第9章道路交通管理与控制课件

第九章第九章 道路交通管理与控制道路交通管理与控制第9章道路交通管理与控制课件第一节第一节 概述概述 一、交通管理与控制的目的一、交通管理与控制的目的1交通管理的目的交通管理的目的 交通管理交通管理，即是按照交通法规的有关规则和要求合理地引导、限制与组织交通流。通过交通管理使交通系统中的人、车能在安全、迅速、畅通安全、迅速、畅通条件下运行取得良好的经济效益和社会效益。第一节 概述 一、交通管理与控制的目的一、交通管理与控制的目的一、交通管理与控制的目的2交通控制的目的交通控制的目的交通信号控制交通信号控制是在道路空间上无法实现分离原则的地方，用于在时间上给交通流分配通行权的一种交通指挥措施。它的目的主要有两个：（1）从时间上分离时间上分离冲突车流，达到减少交通事故和提高交通安全性的目的；（2）对交通流进行合理地引导和调度，达到道路上人和物的最高运输效率最高运输效率。一、交通管理与控制的目的2交通控制的目的二、交通管理与控制的分类二、交通管理与控制的分类（一）交通管理的分类（一）交通管理的分类交通管理范围广、内容多，具有社会科学社会科学和自然科学和自然科学两重属性，主要内容可分为以下四个方面。二、交通管理与控制的分类（一）交通管理的分类二、交通管理与控制的分类二、交通管理与控制的分类1技术管理技术管理各种技术规章技术规章的执行与监督；交通标志、交通标线交通标志、交通标线的设置、管理与维护；信号及专用通信设施信号及专用通信设施的设计、安装、管理与维护；各种专用车道与交通组织专用车道与交通组织方法的应用；安全防护及照明设施设施的安装与管理。二、交通管理与控制的分类1技术管理二、交通管理与控制的分类二、交通管理与控制的分类2行政管理行政管理组织单向交通单向交通与建立合理的管理体制；禁止禁止某种车辆通行；实行错时错时上下班措施或组织可逆性行车；对某些交通参与者（老人、小孩、残疾人）予以特殊照顾特殊照顾选择选择交叉口的管理或控制方式。二、交通管理与控制的分类2行政管理二、交通管理与控制的分类二、交通管理与控制的分类3法规管理法规管理u执行交通法规交通法规；u建立驾驶人员驾驶人员的管理制度；u建立各种违章与事故处理违章与事故处理规则并监督实施；u采取各种临时或局部的临时或局部的交通管理措施。二、交通管理与控制的分类3法规管理二、交通管理与控制的分类二、交通管理与控制的分类4交通安全教育与培训考核交通安全教育与培训考核l交通警察交通警察的培训与考核；l驾驶人员驾驶人员的培训与考核；l驾驶人员驾驶人员的安全教育；l人民群众人民群众特别是青少年的交通法制与安全教育；l各种违章各种违章的教育与处罚。二、交通管理与控制的分类4交通安全教育与培训考核二、交通管理与控制的分类二、交通管理与控制的分类（二）交通信号控制的分类（二）交通信号控制的分类1按控制范围分类按控制范围分类（1）单点交叉口交通信号控制（点控）单点交叉口交通信号控制（点控）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独立运行，不与其邻近交叉口的控制信号有任何联系。二、交通管理与控制的分类（二）交通信号控制的分类二、交通管理与控制的分类二、交通管理与控制的分类（2）干线交通信号协调控制（线控）干线交通信号协调控制（线控）通过一定的方式把干道上若干连续交叉口的交通信号联结起来联结起来，同时对各交叉口设计一种相互协调的配时方案，使车辆通过这些交叉口时，不致经常遇上红灯。二、交通管理与控制的分类（2）干线交通信号协调控制（线控）二、交通管理与控制的分类二、交通管理与控制的分类（3）区域交通信号系统控制（面控）区域交通信号系统控制（面控）以某个区域中所有信号控制交叉口区域中所有信号控制交叉口作为协调控制的对象。二、交通管理与控制的分类（3）区域交通信号系统控制（面控）二、交通管理与控制的分类二、交通管理与控制的分类2按控制方法分类按控制方法分类（1）定时控制）定时控制交叉口的信号控制机按事先设定的配时方事先设定的配时方案案运行即为定时控制，亦称定周期控制。它主要适用于那些交通量不大、变化较稳交通量不大、变化较稳定定的交叉口。二、交通管理与控制的分类2按控制方法分类二、交通管理与控制的分类二、交通管理与控制的分类根据一天内采用配时方案的多少，可分为：单段式定周期控制单段式定周期控制交叉口一天只执行一种一种控制方案的控制方式；多段定周期控制多段定周期控制根据交叉口全天流量分布情况，制定多个多个控制方案，分别在不同时段执行这些控制方案的控制方式。二、交通管理与控制的分类根据一天内采用配时方案的多少，可分为二、交通管理与控制的分类二、交通管理与控制的分类（2）感应控制）感应控制在交叉口进口道上设置车辆检测器检测器，信号灯配时方案可随检测器检测到的车流信息而随时改变随时改变的一种控制方式。二、交通管理与控制的分类（2）感应控制二、交通管理与控制的分类二、交通管理与控制的分类根据检测器设置方式的不同，可分为：半感应控制半感应控制只在交叉口部分进口道部分进口道上设置检测器的感应控制。全感应控制全感应控制在交叉口全部进口道全部进口道上都设置检测器的感应控制。二、交通管理与控制的分类根据检测器设置方式的不同，可分为：二、交通管理与控制的分类二、交通管理与控制的分类定时控制定时控制的基本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、静态面控系统静态线控系统、静态面控系统。感应控制感应控制的基本方式是单个交叉口的感应控制。用感应控制方式的线控制、面控制则称为动态线控系统和动态面控系统动态线控系统和动态面控系统。二、交通管理与控制的分类定时控制的基本方式是单个交叉口的定时第二节第二节 车道管理车道管理一、单向交通管理一、单向交通管理单向交通单向交通又称单向线，是指道路上的车辆只能按一个方向行驶的交通。单向交通是在城市道路交通系统中，解决城市交通拥挤，充分利用现有城市道路网容量的一种经济、有效的交通管制措施。第二节 车道管理一、单向交通管理一、单向交通管理一、单向交通管理1单向交通的种类单向交通的种类（1）固定式单向交通）固定式单向交通（2）定时式单向交通）定时式单向交通（3）可逆性单向交通）可逆性单向交通（4）车种性单向交通）车种性单向交通一、单向交通管理1单向交通的种类一、单向交通管理一、单向交通管理2单向交通的特点单向交通的特点优点：优点：提高了道路通行能力通行能力；减少了道路交通事故交通事故；提高了道路行车速度行车速度。一、单向交通管理2单向交通的特点一、单向交通管理一、单向交通管理缺点：缺点：增加了车辆绕道行驶车辆绕道行驶的距离，给驾驶员增加了工作量；给公共车辆乘客带来不便乘客带来不便，增加步行距离；容易导致迷路迷路，特别是对不熟悉情况的外地驾驶员；增加了为单向管制所需的道路公用设施道路公用设施。一、单向交通管理缺点：二、变向交通管理二、变向交通管理变向交通变向交通是指在不同的时间内变换某些车道的行车方向或行车种类的交通。变向交通又称“潮汐交通”。二、变向交通管理变向交通是指在不同的时间内变换某些车道的行车一、单向交通管理一、单向交通管理优点：优点：合理使用道路，充分提高道路的利用率利用率，从而提高了道路的通行能力通行能力，这对解决交通流方向和各种类型的交通在时间分布上不均时间分布上不均匀性匀性的矛盾都有较好的效果。缺点：缺点：增加了交通管制的工作量和相应的设施设施，且要求驾驶员驾驶员有较好的素质，集中注意力，特别是在过渡地段。一、单向交通管理优点：三、专用车道管理三、专用车道管理1公共车辆专用车道公共车辆专用车道公共汽车专用车道的开辟，可在多车道道路上划出一条车道，用路面标示或交通岛的形式同其他车道分隔，专供公共汽车通行专供公共汽车通行，以避免公共汽车同其他车辆的相互干扰。2自行车专用道自行车专用道 将自行车流量大自行车流量大的路线、路段开辟成自行车专用道，定时将自行车与公共汽车及其他车辆分开。三、专用车道管理1公共车辆专用车道四、禁行交通管理四、禁行交通管理为了均衡道路上的交通负荷，根据道路条件和交通条件，将一部分交通流量分配到负荷较低的道路上去，或对机动车和非机动车实行某种限制性管理，称为禁行管理禁行管理。禁行管理通常有以下几种情况。四、禁行交通管理为了均衡道路上的交通负荷，根据道路条件和交通四、禁行交通管理四、禁行交通管理1时段禁行时段禁行2错日禁行错日禁行3车种禁行车种禁行4转弯禁行转弯禁行5超限禁行超限禁行四、禁行交通管理1时段禁行第三节第三节 平面交叉口的交通管理平面交叉口的交通管理一、平面交叉口交通管理的目的一、平面交叉口交通管理的目的1减少冲突点减少冲突点2控制相对速度控制相对速度3重交通流和公共交通优先重交通流和公共交通优先4分离冲突点和减小冲突区分离冲突点和减小冲突区5选取最佳周期，提高绿灯利用率选取最佳周期，提高绿灯利用率第三节 平面交叉口的交通管理一、平面交叉口交通管理的目的二、全无控制交叉口的交通管理二、全无控制交叉口的交通管理全无控制交叉口全无控制交叉口是指具有相同或基本相同重要地位，从而具有同等通行权的两条相交道路，因其流量较小，在交叉口上不采取任不采取任何管理手段何管理手段的交叉口。二、全无控制交叉口的交通管理全无控制交叉口是指具有相同或基本三、优先控制交叉口的交通管理三、优先控制交叉口的交通管理无控制交叉口的延误是较小的，但出于安全性考虑，对无控制交叉口在低流量时就要加以管制。由于从无控制变为信号灯控制，交叉口延误将明显增加，因此，必须考虑一种过渡的控制形式，使它既能解决安全性问题，而延误又不至于增加许多优先控制。优先控制优先控制可分为停车标志控制和不停车的让路标志控制。三、优先控制交叉口的交通管理无控制交叉口的延误是较小的，但出三、优先控制交叉口的交通管理三、优先控制交叉口的交通管理1停车标志控制停车标志控制（1）单向停车控制）单向停车控制（2）多向停车控制）多向停车控制 2让路标志控制让路标志控制三、优先控制交叉口的交通管理1停车标志控制第四节第四节 其它管理其它管理一、行人管理一、行人管理 二、驾驶员管理二、驾驶员管理三、车辆管理三、车辆管理四、交通需求管理四、交通需求管理五、交通系统管理五、交通系统管理第四节 其它管理一、行人管理 第五节第五节 单点信号控制单点信号控制 一、交通信号及其基本参数一、交通信号及其基本参数（一）交通信号（一）交通信号1交通信号的产生交通信号的产生交通信号诞生于1868年，德哈特设计了煤气信号灯在英国伦敦议会大厦广场应用；1914年，美国克利夫兰布设计了电气信号灯。1918年，红黄绿三种标志的三色四面信号灯在纽约市第五大街应用。1928年，我国上海英租界使用信号灯。第五节 单点信号控制 一、交通信号及其基本参数一、交通信号及其基本参数一、交通信号及其基本参数2交通信号的作用交通信号的作用从时间上时间上将相互冲突的交通流予以分离，使其在不同的时间段内通过，以保证行车安全；同时交通信号对于组织、指挥和控制组织、指挥和控制交通流的流向、流量、流速以及维护交通秩序等均有重要的作用。一、交通信号及其基本参数2交通信号的作用一、交通信号及其基本参数一、交通信号及其基本参数3交通信号的分类及其含义交通信号的分类及其含义交通信号分为五种：指挥灯信号；指挥灯信号；车道灯信号；车道灯信号；人行横道信号；人行横道信号；交通指挥棒信号；交通指挥棒信号；手势信号。手势信号。一、交通信号及其基本参数3交通信号的分类及其含义一、交通信号及其基本参数一、交通信号及其基本参数信号灯的颜色所表达的意义如下：绿灯亮时绿灯亮时，准许准许车辆、行人通行，但转弯转弯的车辆不准阻碍直行的车辆和被放行的行人通行；黄灯亮时黄灯亮时，不准不准车辆、行人通行，但已越过停已越过停止线止线的车辆和已进入人行横道的行人可以通行；红灯亮时红灯亮时，不准不准车辆、行人通行，更不准闯红灯；绿色箭头灯亮时绿色箭头灯亮时，准许准许车辆按箭头所指方向通行；黄灯闪烁时黄灯闪烁时，车辆和行人均须在确保安全确保安全的前提下通行。一、交通信号及其基本参数信号灯的颜色所表达的意义如下：一、交通信号及其基本参数一、交通信号及其基本参数（二）交通信号的基本参数（二）交通信号的基本参数1信号相位信号相位交叉口各进口道不同方向所显示的不同灯色的组合组合称为一个信号相位信号相位（Signal Phase）。一、交通信号及其基本参数（二）交通信号的基本参数一、交通信号及其基本参数一、交通信号及其基本参数一、交通信号及其基本参数一、交通信号及其基本参数一、交通信号及其基本参数图9-2 具有左转专用相位的三相位方案 一、交通信号及其基本参数一、交通信号及其基本参数一、交通信号及其基本参数2信号周期、绿信比和相位差信号周期、绿信比和相位差信号周期信号周期（Signal Cycle）是红、绿、黄信号显示一个循环所用的时间，一般用c表示，单位为秒。一、交通信号及其基本参数2信号周期、绿信比和相位差一、交通信号及其基本参数一、交通信号及其基本参数信号周期c又可分为最佳周期时间和最小周期时间。最佳周期时间最佳周期时间c0是通行效益指标最佳的交通信号周期时间。最短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。一、交通信号及其基本参数信号周期c又可分为最佳周期时间和最小一、交通信号及其基本参数一、交通信号及其基本参数绿信比绿信比（Split/Green Ratio）是在一个周期时间内，各相位的有效绿灯时间与信号周期之比，一般用表示。周期相同，各相位的绿信比不一定相等。一、交通信号及其基本参数绿信比（Split/Green Ra一、交通信号及其基本参数一、交通信号及其基本参数相位差相位差是协调控制中联动信号的一个参数。它分为相对相位差和绝对相位差。相对相位差相对相位差是指在联动信号系统中，相邻两交叉口同相位的绿灯起始时间之差。在联动信号系统中选定一个标准路口，规定该路口的相位差为零，其它路口相对于标准路口的相位差称为绝对相位差绝对相位差。一、交通信号及其基本参数相位差是协调控制中联动信号的一个参数一、交通信号及其基本参数一、交通信号及其基本参数3绿灯间隔时间绿灯间隔时间从失去通行权的上一个相位绿灯结束到下一个相位另一方向绿灯开始的时间称为绿灯绿灯间隔时间间隔时间。一、交通信号及其基本参数3绿灯间隔时间一、交通信号及其基本参数一、交通信号及其基本参数在确定相位A失去通行权到相位B得到通行权的绿灯间隔时间时，需测量从相位A的停车线到潜在冲突点之间的距离距离x，以及相位B的停车线到潜在冲突点之间的距离距离y。（x-y）是为了避免相位A的最后一辆车与相位B的第一辆车在潜在冲突点发生冲突而确定的行驶距离。绿灯间隔时间必须大于大于相位A最后一辆车驶过这段距离所需的时间，这样才能保证不发生冲突。一、交通信号及其基本参数在确定相位A失去通行权到相位B得到通一、交通信号及其基本参数一、交通信号及其基本参数图9-3 交叉口的潜在冲突点潜在冲突AByx一、交通信号及其基本参数潜在冲突AByx一、交通信号及其基本参数一、交通信号及其基本参数表9-1是英国根据不同冲突距离（x-y）而建议采用的绿灯间隔时间。绿灯间隔时间 表9-1 冲突距离x-y（m）绿灯间隔时间（s）直行车951018619277转弯车951013614207一、交通信号及其基本参数表9-1是英国根据不同冲突距离（x-一、交通信号及其基本参数一、交通信号及其基本参数当计算的绿灯间隔时间小于3s时，用3s黄灯时间黄灯时间；大于3s时，则在3s黄灯之外，其余时间配以红灯红灯。此时，所有相位信号全部是红灯，称为全红时间全红时间。在通常情况下，绿灯间隔时间为黄灯加红绿灯间隔时间为黄灯加红灯或全红时间灯或全红时间。当自行车和行人流量较大时，由于自行车和行人速度较慢，为了保证安全，则需要较长的绿灯间隔时间。一、交通信号及其基本参数当计算的绿灯间隔时间小于3s时，用3一、交通信号及其基本参数一、交通信号及其基本参数4饱和流率和有效绿灯时间饱和流率和有效绿灯时间当绿灯开始时，停在停车线后面的车辆不可能立即通过停车线，而是有一个起动延误时间起动延误时间。绿灯开始时，驶入率驶入率不能立即达到最大，而是从零开始，逐渐达到最大。当绿灯结束时，驶出交叉口的车辆也不可能立即终止，而是在绿灯结束后，驶出率驶出率由最大逐渐降为零，图9-4中蓝线下面的面积就是绿灯时间通过停车线的车辆数。为便于计算，取一个等面积的矩形套在曲线上，即图9-4中的矩形ABCD。这个矩形的高就是饱和流率，它的底就是有效绿灯时间。一、交通信号及其基本参数4饱和流率和有效绿灯时间图9-4 有效绿灯时间和损失时间实际绿灯时间 黄灯时间 有效绿灯时间 红 A 绿 黄 B 红D 饱和流率 C前损失时间后损失时间实际绿灯时间D 一、交通信号及其基本参数一、交通信号及其基本参数按有效绿灯时间计算，车辆驶出停车线是开始于实际绿灯开始之后而结束于黄灯结束实际绿灯开始之后而结束于黄灯结束之前之前。实际绿灯开始与有效绿灯开始（第一辆车通过停车线）之间的时间间隔称为起动损失起动损失时间（前损失时间）时间（前损失时间）。有效绿灯结束（最后一辆车通过停车线）与实际红灯开始之间的时间间隔称为清尾损清尾损失时间（后损失时间）失时间（后损失时间）。一、交通信号及其基本参数按有效绿灯时间计算，车辆驶出停车线是一、交通信号及其基本参数一、交通信号及其基本参数有效绿灯时间实际绿灯时间有效绿灯时间实际绿灯时间+黄灯时间黄灯时间总损失时间总损失时间，用符号表示为：g=G+A-I（9-1）式中：G实际绿灯时间，s；A黄灯时间，s；I包括绿灯初和黄灯末的损失 时间（起动损失时间和清尾 损失时间），s。一、交通信号及其基本参数有效绿灯时间实际绿灯时间+黄灯时间一、交通信号及其基本参数一、交通信号及其基本参数5交叉口的通行能力与饱和度交叉口的通行能力与饱和度交叉口各进口方向的通行能力各进口方向的通行能力是交叉口设计中关键的因素。应先从一个相位着手，找出相位通行能力的计算方法，然后再对整个交叉口的通行能力及饱和度进行分析。一、交通信号及其基本参数5交叉口的通行能力与饱和度一、交通信号及其基本参数一、交通信号及其基本参数（1）信号相位的通行能力与饱和度）信号相位的通行能力与饱和度某一信号相位允许通过交叉口的最大车辆数（即通行能力）C，取决于该相位的饱和流饱和流率率（S）及所能获得的绿信比绿信比（g/c），即：（9-2）一、交通信号及其基本参数（1）信号相位的通行能力与饱和度一、交通信号及其基本参数一、交通信号及其基本参数一个信号相位的实际流量V与其通行能力C的比值，称为相位（或车道组）饱和度相位（或车道组）饱和度，用X表示，以此表明通行能力与信号之间的密切关系。（9-3）一、交通信号及其基本参数一个信号相位的实际流量V与其通行能力一、交通信号及其基本参数一、交通信号及其基本参数（2）交叉口的总通行能力与饱和度）交叉口的总通行能力与饱和度交叉口的总通行能力交叉口的总通行能力，是指一个交叉口在一个信号周期内对于各个方向（全部车流）所能提供的最大允许通过流率。交叉口的总饱和度交叉口的总饱和度可取饱和度值最高最高的相位饱和度，而不是各个相位的饱和度之和。一、交通信号及其基本参数（2）交叉口的总通行能力与饱和度二、信号周期设计二、信号周期设计1最短信号周期最短信号周期cm采用cm时，在一个周期内到达交叉口的车辆恰好全部被放行。因此，cm恰好等于一个周期内绿灯损失绿灯损失时间时间L加上全部到达车辆以饱和流率通过交叉口所需的有效绿灯时间有效绿灯时间。二、信号周期设计1最短信号周期cm二、信号周期设计二、信号周期设计（9-9）yi第i相位的流量比率，yi=Vi/Si。二、信号周期设计二、信号周期设计二、信号周期设计2最佳周期最佳周期c0使车辆总延误最小总延误最小的配时方案即为最优方案。根据研究和实验，使车辆通过交叉口的总延误最小的最佳周期为：（9-10）二、信号周期设计2最佳周期c0二、信号周期设计二、信号周期设计3实用最小周期实用最小周期cp交叉口的饱和度为饱和度为0.9时时，道路的通行能力即已达到临界值。为此应对交叉口的通行能力进行折减，则实用最小周期为：（9-12）二、信号周期设计3实用最小周期cp三、有效绿灯时间与最佳绿信比设计为使延误最小，绿信比应与对应相位的流量比率成正比正比，即：（9-13）式中：g1，g2第一和第二相位的有效绿灯时间；y1，y2第一和第二相位的流量比率，y=V/S。三、有效绿灯时间与最佳绿信比设计为使延误最小，绿信比应与对应三、有效绿灯时间与最佳绿信比设计求出有效绿灯时间后，则最佳绿信比最佳绿信比为：（9-15）式中：uii相位的最佳绿信比；gii相位的有效绿灯时间，s；c0最佳信号周期，s。三、有效绿灯时间与最佳绿信比设计求出有效绿灯时间后，则最佳绿第六节第六节 干线信号协调控制干线信号协调控制第七节第七节 区域信号控制区域信号控制第六节 干线信号协调控制第9章道路交通管理与控制课件ENDEND63