【文章內容簡介】 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，但卻不是唯一的依據，在實際工作中還需根據當?shù)氐木唧w條件進行綜合分析才能得出正確的決策。設置交通控制信號雖有理論分析的依據，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，所以制定具體依據數(shù)字不盡相同，但原則上是在理論分析基礎上，考慮各自的實際交通狀況后制定出各自的依據。美國《統(tǒng)一交通控制設施手冊》所制定的依據較為詳細，下面主要介紹該手冊所定的依據。 設置交通信號須做的調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。 設置交通控制信號的依據（1）機動車流量依據。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。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（或學童）交通量依據。穿越交叉口主路的行人交通流量（或過街學童的批數(shù)和人數(shù)），及可供穿越的空檔大小及數(shù)量。（4）協(xié)調控制依據。考慮相鄰交叉口協(xié)調控制的需要。（5）交通事故依據。一年中發(fā)生人身傷害或財產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、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：（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置機動車信號燈。（2）設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，應設置非機動車道信號燈。（3）設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，應設置人行橫道信號燈。（4）實行分道控制的交叉口應設置車道信號燈。（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，可設置人行橫道信號燈及相應的機動車道信號燈。表2－1交叉口設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1075080003503800800900027021001200130001902000大于10900100003904100100012000300280014001500021022001800200001501500 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)結起來，同時對各個交叉口進行一些相互協(xié)調的配時設計方案，讓各個交叉口的配時信號燈按此協(xié)調方案聯(lián)合運行，使車輛通過這些交叉口時不經常遇到紅燈，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。根據相鄰交叉口間信號燈連結方法的不同，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)調作用。B、無電纜線控：通過電源頻率及控制機內的計時裝置來操縱各信號燈按時協(xié)調運行。（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。（2）感應控制感應控制是在交叉口進口到上設置車輛檢測器，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。感應控制的基本方式是單個交叉口的感應控制，簡稱單點感應控制。單點感應控制又分為：半感應控制和全感應控制。（3）自適應控制把交通系統(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)的可調參數(shù)或產生一個控制，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。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控制自適應控制圖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），即對各進口道不同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。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：式中：——綠信比； ——周期時長（s）； ——有效綠燈時長（s）。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，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綠信比的乘積，它是在飽和流量的基礎上進行計算的。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。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無阻礙行走所需時間之差叫做延誤時間，它有平均延誤和總延誤兩個評價尺度。飽和度進口道飽和度是指某個交叉口進口道的車流量與可從該進口通過交叉口的最大流量的比值，即實際到達交通量與通行能力之比。停車率停車率指每個周期停駛的車輛數(shù)占整個周期所到達車輛數(shù)的比例。停車率的大小反映了交叉口的服務水平，而且也從車輛耗油、環(huán)境及出行費用等幾方面反映了信號控制的合理性?？傆幸徊糠周囕v在信號交叉口行駛時，在到達停車線之前會由于紅燈或排隊，而不得不減速甚至停車。平均排隊長度在信號一個周期內各條車道排隊最長的長度平均值叫做平均排隊長度。各條車道最長排隊長度一般是指該車道的綠燈相位起始時的長度。第3章 單交叉口定時信號配時設計第3章 單交叉口定時信號配時設計現(xiàn)代交通信號控制樣式繁多，但是，單個交叉口的定時信號控制還是一種最基本的控制方式。在實際應用中，由于其設備簡單、投資節(jié)約、維護方便，現(xiàn)在仍是在被廣泛應用的控制信號，在技術上，定時信號配時技術的基本原理是其他控制方式配時的基礎。本章主要介紹單點定時配時設計的基本方法和設計流程、設計原則。單個交叉口的定時交通信號控制配時設計，按不同的流量時段來劃分信號配時的時段，在同一時段內確定相應的配時方案。改建、改造交叉口，具有各流向設計交通流量數(shù)據時，信號配時流程如圖31所示（見下頁）。在設定交通信號相位時，應遵循以下原則：（1）信號相位必須同交叉口進口道車道渠化（車道功能劃分）方案同時設定，有專用轉彎相位必須相應的設置專用轉彎車道。（2）信號相位對應于左右轉彎交通量及其專用車道的布置，常用基本方案示于圖32.（3）有左轉專用車道時，根據左轉流向設計交通量計算的左轉車每周期平均到達3輛時，宜用左轉專用相位。（4）同一相位各相關進口道左轉車每周期平均到達量相近時，宜用雙向左轉專用相位，否則宜用單向左轉專用相位。信號配時初選完成后，要對各參數(shù)進行試算評價，對相位進行必要的修正調整，完成評估，直至滿足設計要求，形成最終的設計方案。確定信號相位時應該考慮一下幾點：（1）交通安全交叉口交通流之間的沖突是造成交通事故的一個重要原因，一般來說增加相位數(shù)，減少同一相位中沖突方向交通流的數(shù)量，可以提高安全性。（2）交通效率交叉口相位設計就是要提高交叉口的時間和空間資源的利用率。過多的相位數(shù)會導致相位交替次數(shù)增加，即損失時間的增加，從而降低交叉口通行能力和交通效率。反之，太少的相位也會使交叉口因混亂而降低效率。因而選擇合適的相位數(shù)是保證交通效率的必要因素。圖31 信號配時設計流程（3）交通狀況交通狀況包括機動車交通量、左右轉率、車道飽和流率、大型車混入率、非機動車流量流向、橫過行人數(shù)等。（4）交叉口幾何條件交叉口的限制條件包括：交叉口的類型、進口道車道數(shù)、交叉口擴展車道的展寬長度、行人和自行車過街的組織形式（如是否采用二次過街的組織方式）。這些因素影響機動車左轉專用相位的設置、車輛排隊長度等。信號相位設計不但要考慮相位組合，還要考慮相位的銜接問題。通常需要考慮以下幾點：（1）對同一個交通流設置兩個以上信號階段時，在時間上應盡可能保證連續(xù)性，對于行人信號可不局限于此原則。（2）對同一進口道車流中不同流向交通流在不同信號相位放行時，盡可能保證它們所在信號相位的連續(xù)顯示。（3）一向含直行車流的相位與另一向含直行車流的相位不宜連接。（4）一向含左轉車流的相位與另一向含左轉車流的相位不宜連接。（5）兩向相位相序設計應盡量對稱，便于駕駛員理解。（6）對于直行與左轉機動車，應考慮左轉車道可停放的車輛數(shù)。若到達的左轉車輛超出該車道可停放的左轉車輛數(shù)時，需先放行左轉車。反之則先放行直行車。在一般路口和有左轉待候區(qū)的路口多是先放直行車，后放左轉車。（7）若有特殊方案相位，其前后應盡可能銜接與特殊方案相容的基本方案。第4章 津濱大道與泰昌路交叉口現(xiàn)狀評價第4章 XX大道與XX路交叉口現(xiàn)狀評價 設計對象介紹XX大道與XX路交叉口為于天津河東區(qū)。XX大道是一條東西方向的城市快速路，連接東風橋和東興橋兩座大型立交橋，北臨新建成的河東萬達廣場和白金宮大酒樓，南鄰天津河東家具街。XX路是一條南北方向的城市支路。天津站臨時客站取消后，XX大道和XX路路口曾被封閉，但為了方便周邊的居民出行， 路口很快被重新打開。交叉口出入口均無展寬，有信號控制，屬于F型交叉口。兩條道路為十字相交。每天交通高峰時段，快速XX大道與XX路交叉口就會出現(xiàn)雙向排車，東西兩個方向一般會排車