1/301交叉口信號控制方案設(shè)計

組員：陳清元楊陳成重慶大學自動化學院2023年11月第1頁2/18提綱背景及問題描述設(shè)計方案與成果總結(jié)與展望第2頁3/181、背景及問題描述背景

交叉口在都市交通中占有主要地位

在交叉口處容易形成交通瓶頸，從而影響整個都市路網(wǎng)能力發(fā)揮合理地設(shè)計交叉口信號控制方案可提升交叉口處車輛運行效率，保障行車安全交叉口處車流量較大車輛在交叉口地域反復分流、合流和交叉第3頁4/181、背景及問題描述問題描述中關(guān)村東路和成府路交叉口各個方向上車流量比較均衡具有典型性、規(guī)范性易于分析如何設(shè)計此交叉口

控制信號？第4頁5/18提綱背景及問題描述設(shè)計方案與成果總結(jié)與展望第5頁6/18信號相位相序設(shè)計1信號配時設(shè)計22、設(shè)計方案與成果設(shè)計方案與成果第6頁7/182、設(shè)計方案與成果信號相位相序設(shè)計安全性標準——相位內(nèi)部交通流沖突盡也許少。效率性標準——相位設(shè)計要提升交叉口時間和空間資源利用率。

均衡性標準——相位設(shè)計需兼顧各流向車流之間飽和度均衡，應確保相位內(nèi)部之間各流向流量比相差不大，才能不揮霍綠燈時間。

連續(xù)性標準——一種流向在一種周期中只能取得一次連續(xù)綠燈時間；一種進口所有流向要在連續(xù)相位中放行完成；假如幾股車流共用車道，它們必須同步放行。習慣性標準——符合駕駛習慣，方便駕駛員理解。基本標準：第7頁8/182、設(shè)計方案與成果信號相位相序設(shè)計一種完整信號相位相序設(shè)計流程應包括相位設(shè)計形式選擇、左轉(zhuǎn)相位設(shè)計、相序設(shè)計三步。設(shè)計流程：

第一步：相位設(shè)計形式選擇實際應用中主要有兩種相位設(shè)計形式對稱流向放行相位形式單口放行相位形式（各進口單獨放行）第8頁9/182、設(shè)計方案與成果信號相位相序設(shè)計該交叉口各方向均設(shè)有左轉(zhuǎn)專用車道，不滿足使用單口放行相位形式條件，再結(jié)合該交叉口交通流量情況，因此使用對稱流向放行相位形式。使用單口放行相位形式條件：①左轉(zhuǎn)和直行共用車道，左轉(zhuǎn)沒有專用車道②達成設(shè)置左轉(zhuǎn)專用相位條件③車道數(shù)越多方向?qū)嚵髁糠炊缴僦挥挟斖綕M足這三個條件時，才提議采取單口放行相位形式。交通流量計算表進口道交通量飽和流量流量比東左轉(zhuǎn)15615500.1006直行40816500.2473西左轉(zhuǎn)34015500.2194直行41416500.2509南左轉(zhuǎn)22615500.1458直行44616500.2703北左轉(zhuǎn)20415500.1316直行44016500.2667中關(guān)村東路和成府路交叉口示意圖第9頁10/182、設(shè)計方案與成果信號相位相序設(shè)計

第二步：左轉(zhuǎn)相位設(shè)計左轉(zhuǎn)相位在相位設(shè)計中非常關(guān)鍵，它對交叉口安全和運行效率影響很大。左轉(zhuǎn)相位類型

左轉(zhuǎn)專用相位(類似于保護型左轉(zhuǎn)相位)——為左轉(zhuǎn)交通流專門設(shè)置一種相位，不與其他交通流共用。

左轉(zhuǎn)共用相位(類似于許可型左轉(zhuǎn)相位)——左轉(zhuǎn)和其他交通流共用一種相位，在相位運行時，允許左轉(zhuǎn)交通流利用可接收間隙通過交叉口。

嚴禁左轉(zhuǎn)相位——嚴禁某個方向交通流左轉(zhuǎn)作為信號相位設(shè)計一種形式，主要用來保持交叉口通暢性。在這種情況下，需要在交叉口前方設(shè)置“嚴禁左轉(zhuǎn)”標志。第10頁11/182、設(shè)計方案與成果信號相位相序設(shè)計該交叉口各方向左轉(zhuǎn)車道數(shù)均為2，根據(jù)左轉(zhuǎn)專用相位判定條件，應設(shè)置左轉(zhuǎn)專用相位。只要滿足該表中任意一種判定指標，則交叉口應使用左轉(zhuǎn)專用相位。左轉(zhuǎn)專用相位類型判定條件表判定指標閾值左轉(zhuǎn)車道數(shù)≥2對向直行車道數(shù)≥3左轉(zhuǎn)流量≥300輛/小時左轉(zhuǎn)流量與對向直行流量乘積＞50000（一種對向直行車道）＞90000（兩個對向直行車道）左轉(zhuǎn)交通事故起數(shù)≥4起/年中關(guān)村東路和成府路交叉口示意圖第11頁12/182、設(shè)計方案與成果信號相位相序設(shè)計

第三步：相序設(shè)計在設(shè)計相序時應注意下列幾點：確保不一樣相位交通流平穩(wěn)銜接。在一種信號周期內(nèi)，每個交通流只有一種連續(xù)通行權(quán)。當交叉口進口方向某個轉(zhuǎn)向交通流量較大，排隊車輛會阻塞同方向其他交通流時，應考慮先放行該轉(zhuǎn)向交通流。應根據(jù)本地駕駛員、行人和非機動車行駛習慣進行設(shè)計，例如某些地方習慣先放行直行再放行左轉(zhuǎn)，另某些地方習慣先放行左轉(zhuǎn)再放行直行。在單口放行相位中，一般應優(yōu)先采取對向進口銜接或者逆時針方向銜接，避免采取順時針方向銜接。

假如交叉口機動車放行方式為左轉(zhuǎn)專用相位加左彎待轉(zhuǎn)區(qū)，則應先放直行后放左轉(zhuǎn)，只有這樣才能發(fā)揮左彎待轉(zhuǎn)區(qū)作用。在一種信號周期內(nèi)各個相位運行次序。第12頁13/182、設(shè)計方案與成果信號相位相序設(shè)計中關(guān)村東路和成府路交叉口左彎待轉(zhuǎn)區(qū)采取先放直行后放左轉(zhuǎn)相序第13頁14/182、設(shè)計方案與成果信號相位相序設(shè)計最后設(shè)計方案：綜合以上分析成果，得到如下所示相位相序設(shè)計方案（雙向左轉(zhuǎn)）：第14頁15/18信號相位相序設(shè)計1信號配時設(shè)計22、設(shè)計方案與成果設(shè)計方案與成果第15頁16/18Webster辦法中心思想是使所有隨機達到信號交叉口車輛總延誤時間最小。

每一相位單車延誤時間：

信號配時設(shè)計就是設(shè)計各相位中多種信號燈色（綠、黃、紅）運行時間。

——

信號周期，單位為秒；

——

綠信比；

——

流量比，=交通量/飽和流量；

——

進口道平均達到率；

——

飽和度。2、設(shè)計方案與成果信號配時設(shè)計采取Webster辦法進行信號配時設(shè)計：式中：第16頁17/182、設(shè)計方案與成果信號配時設(shè)計總延誤時間：

——

第

相位車輛達到率；——

相位數(shù)。式中：要使總延誤時間最小，則令,經(jīng)化簡計算求出此時信號周期(即最佳周期)為：式中：

——

總損失時間，單位為秒；

——

各相位最大流量比之和，計算Y值大于0.9時，須改善信號相位設(shè)計方案，重新設(shè)計。周期限制：信號周期設(shè)置過短，對行車安全不利；而信號周期過長，又會造成車輛延誤時間急速增加，通過研究，有如下信號周期限制數(shù)學體現(xiàn)式：第17頁18/302、設(shè)計方案與成果信號配時設(shè)計交通流量計算表

第一相位第二相位第三相位第四相位南直北直南左北左西直東直西左東左交通量446440226204414408340156飽和流量16501650155015501650165015501550流量比0.27030.26670.14580.13160.25090.24730.21940.1006流量比總和：進口道交通量飽和流量流量比東左轉(zhuǎn)15615500.1006直行40816500.2473西左轉(zhuǎn)34015500.2194直行41416500.2509南左轉(zhuǎn)22615500.1458直行44616500.2703北左轉(zhuǎn)20415500.1316直行44016500.2667第18頁

——

停車線到?jīng)_突點距離；

——

車輛在進口道上速度；

——

車輛制動時間。19/302、設(shè)計方案與成果信號配時設(shè)計式中：總損失時間:式中：

——

各相位黃燈時間，一般為，這里?。?/p>

——

各相位啟動損失時間，一般為

；

——

各相位綠燈間隔時間。綠燈間隔時間：經(jīng)計算得：則：，滿足信號周期限制。第19頁20/302、設(shè)計方案與成果信號配時設(shè)計總有效綠燈時間：第一相位：第二相位：

第三相位：

第四相位：

各相位有效綠燈時間

和顯示綠燈時間：

第20頁21/302、設(shè)計方案與成果信號配時設(shè)計

第一相位第二相位第三相位第四相位綠燈時間51274741黃燈時間3333紅燈時間122146126132總時間176176176176

直行紅燈時間直行綠燈時間左轉(zhuǎn)紅燈時間左轉(zhuǎn)綠燈時間黃燈時間東12647132413西12647132413南12251146273北12251146273信號配時成果表：信號配時圖：第21頁22/30交叉口總通行能力：2、設(shè)計方案與成果信號配時設(shè)計各相位綠信比：第22頁23/302、設(shè)計方案與成果信號配時設(shè)計其他相位相序設(shè)計方案：方案一：不專設(shè)左轉(zhuǎn)相位

第一相位第二相位南左南直北左北直西左西直東左東直交通量226446204440340414156408飽和流量15501650155016501550165015501650流量比0.14580.27030.13160.26670.21940.25090.10060.2473

經(jīng)計算得到信號周期：

，不符合周期限制條件，此相位設(shè)計不合理。第23頁24/30流量比總和：Y=1.0352>0.9，此相位設(shè)計不合理。2、設(shè)計方案與成果信號配時設(shè)計方案二：單口放行

第一相位第二相位第三相位第四相位南左南直東左東直北左北直西左西直交通量226446156408204440340414飽和流量15501650155016501550165015501650流量比0.14580.27030.10060.24730.13160.26670.21940.2509第24頁25/18提綱背景及問題描述設(shè)計方案與成果總結(jié)與展望第25頁26/183、總結(jié)與展望總結(jié)展望

以特定交叉路口為例，結(jié)合交叉路口實際幾何特性和采集流量數(shù)據(jù)，按照相位相序設(shè)計標準進行了定性分析，最后選擇了四相位雙向左轉(zhuǎn)直行優(yōu)先相位相序設(shè)計方