干道交通協(xié)調(diào)控制

1、第四章 干道交通協(xié)調(diào)控制 C CO ON NT TE EN NT TS S 干道交通信號協(xié)調(diào)控制的基本概念 干道交通信號協(xié)調(diào)控制、聯(lián)結的基本方法 干道交通信號協(xié)調(diào)控制的設計方法 干道交通信號的智能協(xié)調(diào)方法 系統(tǒng)速度 相位差 綠信比 周期時長 干道交通信號協(xié)調(diào)控制的基本概念 城市中道路網(wǎng)中，會有很多干道，一條 干道上會有很多交叉口各交叉口的距離 較近 由于干道交通流具有一定的連貫性， 如果各個交叉口采用獨立信號控制，會 導致：車輛經(jīng)常遇到紅燈，行車不順暢， 交通流不是在最優(yōu)的信號控制下運行， 環(huán)境污染和噪聲污染加劇。這時就需要 干道交通信號協(xié)調(diào)控制。 干道交通信號的協(xié)調(diào)控制是指通過調(diào)節(jié)主 干道上

2、各信號交叉口之間的相位差，使干 道上按照或者接近設計車速行駛的車輛， 獲得盡可能不停頓的通行權。 綠信比相位差系統(tǒng)速度 在線控系統(tǒng)中，為使干道上各交叉口的交通信號能夠取得協(xié)在線控系統(tǒng)中，為使干道上各交叉口的交通信號能夠取得協(xié) 調(diào)，要求各個交叉口交通信號的周期時長必須相等。調(diào)，要求各個交叉口交通信號的周期時長必須相等。 對各交叉口分別進行配時設計，然后從中選擇最大的周期作對各交叉口分別進行配時設計，然后從中選擇最大的周期作 為線控系統(tǒng)的周期時長并把所需周期時長最大的這個交叉口為線控系統(tǒng)的周期時長并把所需周期時長最大的這個交叉口 稱之為稱之為關鍵交叉口。關鍵交叉口。 一些交通量較小，周期時長接近最

3、大周期時長一半的交叉口，一些交通量較小，周期時長接近最大周期時長一半的交叉口， 可以將周期時長設為系統(tǒng)周期時長的可以將周期時長設為系統(tǒng)周期時長的1/2，這種交叉口半稱，這種交叉口半稱 為為雙周期交叉口。雙周期交叉口。 周期時常 干道交通信號協(xié)調(diào)控制的基本概念 周期時常相位差系統(tǒng)速度 在線控系統(tǒng)中，各個交叉口交通信號的綠信比是根據(jù)其各相在線控系統(tǒng)中，各個交叉口交通信號的綠信比是根據(jù)其各相 位交通流量比來確定的，因此各個交叉口交通信號的綠信比位交通流量比來確定的，因此各個交叉口交通信號的綠信比 不一定相同。不一定相同。 干道交通信號協(xié)調(diào)控制的基本概念 綠信比 相位差 綠信比系統(tǒng)速度 通常在干道上，

4、會有一系列的交叉路口，為使車輛在干道上 能暢通運行，可使各交叉口綠燈有序開放，則從縱向來看， 這組交叉口信號燈產(chǎn)生了一個“時間差”，這就是相位差，以s 為單位或以占周期長的百分比表示。相位差是針對多個信號 燈而言的。 相位差若以某個信號燈為基準來計算，稱為絕對相位差；若 以相鄰信號時間差計算，稱為相對相位差。 干道交通信號協(xié)調(diào)控制的基本概念 相位差 相位差 綠信比系統(tǒng)速度 一般多用綠燈起點或終點作為時差的標準點，稱為綠時差 要提高道路通行率，需適當設置各信號相位差，因此，相位 差是干道協(xié)調(diào)控制的關鍵參數(shù) 干道交通信號協(xié)調(diào)控制的基本概念 相位差 周期時常 綠信比相位差 車輛通過干道的設計速度稱為

5、系統(tǒng)速度，又叫帶速度。 確定系統(tǒng)速度的方法有兩種： a)人為規(guī)定速度：反映了交管部門的主管愿望，實際中，不 一定能實現(xiàn)； b)以車流的實際平均速度作為系統(tǒng)速度，它需要根據(jù)道路狀 況不斷地調(diào)整，才能更好地適應路況。 干道交通信號協(xié)調(diào)控制的基本概念 系統(tǒng)速度 干道信號協(xié)調(diào)控 制 （線控） 按控制方式按聯(lián)接方式 定時線控系 統(tǒng) 感應線控系 統(tǒng) 有纜聯(lián)接無纜聯(lián)接 第4章干道交通信號協(xié)調(diào)控制 定時式干道 信號協(xié)調(diào)控 制 單向交通街道 同步式協(xié)調(diào)控制 雙向交通街道交互式協(xié)調(diào)控制 續(xù)進式協(xié)調(diào)控制 定時式干道信號協(xié)調(diào)控制 定時式干道信號協(xié)調(diào)控制是指所用的控制配時方案是根據(jù)一天時間內(nèi)的交通流的變化定時式干道信號

6、協(xié)調(diào)控制是指所用的控制配時方案是根據(jù)一天時間內(nèi)的交通流的變化 規(guī)律預先確定的。規(guī)律預先確定的。 定時式干道信號協(xié)調(diào)控制 （一）單向交通街道（一）單向交通街道 單向交通街道，或者雙向交通量相差十分懸殊時，只要照顧單向信號協(xié)調(diào)的單向交通街道，或者雙向交通量相差十分懸殊時，只要照顧單向信號協(xié)調(diào)的 街道，是最容易實施交通信號協(xié)調(diào)控制的街道。相鄰各交叉口交通信號間的街道，是最容易實施交通信號協(xié)調(diào)控制的街道。相鄰各交叉口交通信號間的 相對時差相對時差相對相位差相對相位差Of（秒）可按下式確定：（秒）可按下式確定： 其中，其中，s為相鄰交叉口的間距（為相鄰交叉口的間距（km），），v為線控系統(tǒng)所要求的車輛通

7、行速度為線控系統(tǒng)所要求的車輛通行速度 （km/h）。）。 （二）雙向交通街道（二）雙向交通街道 雙向交通定時式干道信號協(xié)調(diào)控制有雙向交通定時式干道信號協(xié)調(diào)控制有3 3種控制方式：種控制方式： 1)1)同步式協(xié)調(diào)控制同步式協(xié)調(diào)控制 在同步式協(xié)調(diào)系統(tǒng)中，連接在一個系統(tǒng)中的全部信號在同一時刻對干道車流顯示完全相同的燈在同步式協(xié)調(diào)系統(tǒng)中，連接在一個系統(tǒng)中的全部信號在同一時刻對干道車流顯示完全相同的燈 色。色。 當相鄰各交叉口的間距符合下面的關系式時，即車輛在相鄰交叉口間的行駛時間等于信號周期當相鄰各交叉口的間距符合下面的關系式時，即車輛在相鄰交叉口間的行駛時間等于信號周期 時長整數(shù)倍時，適宜將這些交叉

8、口組成同步式協(xié)調(diào)系統(tǒng)。相鄰交叉口間距滿足：時長整數(shù)倍時，適宜將這些交叉口組成同步式協(xié)調(diào)系統(tǒng)。相鄰交叉口間距滿足： 其中，其中，C C為系統(tǒng)周期時長，為系統(tǒng)周期時長，k k為整數(shù)。為整數(shù)。 適用：（適用：（1 1）交叉口間距相當短、且干線方向的交通量遠大于交叉方向交通量。（）交叉口間距相當短、且干線方向的交通量遠大于交叉方向交通量。（2 2）干線方向）干線方向 交通量接近通行能力，下游交叉口紅燈車輛排隊有可能越過上游交叉口。交通量接近通行能力，下游交叉口紅燈車輛排隊有可能越過上游交叉口。 缺點：同步式協(xié)調(diào)系統(tǒng)具有很大的局限性。例如，由于前方交叉口干道方向全綠燈因而容易導缺點：同步式協(xié)調(diào)系統(tǒng)具有很

9、大的局限性。例如，由于前方交叉口干道方向全綠燈因而容易導 致司機加速趕綠燈從而引起交通事故等。致司機加速趕綠燈從而引起交通事故等。 3600 v sk c 2交互式信號協(xié)調(diào)控制交互式信號協(xié)調(diào)控制 在交互式協(xié)調(diào)系統(tǒng)中，連接在一個系統(tǒng)中相鄰交叉在交互式協(xié)調(diào)系統(tǒng)中，連接在一個系統(tǒng)中相鄰交叉 口的信號在同一時刻顯示完全相反的燈色?？诘男盘栐谕粫r刻顯示完全相反的燈色。 當相鄰各交叉口的間距符合下面關系式時，即車輛在當相鄰各交叉口的間距符合下面關系式時，即車輛在 相鄰交叉口間的行駛時間等于信號周期時長一半的奇相鄰交叉口間的行駛時間等于信號周期時長一半的奇 數(shù)倍時，適宜將這些交叉口組成交互式協(xié)調(diào)系統(tǒng)。相數(shù)

10、倍時，適宜將這些交叉口組成交互式協(xié)調(diào)系統(tǒng)。相 鄰交叉口間距滿足：鄰交叉口間距滿足： 1 21 2 3600 v c sk 感應式線控系統(tǒng)和計算機線控系統(tǒng)感應式線控系統(tǒng)和計算機線控系統(tǒng) 3續(xù)進式信號協(xié)調(diào)控制續(xù)進式信號協(xié)調(diào)控制 續(xù)進式協(xié)調(diào)系統(tǒng)是指根據(jù)干道所要求的車速和交叉口之間的距離，確定合適的續(xù)進式協(xié)調(diào)系統(tǒng)是指根據(jù)干道所要求的車速和交叉口之間的距離，確定合適的 時差，用以協(xié)調(diào)各相鄰交叉口上綠燈的啟亮時刻，盡量使得在上游交叉口綠燈啟亮時差，用以協(xié)調(diào)各相鄰交叉口上綠燈的啟亮時刻，盡量使得在上游交叉口綠燈啟亮 后開出的車輛，以適當?shù)能囁傩旭?，可正好在下游交叉口綠燈啟亮前后到達。與同后開出的車輛，以適當

11、的車速行駛，可正好在下游交叉口綠燈啟亮前后到達。與同 步式協(xié)調(diào)系統(tǒng)和交互式協(xié)調(diào)系統(tǒng)相比，續(xù)進式協(xié)調(diào)系統(tǒng)更具實際意義。步式協(xié)調(diào)系統(tǒng)和交互式協(xié)調(diào)系統(tǒng)相比，續(xù)進式協(xié)調(diào)系統(tǒng)更具實際意義。 續(xù)進式協(xié)調(diào)系統(tǒng)可分為簡單續(xù)進系統(tǒng)和多方案續(xù)進系統(tǒng)兩種。多方案續(xù)進系統(tǒng)續(xù)進式協(xié)調(diào)系統(tǒng)可分為簡單續(xù)進系統(tǒng)和多方案續(xù)進系統(tǒng)兩種。多方案續(xù)進系統(tǒng) 可適應于交通流狀況發(fā)生變化的場合。可適應于交通流狀況發(fā)生變化的場合。 （1）簡單續(xù)進系統(tǒng)）簡單續(xù)進系統(tǒng) 只使用一個系統(tǒng)周期時長和一套配時方案，車輛可以按設計車速連續(xù)通行，對只使用一個系統(tǒng)周期時長和一套配時方案，車輛可以按設計車速連續(xù)通行，對 不同的路段，設計車速可隨交叉口間距變化。

12、不同的路段，設計車速可隨交叉口間距變化。 （2）多方案續(xù)進系統(tǒng)）多方案續(xù)進系統(tǒng) 適用交通流變化情況，一個配時方案對應一組給定的交通條件。適用交通流變化情況，一個配時方案對應一組給定的交通條件。 交通流發(fā)生變化的可能類型：交通流發(fā)生變化的可能類型： A：單個路口的交通流發(fā)生變化：系統(tǒng)中一個或幾個信號點上交通量增加或減單個路口的交通流發(fā)生變化：系統(tǒng)中一個或幾個信號點上交通量增加或減 少，這些變化能改變所需的周期時長或綠信比。少，這些變化能改變所需的周期時長或綠信比。 B：交通流方向發(fā)生變化：在雙向干線上，交通流方向發(fā)生變化：在雙向干線上，“入境入境”交通量和交通量和“出境出境”交通量交通量 可能變

13、化。可能變化。 a)入境交通量大于出境交通量。入境交通量大于出境交通量。 b)入境交通量大體等于出境交通量。入境交通量大體等于出境交通量。 c)出境交通量大于入境交通量。出境交通量大于入境交通量。 一：感應式線控系統(tǒng)一：感應式線控系統(tǒng) 當干道上的交通量很小時，若仍維持定時線控系統(tǒng)，會對各路口交叉方向的車輛造成很大延誤，道路的當干道上的交通量很小時，若仍維持定時線控系統(tǒng)，會對各路口交叉方向的車輛造成很大延誤，道路的 車輛通過率降低。車輛通過率降低。 解決的方法：安裝車輛檢測器，在線控系統(tǒng)中使用感應式信號機。解決的方法：安裝車輛檢測器，在線控系統(tǒng)中使用感應式信號機。 當干道交通量大時，開啟線控系統(tǒng)

14、當干道交通量大時，開啟線控系統(tǒng) 當干道交通量小時，關閉線控系統(tǒng)，各交叉口按感應控制方法進行獨立操作。當干道交通量小時，關閉線控系統(tǒng)，各交叉口按感應控制方法進行獨立操作。 1 1：使用半感應信號機的線控系統(tǒng)：使用半感應信號機的線控系統(tǒng) 在次要道路上安裝車輛檢測器，次路上有車時，允許在不影響主路連續(xù)通行的前提下，可得到在次要道路上安裝車輛檢測器，次路上有車時，允許在不影響主路連續(xù)通行的前提下，可得到 基本配時方案內(nèi)的部分綠燈時間，并根據(jù)交通檢測的結果，次路上的綠燈一有可能就盡快結束。次路上基本配時方案內(nèi)的部分綠燈時間，并根據(jù)交通檢測的結果，次路上的綠燈一有可能就盡快結束。次路上 沒有車輛時，綠燈將

15、一直分配給主路。沒有車輛時，綠燈將一直分配給主路。 2 2：使用全感應信號機的線控系統(tǒng)：使用全感應信號機的線控系統(tǒng) 一般情況下，系統(tǒng)各交叉口按其正常的單點全感應方式運行。當系統(tǒng)在某上游交叉口測到有車隊一般情況下，系統(tǒng)各交叉口按其正常的單點全感應方式運行。當系統(tǒng)在某上游交叉口測到有車隊 存在時，上游交叉口通知下游各交叉口，配以線控信號，讓車隊順利通過。存在時，上游交叉口通知下游各交叉口，配以線控信號，讓車隊順利通過。 隨后，恢復全感應控制方式。隨后，恢復全感應控制方式。 3 3：關鍵交叉口感應式線控系統(tǒng)：關鍵交叉口感應式線控系統(tǒng) 英國曾采用簡易的感應式線控系統(tǒng)。僅在關鍵交叉口上使用感應式控制機，

16、而把其前后信號機英國曾采用簡易的感應式線控系統(tǒng)。僅在關鍵交叉口上使用感應式控制機，而把其前后信號機 同關鍵交叉口的信號機連接起來。同關鍵交叉口的信號機連接起來。 前向連接前向連接同下游交叉口連接的感應聯(lián)動信號，可避免下游交叉口車輛排隊對關鍵交叉口通車的影響。同下游交叉口連接的感應聯(lián)動信號，可避免下游交叉口車輛排隊對關鍵交叉口通車的影響。 后向連接后向連接同上游交叉口連接的感應聯(lián)動信號，可避免因關鍵交叉口車輛排隊對上游交叉口通車的影同上游交叉口連接的感應聯(lián)動信號，可避免因關鍵交叉口車輛排隊對上游交叉口通車的影 響。響。 感應式線控系統(tǒng)和計算機線控系統(tǒng)感應式線控系統(tǒng)和計算機線控系統(tǒng) 二：計算機線控

17、系統(tǒng)二：計算機線控系統(tǒng) 確定線控系統(tǒng)配時方案的人工作圖或計算方法，不僅十分繁瑣，而且容確定線控系統(tǒng)配時方案的人工作圖或計算方法，不僅十分繁瑣，而且容 易發(fā)生人為錯誤，更無法處理多相位等復雜配時方案交叉口間的協(xié)調(diào)。易發(fā)生人為錯誤，更無法處理多相位等復雜配時方案交叉口間的協(xié)調(diào)。 1：脫機方式：脫機方式 （1）MAXBAND 是根據(jù)美國麻省理工學院的是根據(jù)美國麻省理工學院的John D.C. LittleJohn D.C. Little教授建立的混合整數(shù)規(guī)劃模型編寫的教授建立的混合整數(shù)規(guī)劃模型編寫的 對給定周期時長、綠信比、信號機間距和設計車速的線控系統(tǒng)給出優(yōu)化的相位差以獲得最大通行率對給定周期時長

18、、綠信比、信號機間距和設計車速的線控系統(tǒng)給出優(yōu)化的相位差以獲得最大通行率 （2）PASSER 2：聯(lián)機方式：聯(lián)機方式 “配時方案選擇式配時方案選擇式” “配時方案生成式配時方案生成式” 干道交通信號協(xié)調(diào)控制的聯(lián)結方法 一：有纜聯(lián)結一：有纜聯(lián)結 有纜聯(lián)接是指以電纜作為傳輸介體 1、基于主機控制的有纜聯(lián)接 l一臺控制主機通過電纜與各下位機聯(lián)結，時差信號保存在各下位機中，各下位機都保持在這 個時差點上轉換周期。 l每個周期控制主機向各下位控制機發(fā)送一個同步脈沖，用于時鐘同步傳送脈沖信號的線路可 以是專線，也可以利用沿途的電話線，當用電話線傳輸時，在傳送信號的瞬間，自動切斷電話通 話，傳送結束后再恢復

19、通話，因傳送時間極短，不會影響通話質(zhì)量 l若系統(tǒng)采用多時段配時方案，可由主控機根據(jù)時鐘發(fā)出配時方案轉換信號，各下位機則按相 應方案進行配時 l主控機可以安裝在任何地方，沒有什么限制 l優(yōu)點：實行集中控制，修改配時方案比較簡單，其安裝費用隨電纜長度的增加而增加。 一：有纜聯(lián)結一：有纜聯(lián)結 2、逐機傳遞式系統(tǒng) 各信號控制機預先設置時差參數(shù) 開始運轉時，第一個交叉口綠燈開始啟亮，并發(fā)送信號給下一個交叉口，下一個交叉口按自己 的時差啟亮綠燈，并發(fā)送一個信號給下一個交叉口，這樣依次啟亮綠燈直到最后一個交叉口。這 樣依次循環(huán)，保證各控制機按正確地時差啟亮綠燈。 優(yōu)點：無需由專用主機進行時鐘同步。 干道交通

20、信號協(xié)調(diào)控制的聯(lián)結方法 二：無纜聯(lián)結二：無纜聯(lián)結 無需電纜作為各控制機聯(lián)結介質(zhì)，各控制機之間需要傳遞的關鍵信息是時鐘 同步信息。 1、靠同步電動機或電源頻率連接 l各控制器的同步信號來自于信號燈電源的50Hz頻率，利用電源頻率對各控制器的時鐘進行同步。 l優(yōu)點：根據(jù)電源頻率進行同步，簡單易行，不需專門的電纜。 l缺點：供電網(wǎng)絡的中周波率會導致較大誤差，一般需要人工現(xiàn)場校正，費時費力。 2、用時基協(xié)調(diào)器連接 l在每個控制器內(nèi)安裝數(shù)字計時裝置，保證各控制器時鐘同步。當配時方案改變時，需人工調(diào)整 每個控制器。 l3、用石英鐘連接 l在每個控制器內(nèi)安裝標準石英鐘和校時裝置，保證各控制器時鐘同步。 干道

21、交通信號協(xié)調(diào)控制的聯(lián)結方法 l 選擇線控系統(tǒng)的依據(jù) 實踐證明，并不是只要將信號聯(lián)結成一個系統(tǒng)，就可以形成有效的線控系統(tǒng)。 影響線控系統(tǒng)效益的因素有： 一、車流的到達特性 以車隊形式行駛，脈沖式到達交叉口有利于線控系統(tǒng) 車輛分散，均勻到達交叉口，不利于線控 不能形成車隊行駛的因素有： 交叉口相距太遠 交叉口之間有大量的交通流進入干道(如商業(yè)中心停車場、車庫等) 在中間的交叉口處，有大量轉彎車輛進入干道 干道交通信號協(xié)調(diào)控制的設計方法 l 選擇線控系統(tǒng)的依據(jù) 二、交叉口之間的距離 l干道協(xié)調(diào)控制的交叉口距離可在1001000m之間。 l距離越遠，線控效果越差，一般不宜超過600m。 三、街道運行條

22、件 l單向交通比雙向交通更有利于線控。 四、信號的分相 l交叉口信號相位越多越不利于線控 五、交通流隨時間的波動 l交通量越大，越有利于線控；交通量小，則不利于線控。 干道交通信號協(xié)調(diào)控制的設計方法 l 時間距離圖 線控系統(tǒng)的配時方案是可以用時間-距離圖來描述，是描述信號交叉口配時和交叉 口間距的關系圖形。 橫坐標交叉口間的距離 縱坐標時間 干道交通信號協(xié)調(diào)控制的設計方法 二、配時所需的數(shù)據(jù) 交叉口間距 街道及交叉口布局 交通量 交通管理規(guī)則 設計車速 根據(jù)上述調(diào)查數(shù)據(jù)，確定干線上交叉口納入線控的范圍。并將以下交叉口排除在 線控范圍之外，或者納入另一條相宜線控系統(tǒng)內(nèi)： 交叉口間距過長 交通量相

23、差過于懸殊 影響信號協(xié)調(diào)效果(比如畸形交叉口) 干道交通信號協(xié)調(diào)控制的設計方法 時間距離圖 l帶寬實際是各交叉口信號燈 在時間-距離圖上留下的一個綠 燈時間范圍。 l通過帶寬確定了干道上交通 流所能利用的通車時間，以秒 (s)或周期時長的百分比計。 l平行斜線的斜率的倒數(shù)就是 車輛沿干道可連續(xù)通行的車速， 可稱為系統(tǒng)速度，簡稱帶速。 l圖中所繪一對平行斜線所標定的時間范圍稱為通過帶，其寬度稱為通過帶寬 (或綠波帶寬)，簡稱帶寬。 干道交通信號協(xié)調(diào)控制的設計方法 （1）確定公共信號周期）確定公共信號周期 干道協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中的系統(tǒng)周期時長，不僅取決于各交叉口信號配時的結果，還將嚴重干道協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)

24、中的系統(tǒng)周期時長，不僅取決于各交叉口信號配時的結果，還將嚴重 影響到通過帶的寬度和各交叉口相位差，因此周期時長的選擇，除了與關鍵交叉口所需周期時長有影響到通過帶的寬度和各交叉口相位差，因此周期時長的選擇，除了與關鍵交叉口所需周期時長有 關，還要考慮相位差的關系，需要與相位差一起反復試算。關，還要考慮相位差的關系，需要與相位差一起反復試算。 l確定周期時長的依據(jù)：確定周期時長的依據(jù)：將通過帶速度設置為實際街道的平均車速，定出一段周期時長的備將通過帶速度設置為實際街道的平均車速，定出一段周期時長的備 選范圍。然后與關鍵交叉口的周期時長進行比較，參考各交叉口之間的距離，與相位差一起反復試選范圍。然后

25、與關鍵交叉口的周期時長進行比較，參考各交叉口之間的距離，與相位差一起反復試 算。算。 （2）綠信比的確定）綠信比的確定 一般原則一般原則：干道交通協(xié)調(diào)控制每個交叉口的綠信比需要單獨確定，按系統(tǒng)周期和各交叉口干道交通協(xié)調(diào)控制每個交叉口的綠信比需要單獨確定，按系統(tǒng)周期和各交叉口 的流量比，計算各交叉口信號的綠信比以及綠燈時間，它們并不一定相同。但在主干道方向的交叉的流量比，計算各交叉口信號的綠信比以及綠燈時間，它們并不一定相同。但在主干道方向的交叉 口通行能力應該相等。口通行能力應該相等。 主干道方向綠信比最大化原則：主干道方向綠信比最大化原則：將非關鍵交叉口多出的綠燈時間全部加給其主干道將非關鍵

26、交叉口多出的綠燈時間全部加給其主干道 方向。方向。 設計信號周期、綠信比、相位差的原則設計信號周期、綠信比、相位差的原則 干道交通信號協(xié)調(diào)控制的設計方法 步驟：步驟： （1）確定交叉口按單點控制的周期時長。）確定交叉口按單點控制的周期時長。 （2）取周期時長最大的交叉口為關鍵交叉口，此周期為備選系統(tǒng)周期時長。）取周期時長最大的交叉口為關鍵交叉口，此周期為備選系統(tǒng)周期時長。 （3）根據(jù)主次道路流量比，計算各交叉口各相位的綠信比及顯示綠燈時間。）根據(jù)主次道路流量比，計算各交叉口各相位的綠信比及顯示綠燈時間。 （4）上步得到的關鍵交叉口上主干道相位的顯示綠燈時間，就是各交叉口上）上步得到的關鍵交叉口

27、上主干道相位的顯示綠燈時間，就是各交叉口上 對于干道方向所必須保持的最小綠燈長度。對于干道方向所必須保持的最小綠燈長度。 （5）按第）按第3步算得非關鍵交叉口上次要道路方向的顯示綠燈時間，是該交叉步算得非關鍵交叉口上次要道路方向的顯示綠燈時間，是該交叉 口對次要道路所必須保持的最小綠燈時間，該顯示綠燈時間和有效綠燈時間為：口對次要道路所必須保持的最小綠燈時間，該顯示綠燈時間和有效綠燈時間為： lIgg mmem m mm mmme Y yy LCg ,max )( lIgg nnen n nn nnne Y yy LCg ,max )( 設計信號周期、綠信比、相位差的原則設計信號周期、綠信比、

28、相位差的原則 干道交通信號協(xié)調(diào)控制的設計方法 設計信號周期、綠信比、相位差的原則設計信號周期、綠信比、相位差的原則 （6）當系統(tǒng)周期時長大于非關鍵交叉口所需周期時長時，非關鍵當系統(tǒng)周期時長大于非關鍵交叉口所需周期時長時，非關鍵 交叉口改用系統(tǒng)周期時長，其各相綠燈時間均隨著增長。交叉口改用系統(tǒng)周期時長，其各相綠燈時間均隨著增長。 為有利于線控系統(tǒng)協(xié)調(diào)雙向時差，在非關鍵交叉口上保持其次要道為有利于線控系統(tǒng)協(xié)調(diào)雙向時差，在非關鍵交叉口上保持其次要道 路方向的最小綠燈時間，把因取系統(tǒng)周期時長后多出的綠燈時間全路方向的最小綠燈時間，把因取系統(tǒng)周期時長后多出的綠燈時間全 部加給主干道方向，這樣可以增加線控

29、系統(tǒng)的通過帶寬度。部加給主干道方向，這樣可以增加線控系統(tǒng)的通過帶寬度。 以上算得的配時方案只是備選方案，還要根據(jù)配合協(xié)調(diào)系統(tǒng)時以上算得的配時方案只是備選方案，還要根據(jù)配合協(xié)調(diào)系統(tǒng)時 差的需要進行調(diào)整。合理的系統(tǒng)周期時長不僅僅決定于各交叉口的差的需要進行調(diào)整。合理的系統(tǒng)周期時長不僅僅決定于各交叉口的 信號配時結果，還同取得適用的相位差有關，所以在協(xié)調(diào)系統(tǒng)時差信號配時結果，還同取得適用的相位差有關，所以在協(xié)調(diào)系統(tǒng)時差 時要經(jīng)過反復試算來確定。時要經(jīng)過反復試算來確定。 干道交通信號協(xié)調(diào)控制的設計方法 （3）相位差的確定）相位差的確定 l相位差是線控系統(tǒng)中最重要的參數(shù)，其確定方法相位差是線控系統(tǒng)中最重

30、要的參數(shù)，其確定方法有兩種，圖解法與數(shù)解法。有兩種，圖解法與數(shù)解法。 l圖解法：圖解法：利用時間利用時間- -距離圖，在圖上確定控制方式、線控系統(tǒng)的相位差，同時確距離圖，在圖上確定控制方式、線控系統(tǒng)的相位差，同時確定通過帶速度定通過帶速度 和周期時長。和周期時長。 l解析法：解析法： 設計信號周期、綠信比、相位差的原則設計信號周期、綠信比、相位差的原則 干道交通信號協(xié)調(diào)控制的設計方法 一、畫圖法 I.確定控制方式 從從A A點引一條斜線點引一條斜線( (斜率相當于斜率相當于36km/h36km/h的帶速的帶速) )，與，與BBBB的交點，同從的交點，同從AAAA上上1 1點點 所引水平線同所引

31、水平線同BBBB的交點的交點(BB(BB線上的線上的1 1點點) )很接近。很接近。BBBB上的上的1 1點起，點起，B B交叉口可與交叉口可與A A 交叉口配成交互式協(xié)調(diào)控制，并相應畫出交叉口配成交互式協(xié)調(diào)控制，并相應畫出BBBB的的2-32-3、4-54-5的紅燈時段。的紅燈時段。 連接連接A A點和點和BBBB上上1 1點斜線同點斜線同CCCC的交點，與從的交點，與從AAAA上上2 2點所引水平線同點所引水平線同CCCC的的 交點交點(CC(CC上的上的2 2點點) )很接近，這樣，很接近，這樣，C C和和B B交叉口可取交互式控制，可按周期畫出其交叉口可取交互式控制，可按周期畫出其 他

32、的粗線。他的粗線。 連接連接A A點和點和CCCC上上2 2點斜線同點斜線同DDDD的交點，與從的交點，與從AAAA上上2 2點所引水平線同點所引水平線同DDDD的的 交點交點(DD(DD上的上的2 2點點) )很接近，這樣，很接近，這樣，D D和和C C交叉口可取同步式控制，可按周期畫出其交叉口可取同步式控制，可按周期畫出其 他的粗線。用同樣的方法確定他的粗線。用同樣的方法確定E E和和D D取交互式控制取交互式控制 ” “ 干道交通信號協(xié)調(diào)控制的設計方法 二、畫圖法 ” “ 干道交通信號協(xié)調(diào)控制的設計方法 II.確定、調(diào)整信號相位差 （1 1）從從A A點出發(fā)，分別確定各相鄰路口信號的相位

33、，分別標出紅燈和綠燈相位。點出發(fā)，分別確定各相鄰路口信號的相位，分別標出紅燈和綠燈相位。 （2 2）在圖上作出最后的通過帶，算出帶速約為在圖上作出最后的通過帶，算出帶速約為57km/h57km/h，帶寬，帶寬16s16s，為周期時長的，為周期時長的27%27%。 這樣的帶速度與實際車速相比過高，為了降低帶速，這樣的帶速度與實際車速相比過高，為了降低帶速，( (需要增加通過帶的斜率需要增加通過帶的斜率) )，可以適，可以適 當增加周期長度，為使帶速在當增加周期長度，為使帶速在40km/h40km/h左右，延長周期時長為左右，延長周期時長為8590s8590s。 （3 3）最后調(diào)整綠信比，由于各交

34、叉口的綠信比都不相同，可用以下方法調(diào)整：在上圖最后調(diào)整綠信比，由于各交叉口的綠信比都不相同，可用以下方法調(diào)整：在上圖 中，不移動各交叉口的紅燈中，不移動各交叉口的紅燈( (或綠燈或綠燈) )的中心位置，只將紅燈的中心位置，只將紅燈( (或綠燈或綠燈) )的時間按實際綠信的時間按實際綠信 比延長或縮短即可。比延長或縮短即可。 I.確定初始條件 設有設有A A、B B、H 8H 8個交叉口，距離分別為個交叉口，距離分別為350m350m、400m400m等，取有效數(shù)據(jù)簡等，取有效數(shù)據(jù)簡 寫為寫為3535、4040。算出關鍵交叉口周期時長為。算出關鍵交叉口周期時長為80s80s，相應的系統(tǒng)帶速暫定為

35、，相應的系統(tǒng)帶速暫定為 v=11.1m/s(v=11.1m/s(約約40km/h)40km/h)。 一、數(shù)解法 ” “ 干道交通信號協(xié)調(diào)控制的設計方法 II.計算 在半個周期內(nèi)，車輛的行駛距離在半個周期內(nèi)，車輛的行駛距離a=vC/2a=vC/2，以，以A A為起始信號，下游同為起始信號，下游同A A相距相距a a、2a2a、 3a3a、的地方正好能與的地方正好能與A A處信號機組成交互式或同步式協(xié)調(diào)控制的理想位置。處信號機組成交互式或同步式協(xié)調(diào)控制的理想位置。 考察下游各實際信號位置同各理想位置錯位的距離，錯位越小，則信號協(xié)調(diào)效果越好。考察下游各實際信號位置同各理想位置錯位的距離，錯位越小，則

36、信號協(xié)調(diào)效果越好。 然后將然后將a a的數(shù)值在一定范圍內(nèi)遍歷，逐一計算每個的數(shù)值在一定范圍內(nèi)遍歷，逐一計算每個a a所對應的理想位置，以尋找實際信號所對應的理想位置，以尋找實際信號 協(xié)調(diào)效果最好的相位差。協(xié)調(diào)效果最好的相位差。 計算計算a a列列 先計算先計算a=vC/2 11 a=vC/2 11 80/2=440m(80/2=440m(取取44)44)，以，以44 44 1010作為作為a a的考察范圍，即的考察范圍，即34543454，將其，將其 填入下表左邊的填入下表左邊的a a列內(nèi)，根據(jù)每行的列內(nèi)，根據(jù)每行的a a值將實際信號與理想信號之間的距離填入表中各列。值將實際信號與理想信號之間

37、的距離填入表中各列。 一、數(shù)解法 ” “ 干道交通信號協(xié)調(diào)控制的基本方法 a a列各行計算結果如下圖所示列各行計算結果如下圖所示 II.計算 計算計算b b列列 以以a=34a=34為例，將第一行數(shù)據(jù)按從小到大的順序排列，并計算各相鄰值之差，將最大的差為例，將第一行數(shù)據(jù)按從小到大的順序排列，并計算各相鄰值之差，將最大的差 記入記入b b列。列。a=34a=34一行的一行的b b值為值為1414，以此類推分別填入上表。，以此類推分別填入上表。 一、數(shù)解法 ” “ 干道交通信號協(xié)調(diào)控制的基本方法 1 2 4 2 14 1 7 1 2 4 2 14 1 7 II.計算 確定合適的理想信號位置確定合適

38、的理想信號位置 最佳選擇：與理想信號偏差之和的均值最小的位置為最佳選擇。與理想信號偏差之和的均值最小的位置為最佳選擇。 考慮到使用的是求模運算，此時等價于取考慮到使用的是求模運算，此時等價于取b b值最大時，各信號到理想信號的挪移量最小，值最大時，各信號到理想信號的挪移量最小， 圖中圖中GFGF同理想信號的挪移量最大，則理想信號同同理想信號的挪移量最大，則理想信號同G G間的挪移量為：間的挪移量為： (a-b)/2 (a-b)/2 一、數(shù)解法 ” “ 干道交通信號協(xié)調(diào)控制的設計方法 當當a=50a=50，b=22b=22時，偏差值最小，此時各實際信號距理想信號的偏移量最大為時，偏差值最小，此時

39、各實際信號距理想信號的偏移量最大為1414。 理想信號的位置如下圖所示理想信號的位置如下圖所示 理想信號距理想信號距 G G為為140m140m， 則距則距A A為為 130m130m，即自，即自 A A前移前移130m130m 為第一理想為第一理想 信號，然后信號，然后 每隔每隔500m500m間間 距畫出理想距畫出理想 信號。信號。 理想信理想信 號與實號與實 際信號際信號 的相對的相對 位置如位置如 右圖所右圖所 示示 II.計算 作連續(xù)行駛通過帶作連續(xù)行駛通過帶 l將實際信號相對于理想信號的位置標于下表的第將實際信號相對于理想信號的位置標于下表的第3 3行。行。 l將各交叉口信號配時計

40、算所得的主干道綠信比將各交叉口信號配時計算所得的主干道綠信比( (以周期的以周期的% %計計) ) 列于第列于第4 4行。行。 l將各交叉口因偏移理想信號而造成的綠燈損失列于第將各交叉口因偏移理想信號而造成的綠燈損失列于第5 5行。如行。如A A的綠燈損為的綠燈損為130/500=26%130/500=26%。 l綠信比與損失之差，為有效綠信比，列入第綠信比與損失之差，為有效綠信比，列入第6 6行。連續(xù)通過帶的帶寬為左右兩端有效綠信比最小行。連續(xù)通過帶的帶寬為左右兩端有效綠信比最小 值的平均值，此處為值的平均值，此處為30.5%30.5%。 一、數(shù)解法 ” “ 干道交通信號協(xié)調(diào)控制的設計方法

41、II.計算 求時差求時差 l從理想信號與實際信號相對位置圖看，在理想信號附近的信號用同步式協(xié)調(diào)，隔得較遠的用交從理想信號與實際信號相對位置圖看，在理想信號附近的信號用同步式協(xié)調(diào)，隔得較遠的用交 互式信號。互式信號。 l從圖中看出，本例的結果是奇數(shù)理想信號相應的實際信號間為同步信號，奇數(shù)與偶數(shù)之間使用從圖中看出，本例的結果是奇數(shù)理想信號相應的實際信號間為同步信號，奇數(shù)與偶數(shù)之間使用 交互信號。交互信號。 l同步式控制信號相位差為：同步式控制信號相位差為：100% - 0.5 %100% - 0.5 % l交互式控制信號相位差為：交互式控制信號相位差為： 50% - 0.5 % 50% - 0.5 % l時差值放在表的第時差值放在表的第7 7行。如保持原定的周期時長，則系統(tǒng)帶速需調(diào)整：行。如保持原定的周期時長，則系統(tǒng)帶速需調(diào)整： v=2s v=2s* */C=2 12 5 km/h/C=2 12 5 km/h500/80 = 12.5 m/s = 45500/80 = 12.5 m/s = 45 l以上計算結果，用時間以上計算結果，用時間- -距離圖表示為：距離圖表示為： 一、數(shù)解法 ” “ 干道交通信號協(xié)調(diào)控制的基本方法 時間距離圖時間距離圖 II.計算 驗證