第七章-交通信号控制

周期损失时间L


二 信号控制参数基与本概念

在上述概念中一定要注意周期和相位两种情况
不要混淆
二 信号控制参数基与本概念

饱和流率S

进口道饱和流率：在一次连续的绿灯时间内，交叉口进 口道上车队能够通过停车线的折算为小汽车的小时最大
车辆数。（辆/绿灯小时/车道）

与道路条件、交通条件、渠化条件、信号条件、环境条 件有关
相位A
r
相位B R2
E
二 信号控制参数基与本概念

PS.如何理解相位时间和信号阶段时间?

相位时间=Gi+A+r 信号阶段时间=从一个绿灯亮起到下一个绿灯亮起 二者是一样的


二 信号控制参数基与本概念
（七）绿灯间隔时间（E）

一个信号相位绿灯时间结束，到下一个信号相位绿灯时 间开始之间的时间间隔

提醒驾驶员绿灯信号时段就要结束，通行权时间即将结束，使 车辆在停车线安全停下来 对于已进入交叉口的车辆，能在下一个相位绿灯起亮前，安全 驶离冲突区


为滞留在冲突区内的车辆提供清路口的时间

黄灯时间一般取值3~5秒。不宜较长，黄灯时间大于5秒时， 超出部分通常用全红时间代替。
二 信号控制参数基与本概念
二 信号控制参数基与本概念

关键车道

交叉口有多个进口道，每个进口道又有着一条或者多 条车道。

对于信号配时的确定，不是所有的进口车道都起着决
定作用，只有部分车道的交通需求起着决定作用，这 就是关键车道 把关键车道作为确定信号配时的依据。

二 信号控制参数基与本概念

关键车道的确定方法（以两相位为例）




单点定周期控制：一天只有一种配时方案
多段定周期控制：一天按不同时段的交通量采用几种配时 方案
定时控制

定时控制的基本方式是单个交叉口的定时控制。
线控、面控也都可以采用定时控制方式，称为静 态线控、静态面控系统
感应控制

在交叉口进口道上设置车辆检测器，信号灯配时方 案可随检测器检测到的车流信息而随时改变的一种 控制方式。 根据检测器设置方式的不同，可分为：
1）按控制范围分类

单点交叉口交通信号控制（点控）


主干路交通信号协调控制（线控）
区域交通信号系统控制（面控）
一 交通信号控制

2.交通信号控制的分类
2）按控制方法分类

定时控制

感应控制
定时控制

交叉口的信号控制按事先设定的配时方案运行即为 定时控制，亦称定周期控制。 适合于那些交通量不大、变化较稳定、相邻交叉口 距离较远的交叉口。 根据一天内采用配时方案的多少，分：
q6
北
q1
西
q3 q4 q2
东
南
q5
解： （ （1 1）东西方向相位关键车道 ）东西方向相位关键车道
由于设置左转专用车道，故东西方向相位关键车道有两种组合： 由于设置左转专用车道，故东西方向相位关键车道有两种组合： ①东直、右 ①东直、右+ +西左 西左
q q1 1 S S1
+ q 4 =432/1440+96/1200=0.38 q 4 =432/1440+96/1200=0.38 + S 4 1 S 4 +东左 ②西直、右 ②西直、右+东左 q 2 + q 3 =504/1440+120/1200=0.45 q2 3 =504/1440+120/1200=0.45 + q S 比较以上两种组合可知，后者的流率比大，因此判定东西方向相位关键车道为西直、右 S3 2 S2 S3 比较以上两种组合可知，后者的流率比大，因此判定东西方向相位关键车道为西直、右 +东左。 +东左。 （2）南北方向相位关键车道 （2）南北方向相位关键车道 南进口道q5=300辆/小时，北进口道q6=360辆/小时。由于S5= S6，因此判定南北方向 南进口道 q5=300辆/小时，北进口道q6=360辆/小时。由于S5= S6，因此判定南北方向 相位关键车道为北进口道。 相位关键车道为北进口道。 （3）交叉口关键车道 （3）交叉口关键车道 交叉口关键车道为以上两个相位关键车道的组合，即 东西方向相位关键车道（西直、右合用车道+东左转专用车道）+南北方向相位关键车 交叉口关键车道为以上两个相位关键车道的组合，即 道（北直、左、右合用车道）。 东西方向相位关键车道（西直、右合用车道 +东左转专用车道）+南北方向相位关键车 道（北直、左、右合用车道）。
期之比 相位损失时间



指一个信号相位时间内，不能被充分利用的时间
相位时间=Gi+A+r 全红时间r无法被利用


绿灯信号阶段内存在着起动停车损失时间l，无法被利用
l+r
二 信号控制参数基与本概念

周期有效绿灯时间Ge和周期（有效）绿信比U

一个信号周期内，总有效绿灯时间称为周期有效绿灯时间， 等于各相位有效绿灯时间之和 U= Ge/C= ui 一个信号周期内总损失时间 ,等于各相位损失时间之和， 与相位数成正比 L=n(l+r) Ge=C-L
二 信号控制参数基与本概念
（四）信号黄灯(A)

即将亮红灯 面对黄灯车辆应依次停在各进口道停车线以外。 黄灯起亮，已进入交叉口（即通过或部分通过停 车线）的车辆可以继续通行，驶离路口
二 信号控制参数基与本概念
（四）信号黄灯(A)

黄灯时间的设置，是基于交叉口交通安全方面的考虑，时长 考虑因素：

1.交通信号控制的作用

从时间上将相互冲突的交通流予以分离,使其在不同时间 通过,以保证行车安全

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 迫使车流有序地通过路口,提高了路口效率和通过能力

减轻了噪声,降低了汽车废气的污染
一 交通信号控制

2.交通信号控制的分类


ห้องสมุดไป่ตู้

信号阶段是根据路口通行权在一个周期时间内的变更次数来划分的， 一个信号周期内通行权有几次更迭就有几个信号阶段。（从一个绿 灯亮起到下一个绿灯亮起）
通行权的顺序构成相序。

二 信号控制参数基与本概念

在一个信号周期内，包含有多个不同的信号相位。
最基本的控制是两相位信号控制。
二 信号控制参数基与本概念
停车损失时间l2：因严禁闯红灯，黄灯结束前，越过停车线的车流不 再密集，已是非饱和车流，黄灯也属于给予通行权的时间，这样损失
一部分通行权时间，也叫黄后损失时间。

若绿灯信号时段，车辆时时以饱和状态运行则不会有损失了，实际上 存在着起动停车损失。
二 信号控制参数基与本概念

相位有效绿信比ui等于相位有效绿灯时间与信号周
二 信号控制参数基与本概念

饱和流率S

道路条件指车道宽度、车道坡度、转弯半径、视距等
交通条件指车辆组成、车流分布、行人与自行车交通量 渠化条件是指机动车与非机动车的隔离、专用车道的设置 信号条件指相位组成 环境条件指交叉口所处的地区是市区或心或非市区中心




二 信号控制参数基与本概念

饱和流率的测量
绿灯信号时段内能充分被利用的时间 理想状况下，信号给予多少通行时间希望能够全部被利
用，车辆密集通过路口

实际上，这个信号给予的通行权的时间不可能被充分利 用

存在着起动停车损失时间(l=l1+l2)
二 信号控制参数基与本概念
（九）有效绿灯时间与绿信比

相位有效绿灯时间Gei等于绿灯信号时段减去相位前 后损失时间（Gei=Gi+A-l）
（五）全红时间(r)

四面全是红灯 任意进口道车辆均不得进入停车线


为滞留在冲突区内的车辆提供清路口的时间
提供较大的安全余地
二 信号控制参数基与本概念
（六）信号周期(C)

信号灯各种灯色轮流显示一次所需的时间 不同信号相位所需时间之和（各个信号阶段时间 之和） 信号配时图


无全红时间的两相位配时图（绘） 有全红时间的两相位配时图（绘）

条件：E的大小取决于交叉口几何尺寸
设置：太短不安全，太长增大损失时间 构成：黄灯、全红、红黄构成
二 信号控制参数基与本概念
(八)绿灯信号时段(Ti)

给予通行权的时间 包括实际绿灯时间与黄灯时间（过停车线的车辆继续通 行）之和
二 信号控制参数基与本概念
（九）有效绿灯时间与绿信比



半感应控制：只在部分进口道设检测器 全感应控制：在全部进口道设置检测器

感应控制的基本方式是单个交叉口的感应控制。线 控、面控采用感应控制方式则称动态线控和动态面 控系统。
二 信号控制参数基与本概念
（一）信号相位

是一股或多股交通流在一周期时间内不管任何瞬间都获得完全相同 的信号灯色显示 施用于在周期时间内同时获得相同信号显示的一个或多个交通流的 信号状态的序列。 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。 一个信号相位通常包括若干个交通流。
对于每一个信号相位，均有两方向的车道放行，而每一 个车道有其各自的流率比，取其中流率比值高的车道，
作为各自相位的关键车道。

直、左、右合用车道（整体） 直、左和直、右合用车道（整体）
直、右合用车道与左转专用车道（重点分析）
交叉口关键车道的概念
二 信号控制参数基与本概念
现有一两相位信号控制交叉口， 其东、西进口道上为左转流向设 有左转专用车道。 q1=432 辆 / 小 时， q2=504 辆 / 小时， q3=120 辆 / 小时，q4=96辆/小时，q5=300辆/ 小 时 ， q6=360 辆 / 小 时 。 S1= S2=1440辆/小时，S3=S4=1200辆/ 小时，S5=S6。交叉口各进口道车 流情况如图所示。试求：交叉口 关键车道。
（二）信号绿灯(G)

表示车辆可以通行，可直行、左转或右转 左、右转车辆必须让合法通行的其他车辆和人行横 道线内的行人先行 绿色箭头灯表示车辆只允许沿箭头所指的方向通行。

二 信号控制参数基与本概念
（三）信号红灯(R)

不允许车辆通行 面对红灯车辆不得超过停车线 箭头红灯仅对箭头所指方向起红灯作用
二 信号控制参数基与本概念

饱和度

相位饱和度：关键车道或车道组的饱和度 xi=qi/pi=qi/Si*ui=yi/ui
交通工程学 Traffic Engineering
第七章 交通信号控制
内蒙古农业大学 能源与交通工程学院
第七章 交通信号控制

第一节 概述
第二节 单点信号控制 第三节 主干路信号协调控制 第四节 区域信号控制
第一节 概述

一 交通信号控制
二 信号控制参数与基本概念
一 交通信号控制
二 信号控制参数基与本概念

交叉口交通运行状态及车辆受阻描述

在信号控制下，车辆在红灯期间受阻，产生排队，在绿 灯期间放行，疏散车队。 三种情况：欠饱和，临界饱和，过饱和 三种交通运行状态的描述


Gei*S和q*C的大小 Gei与ts（车队疏散时间也叫饱和绿灯时间）的大小
PS.对于欠饱和 Qm=q*Rei ts=Qm/（S-q）；Gei=ts+自由流时间
二 信号控制参数基与本概念

无全红时间的两相位配时图（绘）
C
相位A
G1
A
R1 E
E
相位B R2 C 信号周期表达式：C=G1+A+R1,C=R2+G2+A C=G1+A+G2+A=G+2A G2
A
二 信号控制参数基与本概念

有全红时间的两相位配时图（绘）
C
G1 A r R1 E G2 C 信号周期表达式：C=G1+A+R1,C=R2+G2+A C=G1+A+r+G2+A+r=G+2(A+r) C=G1+E+G2+E=G+2E A r

前后损失时间即为起动停车损失时间（详细分析）
二 信号控制参数基与本概念

起动损失时间l1：绿灯刚刚显亮时，排队车辆从零开始加速，车流难 于以饱和状态进入交叉口，理想中我们希望车辆在绿灯一亮起就能以 最大密度通过交叉口，但实际上存在起动加速时间，损失了一部分本 应该有通行权的时间，也叫绿前损失。


出现饱和流率时的车流特征？ 此时车头时距有什么特征？ S=3600/ h 0
二 信号控制参数基与本概念

流量比yi

到达流量与饱和流量之比。 车道流量比即为进口道上各条车道的到达流量同该车道
饱和流量之比，即：
yi
qi Si
yi—车道流量比； qi—i车道到达流量； Si—i车道的饱和流量。
二 信号控制参数基与本概念

信号控制交叉口通行能力（Pi）

相位能行能力：是指一个相位关键车道在单位时间内通过的车辆 总数，或关键车道在整个信号周期所能提供的最大平均流率

指相位关键车道运行在临界饱和状况时的疏导能力 Pi=Si*Gei/C=Si*ui

交叉口通行能力是交叉口关键车道的通行能力
P= Pi