔时间，称为绿灯间隔时间。


7.黄灯时间
为了将已经进入交叉口并正在前进的车辆从交叉 口内予以清除所设置的时间，亦可看成一种安全 措施。 该时间由车速和交叉口的宽度决定，而与交通量 的大小无关，一般定为3～5s。
1918年初纽约街头出现了新的人工手动红黄绿三 色信号灯，同现在的信号机甚为相似。



1922年美国休斯顿在大街上使用第一台自动交通 信号机，是城市交通自动控制信号机的开始。 1928年，人们在上述各种信号机的基础上，制成 “灵活步进式”适时系统。 20世纪30年代，美国、英国产生了气动橡皮管式 的车辆感应信号控制器，用以检测交通流量，调 整绿灯时间长短。

3.最佳周期时间（C0）
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：
1.5 L 5 C0 1 Y ( s)
式中：L—一个周期内总的损失时间（s）； Y—为路口各相位y值的总和：Y=Σy y为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：
一个信号相位的实际流量V与通行能力C的比值， 称为相位(或车道组)饱和度，用X表示。
2）交叉口的总通行能力与饱和度

交叉口的总通行能力，就是一个交叉口对于各个方
向(全部车流)所能提供的最大允许通过流率。

饱和度的实用限值定在0.8～0.9之间，交叉口就可
以获得良好的运行条件。如果饱和度的实用限值定得

交通信号控制

由于路口不同方向的车流、人流、转向 交叉汇合，常发生拥挤、碰撞、秩序混 乱，甚至造成交通事故。 为了维护交通秩序，保障行人、行车安 全，不得不采取管理措施。
如在路上画线、设置标志符号或人工指 挥，以及采用设岛来引导、分隔车辆与 行人等。




交通信号则是汽车工业发展所带来的产物。


交通管理与控制的性质：
交通管理与控制有机地结合起来就构成现代交通 管理与控制系统。

交通管理与控制的重点，在于运用各种现代化的 仪表装置与设备，最大限度地及时处理有关道路 有效信息，适时了解和掌握区域网上交通而及时 作出正确的分析决策，达到科学的调控流量、指 挥交通。
技术管理 行政管理 法规管理 交通安全教育与培训考核 交通监控
凡在道路上用以传达具有法定意义指挥交通的行、
止、左、右的手势、声响、灯光等都属于交通信号。

目前使用最普遍，
效果最好的是灯光
交通信号灯。
交通信号机控制的产生和发展

1868年，伦敦威斯敏斯特教堂安装了一台红绿两 色煤气照明灯，用以指挥路口马车的通行。 1917年，美国盐湖城开始使用联动式信号系统， 将六个路口作为一个系统，用人工手动法控制。

它把主干路上一批相邻的交通信号机联动起来， 进行协调控制，以便提高整个主干路的通行能力。

第三节

主干路信号协调控制
参与协调控制的交叉口采用相同的信号周期， 但绿灯开始时刻错开一定的相位差； 只要汽车按规定速度行驶，基本上可以处处遇 到绿灯。我国称之为“绿灯控制”。

线控制往往是面控制系统的一种简化形式，控 制参数亦基本相似。
4.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。
5.绿信比
绿信比为一个周期的有效绿灯时间同周期
时长之比，以百分数（％）表示，即一个周期内 可用于车辆通行的时间比例。
cm L 1 yi
1 n

L 1Y
2．最佳周期C0
在指定的条件下，使车辆总延误最小的配时方案。 其目的是获得最佳的周期和绿信比。 根据研究和实验，使车辆通过交叉口的总延误最小 的最佳周期为：

1.5L 5 c0 1Y
该式针对的是孤立的交叉口，假定其交通流量稳定 地到达交叉口。

一 、信号周期设计
交叉口的信号配时，应选用同一相位流量比（V/S）中最 大者进行计算。 1.最短信号周期cm 采用cm时，在一个周期内到达交叉口的车辆恰好全部被放 行，既无滞留车辆，信号周期也无富余。因此，cm恰好等于一 个周期内绿灯损失时间L加上全部到达车辆以饱和流量通过交 叉口所需的有效绿灯时间，
管任何瞬间都获得完全相同的信号灯色显示。

信号相位是按路口车流获得信号显示的时序来划
分的，有多少种不同显示时序排列就有多少个信 号相位。

相位差是系统控制中联动信号的一个参数。它分为
相对相位差是指在各交叉口的周期时间均相同的
相对相位差和绝对相位差。

联动信号系统中，相邻两交叉口同相位的绿灯起始时 间之差，用秒表示。这个相对相位差与周期时间之比
过低，势必要扩大交叉口的平面尺寸才能满足一定的 交通量要求，从而增加建设投资。
第二节 单点信号控制
交叉口的单点信号控制，又称“点控”，系以 单个路口为控制目标，是交通控制的最基本形式。

根据交叉口的流量和流向，确定最佳配时方案， 可保证最大通行能力或最小延误。

点控制有两种，即定周期自动控制和感应式信 号控制。


交通信号控制装置的基本方式：
手动单点信号装置； 定时或称定周期自动信号装置； 车辆感应式控制装置；


线控联动信号使用（绿波系统）。
集中协调式交通信号控制机
交通信号控制的分类 按控制范围分类 点控、线控、面控
按控制方法分类
智能交通信号控制机
定时控制（单点定周期控制、多段定周期控制）
感应控制（半感应控制 、全感应控制）

用符号表示为: g=G+A-l
式中：G——实际绿灯时间(s)； A——黄灯时间(s)；
l——包括绿灯初和黄灯末的损失时间(起动损失时间
和清尾损失时间)(s)。
9.交叉口的通行能力与饱和度
1）信号相位的通行能力与饱和度 某一信号相位允许通过交叉口的车辆数(即通行 能力)C，取决于该相位的饱和流率(S)及所能获得的 绿信比(g/c)，即 C＝S· g/c




交通信号控制的作用
交通信号控制的作用是从时间上将相互冲突的交 通流予以百度文库离，使其在不同时间通过，以保证行 车安全，同时交通信号对于组织、指挥和控制交 通流的流向、流量、流速、维护交通秩序等均有 重要的作用，迫使车流有序的通过路口，提高了 路口效率和通过能力，也减轻了噪声，降低了汽 车废气的污染。

8.饱和流率和有效绿灯时间 当绿灯开始时，停在停车线后面的车辆不可能立 即通过停车线，而是有一个起动延误时间。绿灯开始 时，驶入率并不是立即达到最大，而是从零开始，逐 渐达到最大。当绿灯结束时，驶出交叉口的车辆也不 可能立即终止，而是在绿灯结束后，驶出率由最大逐 渐降为零，图中实线下面的面积就是绿灯时间通过停 车线的车辆数。为便于计算，取一个等面积的矩形套 在曲线上，即图中的矩形ABCD。这个矩形的高就是 饱和流率，它的底就是有效绿灯时间。

2．基本参数
1）周期长度 单个交叉口的信号周期长度是根据交通量来 确定的，由于控制系统中有多个交叉口，为了达 到系统协调，各交叉口必须采用相同的周期长度。 为此，必须先按单个交叉口的信号配时方法，确 定每个交叉口的周期长度；然后取最长的作为本 系统的公共周期长度，其他交叉口也必须采用这 个周期长度。



1963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（UTC系统）。 1967年，英国运输与道路研究实验室（TRRL）的 专家们研制了“TRANSYT”。 1980年，英国TRRL又提出了SCOOT实时自适应交通 控制系统。



1973年，北京前三门大街进行了交通干线的计算 机协调控制系统的试验研究，实现了对干线交通 信号的协调控制。 20世纪70年代中期，北京制成了感应式交通信号 控制器。 20世纪80年代，北京、上海等大城市先后研制成 功微机化的信号控制机和干线协调控制系统。