交通信号控制概论

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第八章 交通信号控制概论,第一节 交通信号,第二节 交通信号灯的设置依据,第三节 信号控制类别,1,主要内容,目的：了解交通信号的发展历史，掌握设置交通信号的依据,重点：设置交通信号需要满足的条件和交通信号控制的分类。,2,第一节 交通信号,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。,3,信号灯的发展历史,早在19世纪，人们就开始研究交通信号，用信号灯指挥道路上的车辆交通，控制车辆出入交叉口的次序。,据英国学者韦伯斯特和柯布的著作记述，早在1868年，伦敦的威斯明斯特街口就安装了交通信号灯。这是一个,红绿两色,的信号灯，为了方便在夜间让司机和行人看清信号颜色。,到1918年纽约街头又出现一座新的信号灯，这是一座,手动操纵,的信号灯。,直到1926年，在英国沃而汉普顿才出现第一座自动交通信号灯。,4,1.1 信号灯的种类,初期的信号灯仅红、绿两色；,1918年美国纽约街头才出现红绿黄三色信号灯；,现代信号灯，除原来红黄绿三色基本信号灯之外，又增加了,箭头信号灯,和,闪烁灯,。,（1）箭头信号灯,它是专为,分离各种不同方向,交通流，并对其提供专用通行时间的信号灯。,这种信号，当然只在设有,专用转弯车道,的交叉口上使用才能有效。,（2）闪烁灯,普通红黄绿或绿色箭头灯，,在启亮时，按一定的频率闪烁,，可补充其它灯色所不能表达的交通指挥意义。,5,1.2 信号灯的含义,欧洲道路交通标志和信号协定对信号灯含义的规定摘要如下：,非闪灯,（1）,绿灯,：表示车辆,可以通行,，在平面交叉口，面对绿灯的车辆可以直行、左转或右转，左右转弯车辆必须让合法通行的其它车辆和人行横道线内的行人,先行,。,但是如果交通非常拥挤，以至进入路口的车辆，在灯色改变之后，还是通不过，这时,即使,是绿灯，车辆也不得通行。,（2）,红灯,：表示,不许车辆通行,，车辆不能超过停车线。,（3）,黄灯,：表示即将亮红灯，车辆,应该停止,。除非黄灯刚亮时，已经接近停车线，无法安全制动的车辆，可以开出停车线。,6,信号灯的含义,闪灯,（1）闪红灯：警告车辆不准通行,（2）闪黄灯或两个黄灯交替闪亮：,表示车辆可以通行，但必须特别小心。,箭头灯：,（1）绿色箭头灯：车辆只允许沿箭头所指的方向通行。,（2）红色或黄色箭头灯：仅对箭头所指的方向起红灯或黄灯的作用。,专用于自行车的信号灯：,应在信号灯上加有自行车的图案。,7,我国对信号灯含义的特殊规定概要,条例规定：右转弯车辆和T形交叉口右边无人行横道的直行车辆，遇黄灯或红灯时，在不妨碍被放行的车辆和行人通行的情况下，可以通行。这条规定，只在不用箭头灯时才适用。,信号灯的次序安排：,竖式：自上而下为红、黄、绿灯；,横式：自外向里为红、黄、绿灯。,8,第二节 交通信号灯的设置依据,一般，当交通量发展到,接近,停车或让路标志交叉口所能处理的能力时，才在交叉口上加设交通信号控制。,由于设有停车或让路标志的交叉口和采用信号灯控制的交叉口各有利弊，各有其适用的条件。,所以，若信号灯设置的合理、正确，就能发挥信号灯的交通效益；设置不当时不仅浪费了设备及安装费用，而且会对交通造成不良的后果。,9,2.1 设置交通信号控制的利弊,合理设计的信号控制交叉口，其,通行能力,应比设有停车或让路标志的交叉口,大,。,设有停车或让路标志的交叉口的交通量接近其通行能力时，,车流就会不畅而大大增加了车辆的停车次数和延误，特别是次要道路上的车辆，停车、延误会更加严重。,这是将其改为信号控制交叉口可能就恰到好处，可改善次要道路上的通车，减少其停车与延误。,合理设置信号灯的条件是什么？,如果交通量未达到需要设置信号灯的时候，不合理地将停车标志交叉口改为信号控制交叉口，主路交通和次路交通会怎样？,10,信号设置不合理的弊端,将停车、让路标志交叉口改为信号控制交叉口，消除了原停车或让路标志交叉口的优点。（优点是什么？）,改为信号控制之后，就要为少量次要道路上的车辆放绿灯，势必给主路道路车辆增加许多不必要的红灯，,从而使主要道路上的车辆产生大量的停车与延误,。而,次要道路上,，因车少，有些时候,亮着绿灯却无车通行,。,这种情况在我国屡见不鲜，这些,被迫产生,的停车与延误，将导致显著而无谓的能耗与运行费用的浪费。,11,交通信号的主要功能,交通信号的主要功能使在道路车辆相交叉处分配车辆通行权。,误区：把交通信号看成是治道路交叉百病的灵丹妙药。最普遍的一种观点是把交通信号看成是主要的,安全措施,。,交通信号的主要目标是,使各类、各向交通有秩序、高效率的通行,。,如果仅为交通安全而在交叉口盲目设置，往往容易引起交通事故，影响交通安全。,因此，交通信号的设置要做到合理、有据可依：,在技术上，使设置信号灯有据可依，避免乱设现象；,在经济上，可避免无谓的投资浪费；,在交通上，可避免不必要的损失和交通事故。,12,2.2 设置交通信号的基本原理概念,目前，决定停车标志交叉口改为信号控制交叉口时，主要考虑两个因素：,停车标志交叉口的通行能力和延误。,停车标志交叉口的通行能力分析,根据停车标志交叉口的通车规则，次要道路上的车辆必须等主要道路车流间出现足够的可穿越空档时，才能通过。因此，主要道路上的交通几乎不受相交交通的影响，忽略左右转车辆的影响，则可认为,主要道路在这种交叉口进口道上的通行能力几乎和路段的通行能力一样,。,计算这种交叉口的通行能力，一般是对应于主要道路交通量，求出相应的,次要道路进口道可以进入交叉口的最大交通量。,13,停车标志交叉口通行能力计算方法,原理：,根据计算主要道路车流中可供次要道路车辆穿越的,空档数,来求出次要道路可以通行的最大交通量。,假设主路车流按,泊松分布,到达，可建立计算次要道路可通过的最大交通量的公式如下：,这里的关键是要确定计算参数,14,影响参数,的因素很多， 随主要道路宽度、主路上的车型及车速、次要道路车辆的去向、驾驶员的驾驶习惯等不同而异。,小轿车的,临界空档时距,，随各种条件，在4.510s之间变化。h值按小轿车一般取23s.,按前面的假设计算的结果，只是次要道路车辆穿越一条主要道路车流的,最大通过量,。实际情况，还要考虑主要道路上各向车流及次要道路对向车流对穿越车辆的影响，所以是一个十分复杂的问题。,目前计算停车标志交叉口通行能力最简便而又较可靠的方法是德国所采用的方法。,15,次干道通行能力*（小汽车辆数/h）,主路,交通量,次路,控制方式,采用时间间隔,（s),主干道双向交通量（辆/h）,h,800,1000,1200,1400,1600,停车标志,8,5,200,100,75,45,7,5,250,140,110,80,6,5,315,200,160,125,让路标志,7,3,350,185,135,95,6,3,*,255,200,150,5,3,*,360,290,230,注：次干道通行能力超过主干道双向交通量的一半是很少出现的。,140,190,250,250,335,440,16,主路优先交叉口通行能力分析,主干道（优先方向）的通行能力可按路段通行能力计算或稍低，再加上次干道（非优先方向）的通行能力，即为,交叉口的全部通行能力,。,路别,主干道为双车道,主干道为四车道,主干道,400,500,650,1000,1500,2500,支路,250,200,100,100,50,25,美国规定的主干道优先时支路通行能力的经验值,17,停车标志交叉口的延误,将标志控制交叉口改为信号控制交叉口，次路车辆延误可以得到降低，但主路车辆延误却要增加。,通过,对比,改用信号控制前后，主次道路车辆,总延误的大小,，来确定是否应该改用信号控制。,确定停车标志交叉口的延误十分困难，这方面的研究成果虽然不少，但能真正实用的似乎还没有。,英国的曲线分析法（见图例81）,交通量与延误,是考察交叉口该用什么控制方式的主要可定量分析的依据，但并不是唯一的依据，要结合实际情况进行综合分析，才能正确决策。,18,2.3 设置交通控制信号的依据,美国统一交通控制设施细则(2000)所制定的依据较为详细。,设置交通信号须做的调查工作,1）车辆与行人的交通流量,2）进口道上的车辆行驶速度,3）交叉口的平面布置图,4）交通事故及冲突记录图,5）可穿越临界空档,6）延误,把,调查所得结果,，同细则所定设置信号灯依据的,最小值比较,，确定设置交通控制信号是否合理。,设置交通控制信号的依据,美国细则对设置交通控制信号列出了8条依据，这里做一简要的说明。,19,设置交通控制信号的依据,第一条依据第8位小时交通量,情况一：平常日的第8位小时符合下列,条件之一,即要考虑安装交通控制信号灯：,1）在主要道路进口道和车流量较大的次要道路进口道上，出现大于表8-1中,条件A（最小车流量）,的,两个100,栏的车流量；,2）在主要道路进口道和车流量较大的次要道路进口道上，出现大于表8-1中,条件B（中断连续交通流）,的两个,100,栏的车流量；,20,第一条依据第8位小时交通量,情况二：平常日的第8位小时,同时符合,下列条件时，即要考虑安装交通控制信号灯：,1）在主要道路进口道和车流量较大的次要道路进口道上，出现大于表8-1中,条件A,的,两个80,栏的车流量；,2）在主要道路进口道和车流量较大的次要道路进口道上，出现大于表8-1中,条件B,的两个,80,栏的车流量；,21,设置交通信号的依据,第二条依据第4小时交通量,平常日的第4小时主路流量（双向进口道的总和）与次路较大流量（单向）的交点，全部落在图8-2曲线,上方,时，宜考虑设置交通控制信号灯。,22,设置交通信号的依据,第三条依据高峰小时,下列两个,条件之一,被满足时，则要考虑设置交通控制信号灯：,1）平常日的同一1h（任意4个连续15min）内同时出现下列三种情况：,（1）停车标志管制的次路进口道上，单向一条车道的,总停车延误,大于或等于4车.时，或单向两车道的总停车延误大于或等于5车.时;,（2）在次路同一进口道上，一条车道的,单向流量,大于或等于100辆/h，或2条车道的单向流量大于或等于150辆/h；,（3）在这1h中进入三叉交叉口的,总流量,大于或等于650l辆/h，或进入四岔或多岔交叉口的总流量大于或等于800辆/h；,2）平常日的1h（任意4个连续15min）主路每小时,双向总流量,与次路相应的较大流量进口道上,单向流量,的交点全部落在图8-3曲线上方。,23,设置交通信号的依据,第四条依据行人流量,当下面两个条件,同时,被满足时，宜考虑设置交通控制信号灯：,（1）平常日穿越交叉口主路或主路中间段的行人流量每任意4h内的每个小时大于100人，或任意1h内大于190人；,（2）车流中出现能够让行人穿越的空挡每小时少于60个，而道路中央分隔带的宽度足以让过街行人在其上等候。,24,设置交通信号的依据,第五条依据学童过街,在学童过街时间内，车流中实际出现的空档时间小于按式（82）计算的学童过街所需时间以及在学童过街高峰时至少有20人过街时，可考虑设置交通信号灯。,25,设置交通信号的依据,第六条依据联动信号系统,当出现下列情况,之一时,，应考虑设置信号灯,（1）在具有向一个方向流量为主的道路或单向交通道路上，相邻交叉口的交通控制信号灯设置得较远而没有提供必要的车队控制；,（2）在双向交通道路上，相邻交叉口的交通控制信号灯没有提供必要的车队控制。,第七条依据事故记录,加强管理以减少事故的努力未能见效，一年中发生5次或更多人身伤害或财产损失的交通事故，这类事故用交通信号控制可易于避免者。同时流量上也达到一定的设置信号的条件。,26,设置交通信号的依据,第八条依据道路网络,在平常日的高峰小时内进入交叉口的流量至少达到1000辆/h，以及预计5年平常日流量满足第1）、2）、3）条依据中的一个或数个条件时，可考虑设置交通控制信号灯。,小结：,在设置信号灯之前，应充分考虑可以减少延误和交通不便的其它弥补性措施，如拆迁路边存车处或展宽车道增加车道数等措施，可能比设置信号灯更为实用。,27,我国对信号灯安装依据的规定,道路信号灯安装规范（GB14886-94),当进入同一交叉口,高峰小时,及,12h,交通流量超过表82所列数值及有特别要求的交叉口可设置机动车信号灯。,主道路宽度,（m）,主路交通流量（辆/h),支路交通流量（辆/h）,高峰小时,12h,高峰小时,12h,小于10,750,8000,350,3800,800,9000,270,2100,1200,13000,190,2000,大于10,900,10000,390,4100,1000,12000,300,2800,1400,15000,210,2200,1800,20000,150,1500,交叉口设置信号灯的交通流量标准 表82,28,我国对信号灯安装依据的规定,设置机动车道信号灯的交叉口，当道路具有机动车、非机动车,分道线,且,道路宽度,大于15m时，应设置,非机动车信号灯,。,设置机动车道信号灯的交叉口，当通过人行横道的,行人高峰小时流量,超过500人次时，应设置,人行横道信号灯,。,实行,分道控制,的交叉口应设置,车道信号灯,。,在交叉口间距大于500m，高峰小时流量超过750辆以及12h流量超过8000辆的路段上，当通过人行横道的行人高峰小时流量超过500人次时，可设置,人行横道信号灯,及相应的,机动车道信号灯,。,29,第三节 信号控制类别,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,”。,30,3.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。,31,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,。,32,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,。,33,第八章 交通信号控制概论小结,信号灯的种类,信号灯的含义,设置交通控制信号的依据,交通信号控制的分类（按控制范围和控制方法）,34,