信号控制交叉口概论ppt课件

精选ppt,单点信号控制交叉口信号控制概论,王昊博士副教授电话：05-83792513Email：haowang,精选ppt,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BruceGreenshieldsetal;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/Milleretal;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/Teplyetal,精选ppt,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）。,精选ppt,信号控制的几个基本概念,基本概念：,周期Cycle相位Phase红灯时长RedInterval绿灯时长GreenInterval黄灯时长ChangeInterval全红时长ClearanceInterval绿灯间隔黄灯+全红,精选ppt,交叉口常见的信号相位方案,精选ppt,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：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。,精选ppt,（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）.,精选ppt,饱和流量（saturationflowrate）: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）。,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),重要概念饱和流率,如何进行各相位的配时设计？,流量比(flowratio),精选ppt,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-uplost）,2.全红时间（clearanceinterval）,如何理解启动损失？,信号损失=启动损失+全红时间,精选ppt,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：,饱和时距,则，起始46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。,精选ppt,如何确定黄灯？全红？,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。,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。,精选ppt,重要概念两难区域（thedilemmazone）,x,v=v0,v=0,d,w,l,v=v0,v=v0,为避免“两难区域”出现，应满足dx，考虑临界条件d=x时，有：,黄灯时长,全红时长,进一步思考：对全红时长的缩减。,冲突点,精选ppt,相位期间驶出停车线的车流量,精选ppt,最小周期计算,保证相位内所有车流都通过交叉口的最短饱和通行时间要求？,若使所有相位下的车流都能够通过交叉口，周期应满足什么条件？,精选ppt,实用信号周期公式,启动损失与黄灯补偿问题,最小周期条件下，随机到达产生的暂时性过饱和,考虑高峰小时系数和交叉口设计饱和度的周期计算公式：,最小周期是否是最优周期？,最小周期存在的问题：,PHF高峰小时系数；v/c交叉口设计饱和度。,精选ppt,周期长度确定后如何配时？,将周期长减去总信号损失，得到总有效绿灯时间：,Ge=C0-L,计算各相位有效绿灯时间：,计算各相位的显示绿灯时间：,gi=geiAi+li,最短绿灯时间满足行人过街时间的验算：,gi7+Lp/vp-I,精选ppt,信号设计基本流程,确定渠化方案,分析各进口道流量比,确定相位方案,总流量比检验,可行,确定周期及各相位时间,不可行,使各车道流量比分布均匀，尽可能给左转车流配置专用道,注意合用车道的流量比计算方法,结合渠化设置，注意各进口道流量比之间的关系，尽可能使同一相位下的各车道流量比分布均匀,精选ppt,信号相位设计的关键问题饱和流率s的确定,基本饱和流率：理想条件下一条直行（或左转、右转）车道的饱和流率。通常，ST=1650veh/h，SL=SR=1550veh/h.,影响饱和流率的主要因素：车道宽，进口道坡度，大车率，转弯半径，左转车流冲突，自行车干扰，行人干扰等.,ST,L,R=Sb,T/L/R*fW*fg*fHV*fb*fp*fL*fr,对于合用车道的饱和流率如何确定？,“等效转化”思想“等流量比分析法”,精选ppt,信号相位设计的关键问题流量比(v/s)的确定,两种思路：一、寻求直行、左转、右转以及合用车道的饱和流量值和计算方法，则，流量比=实际流量/饱和流量（理论方法）,二、将所有转向车流量转换为等价直行车流量，然后计算流量比（简易方法）,精选ppt,流量比计算的简易HCM法,一、直行车道饱和流量计算方法同理论法，基本饱和流量值为1615vph二、左转车流量查表转换为等价直行流量；三、右转车流量查表转换为等价直行流量；,精选ppt,简单信号设计实例分析,已知：高峰小时流量及交叉口几何条件如图；高峰小时系数PHF=0.95；设计饱和度0.95；行人过街流量中等强度；到达车速40km/h。试进行信号控制方案设计。,精选ppt,T型交叉口信号设计实例分析,09,PHF=0.92(v/c)=0.95行人交通量低,已知：一典型T型交叉口几何条件及高峰小时流量如图；高峰小时系数PHF=0.92；设计饱和度0.85；行人过街流量较低。试进行信号控制方案设计。,注意分析T型交叉口的交通冲突特点,思考：当行人过街给予保护相位时，如何进行相位设计？,11m,14m,精选ppt,单点信控通行能力分析,单一进口车道通行能力：,一个进口方向的通行能力：,ci第i条进口车道的通行能力（pcu/h）；si第i条进口车道的饱和流率（pcu/h）；ge该信号相位的有效绿灯时间（s）；C周期时长（s）；,精选ppt,单点信控延误分析,延误分析十分复杂，理论计算值难以精确符合实际情况。,评价现有交叉口控制方案时，应对延误进行实测。,对信控设计方案进行评估且无法进行实测时，采用理论分析方法。,单一进口车道延误：,d=d1+d2+d3,d单车道每车平均信控延误（s/pcu）；d1均匀延误，即车辆均匀到达所产生延误（s/pcu）；d2随即附加延误，即车辆随机到达并引起超饱和周期所产生的附加延误（s/pcu）；d3初始排队附加延误，即在延误分析期初停有上一时段留下积余车辆的初始排队使后续车辆承担的附加延误（s/pcu）；,精选ppt,时间,累计车辆数,c,s,v=c,仅有均匀延误，无附加延误,精选ppt,时间,累计车辆数,c,s,vc,因车辆随机到达而产生的个别周期内的附加延误,s,精选ppt,时间,累计车辆数,c,s,长时间vc,长时间过饱和产生的附加延误,精选ppt,d1均匀延误分析,时间,累计车辆数,G,R,G,R=C1-g/C,tC,Slope=v,Slope=s,精选ppt,d2随机附加延误分析,考虑车辆随机到达特性，个别周期内会产生超饱和现象，引起附加延误。总分析时段内v/c1.0时，交叉口延误D=UD+OD.,其中，稳态均匀延误UD仍然可依韦氏公式计算：,注意到，(g/C)(v/c