第3章 单点信号控制

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◦ 最小绿灯时间gmin ◦ 初始绿灯时间gs
◦ 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Байду номын сангаас灯时间,一般30-60s。
检测器与停车线的距离D
W
D
V
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检测
(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。
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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
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 通 最大者进行计算。

通常考虑的要求: 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。
0 车 辆 延 误
周期
行 能 力
P
须确定:1、最短周期 2、最佳周期 3、绿信比
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绿信比
交叉口在最佳信号周期下运行的同时,需要有合 理的相位绿信比(绿灯时间分配),只有这样,才可 能获得满意的运行效果。 1、车辆延误与绿信比 设信号周期C=50秒,周期损失时间L=10秒,则 周期有效绿信比为______。 相位绿信比增大,表明相位的绿灯时间增多,红 灯时间减少,因此相位的车辆延误随之减少。
许西进口的各个车流通行。
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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) 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)
口的运行效率。
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针对路口的具体交通流状况进行合理的信号相位设计, 既要考虑减少冲突、防止碰撞、避免堵塞,又要考虑减少设 备投入、提高通行效率。因此合理设计信号相位是路口信号
控制的关键之一。例如,倘若在不需要设置左转专用相位的
路口设置了左转专用相位,就会导致既增加了设备投入(左 转车道灯)又降低了路口通行效率。
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
1
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。
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1、交叉口的相位设计 在进行交叉口的相位划分时,一般应遵循以下 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
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。
车道设置 双向左转车辆较少 双向左转车辆较多 双向左直合用车道 双向左转专用车道
相位设置 无需左转专用相位 左转专用相位
单向左转车辆较多
单向左转专用车道
信号早断或滞后
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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
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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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。
方案号
相位数 信号周期
相位1绿信比
相位2绿信比
1 2
2 2
80 100
0.45 0.46
0.43 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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(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。
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运行时间表
时段
方案号
时段
方案号
时段
方案号


1
2


1
2


1
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 初为机械触点形式,现大多为线圈形式,埋于路面下面。
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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。
4

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 用,我们把这部分进口道称为关键车道。根据车流 通行的特点,进口道可以分为:直行车道、合用车 道和转弯专用车道。
加建设投资。
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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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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 检 测 半 感 应 控 制 流 程 图
N 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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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。
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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 如图所示的十字交叉口就是一个信号早 断的例子。在这里, 西进口是左转车流 量较大的一个方向。该交叉口采用东— 西、南—北两相位,对于东西相位而言, 信号要划分两个阶段。先放行东进口的 各个车辆和西进口的直行、右转车流,
然后禁止东进口的各个方向车流,只允

L 1Y
V V1 V Cm 2 Cm i Cm S1 S2 S i1
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, 使车辆总延误最小的配时方案即为最优方案。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。
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X1
0.75 0.7
相位1 u1 0.46 0.5
Ge1
23 25
X2
0.75 0.83
相位2 u2 0.34 0.3
Ge2
17 15
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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。
用相位(必须有左转专用车道);
③ 当单方向的左转车辆较多又不足以专设左转信号相位时, 可以采用一种交通信号早断与滞后的设计方法,间接为左转车 辆提供专用相位。
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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:
gmax
gmin
g0
gis g
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感应信号控制方式的主要特点是: 1、考虑交通量的随机波动; 2、设置车辆检测器,以提供所需要的交通感应 信息; 3、实时地调整信号配时参数,没有固定的配时 方案; 4、设置感应信号机,并与检测器相连,其安装 比较复杂、成本较高、维护量较大。
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二、基本的控制参数
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在信号相位设计中,左转车流对相位的划分起着非常重要
的作用,也是信号相位设计的重点难点。左转车流对信号相位 的划分可以采用如下策略: ① 当左转车辆较少时(左转车辆可以利用直行车辆之间的空 档左转),不需要为左转车辆提供专用相位; ② 当左转车辆较多时(左转车辆仅利用直行车辆之间的空档 左转比较困难,容易引发车辆堵塞),需要为左转车辆提供专
模型一 ——直、左、右合用车道
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单个交叉口定时交通信号配时设计内容应包括: 确定多段式信号配时时段划分、配时时段内的设计交 通量、交通信号相位方案(交叉口车道渠化)、信号 周期时长、各相位信号绿信比、评估服务水平及绘制 信号配时图。
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
P
0
Cm 0.75C0
C0 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 需的时间,
Cm L
cm
L 1 yi
1 n
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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 l l
每一个信号相都设置初始绿灯时间 ;
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相位绿信比u1与u2的不同取值,称为绿信比分 配,两者之和为一定值,等于周期绿信比U。 绿信比的不同分配,使交叉口有着不同的车辆延 误。最佳的绿信比取值范围对应着较小的车辆延误。 绿信比分配方法有等饱和度法和不等饱和度法。 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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