第二章交通信號(hào)控制的基本理論

交通信號(hào)控制的基本理論交通控制的基本概念本概念。下面對(duì)信號(hào)配時(shí)設(shè)計(jì)中部分參數(shù)作一介紹。(l)相位1 相位2 相位3 相位圖1四相位信號(hào)相序控制示意圖周期時(shí)長(zhǎng)：信號(hào)燈發(fā)生變化，信號(hào)運(yùn)行一個(gè)循環(huán)所需的時(shí)間，等于綠、(一般是固定的180限。圖1第一、三配時(shí)表(對(duì)一指定相位)度之比。相位差()言，是指兩個(gè)相鄰交叉口它們同一相位綠燈(或紅燈)開(kāi)始時(shí)間之差?？谙鄬?duì)于標(biāo)準(zhǔn)路口的相位差叫絕對(duì)相位差。綠燈間隔時(shí)間：是指從失去通行權(quán)的相位的綠燈結(jié)束，到下一個(gè)得到通關(guān)距離，以及車(chē)行駛這段距離所需的時(shí)間。有效綠燈時(shí)間：是指被有效利用的實(shí)際車(chē)輛通行時(shí)間。它等于綠燈時(shí)間在實(shí)際工作中，損失時(shí)間的精確計(jì)算是非常困難的，也沒(méi)有必要。通常取綠燈時(shí)間代替有效綠燈時(shí)間交通信號(hào)控制類(lèi)型簡(jiǎn)述定時(shí)控制定義配時(shí)方案的配時(shí)方法。定時(shí)控制是單個(gè)交叉路口最基本的控制方法。適用條件及優(yōu)點(diǎn)通數(shù)據(jù)和反饋，使得各種費(fèi)用使用較低。缺點(diǎn)潮汐控制稱為定時(shí)控制；而一天按多個(gè)時(shí)段采用不同配時(shí)方案的稱為潮汐控制。潮汐控制比定時(shí)控制方法有一定的優(yōu)越性，但是對(duì)于交通流量變化大的地區(qū)，控制效果仍不理想。模糊控制相位、相序設(shè)計(jì)與信號(hào)配時(shí)相位、相序設(shè)計(jì)與信號(hào)配時(shí)的關(guān)系無(wú)論采用哪種控制方法，都需要先了解交叉路口的幾何狀況，交通流狀況，HCM方案，再先進(jìn)的配時(shí)模型也只能得到偽最優(yōu)解。相位設(shè)計(jì)般來(lái)說(shuō)，交叉口形狀越復(fù)雜，相位方案也越復(fù)雜。確定信號(hào)相位時(shí)需要考慮以下幾點(diǎn):交通安全相位數(shù)，減少同一相位中沖突方向交通流的數(shù)量，可以提高安全性。交通效率效率。反之，太少的相位也會(huì)使交叉口因混亂而降低效率。交通狀況動(dòng)車(chē)流量流向、橫過(guò)行人數(shù)等。交叉口幾何條件設(shè)置、車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度等。協(xié)調(diào)控制的要求相序需相互匹配，否則不利于駕駛員適應(yīng)。相序安排慮以下幾點(diǎn)：性，對(duì)于行人信號(hào)可不局限于此原則。證它們所在信號(hào)相位的連續(xù)顯示。(4)(5)兩向相位相序設(shè)計(jì)應(yīng)盡量對(duì)稱，便于駕駛員理解。于直行與左轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)車(chē)，應(yīng)考慮左轉(zhuǎn)車(chē)道可停放的車(chē)輛數(shù)。若到達(dá)的左轉(zhuǎn)車(chē)。在一般路口和有左轉(zhuǎn)待候區(qū)的路口多是先放直行車(chē)，后放左轉(zhuǎn)車(chē)。有特殊方案相位，其前后應(yīng)盡可能銜接與特殊方案相容的基本方案。行深入的研究。交叉路口常用性能指標(biāo)及計(jì)算方法時(shí)間最短或停車(chē)次數(shù)最少。當(dāng)然，除了上述四項(xiàng)基本評(píng)價(jià)指標(biāo)以外，還有一些其它評(píng)價(jià)指標(biāo)，例如：車(chē)輛運(yùn)營(yíng)費(fèi)用(包括燃油消耗、輪胎和機(jī)械磨損)、廢氣排放量、噪聲污染、運(yùn)營(yíng)成本(計(jì)入乘客旅程時(shí)間折合的經(jīng)濟(jì)價(jià)值等)以及安全舒適程度的差異等等。但這些都是由上述四項(xiàng)基本評(píng)價(jià)指標(biāo)派生出來(lái)的次級(jí)參數(shù)，即以延誤時(shí)間和停車(chē)次數(shù)為自變量的函數(shù)，常稱作“輔助參數(shù)”。下面具體介紹車(chē)輛延誤、停車(chē)率、通行能力、飽和度、平均排隊(duì)長(zhǎng)度和通行權(quán)轉(zhuǎn)移度。車(chē)輛延誤延誤是由于交通干擾、交通管理和控制設(shè)施等因素引起的車(chē)輛運(yùn)行時(shí)間損是最常用的評(píng)價(jià)信號(hào)交叉口運(yùn)行狀況的指標(biāo)?？梢?jiàn)，兩者是相互關(guān)聯(lián)，互為補(bǔ)充，不可相互替代的，它們是影響交叉口通行能力的兩個(gè)關(guān)鍵因素。停車(chē)率項(xiàng)信號(hào)交叉口評(píng)價(jià)的綜合指標(biāo)之一，停車(chē)率的大小不僅反映了交叉口的服務(wù)水平，同時(shí)從車(chē)輛耗油、環(huán)境及出行費(fèi)用等幾方面反映了信號(hào)控制的合理性。通行能力/個(gè)交叉口的通行能力并不重要。飽和流量：在通常的道路、交通條件下，在整個(gè)小時(shí)都是綠燈的條件下，連續(xù)通過(guò)交叉口指定引道的最大流量。所以，可見(jiàn)影響信號(hào)交叉口的通行能力的主要因素有三個(gè)：(l)車(chē)行道條件，即交叉口的幾何條件。包括：車(chē)道類(lèi)型，車(chē)道數(shù)，交叉口幾何形狀。(2)信號(hào)設(shè)計(jì)條件。即信號(hào)燈配時(shí)的各個(gè)參數(shù)及相序、相位設(shè)計(jì)。(3)交通流條件。每條引道的交通量，流向，流向內(nèi)車(chē)型的分布。美國(guó)HCM給出的飽和流量(率)計(jì)算公式為：S=S0NfwfHVfgfpfbbfafRTfLT (2.1)S01800/f數(shù)，fHV

為交通流中重型車(chē)輛校正系數(shù)，fg

為引道坡度校正系數(shù)，fp

為臨近車(chē)道停車(chē)情況及該車(chē)道停車(chē)次數(shù)校正系數(shù)，fbb

為公共汽車(chē)停在交叉口范圍內(nèi)阻塞影響作用校正系數(shù)，fa

為地區(qū)類(lèi)型校正系數(shù)，fRT

為車(chē)道組中右轉(zhuǎn)車(chē)校正系數(shù)，f 為車(chē)道組中左轉(zhuǎn)車(chē)校正系數(shù)。LT通行能力是以飽和流量為基礎(chǔ)進(jìn)行分析的。交叉口的總通行能力是通過(guò)各進(jìn)口車(chē)道組(引道)的通行能力之和。每一車(chē)道組的通行能力根據(jù)其車(chē)道功能不同按下式(2.2)計(jì)算：C Si i i

(2.2)igT0 i其中，Ci為綠信比。飽和度

為車(chē)道組的通行能力，Si

為車(chē)道組i的飽和流量(輛/綠燈小時(shí))，i飽和度是針對(duì)每一車(chē)道(車(chē)道組)而言的。計(jì)算公式(2.3)如下：X Ci i

V i

gTC

i

Si i

(2.3)其中，Xi

為第i個(gè)車(chē)道組的飽和度，Vi

為第i個(gè)車(chē)道組的交通流量。X表示。從1就應(yīng)該滿足各方向車(chē)流的通行要求。然而，1時(shí)，交叉口的實(shí)際