道路交通管理与控制.ppt

1,第七章 道路交通标志和标线,本章内容：第一节 道路交通标志第二节 道路交通标线,2,第一节 道路交通标志,定义：道路交通标志是用图形符号、颜色和文字向交通参与者传递特定交通管理信息的一种交通管理设施。设置位置：一般设置在路侧或道路上方（跨路式）。作用：道路交通标志给道路使用者以确切的道路交通情报，使道路交通达到安全、畅通、低公害和节约能源的目的。,3,1.1 道路交通标志类别及其内容,道路交通标志和标线规定道路交通标志分主标志和辅助标志两大类。1）主标志又分为警告标志：警告车辆、行人注意危险地点的标志禁令标志：禁止或限制车辆、行人交通行为的标志指示标志：指示车辆、行人行进的标志指路标志：传递道路方向、地点、距离信息的标志旅游区标志：提供旅游景点方向、距离的标志道路施工安全标志：通告道路施工区通行的标志 2）辅助标志：附设在主标志下，起辅助说明作用的标志。,4,在极短时间内容易辨识和记忆是对道路交通标志的主要设计要求，这就是所谓道路标志的视认性要求。决定视认性的要素：交通标志的形状、颜色、图案1）形状实践表明，外形面积相等的标志，容易辨认的顺序是：三角形、正方形、正五边形、圆形及正八边形。可见棱角越多，视认性较差。矩形标志容易同广告及其它结构物相混淆。因此，联合国及许多国家的道路警告标志都采用三角形。但美国、日本、澳大利亚采用菱形作为警告标志，原因是比三角形面积大，增强视认性。,1.2 道路交通标志的设计原则,5,1.2 道路交通标志的设计原则,2）颜色 不同颜色的刺激作用产生不同的视认效果，从而提高人们的视认能力。视觉清晰程度：在固定230m的视距下，不同颜色多对应的视觉清晰面积是不同的。,6,在相同视距下，标志颜色以黄色最明显，依次是白、红、蓝、绿、黑。颜色组合：一般明亮颜色与暗淡色搭配，视觉清晰度最佳。,不同颜色的视觉清晰面积,7,不同颜色在交通标志上的含义和应用,选择道路交通标志时，除考虑视觉清晰度外，还要考虑人们的心理效果。红色禁令标志 视觉刺激强烈、产生危险感，在交通上表示停止、约束之意。黄色警告标志 醒目、使人注意，具有警告、警戒之意。蓝色指示标志 具有宁静之意。绿色高速公路上的指路标志 含有沉静、通向和平之意，富有安全感，在交通上表示安全可通行。白、黑颜色搭配增强色泽鲜明感,8,3）图符,图符是文字、符号及图案的简称。交通标志对图符的要求：（1）文字具有简洁性和准确性（2）符号具有直观性和单义性（3）图案具有形象性和通俗性 图符中尽量少用文字，数字一律用阿拉伯数字。交通标志设计的总的原则是：道路交通标志易于辨认，便于记忆。,9,1.3 道路交通标志的设计规定,警告标志 42类 颜色为黄底、黑边、黑图案。形状为顶角朝上的等边三角形。代表标志有“双向交通”、“注意行人”、“施工”标志等。警告标志到危险地点的距离，依据道路的计算行车速度按下表选取。,10,警告标志 42类,双向交通标志，用以促使车辆驾驶员注意会车。设置场合：设在由双向分离行驶，因某种原因出现临时性，或永久性不分离双向行驶的路段，或由单向行驶进入双向行驶的路段以前适当位置。,11,警告标志注意行人,注意行人标志，用以促使驾驶员减速慢行，注意行人。设置场合：设在行人密集或不易于被驾驶员发现的人行横道线以前的适当位置。,12,警告标志,13,警告标志,14,警告标志,15,16,2.禁令标志,禁止或限制车辆、行人交通行为的标志 42类 颜色除个别标志外，为白底、红圈，红杠，黑图案，图案压杠。形状为圆形、八角形、顶角朝下的等边三角形。代表标志有禁止大客车通行、禁止直行、减速让行、停车让行等标志。禁令标志设置在需要禁止或限制车辆、行人交通行为的路段或交叉口附近。,17,禁令标志,1禁止大客车通行 2禁止直行3停车让行 4减速让行,1.禁止通行2.禁止驶入3.禁止机动车通行4.禁止大型客车通行5.禁止小型客车通行6.禁止汽车拖挂车通行7.禁止二轮摩托通行8.禁止某两种车通行9.禁止非机动车通行,19,1.禁止人力车通行2.禁止骑自行车下坡3.禁止行人通行4.禁止直行5.禁止向左向右转弯6.禁止直行和向左转弯,1.禁止载货汽车通行2.禁止三轮机动车通行3.禁止拖拉机通行4.禁止农用运输车通行5.禁止畜力车通行6.禁止人力货运三轮车通行,21,1.禁止向左转弯2.禁止向右转弯3.禁止直行和向右转弯4.禁止掉头,22,1.禁止超车2.解除禁止超车3.限制速度4.限制宽度5.限制高度6.解除限制速度7.停车检查,23,1.禁止车辆临时或长时停放2.禁止车辆长时停放3.会车让行4.限制质量5.限制轴重6.禁止鸣喇叭,24,3.指示标志 29类,指示车辆、行人行进的标志颜色为蓝底、白图案。形状为圆形、长方形和正方形如立交直行和左转弯形式、鸣喇叭、单行路标志、直行和右转合用车道标志等。,1.立交直行和左转弯行驶2.鸣喇叭3.单行路（向左或向右）,25,指示标志,直行 向左转弯 向右转弯 直行和向左转弯 直行和向右转弯,向左和向右转弯 靠右侧道路行驶 靠左侧道路行驶,环岛行驶 单行路（向左或向右）单行路（直行）步行 鸣喇叭,立交直行和左转弯行驶,立交直行和右转弯行驶,26,指示标志,最低限速 干路先行 会车先行 人行横道 右转车道,直行车道 直行和右转合用车道 分向行驶车道 公交线路专用车道 机动车行驶,机动车车道 非机动车行驶 非机动车车道 允许掉头,27,4）指路标志 62类,定义：传递道路方向、地点、距离信息的标志指路标志的颜色，除里程碑、百米桩外，一般道路的指路标志为蓝底白图案，高速公路为绿底白图案。其形状除地点识别标志、里程碑、分合流标志外，为长方形和正方形。指路标志按用于一般道路和高速公路分类，但有的指路标志既可用于一般道路，也可用于高速公路，因此，可根据道路等级选择其颜色和尺寸。指路标志设置在需要传递道路方向、地点、距离信息的路段或交叉口附近。,28,指路标志,国道编号 省道编号,县道编号,29,30,31,高速公路指路标志,32,高速公路指路标志,33,5.旅游标志 17类,提供旅游景点方向、距离的标志1）指引标志 提供旅游区的名称、有代表性的图案及前往各旅游区的方向和距离。设置在高速公路出口附近及通往旅游区各连接道路的交叉口附近。2）旅游符号 提供旅游项目类别、具有代表性的符号及前往各旅游景点的指引。旅游区标志的颜色一般为棕色底白色字符。,34,旅游标志,35,旅游标志,滑冰,滑雪,营火,36,6.道路施工标志,通告道路施工区通行的标志按标志和标线的规定，道路施工安全标志主要有路栏、锥形交通标、施工警告灯号、道口标注和施工区标注等6类26种。其中道路施工标志共有20种，用以通告高速公路及一般道路交通阻断、绕行等情况，设在道路施工、养护等路段前适当位置。,37,道路施工标志,38,道路施工标志,39,7.辅助标志,凡主标志无法完整表达或指示其规定时，为维护行车安全和交通畅通的需要，应设置辅助标志。颜色：白底、黑字、黑边框。形状：长方形位置：安装在主标志下面，进靠主标志下缘。按交通标志和标线规定，辅助标志主要分为 1）表示时间 2）表示车辆种类 3）表示区域或距离 4）表示警告或禁令理由及 5）组合辅助标志等5类。,40,辅助标志,41,辅助标志,42,8.可变信息标志,特点：可变信息标志是一种因交通、道路、气候等状况的变化而改变显示内容的标志。用途：一般可用作速度限制、车道控制、道路状况、交通状况、气象状况及其他内容的显示。设置场所：主要用于高速公路、城市快速路的信息显示。显示方式：高亮度发光二极管、灯泡矩阵、磁翻板、字幕式、光线式等。可根据表示的功能要求、显示内容、控制方式等进行选择。,43,1.4 道路交通标志的设置原则,1）根据客观需要设置2）统一性和连续性相结合3）设在易见位置4）昼夜性作用标志的照明或反光性5）交通标志照明方式,44,1.5 道路交通标志的构造,1）标志板2）支架柱式、悬臂式、门式、附着式,45,第二节 道路交通标线,定义：道路交通标线是由标划于路面上的各种线条、箭头、文字、立面标记、突起路标和轮廓标志等所构成的交通安全设施。作用：管制和引导交通，可以与标志配合使用，也可单独使用。设置要求：高速公路一、二级公路和城市快速路，主干道应按标志和标线规定设置反光交通标线，其它道路可根据需要按标志和标线设置标线。,46,2.1 道路交通标线的一般分类,按设置方式分 1.纵向标线：沿道路行车方向设置的标线 2.横向标线：与道路行车方向成角度设置的标线 3.其他标线：字符、标记或其它形式标线按功能分 1.指示标线：指示车行道、行车方向、路面边缘、人行道等设施的标线 2.禁止标线：告示道路交通的遵行、禁止、限制等特殊规定，车辆驾驶员及行人需严格遵守的标线。3.警告标线：促使车辆驾驶员及行人了解道路上的特殊情况，提高警觉、准备防范应变措施的标线。,按型态分1.线条：标划于路面、缘石、或立面上的实线或虚线2.字符标记：标划于路面上的文字、数字及各种图形符号3.突起路标：安装于路面上的用于标示车道分界、边缘、分合流、弯道、危险路段、路宽变化、路面障碍物位置的反光或不反光体。4.路边线轮廓标：安装于道路两侧，用于指示道路方向、车行道边界轮廓的反光柱（或片）。,48,2.2 道路交通标线的标划区分,1.白色虚线：路段中，分隔同向行驶交通流、安全距离；交叉口，引导车辆行进2.白色实线：路段中，分隔同向行驶的机动车和非机动车，或指示车行道的边缘 交叉口，可用作导向车道线或停止线3.黄色虚线：路段中，分隔对向行驶的交通流；路侧或边缘石上，禁止车辆长时在路边停放。,4.黄色实线：路段中，分隔对向行驶的交通流；路侧或边缘石上，禁止车辆长时或临时在路边停放。5.双白虚线：交叉口，减速让行线；路段，行车方向随时间改变之可变车道线6.双黄实线：划于路段中，分隔对向行驶的交通流；7.黄色虚实线：划于路段中时，用于分隔对向行驶的车流黄色实线一侧禁止车辆超车、跨越或回转，黄色虚线一侧在保证安全的情况下准许车辆超车、跨越或回转。8.双白实线：划于交叉口时，作为停车让行线。,50,2.3 道路平面交叉口标线的设置原则,各国纵向标线一般取为1015cm，最小和最大值分别为7.5cm和20cm。标线宽度应与道路宽度成正比。道路平面交叉口的标线包括：人行横道线、停止线、车行道中心线、车道分界线、导向箭头等。在设置标线时，应考虑交叉口的型式、交通量、车行道宽度、转弯车辆的比率、非机动车的混入率等因素。并遵循下列原则设置：要积极开辟左转弯车道。交叉口的导向车道线的长度要根据交叉口的几何线形确定，其最短长度为30m。为白色单实线，不准变换车道。应有导向箭头表明各车道的行驶方向。,51,2.4 道路交通标线的设计原则,道路交通标线的视认性取决于其颜色对比度和标线长、宽的尺寸。1.道路交通标线的颜色 传统采用白色，比较醒目，视认性好。黄色标线，分隔限制道路上对向车流的相互跨越和干扰。黄色标线解决了色彩的单调，使驾驶员消除疲劳，有利于安全。2.道路交通标线的宽度 驾驶员的行车视觉对纵向和横向交通标线的宽度有着不同的要求。,52,3.道路交通标线虚线间隔长度的确定 闪现率2.53.0次/s效果最好。4.导向箭头最佳形式的确定漆画在路面上的箭头的形状同正常的箭头形状有很大不同。在实验中认读速度最快，混淆率最小的就被认为是最佳的箭头形式。,53,平面交叉口的信号管制,定义 在道路上用来传送具有法定意义指挥交通流通行或停止的光、声、手势等，都是交通信号。种类：常用的有灯光信号和手势信号。作用：交通信号是在道路空间上无法实现分离原则的地方，主要是在平面交叉口上，用来在时间上给交通流分配通行权的一种交通指挥措施。方式：交通信号灯用轮流显示不同的灯色来指挥交通的通行或停止。,54,交通管理与控制的概念,1）交通管理：是用交通法规、交通工程技术措施和交通安全教育对道路上的行车、停车、行人和道路使用进行的“执法管理”和“交通治理”的一个统称。是静态管理，管理手段：法规、技术措施、安全教育，管理的对象：人、车、路 2）交通控制：是依靠交通警察或采用交通信号控制设施，随交通变化特性来指挥车辆和行人的通行。动态管理，手段：警察、信号控制设施，控制的对象：人和车的通行 3）交通管制：静态的交通管理和动态的交通控制统称为交通管制,55,平面交叉口的信号管制,按控制范围分类1.单个交叉口的交通控制 每个交叉口的交通控制信号只按照该交叉口的交通情况独立运行，不与其相邻交叉口的控制信号有任何联系的，称为单点交叉口交通控制，也称“点控”，是交叉口交通信号控制的最基本形式。2.干道交叉口信号协调控制 把干道上若干连续交叉口的交通信号通过一定的方式联结起来，同时对各交叉口设计一种相互协调的配时方案，各交叉口的信号灯按此协调方案联合运行，使车辆通过这些交叉口时，不致经常遇上红灯，称为干道信号协调控制，也称“绿波”信号控制，俗称“线控”。,56,3.区域交通信号控制系统,以某个区域中所有信号控制交叉口作为协调控制的对象，称为区域交通信号控制系统，俗称“面控”。对于范围较小的区域，可以整区集中控制；对于范围较大的区域，可以分区分级控制。分区结果形成一个点、线、面控制的综合性分级控制系统。,57,信号控制类别,按控制方法分类1.定时控制交叉口交通信号机均按事先设定的配时方案运行，也称周期控制。一天只用一个配时方案的称为单段式定时控制；一天按不同时段的交通量采用几个配时方案的称为多段式定时控制。最基本的控制方式是单个交叉口的定时控制。线控制、面控制也都可用定时控制的方式，称为静态线控系统、静态面控系统。,58,按控制方法分类,2.感应控制 在交叉口进口道上设置车辆检测器，信号灯配时方案由计算机或智能化信号控制机计算，可随检测器测到的车流信息而随时改变的一种控制方式。感应控制的基本方式是单个交叉口的感应控制，简称单点感应控制。（1）半感应控制：只在交叉口部分进口道上设置车辆检测器的感应控制。（2）全感应控制：在交叉口全部进口道上都设置检测器的感应控制。用感应控制方式的线控制、面控制就是交通信号自动控制系统。,59,第九章 单个交叉口交通信号控制,主要内容：第一节 定时信号第二节 交通感应信号第三节 信号灯在环形交叉口上的应用,60,第一节 定时信号,定时信号配时技术的基本原理是其它控制方式配时的基础。本节主要探讨点控制定时信号配时的基本原理，就是如何根据交叉口的道路条件及交叉口各进口道到达交通流的流向与流量来确定定时信号的配时方案。,61,信号配时参数简介,在交通信号配时设计中，经常涉及到以下一些参数：周期长度、相位、绿信比、绿灯时间、最短绿灯时间、最长绿灯时间、绿灯间隔时间以及起动损失时间。点控制定时信号基本参数有两个：周期长和绿信比。线控信号配时基本参数有三个：周期长、绿信比、相位差。,62,（1）周期时长周期时长是信号灯各种灯色轮流显示一次所需的时间，即各种灯色显示时间之总和；或是从某主要相位的绿灯启亮时到下次该绿灯再次启亮之间的一段时间。用C表示。单位为秒。周期时长是决定点控制定时信号交通效益的关键参数，所以是信号配时设计的主要对象。最佳周期时间C0是通车效益指标最佳的交通信号周期时间。最短周期时间Cm是到达车辆刚好能全部通过交叉口的周期时间的最小值。,63,（2）绿信比一个相位的有效绿灯时长ge与周期时长C之比，用表示。,（3）有效绿灯时间=实际绿灯时间+黄灯时间-启动损失时间。ge=G+A-l l包括绿灯初和黄灯末的损失时间（起动损失和清尾损失时间）(s).实际绿灯时间为80s，黄灯时间为3s，起动损失时间为2s，则有效绿灯时间为？(80+3-2=81s)（4）信号损失时间包括全红时间和启动损失两部分。,（5）绿灯间隔时间,定义：是指上一相位绿灯结束到下一相位绿灯启亮之间的一段时间，也叫交叉口清车时间。一般包含黄灯+全红或全红两部分。有的相位也可以没有绿灯间隔时间。设置绿灯间隔时间的目的是为了确保已通过停车线驶入路口的车辆，均能在下一相位的首车到达之前安全通过冲突点，驶进路口。为此,要根据相临两个相位各自停车线到潜在冲突点之间的行驶时间差设计绿灯间隔时间。按上一相位尾车从停车线到两向车辆冲突点之间的行驶时间计算，绿灯间隔时间为：I=sv+t 式中：I表示绿灯间隔时间（s）；s表示从停车线到冲突点的距离（m）；v表示车辆在进口道上的行驶速度（ms）；t表示车辆制动时间（s）。,65,在信号配时上，当计算的绿灯间隔时间I小于3s时，用3s黄灯时间；大于3s时，则在3s黄灯之外，其余时间配以红灯。此时，所有相位都是红灯，称为全红时间。绿灯间隔时间属于信号变换相位的损失时间，也是一个信号相位内的灯色组合之一。一般35s之间。（6）启动损失时间 每个相位绿灯初期，车辆因起动而实际并未用于通车的一段绿灯时间，为相位绿初损失时间。根据英国实测此时间为1.35s。另外，按信号通车规则，黄灯初期尚可有车辆通行，而黄灯后期已不能通车，黄灯末尾的这一段时间，属于相位黄灯末损失时间，据实测为0.13s。把绿初损失时间同黄末损失时间合在一起，统称为起动损失时间。,66,绿灯时间,（7）绿灯时间 绿灯时间就是某一相位在一个信号周期内所获得的绿灯显示时间，也称作相位绿灯时间。（8）最短绿灯时间 最短绿灯时间是对各信号阶段或者各个相位规定的最低绿灯时间限值。即不论任何信号阶段或任何相位一次绿灯时间，都不得短于规定的最短绿灯时间。规定这个绿灯时间的目的是为了保证交叉口行车安全。在英国，规定相位最短绿灯时间不得低于4秒。（9）最长绿灯时间 最长绿灯时间是对各信号阶段或各个信号相位给出的最大的绿灯时间限值。即不论任何信号阶段的绿灯时间都不得大于这个最长绿灯时间，目的是为了减少绿灯时间的损失。,67,信号控制机按设定的相位方案，轮流开放不同的信号显示，轮流对各个方向的车辆和行人给予通行权。在信号交叉口，其每一种控制状态（一种通行权），即对各进口道不同方向所显示的不同灯色的组合，称为一个信号相位。所有这些信号相位及其顺序统称为相位（相位方案），一般有两相位和多相位（3相位以上）。,相位,68,信号相位方案（两相位）,两相位信号配时图C=80sGEW=40s AEW=3sASN=3s GSN=？,两相位示意图,GSN=34s,69,机动车相位,现代信号控制机配合箭头灯具，仅对机动车就可安排8个相位（左图），如加上行人或自行车配的专用相位，配时方案就更多。根据交叉口流量和流向的特征，视设计需要，选择适用的相位，并做不同次序的安排，可形成多种多样的信号相位方案。合理选用与组合相位，是决定点控制定时信号交叉口交通效益的主要因素之一。,基本概念,1.通行能力 信号交叉口的通行能力是以饱和流率为基础的，饱和流率是指在现行的道路和交通条件下，指定的引道或车道组能通过交叉口的最大流率（假定引道或车道组有100%的实际时间作为有效绿灯时间）。计算公式：饱和流率的符号为S，其单位用有效绿灯小时通过的车辆数表示（辆/绿灯小时）。指定的车道或引道的通行能力可表示为：,该公式是计算信号交叉口通行能力的基础，由上式可知，计算出实际饱和流率si是求出通行能力ci的基础。,2.流量比：到达流量与饱和流率之比，yi=q/S。,72,评价信号交叉口交通效益的指标,交通效益的评价指标一般有以下几个：通行能力或饱和度（实际到达交通量与通行能力之比）、行程时间、延误、停车次数、停车率及油耗等。通行能力与信号周期的关系 在正常的周期时长范围内，周期时长越长，通行能力越大，但车辆延误及油耗也随之增长。,73,当信号交叉口延长周期时长所提高的通行能力远大于交通需求时，即饱和度相当小时，对通车状况并无多大好处，却会无谓地增加车辆延误与油耗。所以，这种情况下，增加通行能力越大，对于信号交叉口的交通效益而言，没有多大意义。理想情况：配以适当的周期长，让通行能力稍高于交通需求而使延误、停车、油耗等指标达到最小。这样，既能保证车辆的畅通，又能降低运行费用。信号交叉口服务水平评价指标是延误。,74,定时信号配时的基本方法,计算步骤基本参数的计算,75,确定信号配时参数及信号配时方法,确定最佳周期时长C0最佳周期时长是信号控制交叉口上，能使通车效益指标最佳的交通信号周期时长。以延误作为交通效益指标，用webster定时信号交叉口延误公式：,76,最佳周期时长C0,77,周期时长的范围,增大周期时长，可提高通行能力。但周期时长达到120s后，通行能力提高缓慢，而延误却增长很快。周期时长也不宜过短，最短周期时长应该考虑两个因素所需的最短绿灯时间确定：车辆能安全通过交叉口所需的最短时间和行人过街所需最短时间。,78,信号配时计算步骤,首先计算最佳周期时长,计算每个周期的有效绿灯时间：Ge=C0-L把Ge在所有信号相位之间，按各相位的最大流量比值进行分配，得各相位的有效绿灯时间如下：,然后计算各相位的实际显示绿灯时间为：g=ge-A+l 根据以上各步计算结果，就可画出信号配时图。,79,若有行人相位，还要计算行人最短绿灯时间：gmin=7+Lp/vp-I Lp行人过街道长度(m);vp行人过街步速，1.2m/s；I 绿灯间隔时间(s)。计算的显示绿灯时间小于相应的最短绿灯时间时，应延长计算周期时长（以满足最短绿灯时间为度）重新计算。信号交叉口通行能力 在信号交叉口，车辆只能在有效绿灯时间内通过停车线，因此，信号控制交叉口一侧进口道上的通行能力为：Cap=Sge/C=S相当于进口道饱和流量的倍。,80,例题,一个两相位信号控制交叉口，各进口道的交通量和饱和流量列于表92；绿灯间隔时间为7s;黄灯时间为3s，起动损失时间为3s。试计算信号配时：表92各进口道的交通量和饱和流量,解：1.各进口道流量比y及Y，列于表92右两行。2.每周期总损失时间L=(l+I-A)=2(3+7-3)=14s。,81,TRRL定时信号配时方法,3.最佳周期时长,4.有效绿灯时长 Ge=C0-L=100-14=86s geNS=860.3/0.7435s geEW=860.44/0.7451s5.显示绿灯时长 gNs=geNs-A+l=35-3+3=35s gEw=geEw-A+l=51-3+3=51s,82,定时信号配时的修正方法,ARRB方法（阿克塞立克方法）澳大利亚ARRB方法是在TRRL公式的基础上加以改进提出的。在webster延误公式中，当饱和度x 1时，d，即x越接近于1，算得的延误越不正确，更无法计算超饱和交通情况下的延误。因此，阿克塞立克考虑了超饱和交通情况，把延误公式改为：,83,ARRB改进方法：,84,阿克塞立克信号周期公式：,K可按不同优化要求，取不同的值。要求油耗最小时，取k0.4；消费（包括延误、时间损失等）最小时，取k=0.2；延误最小时，取k=0。则最佳周期时间为：,85,1)基本饱和流量,各类进口车道各有其专用相位时的基本饱和流量Sbi，可采用下表中的数值：各类进口车道的基本饱和流量,注：进口车道宽度：3.03.5m。,86,2)各类车道通用校正系数,f(Fi)=fwfgfbfr.（1）车道宽度校正（2）坡度及大车校正（3）公交车停靠站影响校正（4）行人自行车干扰校正系数（5）车道类型及相位的影响等。,87,具体计算时不同车道类型和相位类型还有各自不同的考虑因素，如：（1）直行车道饱和流量（2）左转专用车道饱和流量（3）右转专用车道饱和流量（4）直左合用车道饱和流量（5）直右合用车道饱和流量（6）直左右合用车道饱和流量（7）左右合用车道饱和流量（8）短车道饱和流量 当进口车道实际可供排队长度小于要求排队长度时，进口车道属于短车道，须作饱和流量校正。,88,信号交叉口通行能力与饱和度,道路交通通行能力表征道路交通设施能够处理交通的能力。其通用定义是：道路交通设施中，在要考察的地点或断面上，单位时间内能够通过的最多交通单元。是交通规划、交通工程设计与交通管理等交通工程有关各领域中必不可少的一个重要指标。信号交叉口通行能力分别按交叉口各进口道估算，一般以小车当量单位计；而进口道的通行能力是此进口道上各条进口车道的通行能力之和。,89,一条进口道通行能力：,饱和度：各车道实际到达交通量与该车道通行能力之比，即：,服务水平评估,信号交叉口设计与交通信号配时的服务水平，根据计算的平均信号控制延误确定。信号交叉口延误时反应车辆在交叉口受阻、行驶时间损失的评价指标。其受影响因素较多，能综合反映交叉口的几何设计与信号配时优劣的评价指标。每车平均延误与信号交叉口服务水平的对应关系如下表：,新建、改建交叉口设计服务水平、宜取B级，治理交叉口宜取C级。服务水平不合格时，须改变各进口道设计/信号相位方案，重新设计。,91,延误的估算方法：,延误须对交叉口各进口道分别估算各车道的每车平均信控延误；1)各车道延误估算可用下式：,92,2)进口道每车平均延误是进口道各车道延误之加权平均值：,3)整个交叉口的平均延误是各进口道延误之加权平均值：,93,第二节 交通感应信号,定义：交通感应信号是通过车辆检测器测定到达进口道的交通需求，使信号显示时间适应测得的交通需求的一种控制方式。感应控制对车辆随机到达的适应性较大，可使车辆在停车线前尽可能少停车，达到交通畅通的效果。类型：全感应和半感应控制两类。一、交通感应信号的基本工作原理 Gmin G Gmax,94,二、交通感应信号的控制参数,初期绿灯时间 给每个相位初期预先设置一段最短绿灯时间。不管本相位或其它相位是否有车，对本相位必须保证放完这段绿灯时间。这段时间的长短取决于检测器的位置以及检测器到停车线之间可停放的车辆数。设置初期绿灯时间应考虑以下几个因素：（1）保证停在检测器和停车线之间的车辆，全部驶出停车线所需的最短时间。初期绿灯时间应等于这段最短绿灯时间减去一段单位延长绿灯时间；（2）保证行人安全过街所需的时间；（3）我国还需要考虑保证红灯停在停车线前的非机动车安全过街所需的时间,95,随检测器位置而定的初期绿灯时间,96,单位绿灯延长时间,是初期绿灯时间结束后，在一定时间间隔内，测得有后续车辆到达时所延长的绿灯时间，如果这段时间内，没有测得来车，即被判为交通中断而可结束绿灯。因此，单位绿灯延长时间也是判断车流是否中断的一个参数。单位绿灯延长时间对于感应信号控制的效率起到决定性作用。确定时，应考虑以下几个因素：,97,（1）单位绿灯延长时间的长短必须能使车辆从检测器开出停车线，当使用“点式”检测器及其位置离停车线较远时，这点特别重要。（2）单位绿灯延长时间的恰当长度，应尽可能不产生绿灯时间损失。应按实际需要定的尽可能短，使单位绿灯延长时间尽可能满足实际交通所需的长度，而不应该等待不紧跟的车辆通过绿灯。（3）在确定单位绿灯延长时间时，必须注意被检测的车道数。由于在一个相位上的所有单个检测器通常都是连在一起的，因此控制机所接收到的车辆间隔远比实际的车辆间隔要小的多。,98,绿灯极限延长时间,是为了保持最佳绿信比而对各相位规定的绿灯时间的延长限度。信号到达绿灯极限延长时间时，强制绿灯结束并改换相位。但控制机会记住最后一辆车因时间不够而未能通过停车线，且将以最快的可能返回绿灯。绿灯极限延长时间，实际上就是按定时信号最佳周期时长及绿信比分配到各个相位的绿灯时间，绿灯极限时间一般定为3060秒。,99,有些感应控制机每个相位有两个绿灯极限时间，较长的一个在高峰时段大流量时使用。改进的感应信号，采用可变绿灯极限时间，当绿灯极限末尾的流量超过一个预置的临界值时，可使绿灯再延长；而这个预置临界值是不断提高的，直到测得流量小于临界值时，结束绿灯并换相。交叉口交通超载时，按定时信号确定最佳周期时长。,100,三、半感应控制,定义：只在部分进口道上设置检测器的感应控制。适用于主次道路相交且交通量变化较大的交叉口上，按 检测器的设置位置 不同可分为两类：（1）检测器设在次要道路上（见图9-10）平时，主路上总是绿灯，对次路预测最短绿灯时间。当次路上检测器测到有车时，立即改变相位，次路变为绿灯。后继无车时，相位即返回主路；否则，到达最短绿灯时，强制改换相位。特点：这种感应控制实质上是次路优先，只要次路有车到达就会打断主路车流。当次路车辆很少时，次路非机动车往往要等很长时间，等到有机动车到达时，才可随机动车通过交叉口。只在某些特殊地方才适用。如消防队、重要机关出入口。,101,（2）检测器设置在主要道路上（见图9-11）平时主路绿灯总是亮的，当检测器在一段时间内测不到主路有车辆时，才换相位让次路通车。主路上测得车辆到达时，通车相位返回主路。这种控制方式可避免主路车流被次路车辆打断，且有利于次路上自行车的通行。,102,全感应控制,定义：所有进口道上都设置检测器的感应控制。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。1.基本全感应控制（见图9-12）当交叉口内有机动车到达时，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；以后就按感应信号的基本机理运行。2.特殊感应控制 平常仍可按通常的交通需求，执行一般的感应控制。一旦接到特殊感应信息时，立刻执行特殊的控制功能。如公共交通优先感应控制、消防、警卫等特种车辆优先感应控制等。,103,优化感应控制,简要原理：在交叉口的每一进口道上设置两个检测器，譬如一个在停车线前40m，一个在停车线前100m。开始给每个相位配以足够的绿灯时间，把40m检测器到停车线之间的车辆全部先放完；而在两个检测器之间的这一段时间间隔内，用来检测寻找何时产生饱和交通流；最后用一个优化程序，把这一相位为饱和交通流的延长绿灯时间能得到的交通效益和另一相位车辆因延长红灯所得到的损失加以比较确定换相时间。从而降低感应控制中的绿灯损失时间提高交通效益。对是否给予绿灯延长时间进行优化控制，提高绿灯效益。,104,定时信号与感应信号的选择,定时控制的优点（1）定时控制，因信号启动时间可取得一致而有利于相邻交通信号的协调，特别是要联结几个相邻交通信号或一个信号网络系统。（2）定时控制的正常工作，不必通过检测器对车辆的检测，因此不存在路边停车及其它因素影响车辆检测的缺点。（3）定时控制比感应控制更适用于有大量、均匀行人交通的地方；（4）定时信号设施价格低于感应信号，且安装、维护方便。,105,感应控制的优点,（1）在交通量变化大而不规则、难于用定时控制处理的交叉口，以及在必须降低对主要干道干扰的交叉口上，用感应控制效益更大；（2）不适宜处于联动定时系统中的交叉口，宜用感应控制。（3）感应控制特别适用于交通只在一天的部分时间里需要信号控制的地方；（4）感应控制在轻交通交叉口有其优越性，不致使主要道路上的交通产生不必要的延误；（5）感应控制，在有几个流向的交通量时有时无或多变的复杂交叉口上，可得到最大效益；（6）半感应信号通常适用于主次相交道路上，只在次路有车流或行人时才中断主路车流的交叉口上。,106,本章内容：第一节 干线交通信号定时式协调控制第二节 感应式线控系统和计算机线控系统第三节 线控系统的联结方式第四节 选用线控系统的依据,第十章 干线交叉口交通信号协调控制,107,第一节 干线交通信号定时式协调控制,一、信号控制的基本参数：周期长、绿信比、相位差周期长 在信号控制系统中，为使各交叉口的交通信号能取得协调，各个交通信号的周期时长必须是统一的。,108,确定步骤：（1）必须先按单点定时信号的配时方法，根据系统中各交叉口的布局及交通流流向、流量，计算出各个交叉口交通信号所需的周期时长。（2）然后从中选出最大的周期时长作为这个系统的周期时长。关键交叉口：需要周期时长最大的交叉口双周期交叉口：对某些交通量较小的交叉口，可把它的信号周期长定成系统周期时长的半数。这些交叉口叫做双周期交叉口。,109,绿信比在信号控制系统中，各个信号的绿信比是根据各个交叉口各向交通量的流量比来确定的。因此，控制系统中，各个交叉口交通信号的绿信比不一定相同。,110,相位差（时差）有绝对时差和相对时差之分。1）绝对相位差是指各个信号的绿灯或红灯的起点或终点相对于某一个标准信号绿灯或红灯的起点或终点的时间之差。2）相对相位差是指相邻两信号的绿灯或红灯的起点或终点之间的时间之差。相对相位差等于两个绝对时差之差。,111,时差的适用场合,以红灯终点为标准的时差与以绿灯终点为标准的时差是相等的，一般多用于线控制的通过带方法中确定信号时差；以红灯起点或绿灯起点为标准的时差，一般多用于面控系统中确定信号时差；一般多用绿灯起点或终点作为时差的标点，称为绿时差。为使车辆通过协调信号控制系统时，能连续通过尽可能多的绿灯，必须使相邻信号间的绿时差同车辆在其间的行程时间相适应，所以时差是信号控制系统实现协调控制的关键参数。,112,二、定时式线控系统的协调方式,单向交通街道 只要照顾单向信号协调的街道是最容易实施交通信号协调控制的街道。相邻各交叉口信号间的时差可按下式确定：,113,双向交通街道的信号协调控制,在各交叉口间距相等时，比较容易实现，且当信号间车辆行驶时间正好是线控系统周期时长一半的整数倍时，可获得理想的效果。各交叉口间距不等时，信号协调控制就较难实现，必须采取试探与折中方法求得信号协调。双向交通定时式线控制各信号间的协调方式可有三种：（1）同步式协调控制（2）交互式协调控制（3）续进式协调控制,114,1）同步式协调控制,系统中的全部信号，在同一时刻，对干道车流显示相同的灯色。当车辆在相邻交叉口间的行驶时间等于信号周期时长时，即相邻交叉口的间距符合下式，这些相邻交叉口正好可组成同步式协调控制。,115,同步式协调控制,应用场合：1）交叉口间距相当短，沿干道方向交通量大，可把相邻交叉口看成一个交叉口，采用同一个配时方案，绿灯启亮时刻也相同，组成一个同步式协调控制系统，改善干道的通行。2）干道交通量特别大，高峰小时交通量接近通行能力，下游交叉口红灯车辆排队有可能穿过上游交叉口时，把这些交叉口组成同步式协调系统，可避免这种情况的发生。不足：(1)增加相交道路的停车时间(2)驾驶员加速赶绿灯(3)使用条件上有很大局限性 由于有种种缺点，所以甚少单独采用。,116,2）交互式协调控制,连接在一个系统中的相邻交叉口的信号，在同一时刻，显示相反的灯色。当车辆在相邻交叉口间的行驶时间等于信号周期时长一半时，即相邻交叉口的间距符合下式，可采用交互式系统。,由于适用性受到很大的限制，所以也甚少单独采用。,117,3）续进式协调控制,根据路上的要求车速与交叉口的间距，确定合适的时差，用以协调各相邻交叉口上绿灯的启亮时刻，使在上游交叉口绿灯启亮后开出的车辆，以适当的车速行驶，可正好在下游交叉口绿灯启亮时到达。如此，使进入系统的车辆可连续通过若干个交叉口。续进式协调控制系统又可分为以下几种类型：,118,（1）简单续进系统 系统只使用一个系统周期时长和一套配时方案，使沿干道车队可在各交叉口间以设计车速连续通行。车速在系统的各个不同时段，可随各相邻交叉口间距而有所改变。（2）多方案续进系统 考虑了交通流的变化：a）单个路口的交通流发生变化；b）交通流方向发生变化一般控制系统，至少可提供3种配时方案（上午高峰、非高峰、下午高峰）。,119,三、定时式线控制系统的配时设计方法,1.时间距离图线控制系统配时方案通常可采用时间距离图来描述。如下图所示。图中以时间（即信号配时）为纵坐标，干道上交叉口间距离为横坐标。,120,图10-1 时间距离图,图中所绘一对平行斜线所标定的时间范围称为通过带，其宽度就是通过带宽（或绿波带宽），简称带宽。它确定干道上交通流所能利用的通车时间，以秒或周期时长的百分数计。平行斜线的斜率就是车辆沿干道可连续通行的车速，可称为通过带速度，简称带速。,121,2.配时所需的数据,1）交叉口间距2）街道及交叉口布局3）交通量4）交通管理规则：如限速、限制转弯等5）车速和延误根据调查的数据，确定干线上交叉口纳入线控制的范围。把交叉口间距过长和交通量相差悬殊、影响信号协调效果的交叉口，排除在线控制系统之外，或纳入另一相宜的系统内。用这些数据计算纳入线控系统范围内的各信号所需的配时，确定一批配时方案备用。,122,3.计算备用配时方案,1）按单点定时控制的配时方