城市道路交通控制的方案设计ppt课件

第14讲 城市道路交通控制方案设计,课程名称交通设计,1,主要内容,交叉口感应信号控制方案设计（略）,交叉口信号控制方式的选择,定时信号控制方案设计,感应式路段行人过街控制方案设计,2,交叉口信号控制方式的选择,交通信号灯设计条件及依据 定时信号、感应信号,3,交通信号灯设计条件及依据,道路交通信号灯安装规范 中华人民共和国家标准GB14886一94,4,当进入同一路口高峰小时及12h交通流量超过表1所列数值，或有特别要求的路口可设置机动车道信号灯。,5,设置机动车道信号灯的路口 具有机动车、非机动车分隔线且道路宽度大于15m时，应设置非机动车道信号灯。 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。 实行分道控制的路口应设置车道信号灯 每年发生人身伤害事故5次以上的交叉口,6,定时信号、感应信号,适用性,A 定时信号,B 感应信号,7,交叉口信号控制机均按事先设定的配时方案运行定周期 单段式定时控制 多时段式定时控制,适用性,（1）联结几个相邻交通信号或一个信号网络进行协调控制时，采用定时控制可使得信号启动时间较易达到同步 （2）不用检测器；设施价格低于感应信号，安装、维护方便 （3）适用于交通量大、流量均衡的道路,A 定时信号,8,交叉口进口道上设置车辆检测器，随车流信息而实时改变信号配时方案 单点感应控制 半感应控制（主路感应、次路感应）、全感应控制,B 感应信号,适用性,（1）交通量变化大且不规则 or 须降低主路被干扰的交叉口 （2）主次相交的交叉口在次路有车辆和行人时才中断主路车流 （3）轻交通量期间，可减少主路的延误 （4）不适宜定时联动控制的交叉口,9,规则十字交叉口交通控制方案 考虑自行车的交叉口交通控制方案 环形交叉口控制方案 按车道控制方案,定时信号控制方案设计,10,确定多段式信号配时时段 确定配时时段内的设计交通量 初始试算周期时长和交通信号相位方案 信号周期时长 各相位信号配时绿信比 估评服务水平 绘制信号配时图,规则十字交叉口交通控制方案,11,思 路 先对各项参数进行优化 再根据实际约束条件进行校核,12,3）设计流量的确定,6）信号周期时长,5）交通信号相位相序设定,4）渠化方案的确定,1）交叉口定时信号配时流程图,2）配时设计的时段划分,13,8）约束条件的确定,9）混合交通条件下绿灯间隔时间的确定,10）服务水平评估,11）信号配时图,7）信号配时及绿信比,14,15,单个交叉口定时交通信号 配时时段一天交通量的时变规律 早、下午、晚高峰时段 早、中午、晚低峰时段 平峰时段,2）配时设计的时段划分,16,3）设计流量的确定,按各配时时段内交叉口进口道m、流向n分别确定 交叉口各进口道不同流向的设计交通量取：,17,4）渠化方案的确定,进口道标准宽度为3.03.25m 当小车为主时，最小宽度可取为2.75m 进口车道数较少时，设置右转（或左转）专用车道要慎重 直右（或直左）车道,18,新建交叉口 十字交叉口，进口车道数与车道划分方案按下表选取试用 T形交叉口，建议先用三相位信号,19,A 基本概念 B 常规相位方案 C 常见组合相位方案 a 进口道内部流量比不平衡 b 进口道之间流量不均衡,5）交通信号相位相序设定,20,信号阶段 各个信号相位是周期性交替获得绿灯显示的，即通过交叉口的“通行权”依次轮流分配给各个相位。通行权的每一次转换就称为一个信号阶段，一个信号周期是由几个信号阶段循环构成的。 是根据交叉口通行权在一个周期内的更迭次数来划分的。一个信号周期内通行权交接几次，就是几个信号阶段。,A 基本概念,信号相位 一个周期内，一股或几股车流，不管任何瞬间都获得完全相同的信号灯色显示，那么就把他们获得不同灯色的连续时序称作一个信号相位 是按车流获得信号显示的时序来划分的，有多少种不同的时序排列，就有多少个信号相位。,21,什么叫相位? 一般把在一种信号灯色的条件下允许通行的流向组合称为相位。 国外常把允许通行的流向叫相位把允许通行的流向组合称为状态(或阶段)。 国外这种划分方法，有利于进行多相位控制，因为它可以对相同流向中的某种交通流提前(或延迟)放行，也可以对它提前(或延迟)截断，使之在绿灯时间内更合理有效地利用路口空间。 它不仅解决了路口通行权问题，而且也解决了先行权问题，使信号控制更符合“路权”概念。,22,23,24,组合相位 在某相位结束前启动另一个相位的一股或多股车流 在信号周期中增加了一种特别的小相位，这种小相位可以看作是“组合”在两个基本的信号相位之间。,组合相位组 在组合相位组内部，任意两个相邻相位之间都存在跨相位车流。 在组合相位组之间，不存在跨越两合相位组的相位车流。,25,当同一相位的两股或多股车流中一个方向的流量相对较多，这样就会出现： 某一方向车流在同一相位中最后放完 其他相位的车流为此等待 所以，合理地设置组合相位可以极大程度地提高交叉口运行效率。,26,组合相位、组合相位组,进口道的G、H 流量较大，且非冲突，便可在1、3相位之间插入组合相位2,27,组合相位链 在同一个组合相位组内部，能够代表整个组合相位组流程的几个相位组成的集合。 同一个组合相位组内部，可以具有多个组合相位链。 车流G与车流F、车流H 与车流E,关键组合相位链 在同一个组合相位组内部，流量比总和最大的组合相位链为关键组合相位链。,28,B 常规相位方案,29,A 基本概念 B 常规相位方案 C 常见组合相位方案 a 进口道内部流量比不平衡 b 进口道之间流量不均衡,30,a 进口道内部流量比不均衡,31,b 进口道之间流量比不均衡1,东进口道与西进口道之间流量不均衡,32,北进口道直行流量与东进口道左转流量均相对较大 南进口道直行流量与西进口道左转流量均相对较大,b 进口道之间流量比不均衡2,33,1）交叉口定时信号配时流程图,2）配时设计的时段划分,3）设计流量的确定,5）交通信号相位相序设定,4）渠化方案的确定,6）信号周期时长,34,6）信号周期时长,信号周期是红、绿、黄信号显示一个循环所用的时间，单位为秒。一个交叉口的所有相位均采用同一信号周期。 最佳周期co 是通行效益指标最佳的交通信号周期时间。 最短周期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。,35,最佳周期co 按照英国学者韦伯斯特方法，在指定的条件下，使车辆总延误最小的配时方案即为最优方案。 其目的是获得最佳的周期和绿信比。,36,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刚好全部被放行，即无滞留车辆，信号周期也无富余； 因此cm 恰好等于一个周期内绿灯损失时间L加上全部到达车辆以饱和流量通过交叉口所需的有效绿灯时间。,37,实用最小周期 交叉口的饱和度为0.9时道路的通行能力即已达到临界值。应对交叉口通行能力进行折减，得到实用最小周期。,38,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间隔时间。,39,在信号配时上，当计算的绿灯间隔时间小于3s时，用3s黄灯时间；大于3s时，则在3s黄灯之外，其余时间配以红灯；此时，所有相位信号全部是红灯，称为全红时间。 绿灯间隔时间属于信号换相(变换相位)的损失时间，也是一个信号相位内的灯色组合之一。,40,信号周期时长Max120s、Min40s,信号总损失时间,流量比总和,启动损失时间,绿灯间隔时间,黄灯时长,41,7）信号配时及绿信比,总有效绿灯时间 各相位的绿信比,42,周期相同，各相位的绿信比不一定相等。 系统控制中联动信号的参数相位差相对、绝对 相对相位差是指在各交叉口的周期时间均相同的联动信号系统中，相邻两交叉口同相位的绿灯起始时间s之差 相对相位差与周期时间之比称为相对相位差比 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，其它路口相对于标推路口的相位差称为绝对相位差,43,7）信号配时及绿信比,各相位实际显示绿灯时间,有效绿灯时间 实际绿灯时间黄灯时间总损失时间,l包括绿灯初和黄灯末的损失时间（起动损失时间和消耗损失时间）,44,45,B 组合相位-有效绿灯时间gej,A 常规相位-有效绿灯时间gej,46,A 常规相位-有效绿灯时间gej,47,例,48,划分组合相位组 在各组内寻找关键组合相位链 按等饱和度原则分配绿灯时间,B 组合相位-有效绿灯时间gej,49,例,组合相位链 第一组合相位组：G + F 或 E + H 第二组合相位组： A 或 C 第三组合相位组： B 或 D,关键组合相位链,50,按等饱和度原则分配绿灯时间,第一组合相位组 第二组合相位组 第三组合相位组,51,第一组合相位组,关键组合相位链：G + F 由于 yG yE 且 yH yF 则：,进口道的G、H 流量较大,yG,52,关键组合相位链：E + H。由于 yG yE 且 yH yF 则：,53,例题,54,55,8）约束条件的确定,安全性约束：行人与非机动车最短绿灯时间 服务水平约束 车辆平均延误 附录B表B1 行人等待最长红灯时间 可靠性约束 各相位车流最大饱和度不能大于0.9。 物理条件约束,56,仅考虑机动车的绿灯间隔时间 I 当充分考虑非机动车与行人的交通特性时，绿灯间隔时间 I 的确定过程比较复杂。 详见附录A,9）混合交通条件下绿灯间隔时间的确定,停车线到冲突点距离,车辆在进口道上的行驶车速,车辆制动时间,57,10）服务水平评估平均停车延误,11）信号配时图,58,规则十字交叉口交通控制方案,定时信号控制方案设计,考虑自行车的交叉口交通控制方案,环形交叉口控制方案,按车道控制方案,59,考虑自行车的交叉口交通控制方案 自行车最短绿灯时长 自行车延误计算,60,把交叉冲突的形式通过延长交织段的距离转化成一次合流与一次分流的交织冲突。 据研究，在每小时20km以下车速条件下，完成一次交织的最短距离不应小于70m，此时环岛的直径不应低于150m。 自由交织行驶的环形交叉口不能通过增加进口道的车道数或环道的宽度来提高通行能力。 先行原则进口道上设置停车标志的方法，把环道内的自由交织运行有组织的交织运行。,环形交叉口控制方案,61,北京南三环路原玉泉营环岛，长轴长200m，短轴长59m，岛内设有三条车道，通行能力为每小时3000辆。 由于北京三环路各路口均为立交桥，仅此一个路口为大型环岛，所以在交通高蜂时该环岛经常堵车。 大型环岛岛的直径或长轴大于100m,62,无信号控制的十字型环形交叉口通行能力3000pcu/h信号控制 信号控制的环形交叉口与普通交叉口的不同 信号灯的配置 信号灯头的面对方向 停车线的画法 信号控制方式,A 渠化方案设计,B 信号控制方案设计,63,左转两步控制法 信号灯的配置 入口灯 环道灯 由这两组灯轮流给入环车辆与环内车辆分配通行权，使它们有条件以多股车流分时段通过环形交叉口. 停车线 入环车流停车线 环内车流停车线,A 渠化方案设计,64,环道灯,入口灯,人行横道后1m的位置，作为入环车流的停车线,近左侧导向岛的前端项部，距流入车道最左侧车道线1m的位置，作为环内车流的停车线。,65,B 信号控制方案设计,66,一般采用两相位放行方式或四面轮放方式,67,大型非对称环岛 宜按短轴连接的进出口组成路口，用长轴对短轴路口进行单行连接，通过对短轴路口信号灯进行协调，以长轴为单行信号相位差方向，即成一个信号线控系统,改善环岛秩序 提高环岛通行能力 有效减少环岛事故,68,按车道控制方案,69,70,1 单点感应式路段行人过街控制 2 行人过街信号与交叉口控制信号的协调,感应式路段行人过街控制方案设计,71,