信号控制交叉口概论

如何确定黄灯？全红？
通行规则：
黄灯期间车辆仍允许通过停车线； 全红期间，交叉口所有进口道车辆都不允许进入交叉口。
为什么需要设置黄灯？
提醒绿信号即将结束，辅助驾驶者判断是否能够通过交叉口； 对绿信号的启动损失进行补偿；
为什么需要设置全红信号？
为黄灯期间通过停车线的车辆安全通过交叉口提供时间。
若某组车流的饱和流量为S（辆/小时），且 该组车流的实际流量为V （辆/小时），则为 保证该组车流能在每个周期内完全通过交叉 口，每周期C应为该组车流分配的通行时长 至少为多少？(假设车流以饱和状态通行)
C× V
S
流量比(flow ratio)
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t3 t4 t5
后损失时间 后补偿时间
黄灯时间 绿灯间隔时间
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初始相位的确定原则
（1）相位设计与渠化方案相协调
（2）考量是否需要设置左转保护相位
当左转车流量小于100vph时，一般不设置左转保护相位； 当左转车流量大于200vph时，通常设置左转保护相位； 当左转车流量小于200vph时，采用如下方法判断：
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信号控制的几个基本概念
基本概念：
Phase Ⅰ
Phase Ⅱ
周期 Cycle
相位 Phase
红灯时长 Red Interval
绿灯时长 Green Interval
黄灯时长 Cபைடு நூலகம்ange Interval
全红时长 Clearance Interval
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信号控制的适用条件
1）交叉口机动车、非机动车、行 人交通量的大小为主要依据；
2）交通事故发生次数多少（人身 伤害）；
3）优先控制交叉口（如视野条件、 特殊路口等）。
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进一步思考：对全 红时长的缩减。
相位期间驶出停车线的车流量
有效绿灯时间
驶出停车线流率 饱和流率
t0
t1
t2
前损失时间
绿灯显示时间
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计算左转车流量与对面单车道直行车流量的乘积，若 该乘积大于50000vph，则设置左转保护相位，否则不设置。
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（3）关于右转相位设计
一般情况采用右转与直行同相位； 仅当过街行人、自行车流量很高时，设置右转专用相位； 当存在左转保护相位时，可以考虑采用“直右相位+右转 专用相位”的控制形式； 对于渠化形成的右转分离车道，右转车流可采用减速让 行控制； 红灯右转（Right-turn-on-red）.
单点信号控制交叉口 信号控制概论
王 昊 博士 副教授
电话：05-83792513 Email：haowang@seu.edu.cn
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交通控制发展史
1868年——红绿灯（煤气灯），照明用； 1918年——人工操纵3色灯； 1926年——英国，首次采用自动化交通信号灯。
交通控制理论发展沿革
始于二十世纪40年代中期，代表学者 Bruce Greenshields et al;
二十世纪50年代至70年代，经典理论形成期，代表学 者 Webster / Pacey / Newell / Miller et al;
二十世纪80年代后，进入交通控制理论全面发展阶段， 代表学者 Akcelik / Berry / Teply et al
■ 问题：一个信号周期内，并不是所有的时间 车流都能够以饱和流的状态运行！
1. 启动损失时间（start-up lost） 2. 全红时间（clearance interval）
信号损失=启动损失+全红时间
如何理解启动损失？
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如何进行各相位的配时设计？
■ 重要概念——饱和流率
饱和流量（saturation flow rate）: 既定条件下，某一股车流或几 股车流 单位时间内以饱和状态通过交叉口的流量值（辆/小时）。
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重要概念——两难区域（the dilemma zone）
v = v0
v=0 x
v = v0
v = v0
两难区域
d
wl
冲突点
为避免“两难区域”出现，应满足d≥x，考虑临界条件d=x时，有：
黄灯时长 全红时长
启动损失
■ 观察一组启动车流：
若定义相邻车辆尾部通过停车线的时间差为车辆时距，并绘出时 距图如下：
时距 饱和时距
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11… 车辆序号
则，起始4~6辆车通过停车线比饱和时距多花费的时间总和即为 启动损失。实测表明：启动损失通常为3秒左右。
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绿灯间隔 黄灯+全红
东西向
南北向
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C: cycle
G
Y
R
I R
Phase Ⅰ
G
Y
I Phase Ⅱ
交叉口常见的信号相位方案
两相位
三相位
一个专用 左转相位
四相位
两个专用 左转相位
四相位 前导滞后 绿灯重叠 相位