交通管理与控制 课件 第八章 单点交叉口信号控制基础

第八章单点交叉口信号控制基础1.信号控制交叉口适用条件交通管理与控制1868年，英国伦敦出现了最早的交叉口信号控制设施——人工操控的臂板信号控制系统。1.1交通信号控制发展历史1914年，美国俄亥俄州Cleveland出现了第一台电气化的交通信号控制机。20世纪70年代以前，机电控制装置是交通信号控制的最主要形式。20世纪70年代之后，基于微处理器技术的交通信号控制系统开始逐渐普及。1.2交通信号控制的目的更安全、更有序、更高效！相关的其他问题：延误、速度、停车、污染等。无控制交叉口区域内的交通冲突16个交叉冲突点8个合流冲突点8个分流冲突点停车控制、信号控制等各种交通控制都可以减少冲突点数量。不同的信号控制相位方案具有不同的效果。主路优先控制交叉口区域内的交通冲突主路只有四个交叉冲突点支路的通行能力受限支路的延误较大行人穿越主路较为困难信号控制交叉口区域内的交通冲突交叉冲突点的数量取决于相位的数量相位的数量取决于左转车流的流量行人穿越主路较为困难1.3信号控制的适用条件各种控制方式下的控制性延误水平（其中左转车流所占比例为20%）AWSC-四路停车TWSC-主路优先1.3信号控制的适用条件在有些国家（如美国），四路停车控制常作为设置信号控制前的一种过渡性的控制形式。信号控制主路优先四路停车高峰小时主路双向交通量（辆/小时）高峰小时支路双向交通量（辆/小时）不可行域1.3信号控制的适用条件我国2006年颁布了《道路交通信号灯设置与安装规范》（GB144886-2006）当满足以下条件时，需要设置相应的信号灯设施：对于规划中的交叉口，以下情况建议设置信号灯设施：（1）规划中的主干路与主干路交叉口；（2）规划中的主干路与次赶路交叉口；（3）规划中的次干路与次干路交叉口。课后要求比较中国和美国在“设置信号控制的条件”方面有哪些异同？设置信号控制是否一定会提高交叉口的交通安全性？2.单点交叉口信号控制基本要素交通管理与控制第八章单点交叉口信号控制基础2.1交叉口信号控制的基本概念东西向南北向GGYRRYII相位Ⅰ相位ⅡC:cycle相位Ⅰ相位Ⅱ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2.2基本相位

对左转车流的控制方式决定了相位的数量。2.3车道组交叉口信号控制方案设计本质上是“时空资源”优化的过程信号控制方案设计的基本原则是“均衡负荷”，即尽可能使各车道处于相同的交通负荷水平下（各车道的利用率相当）时间：相位空间：车道组+相位1个车道组2个车道组3个车道组2个车道组车道组：车道组内车道同时获得通行权，且在车道利用率和交通负荷上十分接近。课后要求观察实际交叉口的信号控制，记录个相位时间和周期时间，并绘制相位图。3.信号控制的相序图和控制图交通管理与控制第八章单点交叉口信号控制基础3.1信号控制方案的相序图（PhaseDiagram）相位Ⅰ相位Ⅱ相位Ⅲ相序图依次显示各相位的通行权构成，每个独立的相位图描绘了在该相位内获得通行权的交通流情况。相序图是信号控制方案的常用表达形式。3.2信号控制方案的控制图（RingDiagram）1989年，美国电气制造商协会NEMA(NationalElectricalManufacturersAssociation)制定了交通信号相位的标准。13572468左转车流标号为奇数，从南进口开始顺时针标记；直行车流标号为偶数，从北进口开始顺时针标记。12345678进程一（R1）阻隔进程二（R2）13572468同一行的转向车流不可组成一个相位；不在同一行但在阻隔的同一侧的任两个转向车流都可以组成一个相位。该控制器的内部逻辑设计可以避免信号机出现不安全的相位NEMA相位的控制逻辑3847521612345678时间3847521612346587Time相位Ⅰ相位Ⅱ相位Ⅲ相位Ⅳ1234567813572468进程一（R1）进程二（R2）时间轴相序图控制图Ring1Ring2相位Ⅰ相位Ⅱ相位Ⅲ相位Ⅳ能够反映控制进程随时间的变化！时间轴NEMA相位的控制逻辑保证了在阻隔同侧的两个进程之间没有冲突，因此两个进程可以各自独立地进行控制，进程内部相位的时间不必同步。应用Ring图描述相位方案的优势1234567813572468R1R2阻隔Ring1Ring2阻隔时间轴NEMA相位的控制逻辑保证了在阻隔同侧的两个进程之间没有冲突，因此两个进程可以各自独立地进行控制，进程内部相位的时间不必同步。应用Ring图描述相位方案的优势1234567813572468R1R2Ring1Ring2阻隔Ring1Ring2时间轴12345678R1R2阻隔课后要求尝试绘制常见两相位、三相位和四相位信号控制方案的相序图和控制图？第八章单点交叉口信号控制基础4.两难区域与黄灯、全红时长计算交通管理与控制最小制动距离dmin4.1黄灯的作用设想情景：假如没有黄灯，绿灯结束后，立即显示红灯。则，在绿灯即将结束的时期，到达交叉口前方的车辆可能将无法安全停车。dmin最小制动距离dmin4.1黄灯的作用设想情景：假如没有黄灯，绿灯结束后，立即显示红灯。则，在绿灯即将结束的时期，到达交叉口前方的车辆可能将无法安全停车。dmin黄灯：黄灯期间车辆仍可驶出停车线，黄灯用于保护绿灯末期无法安全停车的车辆安全通过交叉口。4.2全红的作用设想情景：假如车辆在黄灯末期驶出停车线，则在车辆通过交叉口的过程中可能面临与后续相位中启动的车辆相冲突的危险。东西向：南北向：4.2全红的作用设想情景：假如车辆在黄灯末期驶出停车线，则在车辆通过交叉口的过程中可能面临与后续相位中启动的车辆相冲突的危险。东西向：南北向：全红全红：所有车辆都不得驶离停车线，全红用于保护黄灯末期的车辆安全通过交叉口。4.3“二难区域”的概念xv=v0v=0dwlv=v0v=v0为避免“两难区域”出现，应满足d≥x，考虑临界条件d=x时，有：黄灯时长全红时长黄灯时长≥制动距离/速度全红时长≥安全清空距离/速度4.4黄灯与全红时长计算的注意点黄灯时长：全红时长：无行人交通行人交通量大行人交通量中等V85：第85位车速（≈平均速度+标准差）V15：第15位车速（≈平均速度-标准差）课后要求同进口方向的不同转向车道黄灯长度是否一致？不同相位的黄灯和全红时间是否相同？5.黄灯与全红时长的案例分析交通管理与控制第八章单点交叉口信号控制基础5.1黄灯与全红的计算案例[例题]进口道平均车速=36km/h，速度标准差为2.2m/s，坡度为2.5%，车辆减速度3m/s2。停车线到最远冲突车道的距离=10m，停车线到对向人行横道的距离=14m，标准车长=5.0m，驾驶员反应时间=1.0s。此种情况的交叉口，黄灯和全红信号时长应如何进行设置？5.2计算结果采用平均速度加上一个标准差作为第85百分位车速的估计值，则类似地，采用平均速度减去一个标准差作为第15百分位车速的估计值，则其他已知条件为：黄灯时长为：5.2计算结果红灯时长按行人过街交通量的大小分别讨论：（1）当不考虑行人过街影响时，红灯时长为：（2）当有大量行人过街时，红灯时长为：（3）当有存在中等规模行人流时，红灯时长为：课后要求黄灯是否可以保证绝对的行车安全？假如不能，还需采用什么辅助措施？有时绿灯末期还配有3s的绿闪时间，对驾驶人进行提示，绿闪的作用是什么？6.饱和流率与信号损失交通管理与控制第八章单点交叉口信号控制基础6.1饱和流率饱和流率定义：某一车道或车道组在一次连续的绿灯信号时间内能够通过的最大流率值，单位pcu/h。关于饱和流率的计算方法和观测方法将在课程后面做详细介绍影响饱和流率的因素：车道宽度；车道坡度；大型车比例；转向车比例；冲突交通流的干扰（冲突车流、行人流、自行车流）……对于某一车道（车道组），如果能确定它的饱和流率S，则可以方便地计算出给定车流量V通过该车道（车道组）所需的理论最短时间，即：V/S。问题：一个周期内并非所有时间车流都能够按照饱和流率的状态通过交叉口。有些时间交通信号的利用率很低甚至无法被利用，比如：车流刚开始启动的时段，全红信号时段等。饱和流率概念的作用是什么？停车线，观测位置6.2信号损失时间信号损失时间：信号周期内无法被完全利用的时间，包括前损失（启动损失）时间、后损失时间以及全红信号时间。时间驶出停车线的流率q停车线启动时刻启动阶段饱和流率S绿灯结束全红结束q(t)t1t3t4t6t7t2t5前损失后损失6.3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：时距车辆序号1234567891011…饱和时距则，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。课后要求一个信号周期内有多少信号损失？信号损失对通行能力有何影响？哪些因素会导致信号损失的增大？第八章单点交叉口信号控制基础7.有效绿灯时间、绿信比、流率比交通管理与控制7.1有效绿灯时间含义：一个相位通行时间内，车流完全以理想的饱和流率状态驶出停车线所需的时间。时间驶出停车线的流率q启动时刻启动阶段饱和流率S绿灯结束全红结束t1t3t4t6t7t2t5前损失后损失有效绿灯时间有效绿灯实际并不存在有效绿灯的长度不等于实际显示绿灯的长度有效绿灯时间gE绿灯实际显示时间g时间驶出停车线的流率q饱和流率St1t3t4t6t7t2前损失l考虑到后损失时间通常非常短，为了简化问题，在信号配时分析中可忽略后损失时间。gE=g+A-l黄灯A时距车辆序号1234567891011…饱和时距绿灯、黄灯时间123456789101112130饱和流非饱和流有效绿灯时间（饱和流）123456789101112130启动损失等效变换绿灯时间的组成gE=g+A-l7.2绿信比定义：一个信号周期内某信号相位的有效绿灯时长与信号周期时长的比值。绿信比反映了该信号相位所获通行时间占整个信号周期的比重。7.3流率比若某组车流的饱和流率为S（辆/小时），且该组车流的实际流率为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

×VS流率比(flowratio)gE=课后要求有效绿灯时间与绿灯实际显示时间在何种情况下等值？8.关于饱和流率计算的问题交通管理与控制第八章单点交叉口信号控制基础8.1饱和流率的基本确定方法根据定义式可知，计算流率比的关键在于确定饱和流率值。VS流率比=实际交通量饱和流率车道饱和流率的确定方法：（1）实测法；（2）模型计算法实测法主要用于对既有交叉口的确定模型计算法主要用于对规划设计中的交叉口的确定单车道饱和流率的影响因素较多，基本因素包括：（1）车道宽度；（2）车道坡度；（3）大车比例此外，车道的类型以及信号控制方案也对单车道饱和流率存在影响。模型计算法的思路：在基本饱和流率值的基础上，进行各种影响因素的修正，模型计算式一般表达为：S=Sb,T/L/R*fW*fg*fHV*fb*fp*fL*fR*fRpb……基本饱和流率宽度修正坡度修正大车修正公交车站路侧停车左转修正右转修正自行车/行人修正8.2饱和流率的影响因素一、直行车流对左转车道饱和流率的影响左转保护相位方案：一、直行车流对左转车道饱和流率的影响左转保护相位方案：左转车饱和流率不受对向直行车流的干扰一、直行车流对左转车道饱和流率的影响无左转保护相位：根据通行规则，左转车需等待对向直行车流出现安全空隙，然后进行穿越。因此，在计算左转车道饱和流率时，对向直行车流的影响不可忽略。二、自行车与行人交通流对右转车道饱和流率的影响直行、右转同步相位方案：自行车与行人过街交通对右转机动车存在干扰。此时，右转车道饱和流率需要进行修正三、关于合用车道的饱和流率计算问题假如：已知直行车道的饱和流率为ST，右转专用车道的饱和流率为SR，直行车流量为qT，右转车流量为qR则，直右合用车道的饱和流率如何？直行车道饱和流率ST右转车道饱和流率SR饱和流率STR=？通常ST>SR如：ST=1650pcu/hSR=1500pcu/h直行车饱和时距：hT=3600/ST右转车饱和时距：hR=3600/SR当直右合用车道中直行与右转车所占的比例为qT:qR时，有：三、关于合用车道的饱和流率计算问题直行、右转同步相位方案：问题：已知直行车道的饱和流率为ST，右转专用车道的饱和流率为SR，直行车流量为qT，右转车流量为qR则，直右合用车道的饱和流率如何？qTqR21三、关于合用车道的饱和流率计算问题问题：直行流量qT如何在两个车道上分配？qTqR对于直行车辆而言，驾驶者将选择消散较快的车道通行。当所有驾驶者都做此选择时，两个车道的交通量分配将逐渐趋于均衡，即：车辆消散的时间相等。假设qT中有qT1的车辆使用直行专用车道。则直右合用车道上直行交通量为(qT–qT1)，右转交通量为qR，根据上述分析，有：qT1qT221qTqRqT1qT2三、关于合用车道的饱和流率计算问题21两车道使用均衡课后要求车道使用均衡与红灯期间车道的排队长度相等这两个条件是否等价？为什么？9.基于直行当量的流率比计算方法交通管理与控制第八章单点交叉口信号控制基础9.1等效直行车流量饱和流率的模型计算较为复杂，能否寻求一种简便的方法来计算流率比（V/S）？流量qT；饱和流率ST流量qR；饱和流率SR流量qT和qR；饱和流率STR

流率比流率比右转车流直行当量系数流率比等效直行车流量等效直行车流量qTqT1qT221qR两车道使用均衡车道组等效直行车流量车道组直行饱和流率冲突的行人流量（人/小时）ERT无（0）1.18低（50）1.21中（200）1.32高（400）1.52非常高（800）2.139.2直行当量系数不同行人流量，ERT取值不同通过查表，快速获得ERT的估计值右转车流直行当量系数表9.2直行当量系数对向冲突流量（辆/小时）对向冲突流的车道数12301.11.11.12002.52.01.84005.03.02.560010.0*5.04.080013.0*8.06.0100015.0*13.0*10.0*≥120015.0*15.0*15.0*ELT(左转保护相位)=1.05左转车流直行当量系数表9.3基于直行当量的流率比计算确定相位控制方案和车道组划分确定车道宽度、坡度、大车率等修正系数，计算直行车道饱和流率通过查表，获得ERT或ELT的估计值ERT或ELT如不能直接从表中读取，可采用线性插值进行估计计算车道组整体的流比率步骤：该方法仅用于饱和流率的简单估算精确的流率比计算依赖于对饱和流率的准确估计注意：课后要求车道组概念的优势如何在分析流率比的过程中体现？第八章单点交叉口信号控制基础10.流率比计算实例交通管理与控制10.1实例分析[例题]某交叉口东、西向进口道功能布局如左图所示。高峰小时西进口直行车流量600pcu/h，右转车流量70pcu/h，左转车流量35pcu/h；南进口行人过街流量400peds/h；东进口直行车流量为700pcu/h。试分析该交叉口西进口各车道的流率比情况。（西进口无左转保护相位，直行车道饱和流率ST=1650pcu/h）400700356007010.2分析过程Step1:分析车道组构成。西进口包含两个车道组，分别为左转车道组和（直行+直右）车道组。Step2:分析左转车道组流率比。2.1查表确定左转车流的直行当量系数，采用插值计算，得ELT=6.52.2计算左转车流的等效直行流量2.3计算左转车道流率比Step3:分析（直行+直右）车道组流率比。3.1查表确定右转车流的直行当量系数，得ERT=1.523.2计算（直行+直右）车道组的等效直行流量3.3计算（直行+直右）车道组流率比课后要求试计算上述例题中西进口直行车流在直行车道和直右车道上的分布情况。11.最短信号周期与实用信号周期交通管理与控制第八章单点交叉口信号控制基础11.1最短信号周期有效绿灯时间gE绿灯实际显示时间g时间驶出停车线的流率q饱和流率St1t3t4t6t7t2启动损失l黄灯A一个相位时间启动损失有效绿灯全红时间全红时间黄灯时间绿灯时间相位i的关键流率比相位i中有若干车道组同时获得通行权，若保证车道组j的车流量在该相位中能全部通过交叉口，则车道组j所需的有效绿灯时间应满足：为保证相位i中所有车道组的车流量在该相位中都能全部通过交叉口，则该相位所需的有效绿灯时间应满足：即：令相位i中启动损失为li，全红时间为ri，则相位i的总时长为：于是：上式整理可得：总信号损失Y≤0.9最短周期：11.2饱和度的概念车道组饱和度：指实际流量与通行能力的比值。车道组通行能力：单位时间内车道组能够服务的最大车流量。饱和流率绿信比流率比绿信比饱和度饱和度是评价交通设施服务水平的重要指标。“饱和度>1”：过饱和，需求超过设施的最大服务能力，服务水平差。“饱和度≤1”：需求未超出设施的最大服务能力，饱和度越高则服务水平越低。问题：采用最小信号周期控制的交叉口，饱和度如何？各相位平均饱和度=111.2实用信号周期实际交通工程实践中的问题：（1）如何应对高峰小时的需求波动性？（2）如何控制交叉口的饱和度？引入高峰小时折算系数PHFq15304560t(min)q1q2q3q415304560t(min)q2q2q2q2高峰小时需求量高峰小时设计量高峰小时设计量=高峰小时需求量PHF

实用信号周期假设将所有相位的饱和度控制在目标（v/c）水平：课后要求对于确定的相位设计，增加信号周期的长度（保持黄灯和全红时长不变）对交叉口通行能力有何影响？相位数量的增加对交叉口通行能力有何影响？12.基本信号控制相位方案初步设计方法交通管理与控制第八章单点交叉口信号控制基础12.1左转保护相位的设置条件左转车流是否设置保护相位决定了相位数量的多少。考量是否需要设置左转保护相位（1）当左转车流量小于100vph时，一般不设置左转保护相位；对于最不利情况：对向直行车流量很大，左转车始终没有机会穿越。此时，在相位末期，仍有1~2辆左转车可利用黄灯时间和全红时间完成左转。当周期长为60s时，每小时至少可通过的左转车辆约为60~120辆。（2）当左转车流量大于200vph时，通常设置左转保护相位；此时左转车的流量很大，实践经验表明，即使对向直行车流的流量很小，左转车也需要保护相位，否则将存在大量的冲突，造成通行困难。（3）当左转车流量大于100vph且小于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。12.2左转专用车道的设置条件左转专用车道的设置原则（1）当采用左转保护相位且左转相位与直行相位时间不同步时，应采用左转专用车道；（2）当不采用左转保护相位时，可采用左转与直行合用车道，但在交叉口空间条件允许的情况下，尽可能采用左转专用车道。设置左转专用道左转流量150vph，对向直行单车道流量300vph

无左转专用道左转流量150vph，对向直行单车道流量300vph

12.3右转相位与右转车道的设置右转车流与其他转向机动车流之间不存在冲突，仅与过街行人和非机动车流存在冲突。右转车流一般不设专用相位，与同向直行车流采用同一相位控制右转车道一般不设专用车道，渠化时采用直行与右转合用车道当行人（非机动车）过街流量较大时，可考虑采用右转专用车道当右转车流量与行人（非机动车）过街流量都较大时，可考虑采用右转专用车道并设置右转专用相位相位方案一相位方案二相位方案一相位方案二相位方案一相位方案二12.4初步信号相位方案与进口道渠化方案确定合理的交叉口信号控制是对“时空资源”的综合优化。信号相位方案应当与渠化方案相适应。Step1：判断是否需要设置左转保护相位；Step2：判断是否需要设置右转保护相位；Step3:结合交叉口的几何条件，判断是否设置左转专用车道和右转专用车道；Step4：完成初步信号相位方案和进口道渠化方案的确定课后要求思考：对于大型交叉口，当右转车流量较大时，可否考虑采取如下的渠化方案，何时采用为宜？第八章单点交叉口信号控制基础13.基本信号配时方案设计交通管理与控制13.1信号配时方案确定确定初步信号相位方案与进口道渠划方案相位Ⅰ相位Ⅱ相位Ⅲ相位Ⅳ相序图Ring1Ring2相位Ⅰ相位Ⅱ相位Ⅲ相位Ⅳ控制图确定各相位的黄灯时长与全红时长黄灯时长：全红时长：无行人交通行人交通量大行人交通量中等确定各相位的关键流率比Ring1Ring2相位Ⅰ相位Ⅱ相位Ⅲ相位Ⅳ控制图0.080.100.220.190.120.110.210.23相位一：y1=0.10相位二：y2=0.22相位三：y3=0.12相位四：y4=0.23流率比总和判断确定周期时长确定周期内总信号损失：确定实用信号周期时长：确定高峰小时系数和目标饱和度：PHF；(v/c)周期时长取整：通常周期时长取5或10的整数倍，且不小于计算值确定各相位有效绿灯时间和显示绿灯时间绿灯时间取整、周期校核行人过街时间校核行人过街最短绿灯时间行人过街道长度行人过街步行速度绿灯间隔各相位等饱和度13.2几个关键注意点问题一：当关键流率比总和Y≥0.9时，如何处理？问题二：当绿灯时间不满足行人过街需求时，如何处理？思路：降低车道组流率比调整相位设计方案，重新计算Y调整进口道渠化方案，扩展车道，重新计算Y思路：延长绿灯时间，缩短行人过街距离放大周期，增加总有效绿灯时间，同比例放大各相位绿灯时长调整交叉口渠化方案，优化行人过街空间设计13.3信号控制方案设计流程课后要求当某相位绿灯时间不满足行人过街需求时，为什么不能直接延长该相位的绿灯时间？14.信号控制方案设计案例分析交通管理与控制第八章单点交叉口信号控制基础14.1计算案例一项目北进口南进口东进口西进口小时流量V（pcu/h）600640320300饱和流量S（pcu/h）2400240010001000已知：各相位黄灯3s，全红时间4s，启动损失3s，PHF=0.9，(v/c)=0.9

第一步：各相位关键流率比确定项目北进口南进口东进口西进口流率比0.250.270.320.3max[y1,y2]0.270.32

第二步：各计算信号损失

第三步：计算周期时长取整数55s第四步：各相位有效绿灯时间第五步：各相位实际显示绿灯时间14.2计算案例二[例]已知高峰小时流量系数PHF为0.95，设计目标v/c为0.95，驾驶员反应时间为1.0s，所有进口道的坡度均为0，设计达到车速限制均为40km/h，行人过街步速为1.2m/s，行人过街流量中等，人行过街横道宽度为3m，交叉口几何条件与流量条件如图中所示。试为该交叉口进行信号控制方案设计。（直行车道基本饱和流率为1650veh/h）2501758003565620603058075018023013m15m步骤1：初步相位方案与入口车道渠划方案设计各进口右转车流量都不大，且行人过街流量都为中等强度，无需设置右转专用车道；左侧车道有拓宽可设置左转专用车道。车道功能确定：初步相位确定：13m15m相位Ⅰ相位Ⅱ相序图相位ⅢRing1Ring2相位Ⅰ相位Ⅱ相位Ⅲ控制图步骤2：计算各车道组直行当量步骤3：流率比分析与关键车流确定Ring1Ring2相位Ⅰ相位Ⅱ相位Ⅲ东西进口方向车道宽3m，无坡度，无需修正，直行道饱和流率为ST=1650veh/h；南北进口方向车道宽2.6m，按照车道宽度修正，直行饱和流率为ST=1386veh/h；242263516494353168330159步骤4：确定黄灯时间与全红时间黄灯时长：全红时长：（取整）（取整）（取整）步骤5：确定信号损失时间步骤6：确定信号周期时长步骤7：绿时分配有效绿灯时间：绿灯显示时间：周期校核：g1+g2+g3+A1+A2+A3+r1+r2+r3=C步骤8：行人过街时间检验课后要求教材P251第3题。15.早启迟断式相位设计交通管理与控制第八章单点交叉口信号控制基础15.1车道利用的均衡性2501501000500405060304003001001500相位Ⅰ相位Ⅱ相序图相位ⅢRing1Ring2相位Ⅰ相位Ⅱ相位Ⅲ控制图300ELT150ELT500333250ERT100ERT相位Ⅰ相位Ⅱ相位Ⅲ相位ⅣRing2Ring1300ELT150ELT500333250ERT100ERT相位Ⅳ相位Ⅰ相位Ⅱ相位Ⅲ15.2早起迟断式相位方案配时方法相位Ⅰ相位Ⅱ相位Ⅲ相位ⅣRing2Ring1e1,1e2,1e1,2e2,2e1,3e2,3相位Ⅳ相位Ⅰ相位Ⅱ相位Ⅲ相序图控制图如何求各相位的关键流率比？如何求周期长度？Ring1和Ring2都包含三个相位，因而周期内每个Ring都包含三个相位的信号损失。相位Ⅰ相位Ⅱ相位Ⅲ相位ⅣRing2Ring1e1,1e2,1e1,2e2,2e1,3e2,3相位Ⅳ相位Ⅰ相位Ⅱ相位Ⅲ相序图控制图如何求各相位的关键流率比？如何求周期长度？y1+2+3=max{(e1,1+e1,2),(e2,1+e2,2)

}y4=max{e1,3,e2,3

}Y=y1+2+3+y4

计算周期C，总有效绿灯时间GE相位Ⅰ相位Ⅱ相位Ⅲ相位ⅣRing2Ring1e1,1e2,1e1,2e2,2e1,3e2,3相位Ⅳ相位Ⅰ相位Ⅱ相位Ⅲ相序图控制图计算各相位有效绿灯时间：相位Ⅰ相位Ⅱ相位Ⅲ相位ⅣRing2Ring1e1,1e2,1e1,2e2,2e1,3e2,3相位Ⅳ相位Ⅰ相位Ⅱ相位Ⅲ相序图控制图计算各相位绿灯显示时间：对每一个Ring进行周期长检验15.3早启迟断式相位对绿波控制的影响时间位置交叉口A交叉口B交叉口C交叉口D对称式相位控制的绿波系统东西西东时间位置交叉口A交叉口B交叉口C交叉口D含有早期迟断式相位控制的绿波系统东西西东可提供更灵活的相位差选择Ring2Ring1相位Ⅳ相位Ⅰ相位Ⅱ相位Ⅲ相序图控制图Ring2Ring1相位Ⅳ相位Ⅰ相位Ⅱ相位Ⅲ课后要求1.早启迟断式相位适合在什么模式的交通分布条件下使用？2.早启迟断式相位方案下，行人过街相位如何设置？第八章单点交叉口信号控制基础16.早启迟断式相位方案设计案例交通管理与控制16.1计算案例[例]已知高峰小时流量系数PHF为0.9，设计目标v/c为0.9，驾驶员反应时间为1.0s，所有进口道的坡度均为0，东西向车速限制为60km/h，南北向限速40km/h，无行人过街流量，交叉口几何条件与流量条件如图中所示。试为该交叉口进行信号控制方案设计。（直行车道基本饱和流率为1650veh/h）250150100050040506030400300100150014m26m16.2案例分析步骤1：初步相位方案设计

相位Ⅰ相位Ⅱ相序图相位ⅢRing1Ring2相位Ⅰ相位Ⅱ相位Ⅲ控制图相位Ⅳ14m26m相位Ⅳ进口方向转向流量直行当量系数直行当量车道组直行当量平均单车道直行当量西进口左3001.05315315315直15001.0015001500500右1001进口左1501.05158158158直10001.0010001000333右2501进口左503.00150697349直5001.00500右401.1847北进口左604.00240675338直4001.00400右301.1835步骤2：计算各车道组直行当量步骤3：流率比分析与关键车流确定交叉口各进口车道宽度都大于3.0m，无纵坡，符合理想条件，因此直行道饱和流率值为1650veh/h。Ring1Ring2相位Ⅰ相位Ⅱ相位Ⅲ315158295500338349334118相位Ⅳ

对于控制链Ring1有：步骤3：流率比分析与关键车流确定Ring1Ring2相位Ⅰ相位Ⅱ相位Ⅲ315158295500338349334118相位Ⅳ

对于控制链Ring2有：步骤4：确定黄灯时间与全红时间黄灯时长：全红时长：（取整）（取整）（取整）步骤5：确定信号损失时间步骤6：确定信号周期时长

步骤7：绿时分配有效绿灯时间：控制链1控制链2步骤7：绿时分配绿灯显示时间：控制链1控制链2经检验，每个控制链的绿灯显示时间、黄灯时间和全红时间累加之和等于周期长。

若采用对称式控制方式：相位Ⅰ相位Ⅱ相序图相位ⅢRing1Ring2相位Ⅰ相位Ⅱ相位Ⅲ控制图周期C=165s16.3早启迟断式相位与对称式相位的比较对称式信号控制方案早启迟断式信号控制方案16.3早启迟断式相位与对称式相位的比较16.3早启迟断式相位与对称式相位的比较课后要求上述例题中，若东进口与西进口不采用专用右转车道，而采用直行右转合用车道，试给出信号配时方案。第八章单点交叉口信号控制基础17.特殊交叉口信号控制——T形交叉口交通管理与控制17.1T形交叉口特征对于交通管理与控制而言，T形交叉口较十字形交叉口简单许多。6种转向车流3个进口道的行人过街需求仅存在一个与对向直行车流冲突的左转车流通常为小型交叉口17.2T形交叉口常用信号相位方案对于T形交叉口，分析是否需要左转保护相位依然是确定相位方案的关键。（1）当左转车流量小于100vph时，一般不设置左转保护相位；（2）当左转车流量大于200vph时，通常设置左转保护相位；（3）当左转车流量与对面单车道直行车流量的乘积大于50000vph，设置左转保护相位。根据左转车流是否使用保护相位，可分为以下两类常用相位方案。相位Ⅰ相位Ⅱ无左转保护相位相位Ⅰ相位Ⅱ有左转保护相位（无左转专用车道）相位Ⅲ当设有左转专用车道时，可采用以下的三相位控制方案。相位Ⅰ相位Ⅱ有左转保护相位（有左转专用车道）相位ⅢRing1Ring2相位Ⅰ相位Ⅱ相位Ⅲ控制图17.3T形交叉口信号相位设计案例[例]已知高峰小时流量系数PHF为0.92，设计目标v/c为0.95，驾驶员反应时间为1.0s，所有进口道的坡度均为0，黄灯3s，全红2s，行人过街流量较低，步速1.2m/s，交叉口几何条件与流量条件如图中所示。试为该交叉口进行信号控制方案设计。（直行车道基本饱和流率为1650veh/h）步骤1：初步相位方案与入口道渠化方案设计渠化方案西进口不设右转专用车道；东进口设置左转专用车道；南进口分别设置左转专用和右转专用车道。步骤1：初步相位方案与入口道渠化方案设计初步相位方案设计Ring1Ring2相位Ⅰ相位Ⅱ相位Ⅲ步骤2：各车道组直行当量计算步骤3：关键流率比确定各入口车道宽度均大于3m，无坡度，符合理想条件，故直行车道饱和流率ST=1650veh/h关键流率比之和为0.692<0.9，满足要求步骤4：确定周期长度计算信号损失Ring1包含三个相位的信号损失，Ring2包含两个，以较多的为计算依据。L=5+5+5=15s计算实用周期步骤5：计算有效绿灯与实际显示绿灯有效绿灯显示绿灯步骤6：行人过街时间检验相位二和相位三存在行人过街需求，需对绿灯时长进行检验满足行人过街需求。课后要求对于T形交叉口能否设计出各进口方向的行人过街都有保护相位的信号控制方案？这种方案有何利弊？第八章单点交叉口信号控制基础18.特殊交叉口信号控制——环形交叉口2次停车控制交通管理与控制18.1二次停车环形交叉口特征对环形交叉口实施信号控制，就是要将可能形成交通拥阻的交通流，从时间上加以分离，实现不同流向的车流，依时间次序连续通过交叉口，保障环道上的车辆顺利排放出环道，尽快腾出交通空间让后面进口道上的交通流进入环道。第2停车线位置信号灯位置第1停车线位置18.1二次停车环形交叉口特征首先进口道上设置第1停车线，专用左转车道及专用左转信号灯。另外，在环道上各进口道左转交通流与对向进口道左传交通流冲突前，分别设置第2停车线，并配以相应的专用信号灯。左转交通流将经过二次通行信号。

在第1停车线(即进口道处)采用两相位控制，并结合各进口道直行车与左转车流量的不均衡比，对左转车流采取迟启早断方式调整其绿灯时间，以满足环道容量的约束。

在第2停车线(即环道处)也采用两相位控制，该处的左转车辆利用进口道处两相位之间的绿灯间隔时间通行。18.2信号相位方案

18.3环道左转车容量若环道上有n条左转车道，m条直行车道，可利用直行车道的部分空间进行排队，但必须流出至少一条直行车道，一个路口对用的环道总容量为：

环道总容量为：r为环交路口数。18.4环道总容量周期由于环形交叉口的双重信号控制是将其运行的冲突点在时间上消除，是对两个主要相位进行迟启、早断而形成的新的信号相位，主要受直行交通量的影响，所以整个信号周期的确定即可用两个相位的直行方向的关键车流的饱和流量比计算得到，具体方法与十字信号控制中信号周期的确定方法相似。18.5信号周期

18.6绿灯时间

环道绿灯时间环道各相位实际绿灯时间依各相位对应的环道容量的最大值之比来确定。

18.6绿灯时间

18.6绿灯时间18.7案例分析（教材P247[例8-11]）课后要求尝试给出五路环交的二次停车控制信号相位设计方法。第八章单点交叉口信号控制基础19.感应式信号控制的条件与工作原理交通管理与控制19.1感应式控制的使用条件■

交通需求的不均衡性12345时间（绿信号）流量交通需求通行能力■

基于车辆到达感应的绿灯延时控制触发绿灯延时！■

基于车辆到达感应的绿灯延时控制■

基于车辆到达感应的绿灯延时控制触发绿灯延时！■

基于车辆到达感应的绿灯延时控制触发绿灯延时！■

典型的感应式控制相位延长时间最小绿灯时间绿灯总时间最大绿灯时间单位绿灯延长时间另一相位触发19.2感应式控制的工作