【文章內(nèi)容簡介】 9 （ 2） 帶有箭頭燈時的安排次序為： 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，左、右箭頭燈所處位置，原則上同左、右車道的位置一致。 交叉口交通信號燈設(shè)置依據(jù) 交叉口設(shè)置信號控制的利弊 一般來說，當交通量增加到接近停車或讓路標志交叉口所能處理的能力時，考慮在這種交叉口上加 設(shè)交通信號控制。由于設(shè)有停車標志和上路標志的交叉口各有利弊，各有其使用條件，因此，合理設(shè)置信號燈，才能夠更好的發(fā)揮信號燈的交通效益；當設(shè)置不當時，不但浪費設(shè)備和安裝的費用，而且會對交通造成不良的后果。 合理設(shè)置信號控制系統(tǒng)的交叉口，其所能提供的通行能力比設(shè)有停車或讓路標志的交叉口大。當設(shè)有停車或讓路標志的交叉口的實際交通量接近其通行能力時，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)和延誤更加嚴重。這時，將設(shè)有停車標志和讓路標志的交叉口改為信號控制，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等待綠燈，這種主路車輛的被動停車導致了無謂的能源消耗和運行費用的浪費。 交通信號是在道路空間上無法實現(xiàn)分離原則的地方，主要是在平面交叉口上，用來在時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。但是在實際應(yīng)用中，交通信號控制經(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 個重要目標，但是它并不是交通控制的主要目標。交通信號控制的主要目標是使各類、各向交通有秩序、高效率的運行。 設(shè)置交通信號控制的理論分析方法 將停車、讓路標志控制交叉口改為信號控制交叉口，主要考慮的兩個因素是停車、讓路標志控制交叉口的通行能力和延誤。 、讓路標志控制交叉口的通行能力 根據(jù)停車、讓路標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)足夠的可穿越空當時，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，則可以認為主要道第 2 章 城市交通信號控制的基本理論 10 路在這 種交叉口進口道上的通行能力幾乎和路段的通行能力一樣。據(jù)經(jīng)濟合作和發(fā)展組織（ OECD）的報告，認為目前計算停車、讓路標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。 、讓路標志控制交叉口的延誤 次要道路交通量增長到一定程度時，車輛延誤增加非常快。此時，若改為信號控制交叉口，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。因此可以通過對比改用信號控制前后主次道路上車輛總延誤的大小，來決定是否實行信號控制。 確定停車、讓路標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，但能真正實用的似乎還沒有，主要研究方法是通過理論分析、計算機仿真或兩者相結(jié)合進行。 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)，在實際工作中還需根據(jù)當?shù)氐木唧w條件進行綜合分析才能得出正確的決策。 設(shè)置交通信號控制的依據(jù) 設(shè)置交通控制信號雖有理論分析的依據(jù)，但尚未成為公認的有效方法。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》所 制定的依據(jù)較為詳細，下面主要介紹該手冊所定的依據(jù)。 設(shè)置交通信號須做的調(diào)查工作 在考慮要把某個標志控制的交叉口改為信號控制交叉口之前，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； （ 6） 延誤。 設(shè)置交通控制信號的依據(jù) （ 1）機動車流量依據(jù)。交叉口任意若干小時 （ 4h， 8h，或 12h） 中主要道路進口道車流量，次要道路進口道車流量，交叉口總流量，以及未來幾年機動車流量。 （ 2）停車延誤依據(jù)。主要是高峰小時次路進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 城市交通信號控制的基本理論 11 街學童的批數(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)生人身傷害或財產(chǎn)損失的交通事故次數(shù)，并綜合考慮信號控制對車流連續(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 年頒布實施的國家標準《道路交通信號燈安裝規(guī)范》（ GB 14886— 1994），對我國各道路交叉口和路段上交通信號燈的安裝依據(jù)、安裝方式和安裝要求作出了規(guī)定。其中，對 于信號燈的安裝規(guī)定了如下的依據(jù)： （ 1）當進入同一交叉口高峰小時及 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)置機動車信號燈。 （ 2）設(shè)置機動車道信號燈的交叉口，當?shù)缆肪哂袡C動車、非機動車分道線且道路寬度大于 15m 時，應(yīng)設(shè)置非機動車道信號燈。 （ 3）設(shè)置機動車道信號燈的交叉口，當通過行人橫道的行人高峰小時流量超過 500 人次時，應(yīng)設(shè)置人行橫道信號燈。 （ 4）實行分道控制的交叉口應(yīng)設(shè)置車道信號燈。 （ 5）在交叉口間距大于 500m、高峰小時流量超過 750 輛以及 12h 流量超過8000 輛的路段上，當通過 人行橫道的行人高峰小時流量超過 500 人次時，可設(shè)置人行橫道信號燈及相應(yīng)的機動車道信號燈。 表 2－ 1 交叉口設(shè)置信號燈的交通流量標準 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 12h 高峰小時 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 交通信號控制的基本概念 定義 交通信號是在道路空間上無法實現(xiàn)分離原則的地方，主要是在平面交叉口上，用來在時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行時間分離，使車輛能安全、迅速地通過交叉口。交通信號控第 2 章 城市交通信號控制的基本理論 12 制參數(shù)分為時間參數(shù)和交通流參數(shù)，時間參數(shù)有信號周期、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）單個交叉口的交通控制（點控， Isolated Intersection Control） 每個交叉口的交通信號控制只按照該交叉口的交通狀況獨立運行， 不與其相鄰交叉口的控制信號有任何關(guān)系，成為單個交叉口交通控制，也稱單點信號控制，俗稱“點控制”。是交叉口交通信號控制中最基本的形式。 （ 2）干道交叉口信號聯(lián)動控制（線控， Arterial Intersection Control） 把干道上若干連續(xù)交叉口的交通信號通過一定的方式聯(lián)結(jié)起來，同時對各個交叉口進行一些相互協(xié)調(diào)的配時設(shè)計方案，讓各個交叉口的配時信號燈按此協(xié)調(diào)方案聯(lián)合運行，使車輛通過這些交叉口時不經(jīng)常 遇到紅燈，減少停車次數(shù)，稱為干道信號聯(lián)動控制，也叫“綠波”信號控制，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交叉口后，按一定的車速行駛， 到達以后的交叉口時就不再遇見紅燈。但是，實際上，由于各車在道路上行駛的車速不盡相同，且隨時變化，交叉口同時受左、右轉(zhuǎn)車輛進出的干擾，所以很難碰到一路都是綠燈的巧遇，但是，確實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：由主控制機或計算機通過傳輸線路操縱各信號燈間的協(xié)調(diào)作用 。 B、無電纜線控：通過電源頻率及控制機內(nèi)的計時裝置來操縱各信號燈按時協(xié)調(diào)運行。 （ 3）區(qū)域交通信號控制系統(tǒng)（面控， Areawide Control） 以某個區(qū)域中所有信號控制交叉口作為協(xié)調(diào)控制的對象，稱為區(qū)域交通信號控制系統(tǒng)，俗稱“面控制”。 控制區(qū)內(nèi)受控交通信號都受交通控制中心的集中控制。對范圍較小的區(qū)域，可以整區(qū)集中控制；范圍較大的區(qū)域，可以分區(qū)分級控制。分區(qū)的結(jié)果往往使面控制成為一個由幾條線控制組成的分級集中控制系統(tǒng)，這時，可認為各線控制是面控制中的一個單元，有時分區(qū)成為一個點、線、面控制的綜合性分 級控制系統(tǒng)。 按控制方法分類 （ 1）定時控制 交叉口交通信號控制機均按事先設(shè)定好的配時方案運行，也稱定周期控制。一天只用一種配時方案的稱為單段式定時控制；一天按不同時段的交通量采用幾個配時方案稱為多段式定時控制。 第 2 章 城市交通信號控制的基本理論 13 （ 2）感應(yīng)控制 感應(yīng)控制是在交叉口進口到上設(shè)置車輛檢測器，信號燈配時方案由計算機或智能化信號控制機計算，可隨檢測器檢測到的車流信息而隨時改變的一種控制方式。感應(yīng)控制的基本方式是單個交叉口的感應(yīng)控制，簡稱單點感應(yīng)控制。單點感應(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 一個不確定系統(tǒng)，能夠連續(xù)測量其狀態(tài)，如車流量，、停車次數(shù)、延誤時間、排隊長度等，逐漸了解和掌握對象，把它們與希望的動態(tài)特性進行比較，并利用差值以改變系統(tǒng)的可調(diào)參數(shù)或產(chǎn)生一個控制，從而保證不論環(huán)境如何變化，均可使控制效果達到最優(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 交通信號控制的分類 交通信號控制的主要參數(shù)及主要性能指標 信號基本控制參數(shù) 平面交叉口的信號控制的配時基本參數(shù)包括：周期時長、相位（相序、相位數(shù)）、綠信比等 。 1）周期時長 周期時長是對應(yīng)于某一進口道信號燈各種燈色輪流顯示一次所需的時間，即各種燈色顯示時間之和；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間，見圖 22。用 C 表示，單位為秒（ s）。一般信號燈的最短周期時長不少于 36s，否則就不能保證幾個方向的車輛順利通過交叉口。最長周期時長一般不超過 120s，否則，可能引起等待的司機煩躁或誤以為燈色控制已經(jīng)失靈。 2）相位差 在信號控制交叉口，其每一種控制狀態(tài)（一種通行權(quán)），即對各進口道不同交通控制系統(tǒng)的分類 按信號控制范圍劃分 按信號控制原理劃分 點控 線控 面控 定時控制 感應(yīng)控制 自適應(yīng)控制 第 2 章 城市交通信號控制的基本理論 14 方向所顯示的不同燈色的組合，稱為一個信號相位。所有這些信 號相位及其順序統(tǒng)稱為相位。對于一個多方向交通流而言，一組互不沖突的交通流即可稱為一個相位。相位差則是相鄰路口同一相位綠燈或紅燈起始時間之差。 周期時長第一相位時間 第二相位時間綠燈間隔時間綠燈間隔時間綠綠紅黃紅 黃時間圖 22 兩相位信號配時圖 3）綠信比 綠信比是一個信號相位的有效綠燈時長和周期時長之比，一般用 ? 表示： Cgλ e? 式中： ?—— 綠信比； C—— 周期時長（ s）； eg—— 有效綠燈時長（ s）。 評價信號控制交叉口的交通效益的指標 交通效益的評價指標一般有一下幾個：通行能力或飽和度（實際到達交通量與通行能力之比）、行程時間、延誤、停車次數(shù)、停車率、排隊長度、燃油消耗、廢氣排放、交通噪音等。在一定的道 路條件下，信號控制交叉口的通行能力受信號周期時長的影響。在正常的周期時長范圍內(nèi)，周期時長越長，通行能力越大，但是車輛延誤和油耗等也隨之增長。信號交叉口當延長周期時長所提高的通行能力遠大于交通需求時，即飽和度相當小時，對通車狀況并沒有太大好處，卻會增第 2 章 城市交通信號控制的基本理論 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，對信號控制的交叉口的交通效益并沒有太大意義。因而，為獲得預期的交通效益，必須選擇合適指標并以選定的指標為依據(jù)確定信號配時，使得交通效益達到最佳。 通行能力 在現(xiàn)有的交通條件、道路條件以及信號控制條件下，在 一定時間內(nèi)通過進口道停車線的最大車輛數(shù)叫做路口通行能力，它是信號控制效果的重要評價指標之一。路口通行能力的計算可以表示為飽和流量與對應(yīng)綠信比的乘積，它是在飽和流量的基礎(chǔ)上進行計算的。交通量一定，通行能力與飽和度成反比，二者對于信號控制路口的評價有相同的效應(yīng)。 延誤時間 車輛在交叉口入口引道處被阻礙下行走所需時間和