(完整版)第3章 单点信号控制

通 行P 能 力
使交叉口具有足够的通行能力；
使交叉口具有较小的车辆延误。
须确定：1、最短周期
0 车
周期
2、最佳周期
辆P 延3、绿信比误来自0CmC0
0.75C0
1.5C0
周期
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（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 个周期内损失时间L加上全部到达车辆以饱和流量通过交叉口所
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（一）定时信号配时方案的基本内容
➢ 2、信号基本控制参数
➢ 损失时间 L
信号相位 周期长度 C （显示）绿灯时间 G 有效绿灯时间 Ge （显示）红灯时间 R 有效红灯时间 Re 绿信比 λ（= Ge /C） 黄灯时间 A（=3秒） （I<A时，I=A） 绿灯间隔I（包括黄灯和全红）
1、等饱和度法（韦伯斯特法） 各相位绿信比按各相位关键车道流率比的比例进 行分配。
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例题：现有一两相位信号控制交叉口，已知相位1 关键车道流率比y1=0.35,相位2关键车道流率比 y2=0.25,信号周期C=50秒，周期损失时间L=10秒。 试求绿信比和绿灯分配时间。
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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。
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二、基本的控制参数
◦ 最小绿灯时间gmin ◦ 初始绿灯时间gs
检测器与停车线的距离D
◦ 单位绿灯延长时间g0 ◦ 最大绿灯时间gmax: 定时信号配时最佳周期、绿信比所
对应的各相位的绿灯时间，一般30-60s。
W V
检测
D
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（1）保证检测器和停止线之间车辆全部驶出； （2）保证行人过街时间； （3）非机动车安全过街。
➢ ①单向左转车辆较多； ➢ ②增设双向左转专用车道、设置左转专用信号相位不合算； ➢ ③左转车辆不能利用对向直行车辆之间的空档全部驶离交叉口。
双向左转车辆较少 双向左转车辆较多 单向左转车辆较多
车道设置 双向左直合用车道 双向左转专用车道 单向左转专用车道
相位设置 无需左转专用相位 左转专用相位 信号早断或滞后
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半感应控制与全感应控制
次 路 检 测 半 感 应 控 制 流 程 图
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3 半感应控制与全感应控制
主
路
N
检
测
半
感
应
控
制
流
程
图
Y N
Y N
Y
N
Y
Y
N
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适用条件：适用于相交道路等级相当交通量相仿且 变化较大的交叉口上。
基本全感应控制 控制机理：交叉口没有机动车到达时，信号机以定 周期方式按最小周期运行。当某一方向来车时，则 对来车方向放绿灯。
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3 半感应控制与全感应控制
➢ 全感应控制的工作特点
l 它所控制交叉口的所有入口道都设置车辆检测 器；
l 每一个信号相都设置初始绿灯时间 ； l 其绿灯信号不能自动地返回到预定相位； l 各个信号相的配时参数不相同。
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3 半感应控制与全感应控制
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二、交通信号相位设计 1、信号相位必须同交叉口进口道车道渠化（即车道功 能划分）方案同时设定。 2、信号相位对应于左右转弯交通量及其专用车道的布 置，常用基本方案示于图。
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3、有左转专用车道时，根据左转流向设计交通量计 算的左转车每周期平均到达3辆时，宜用左转专用相 位。 4、同一相位各相关进口道左转车每周期平均到达量 相近时，宜用双向左转专用相位；否则宜用单向左 转专用相位。 5、当信号相位中出现不均衡车流时，可以通过合理 设置交通信号的早断与滞后，最大限度地提高交叉 口的运行效率。
需的时间，
cm
L
n
1
yi
L 1Y
1
Cm

L

V1 S1
Cm
V2 S2
Cm

Vi S i1
Cm
L——周期损失时间：
L (Ls I A)
k
=启动损失时间+绿灯间隔时间-黄灯时间
Y——全部相位的最大流量比（交通量/设计饱和流量）之和。
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(2)最佳周期c0
按照英国学者韦伯斯特方法，在指定的条件下，
原则： （1）渠化协调原则 （2）安全通行原则 （3）流量均衡原则 （4）高效运行原则
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1、交叉口的相位设计 在交叉口的相位划分之后，需要安排相位的运
行顺序，即确定相序。 一般一个进口的所有流向要在连续相位中放行
完毕。有左转待行区的交叉口，一般情况下要先放 行直行车流再放行左转车流。
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2、关键车道的确定 部分进口道（及其交通需求）起着决定性的作
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2、配时时间表 配时时间表由运行时间表和配时方案表构成。
例如，某交叉口一天内的时段划分如下： 05:30-07:00 平峰时段（Ⅰ），执行1号方案； 07:00-08:30 高峰时段（Ⅱ），执行2号方案； 08:30-17:00 平峰时段（Ⅲ），执行1号方案； 17:00-19:15 高峰时段（Ⅳ），执行2号方案； 19:15-22:00 平峰时段（Ⅴ），执行1号方案； 22:00-05:30 夜晚控制状态。
➢ 高峰小时修正系数 PHF ➢ 流量（流率） q ➢ 饱和流量 S ➢ 流量（率）比 y（=q/S ） ➢ 通行能力 N（=λS） ➢ 饱和度 x（=q/N ） ➢ 信号配时图 ➢ 相位图 ➢ 延误 d、D
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3、信号周期设计
交叉口的信号配时，应选用同一相位流量比（q/S）中
最大者进行计算。 通常考虑的要求：
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相位1
X1
u1
Ge1
0.75 0.46 23
0.7
0.5
25
相位2
X2
u2
Ge2
0.75 0.34 17
0.83 0.3
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1、配时方案表与信号时段的划分
配时参数的不同组合就构成了不同的信号配时方案。
配时方案号和对应于每一个信号配时方案的具体信号配 时参数（相位数、信号周期和相位绿信比等）构成了配 时方案表。
方案号 相位数 信号周期 相位1绿信比 相位2绿信比
1
2
80
0.45
0.43
2
2
100
0.46
0.44
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交叉口信号配时及进口道的车辆延误，在很大 程度上取决于交叉口的车流到达率。不同的到达率 对应着不同的信号配时方案。
如果交叉口的交通流量全天波动较大，可以适 当地多划分几个时段，按照每个时段的交通流量确 定信号配时；如果交叉口交通流量波动较小，可以 考虑少划分或不划分时段，全天从早到晚执行一个 信号配时方案。
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2、不等饱和度法 当要求各信号相位承受不同的交通负荷及车辆
延误时，可以按照不等饱和度分配绿信比或绿灯时 间，这种方法称为不等饱和度法。
以两相位信号交叉口为例，现给定相位2的饱 和度X2，求相位绿信比u1、u2及相位1饱和度X1 的过程。 例：现有一两相位信号控制交叉口，已知信号周期 C=50秒，周期损失时间L=10秒，相位关键车道流 率比分别为y1=0.35,y2=0.25。设定相位2饱和度 x2=0.83。试求各相位绿信比和绿灯时间分配。
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运行时间表
时段 方案号 时段 方案号 时段 方案号
Ⅰ
1
Ⅲ
1
Ⅴ
1
Ⅱ
2
Ⅳ
2
Ⅵ 夜晚控
制状态
将配时方案表和运行时间表存入定时信号机中， 即可实现交叉口单点定时信号控制。
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§2 感应信号控制
一、原理
1928年由Baltimore首先引入，通过设在路口检测器
接受车流信息，使信号时间随流量自动改变配时方案。最
定时信号配时方法，在国际上主要有美国HCM 法、澳大利亚ARRB法、英国WEBSTER法等，我国主 要有停车线法及冲突点法。
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一、新建交叉口信号方案 新建交叉口，在缺乏交通量数据的情况下，十字
交叉口，建议先按表1.3所列进口车道数与渠化方案 选取初步试用方案；T形交叉口，建议先用三相位信 号；然后根据通车后实际交通各流向的流量调整渠化 及信号相位方案。
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（一）定时信号配时方案的基本内容
➢ （3）交通信号的早断与滞后 ➢ 相位信号的早断: 是指将相位的绿灯时间划分为两个阶段，先放行与具 有较大左转车流的方向相对的直行车流，再放行较大左转车流。 ➢ 相位信号的滞后: 是指将相位的绿灯时间划分为两个阶段，先放行较大 左转车流，再放行与具有较大左转车流的方向相对的直行车流。 ➢ 使用条件：
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（1）使车辆从检测器位置开出停车线； （2）尽量不产生绿灯时间损失； （3）注意被检测的车道数。
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半感应信号控制适用于主干路和次干路相交的 交叉口，且主干路交通量大、次干路交通量小、波 动大的情况。 1、检测器放在次要道路上
平时主路上总是绿灯，对次路预置最短绿灯时 间。仅当检测到次要道路来车时才可能被给以绿灯 信号，而主干道路的绿灯信号也只有此时才可能被 中断。
第三章 单个交叉口交通信号控制
§1 定时信号控制 §2 交通感应信号控制
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一、定时信号控制的主要特点
1、全天可以是一个配时方案，或多个配时方案； 2、在每个时段，执行固定的配时方案； 3、配时方案来自于历史调查数据； 4、可以手动、自动切换配时方案； 5、信号机安装简单，维护方便，成本低。