交叉口定时控制设计与仿真讲解

1模块五交叉口定时控制设计与仿真2什么是孤立交叉口信号控制？一、孤立交叉口信号控制又称为点控；二、控制对象针对单个交叉口的交通，不考虑周围其它交叉口对其影响三、控制的目标通过信号指示合理分配各个入口车道车辆通行权，减少或完全消除可能引发交通事故的冲突点，最终目的就是减少车辆和行人的延误时间。四、类型：定时控制、感应控制五、使用情况城郊交叉口、间距较大的交叉口。3项目一车辆在信号交叉口的运行过程4项目一车辆在信号交叉口的运行过程车辆受到阻挡后，呈现的三种情况：A、B为完全停车，C为不完全停车5项目一车辆在信号交叉口的运行过程为了计算车辆延误时间，做如下假设：（1）车辆到达率在所取时间内稳定不变；（2）所考察交叉口通行能力为常数；（3）车辆延误时间与到达率关系不变（4）车辆在交叉口形成的排队会逐步消失上述假设，可以简化为：（1）车辆到达率视为常数，计算车辆的均衡延误时间（2）计算车辆达到不一致产生的随机延误时间（3）车辆的平均延误时间=均衡延误时间+随机延误时间依据上述假设，车辆延误时间与到达率呈线性关系，如下图所示：项目一车辆在信号交叉口的运行过程（1）车辆的总延误时间等于SOCD，即（2）H为三角形的高，从图可以看出项目一车辆在信号交叉口的运行过程（3）红灯时间内到达的车辆数为（4）在绿灯时间内，车队的净驶出率为qs-q，则排队车辆消散所需时间为因此，项目一车辆在信号交叉口的运行过程（5）一周期内到达的车辆数为qC，因此，平均延误时间为（6）将关系式代入上式，得项目一车辆在信号交叉口的运行过程10项目二定时控制配时设计一、信号周期计算公式1）最佳信号周期英国韦伯斯特（Webster）利用排队论和计算机相结合的方法，提出延误时间计算公式：经反复近似计算，得出最佳信号周期计算公式：11项目二定时控制配时设计一、信号周期计算公式2）最短信号周期在一个周期内，到达的车辆刚好被放完。3）最大信号周期对于交通量较大、相位数较多的大型路口，信号周期取值则在180秒左右。12项目二定时控制配时设计二、最佳信号周期计算步骤（1）确定小时交通量（2）确定相位顺序（3）确定绿灯间隔时间、损失时间、饱和流量（4）计算各相位的最大流量比Yi，保证总流量比小于0.9（5）计算最佳信号周期13项目二定时控制配时设计二、最佳信号周期计算步骤（1）确定小时交通量1）有高峰小时最高15min流率时：2）无高峰小时最高15min流率时：对于主要进口道可取0.75，对于次要进口道可取0.8。14项目二定时控制配时设计三、例题：（P132）例3-1某十字交叉口，15min交通流量如下表，绿灯时间间隔5s，启动损失时间2s，求最佳信号周期进口转向不同车型数量（辆）进口道宽度小客或小货中客或中货公共汽车二轮摩托车北进口直行及右转12525357.65左转13303南进口直行及右转10037087.65左转10801西进口直行及右转10012133.65左转7515053.65东进口直行及右转5045143.65左转655033.65课本有误解：1）确定设计小时交通量根据表3-5以小客车为标准的换算系数值，北进口直行及右转设计小时交通量为项目二定时控制配时设计进口转向当量交通量（pcu/h）进口转向当量交通量（pcu/h）北进口直行及右转qNSR652西进口直行及右转qWSR470左转qNL71左转qWL380南进口直行及右转qSSR590东进口直行及右转qESR430左转qSL80左转qEL289表5‑2交叉口设计小时交通量

解：2）相位设计从流量表可以看出，该交叉口有3三种交通运行：（1）北-南向，直行，左转，右转所有方向通行；（2）东-西向，直行，右转通行；（3）东-西向，左转通行为了满足交通运行需求，应设置3种相位，如下图所示A相B相C相项目二定时控制配时设计解：3）确定I，L，qs总损失时间可有下式确定：对A相位而言，由于南北方向进口到宽度均为7.65m，则其饱和流量为：，查表2-5可知，P48项目二定时控制配时设计qsESR=qsWSR=1900pcu/h。qsEL=qsWL=1900pcu/h。3)计算总流量比Y对A相而已，由于无南北左转专用车道，需将南北左转车流折算为直行车流，因此，北方向流量为同理，南方向流量为项目二定时控制配时设计3)计算总流量比YA相位的流量比Y1为对B相位而言，流量比Y2为对C相位而言，流量比Y3为故，该交叉口的总流量比为项目二定时控制配时设计4）确定最佳信号周期5）确定有效绿灯时间和实际绿灯时间对A相位：项目二定时控制配时设计5）确定有效绿灯时间和实际绿灯时间对B相位：对C相位：项目二定时控制配时设计6）确定绿信比对A相位：对B相位：对C相位：项目二定时控制配时设计7）绘制信号配时图项目二定时控制配时设计24四、配时设计流程图工程案例分析【案例一】P140

已知某主路与支路相交的十字交叉口布局如图5-7所示，南北双向4车道，东西双向8车道，每车道宽度为3.25m，该交叉口设计小时交通量，如表5-4所示，绿灯间隔时间是5s，每次绿灯时间内的启动损失时间为2s，试为该交叉口设计定时控制方案。项目二定时控制配时设计工程案例分析【案例一】P140

项目二定时控制配时设计

方向进口左转（pcu/h）直行（pcu/h）右转（pcu/h）合计（pcu/h）东26211801441556西25711301571544南55395109559北64440123627表5‑4交叉口设计小时交通量

27小结了解交叉口延误时间计算公式，重点掌握单点信号控制配时设计方法，能够为具体交叉口设计配时方案。下一节实验信号交叉口仿真时间：下周地点：等通知28项目二定时控制配时设计作业：(下周四前提交作业，统一用A4白纸，其它规格的纸张一律不收）有一两相位信号控制交叉口，各方向车