交通管理与控制讲义(2)资料下载.pdf

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全红是指路口所有方向均显示红色信号灯，全红时间是为了保证相位切换时不同方向行驶车辆不发生冲突、清除交叉口内剩余车辆所用时间。

为了避免前一相位最后驶入路口的车辆与后一相位最先驶入路口的车辆在路口发生冲突，要求它们驶入路口的时刻之间必须存在一个末首车辆实际间隔时间，这个时间间隔由基本间隔时间和附加路口腾空时间两部分构成。

其中，基本间隔时间是由车辆的差异性和运动特性决定的时间量，其大小一般取值为23秒（黄灯时间），确保绿灯结束时无法安全制动的车辆可以继续不闯红灯地通过停车线；

附加路口腾空时间则是由路口特性决定的时间量，其大小大体上可以根据两股冲突车流分别从各自停车线到达同一冲突点所需行驶时间差来确定（全红时间）。

在定时控制中，绿灯间隔时间可取为末首车辆实际时间间隔；

而在感应控制中，如果在停车线前埋设了检测线圈，则该线圈可以测量到前一相位最后车辆离开停车线与前一相位绿灯结束之间的时间差，从而可以得到绿灯间隔的可压缩时间，因此此时的绿灯间隔时间可取为末首车辆实际时间间隔与绿灯间隔可压缩时间之差（可变全红时间），从而提高路口的通行能力。

损失时间损失时间是指由于交通安全及车流运行特性等原因，在整个相位时间段内不允许车辆通行及折算出未能被利用的时间，用l表示。

损失时间等于绿灯显示时间与绿灯间隔时间之和减去有效绿灯时间，等于绿灯间隔时间与后补偿时间之差加上前损失时间，也等于部分损失时间与全红时间之和。

（）RLLYGGFLBCEGGtttttItttItItl+=+=+=+=式中，tR表示全红时间。

对于一个信号周期而言，总的损失时间是指所有关键车流在其信号相位中的损失时间之和，用L表示。

而关键车流是指在各信号相位中交通需求最大的那股车流，关键车流将对整个交叉口的通行能力和信号配时设计起决定作用。

交叉口总的绿信比是指所有关键车流的绿信比之和，即所有关键车流的有效绿灯时间总和与信号周期之比值，如下式所示：

CLCnkk=12交通流参数交通流量（难以调节）交通流量是指单位时间内到达道路某一截面的车辆或行人数量，用q表示。

到达交叉口的交通流量是指一个信号周期内到达停车线的车辆数，其主要取决于交叉口上游的驶入交通量。

交通流量通常随时间随机变化，且变化规律比较复杂，既包括规律性的变化，也包括非规律性的变化，换而言之，交通流量在不同的时间段内将围绕某一平均值上下波动。

饱和流量（难以调节）饱和流量是指单位时间内车辆通过交叉口停车线的最大流量，即排队车辆加速到正常行驶速度时，单位时间内通过停车线的稳定车流量，用S表示。

饱和流量取决于道路条件、车流状况以及配时方案，但与配时信号的长短基本无关。

具体而言，影响道路饱和流量大小的道路条件主要有车道的宽度、车道的坡度，影响道路饱和流量大小的车流状况主要有大车混入率、转弯车流的比率、车道的功能，影响道路饱和流量大小的配时方案主要指信号相位的设置情况。

饱和流量值应尽量通过现场实地观测求得，但在某些情况下，例如设计一个新的交叉口时，由于无法使用实测的方法求得饱和流量值，此时可以使用一些公式或图表来近似求取道路的饱和流量值。

常用的计算方法有韦伯斯特法、阿克塞立科法、折算系数法、停车线法、冲突点法等。

韦伯斯特方法折算系数法阿克塞立科方法车道宽度车道宽度校正系数车道宽度修正系数车道坡度车道坡度校正系数车道坡度修正系数车辆类型大车校正系数左转专用车道校正系数左转车流左直合用车道校正系数右转专用车道校正系数右转车流右直合用车道校正系数/直行车道校正系数过街行人/交叉口所处地点条件基本饱和流量（车流构成系数）基本饱和流量通行能力（可以调节）通行能力是指在现有道路条件和交通管制下，车辆以能够接受的行车速度行驶时，单位时间内一条道路或道路某一截面所能通过的最大车辆数，用Q表示。

其中，“现有道路条件”主要是指道路的饱和流量，“交通管制”主要是指交叉口的绿信比配置，而“能够接受的行车速度”对应于饱和流率。

通行能力与饱和流量、绿信比之间的关系可以用下式表示：

CtSSQEG=可以看出，交叉口各方向入口道的通行能力是随其绿信比的变化而变化的，是一个可以调节的参量，具有十分重要的实际意义。

加大交叉口某信号相位的绿信比也就是加大该信号相位所对应的放行车道的通行能力，使其在单位时间内能够通过更多数量的车辆，然而值得注意的是，某一信号相位绿信比的增加势必造成其它信号相位绿信比的下降，从而导致其它信号相位所对应的放行车道的通行能力相应下降。

交通流量比（难以调节）车道交通流量比是指道路的实际流量与饱和流量之比，用y表示。

Sqy=可以看出，车道交通流量比是一个几乎不随信号配时影响的交通参量，它在一定程度上反映了道路的拥挤状况，是进行信号配时设计的一个重要依据。

相位交通流量比（临界车道组交通流量比）是指某信号相位中车道交通流量比的最大值，即关键车流的交通流量比。

将信号周期内所有相位所对应的关键车流的交通流量比累加，即为交叉口的总交通流量比，用Y表示。

交叉口的总交通流量比与相位交通流量比是影响信号配时设计的两个重要因素，前者将决定信号周期大小的选取（CY），后者则决定各相位绿灯时间的合理分配（iiy）。

饱和度（可以调节）道路的饱和度是指道路的实际流量与通行能力之比，用x表示。

ytCSqQqxEG=（yx）从上式可以看出，当道路具有足够的通行能力即qQ时，其饱和度1）式中，x1、x2、xn分别表示各关键车流的饱和度。

从交叉口总饱和度的定义可以推知：

如果交叉口的总交通流量比大于交叉口总的绿信比，则说明该交叉口的总饱和度必将大于1，不具备足够的通行能力；

即当交叉口的总交通流量比小于交叉口总的绿信比，才表明该交叉口具有足够的通行能力。

CtyyyxEGiiiiiii60.0我国服务水平与平均延误时间关系对照表服务水平等级平均延误时间（秒）服务水平等级平均延误时间（秒）A010.0D35.155.0B10.120.0E55.180.0C20.135.0F80.0美国城市干线街道服务水平服务水平等级运行情况平均运行速度（Km/h）服务交通量与通行能力之比A自由交通量（畅通）480.60B稳定车流（稍有延误）400.70C稳定车流（能接受的延误）320.80D接近不稳定车流（能忍受的延误）240.90E不稳定车流（拥挤、不能忍受的延误）1.00F强制性车流（阻塞）24无意义停车次数车辆的停车次数（停车率）是指车辆在通过交叉路口时受信号控制影响而停车的次数，即车辆在受阻情况下的停车程度，用h表示。

值得注意的是，并非所有受阻车辆受到交叉路口信号阻滞时都会完全停顿下来，有部分车辆可能在车速尚未降到0之前又加速至原正常行驶车速而驶离交叉路口。

因此根据车辆在受阻情况下的停车可分为完全停车与不完全停车两种。

（A）、（B）两种情况为一次完全停车，情况（C）为一次不完全停车。

行驶时间行驶速度V=VCaa行驶时间行驶速度V=VCaa行驶时间行驶速度V=VCaa（A）（B）（C）dhddd完全停车与不完全停车判断受阻车辆是否构成一次完全停车可以通过比较车辆的延误时间与平均车辆一次完全停车所对应的“减速加速延误时间”的大小来确定，即只要满足ddh，受阻车辆就构成一次完全停车。

对于ddh的情况，虽然受阻车辆可能没有完全停顿下来，但由于车辆也受到了一定程度的阻滞，构成了一次不完全停车，故应将其折算为“一定程度”的停车，折算结果为d/dh。

因此车辆延误时间与停车次数之间的相关关系可以用下式表示：

=hddh1hhdddd=（非线性关系）交叉口总的停车次数是指所有通过交叉口的车辆的停车次数之和，用H表示；

交叉口的平均停车次数则是指所有通过交叉口的车辆的停车次数平均值，用h表示。

平均停车次数也是一个衡量信号控制效果好坏的重要性能指标。

减少停车次数可以减少燃油消耗、减小车辆轮胎和机械磨损、减少汽车尾气污染、降低司机和乘客的不舒适程度，同时确保交叉口的行车安全。

值得注意的是，对于一辆车一次受阻而言，其延误时间越小，其停车次数越少；

但对于一个交叉口甚至一辆车而言，其延误时间越小，其停车次数未必越少。

因此交叉口的平均延误时间与交叉口的平均停车次数之间既存在一定的关联性，也存在一定的差异性，可以作为两个相对独立的性能指标来评价交通控制系统运行的优劣。

案例：

假设某一车辆到达交叉口时正遇红灯启亮，其前面停有106辆滞留车辆，已知该行驶方向车道总饱和流量为3600辆/小时。

当60=C秒，01GEG=tt秒时，行驶行驶ttd=+=6566501010060秒，11110100=+=h次；

当150=C秒，25GEG=tt秒时，行驶行驶ttd=+=317612525100150秒，5125100=+=h次。

交叉口总的延误时间和停车次数与信号周期之间的关系在交通信号控制所涉及到的基本概念当中，通行能力、饱和度、延误时间和停车次数是反映车辆通过交叉口时动态特性和进行交叉口信号配时设计的四个基本参数。

交通信号控制的目标就是要寻求较大的通行能力、较低的饱和度，从而使得通过交叉口的全部车辆总延误时间最短或停车次数最少。

22交通信号控制的设置依据平面交叉路口采用的控制方式主要有以下四种：

停车让路控制、减速让路控制、信号控制、交通警察指挥控制。

停车让路控制与减速让路控制是利用特定的交通标志对通过路口的支路车辆进行通行控制；

信号控制是利用交通信号灯对通过路口的各个方向的车辆和行人进行通行控制；

交通警察指挥控制则是通过交通警察在路口的现场指挥对通过路口的各个方向的车辆和行人进行通行控制。

停车让路控制要求支路车辆驾驶员必须在停止线以外停车了望，确认安全后，才准许通行。

停车让路控制主要应用于以下一些情况：

（1）支路上的交通流量大大低于干道上的交通流量；

（2）从支路上的车辆来看，视距、视野不太良好；

（3）干道上的交通流复杂，车道多或是转弯车辆多。

在采用这种控制方式的路口处，支路进口应有明显的“停”的交通标志。

减速让路控制要求支路车辆驾驶员应减速让行，观察干道行车情况，在确保干道车辆优先的前提下，认为安全时方可续行。

减速让路控制主要应用在支路进口视线良好且主干道交通流量不大的交叉路口。

在采用这种控制方式的路口处，支路进口应有明显的“让”的交通标志。

交通警察指挥控制有利于对突发性事件的处理，对于暂时性交通流波动的出现具有很好的疏导作用，主要应用于以下一些特殊情况：

（1）交通信号系统发生故障；

（2）交叉口发生交通事故，出现严重交通堵塞；

（3）大型活动或道路施工期间。

221设置交通信号控制的利弊停车让路控制与减速让路控制是保证主要道路车辆行驶通畅的两种主路优先控制方式；

交通信号控制则是保证所有道路车辆依次获得交叉口通行权的控制方式，主路车辆与次路车辆分时享有交叉口的通行权。

如果次要道路上的车辆较多，此时合理地将停车/减速让路控制设置为交通信号控制，便