【文章內(nèi)容簡介】 9 （ 2） 帶有箭頭燈時(shí)的安排次序?yàn)椋? 單排式：自靠近路中心線向路邊緣，一般分為紅、黃、左箭頭、直箭頭、右箭頭燈；或紅、黃、左箭頭、綠燈；或紅、黃、綠、右箭頭燈。、 雙排式：一般在普通燈下，自靠近路中心線向路邊緣，為左箭頭燈、直箭頭燈和右箭頭燈，中間可省略掉不必要的箭頭燈。 橫排時(shí)，左、右箭頭燈所處位置，原則上同左、右車道的位置一致。 交叉口交通信號(hào)燈設(shè)置依據(jù) 交叉口設(shè)置信號(hào)控制的利弊 一般來說，當(dāng)交通量增加到接近停車或讓路標(biāo)志交叉口所能處理的能力時(shí)，考慮在這種交叉口上加 設(shè)交通信號(hào)控制。由于設(shè)有停車標(biāo)志和上路標(biāo)志的交叉口各有利弊，各有其使用條件，因此，合理設(shè)置信號(hào)燈，才能夠更好的發(fā)揮信號(hào)燈的交通效益；當(dāng)設(shè)置不當(dāng)時(shí)，不但浪費(fèi)設(shè)備和安裝的費(fèi)用，而且會(huì)對(duì)交通造成不良的后果。 合理設(shè)置信號(hào)控制系統(tǒng)的交叉口，其所能提供的通行能力比設(shè)有停車或讓路標(biāo)志的交叉口大。當(dāng)設(shè)有停車或讓路標(biāo)志的交叉口的實(shí)際交通量接近其通行能力時(shí)，車流就不能暢通的通過交叉口，大大增加了車輛的停車次數(shù)和延誤，次要道路上的車輛的停車次數(shù)和延誤更加嚴(yán)重。這時(shí)，將設(shè)有停車標(biāo)志和讓路標(biāo)志的交叉口改為信號(hào)控制，可改善道路上的通 車狀況，尤其是可減少次要道路上的停車和延誤現(xiàn)象。但是，不可避免會(huì)出現(xiàn)次要道路上沒有車輛通過卻亮綠燈，主要道路上車輛卻在排隊(duì)等待綠燈，這種主路車輛的被動(dòng)停車導(dǎo)致了無謂的能源消耗和運(yùn)行費(fèi)用的浪費(fèi)。 交通信號(hào)是在道路空間上無法實(shí)現(xiàn)分離原則的地方，主要是在平面交叉口上，用來在時(shí)間上給交通流分配通行權(quán)的一種交通指揮手段。交通信號(hào)燈用輪流顯示不同的燈色來指揮交通的通行或停止。但是在實(shí)際應(yīng)用中，交通信號(hào)控制經(jīng)常被視作是道路交叉口的主要安全設(shè)施，為了解決道路交通安全問題而被盲目的設(shè)置在交叉口。雖然交通安全是交通管理中的一 個(gè)重要目標(biāo)，但是它并不是交通控制的主要目標(biāo)。交通信號(hào)控制的主要目標(biāo)是使各類、各向交通有秩序、高效率的運(yùn)行。 設(shè)置交通信號(hào)控制的理論分析方法 將停車、讓路標(biāo)志控制交叉口改為信號(hào)控制交叉口，主要考慮的兩個(gè)因素是停車、讓路標(biāo)志控制交叉口的通行能力和延誤。 、讓路標(biāo)志控制交叉口的通行能力 根據(jù)停車、讓路標(biāo)志控制交叉口的通車規(guī)則，次要道路上的車輛必須等主要道路車流間出現(xiàn)足夠的可穿越空當(dāng)時(shí)，才能通過。因此，主要道路上的交通幾乎不受相交道路交通的影響，如忽略左、右轉(zhuǎn)彎車 輛的影響，則可以認(rèn)為主要道第 2 章 城市交通信號(hào)控制的基本理論 10 路在這 種交叉口進(jìn)口道上的通行能力幾乎和路段的通行能力一樣。據(jù)經(jīng)濟(jì)合作和發(fā)展組織（ OECD）的報(bào)告，認(rèn)為目前計(jì)算停車、讓路標(biāo)志控制交叉口通行能力最簡便而又較可靠的方法是德國所采用的方法。 、讓路標(biāo)志控制交叉口的延誤 次要道路交通量增長到一定程度時(shí)，車輛延誤增加非常快。此時(shí)，若改為信號(hào)控制交叉口，將可以有效地降低次要道路車輛的延誤，但主要道路車輛的延誤卻不可避免的要增加。因此可以通過對(duì)比改用信號(hào)控制前后主次道路上車輛總延誤的大小，來決定是否實(shí)行信號(hào)控制。 確定停車、讓路標(biāo)志控制交叉口的延誤十分困難，這方面的研 究成果雖然不少，但能真正實(shí)用的似乎還沒有，主要研究方法是通過理論分析、計(jì)算機(jī)仿真或兩者相結(jié)合進(jìn)行。 交通量與延誤是考察交叉口該使用何種控制方式的主要定量分析依據(jù)，但卻不是唯一的依據(jù)，在實(shí)際工作中還需根據(jù)當(dāng)?shù)氐木唧w條件進(jìn)行綜合分析才能得出正確的決策。 設(shè)置交通信號(hào)控制的依據(jù) 設(shè)置交通控制信號(hào)雖有理論分析的依據(jù)，但尚未成為公認(rèn)的有效方法。加上世界各國的交通條件又各有差異，所以制定具體依據(jù)數(shù)字不盡相同，但原則上是在理論分析基礎(chǔ)上，考慮各自的實(shí)際交通狀況后制定出各自的依據(jù)。 美國《統(tǒng)一交通控制設(shè)施手冊(cè)》所 制定的依據(jù)較為詳細(xì)，下面主要介紹該手冊(cè)所定的依據(jù)。 設(shè)置交通信號(hào)須做的調(diào)查工作 在考慮要把某個(gè)標(biāo)志控制的交叉口改為信號(hào)控制交叉口之前，必須做好下列調(diào)查工作： （ 1） 車輛與行人的交通流量； （ 2） 進(jìn)口道上的車輛行駛速度； （ 3） 交叉口的平面布置圖； （ 4） 交通事故及沖突記錄圖； （ 5） 可穿越臨界空當(dāng)； （ 6） 延誤。 設(shè)置交通控制信號(hào)的依據(jù) （ 1）機(jī)動(dòng)車流量依據(jù)。交叉口任意若干小時(shí) （ 4h， 8h，或 12h） 中主要道路進(jìn)口道車流量，次要道路進(jìn)口道車流量，交叉口總流量，以及未來幾年機(jī)動(dòng)車流量。 （ 2）停車延誤依據(jù)。主要是高峰小時(shí)次路進(jìn)口道車輛總停車延誤 的大小。 （ 3）行人（或?qū)W童）交通量依據(jù)。穿越交叉口主路的行人交通流量（或過第 2 章 城市交通信號(hào)控制的基本理論 11 街學(xué)童的批數(shù)和人數(shù)），及可供穿越的空檔大小及數(shù)量。 （ 4）協(xié)調(diào)控制依據(jù)?？紤]相鄰交叉口協(xié)調(diào)控制的需要。 （ 5）交通事故依據(jù)。一年中發(fā)生人身傷害或財(cái)產(chǎn)損失的交通事故次數(shù)，并綜合考慮信號(hào)控制對(duì)車流連續(xù)通行的影響，交叉口車流量和行人流量，以及提高交通安全的程度。 我國于 1994 年頒布實(shí)施的國家標(biāo)準(zhǔn)《道路交通信號(hào)燈安裝規(guī)范》（ GB 14886— 1994），對(duì)我國各道路交叉口和路段上交通信號(hào)燈的安裝依據(jù)、安裝方式和安裝要求作出了規(guī)定。其中，對(duì) 于信號(hào)燈的安裝規(guī)定了如下的依據(jù)： （ 1）當(dāng)進(jìn)入同一交叉口高峰小時(shí)及 12h 交通流量超過表 2－ 1所列數(shù)值及有特別要求的交叉口可設(shè)置機(jī)動(dòng)車信號(hào)燈。 （ 2）設(shè)置機(jī)動(dòng)車道信號(hào)燈的交叉口，當(dāng)?shù)缆肪哂袡C(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)車分道線且道路寬度大于 15m 時(shí)，應(yīng)設(shè)置非機(jī)動(dòng)車道信號(hào)燈。 （ 3）設(shè)置機(jī)動(dòng)車道信號(hào)燈的交叉口，當(dāng)通過行人橫道的行人高峰小時(shí)流量超過 500 人次時(shí)，應(yīng)設(shè)置人行橫道信號(hào)燈。 （ 4）實(shí)行分道控制的交叉口應(yīng)設(shè)置車道信號(hào)燈。 （ 5）在交叉口間距大于 500m、高峰小時(shí)流量超過 750 輛以及 12h 流量超過8000 輛的路段上，當(dāng)通過 人行橫道的行人高峰小時(shí)流量超過 500 人次時(shí)，可設(shè)置人行橫道信號(hào)燈及相應(yīng)的機(jī)動(dòng)車道信號(hào)燈。 表 2－ 1 交叉口設(shè)置信號(hào)燈的交通流量標(biāo)準(zhǔn) 主要道路寬度（ m） 主道路交通流量（輛 /h） 支道路交通流量（輛 /h） 高峰小時(shí) 12h 高峰小時(shí) 12h 小于 10 750 8000 350 3800 800 9000 270 2100 1200 13000 190 2020 大于 10 900 10000 390 4100 1000 12020 300 2800 1400 15000 210 2200 1800 20200 150 1500 交通信號(hào)控制的基本概念 定義 交通信號(hào)是在道路空間上無法實(shí)現(xiàn)分離原則的地方，主要是在平面交叉口上，用來在時(shí)間上給交通流分配通行權(quán)的一種交通指揮措施。作用是將空間上相互沖突的交通流進(jìn)行時(shí)間分離，使車輛能安全、迅速地通過交叉口。交通信號(hào)控第 2 章 城市交通信號(hào)控制的基本理論 12 制參數(shù)分為時(shí)間參數(shù)和交通流參數(shù)，時(shí)間參數(shù)有信號(hào)周期、相位、綠信比，交通流參數(shù)有飽和流量、通行能力和飽和度。 交通控制的分類 按控制范圍分類 （ 1）單個(gè)交叉口的交通控制（點(diǎn)控， Isolated Intersection Control） 每個(gè)交叉口的交通信號(hào)控制只按照該交叉口的交通狀況獨(dú)立運(yùn)行， 不與其相鄰交叉口的控制信號(hào)有任何關(guān)系，成為單個(gè)交叉口交通控制，也稱單點(diǎn)信號(hào)控制，俗稱“點(diǎn)控制”。是交叉口交通信號(hào)控制中最基本的形式。 （ 2）干道交叉口信號(hào)聯(lián)動(dòng)控制（線控， Arterial Intersection Control） 把干道上若干連續(xù)交叉口的交通信號(hào)通過一定的方式聯(lián)結(jié)起來，同時(shí)對(duì)各個(gè)交叉口進(jìn)行一些相互協(xié)調(diào)的配時(shí)設(shè)計(jì)方案，讓各個(gè)交叉口的配時(shí)信號(hào)燈按此協(xié)調(diào)方案聯(lián)合運(yùn)行，使車輛通過這些交叉口時(shí)不經(jīng)常 遇到紅燈，減少停車次數(shù)，稱為干道信號(hào)聯(lián)動(dòng)控制，也叫“綠波”信號(hào)控制，俗稱“線控制”。 這種控制的原始思路是：希望使車輛通過第一個(gè)交叉口后，按一定的車速行駛， 到達(dá)以后的交叉口時(shí)就不再遇見紅燈。但是，實(shí)際上，由于各車在道路上行駛的車速不盡相同，且隨時(shí)變化，交叉口同時(shí)受左、右轉(zhuǎn)車輛進(jìn)出的干擾，所以很難碰到一路都是綠燈的巧遇，但是，確實(shí)能夠使車輛少遇幾次紅燈，減少大量車輛的停車次數(shù)與延誤。 根據(jù)相鄰交叉口間信號(hào)燈連結(jié)方法的不同，線控制可分為： A、有電纜線控：由主控制機(jī)或計(jì)算機(jī)通過傳輸線路操縱各信號(hào)燈間的協(xié)調(diào)作用 。 B、無電纜線控：通過電源頻率及控制機(jī)內(nèi)的計(jì)時(shí)裝置來操縱各信號(hào)燈按時(shí)協(xié)調(diào)運(yùn)行。 （ 3）區(qū)域交通信號(hào)控制系統(tǒng)（面控， Areawide Control） 以某個(gè)區(qū)域中所有信號(hào)控制交叉口作為協(xié)調(diào)控制的對(duì)象，稱為區(qū)域交通信號(hào)控制系統(tǒng)，俗稱“面控制”。 控制區(qū)內(nèi)受控交通信號(hào)都受交通控制中心的集中控制。對(duì)范圍較小的區(qū)域，可以整區(qū)集中控制；范圍較大的區(qū)域，可以分區(qū)分級(jí)控制。分區(qū)的結(jié)果往往使面控制成為一個(gè)由幾條線控制組成的分級(jí)集中控制系統(tǒng)，這時(shí)，可認(rèn)為各線控制是面控制中的一個(gè)單元，有時(shí)分區(qū)成為一個(gè)點(diǎn)、線、面控制的綜合性分 級(jí)控制系統(tǒng)。 按控制方法分類 （ 1）定時(shí)控制 交叉口交通信號(hào)控制機(jī)均按事先設(shè)定好的配時(shí)方案運(yùn)行，也稱定周期控制。一天只用一種配時(shí)方案的稱為單段式定時(shí)控制；一天按不同時(shí)段的交通量采用幾個(gè)配時(shí)方案稱為多段式定時(shí)控制。 第 2 章 城市交通信號(hào)控制的基本理論 13 （ 2）感應(yīng)控制 感應(yīng)控制是在交叉口進(jìn)口到上設(shè)置車輛檢測(cè)器，信號(hào)燈配時(shí)方案由計(jì)算機(jī)或智能化信號(hào)控制機(jī)計(jì)算，可隨檢測(cè)器檢測(cè)到的車流信息而隨時(shí)改變的一種控制方式。感應(yīng)控制的基本方式是單個(gè)交叉口的感應(yīng)控制，簡稱單點(diǎn)感應(yīng)控制。單點(diǎn)感應(yīng)控制又分為：半感應(yīng)控制和全感應(yīng)控制。 （ 3）自適應(yīng)控制 把交通系統(tǒng)作為 一個(gè)不確定系統(tǒng)，能夠連續(xù)測(cè)量其狀態(tài)，如車流量，、停車次數(shù)、延誤時(shí)間、排隊(duì)長度等，逐漸了解和掌握對(duì)象，把它們與希望的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行比較，并利用差值以改變系統(tǒng)的可調(diào)參數(shù)或產(chǎn)生一個(gè)控制，從而保證不論環(huán)境如何變化，均可使控制效果達(dá)到最優(yōu)或次最優(yōu)的一種控制方式。 分類情況如下圖 21 所示。 圖 21 交通控制系統(tǒng)的分類 圖 21 交通信號(hào)控制的分類 交通信號(hào)控制的主要參數(shù)及主要性能指標(biāo) 信號(hào)基本控制參數(shù) 平面交叉口的信號(hào)控制的配時(shí)基本參數(shù)包括：周期時(shí)長、相位（相序、相位數(shù)）、綠信比等 。 1）周期時(shí)長 周期時(shí)長是對(duì)應(yīng)于某一進(jìn)口道信號(hào)燈各種燈色輪流顯示一次所需的時(shí)間，即各種燈色顯示時(shí)間之和；或是某主要相位的綠燈啟亮開始到下次該綠燈再次啟亮之間的一段時(shí)間，見圖 22。用 C 表示，單位為秒（ s）。一般信號(hào)燈的最短周期時(shí)長不少于 36s，否則就不能保證幾個(gè)方向的車輛順利通過交叉口。最長周期時(shí)長一般不超過 120s，否則，可能引起等待的司機(jī)煩躁或誤以為燈色控制已經(jīng)失靈。 2）相位差 在信號(hào)控制交叉口，其每一種控制狀態(tài)（一種通行權(quán)），即對(duì)各進(jìn)口道不同交通控制系統(tǒng)的分類 按信號(hào)控制范圍劃分 按信號(hào)控制原理劃分 點(diǎn)控 線控 面控 定時(shí)控制 感應(yīng)控制 自適應(yīng)控制 第 2 章 城市交通信號(hào)控制的基本理論 14 方向所顯示的不同燈色的組合，稱為一個(gè)信號(hào)相位。所有這些信 號(hào)相位及其順序統(tǒng)稱為相位。對(duì)于一個(gè)多方向交通流而言，一組互不沖突的交通流即可稱為一個(gè)相位。相位差則是相鄰路口同一相位綠燈或紅燈起始時(shí)間之差。 周期時(shí)長第一相位時(shí)間 第二相位時(shí)間綠燈間隔時(shí)間綠燈間隔時(shí)間綠綠紅黃紅 黃時(shí)間圖 22 兩相位信號(hào)配時(shí)圖 3）綠信比 綠信比是一個(gè)信號(hào)相位的有效綠燈時(shí)長和周期時(shí)長之比，一般用 ? 表示： Cgλ e? 式中： ?—— 綠信比； C—— 周期時(shí)長（ s）； eg—— 有效綠燈時(shí)長（ s）。 評(píng)價(jià)信號(hào)控制交叉口的交通效益的指標(biāo) 交通效益的評(píng)價(jià)指標(biāo)一般有一下幾個(gè)：通行能力或飽和度（實(shí)際到達(dá)交通量與通行能力之比）、行程時(shí)間、延誤、停車次數(shù)、停車率、排隊(duì)長度、燃油消耗、廢氣排放、交通噪音等。在一定的道 路條件下，信號(hào)控制交叉口的通行能力受信號(hào)周期時(shí)長的影響。在正常的周期時(shí)長范圍內(nèi)，周期時(shí)長越長，通行能力越大，但是車輛延誤和油耗等也隨之增長。信號(hào)交叉口當(dāng)延長周期時(shí)長所提高的通行能力遠(yuǎn)大于交通需求時(shí)，即飽和度相當(dāng)小時(shí)，對(duì)通車狀況并沒有太大好處，卻會(huì)增第 2 章 城市交通信號(hào)控制的基本理論 15 加無謂的車輛延誤和油耗。所以，這種情況下，通行能力過大，對(duì)信號(hào)控制的交叉口的交通效益并沒有太大意義。因而，為獲得預(yù)期的交通效益，必須選擇合適指標(biāo)并以選定的指標(biāo)為依據(jù)確定信號(hào)配時(shí)，使得交通效益達(dá)到最佳。 通行能力 在現(xiàn)有的交通條件、道路條件以及信號(hào)控制條件下，在 一定時(shí)間內(nèi)通過進(jìn)口道停車線的最大車輛數(shù)叫做路口通行能力，它是信號(hào)控制效果的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)之一。路口通行能力的計(jì)算可以表示為飽和流量與對(duì)應(yīng)綠信比的乘積，它是在飽和流量的基礎(chǔ)上進(jìn)行計(jì)算的。交通量一定，通行能力與飽和度成反比，二者對(duì)于信號(hào)控制路口的評(píng)價(jià)有相同的效應(yīng)。 延誤時(shí)間 車輛在交叉口入口引道處被阻礙下行走所需時(shí)間和