第4章信号控制1解析课件.ppt
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1、1课程内容课程内容第第1章章 控制理论概述控制理论概述第第2章章 交通控制概述交通控制概述第第3章章 路口优先控制路口优先控制第第4章章 交通信号控制交通信号控制第第5章章 交通诱导控制交通诱导控制第第6章章 交通控制的基本评价指标交通控制的基本评价指标第第7章章 控制系统的基本原理及组成控制系统的基本原理及组成第第8章章 高速公路交通控制高速公路交通控制2第第4章章 交通信号控制交通信号控制当路口交通流量较小时,宜采用优先规则控制;当路口交通流量较小时,宜采用优先规则控制;当路口交通流量较大时,宜采用信号控制。当路口交通流量较大时,宜采用信号控制。交通信号控制是时间分离的交通组织形式。交通信
2、号控制是时间分离的交通组织形式。通常在停车让路控制基础上,根据交叉口交通流通常在停车让路控制基础上,根据交叉口交通流量、车辆延误、交通冲突、行人安全、事故记录量、车辆延误、交通冲突、行人安全、事故记录以及交叉口所处的位置等多方面因素,来考虑设以及交叉口所处的位置等多方面因素,来考虑设置信号灯的必要性。置信号灯的必要性。3第第4章章 交通信号控制交通信号控制第第1节节 信号控制参数与基本概念信号控制参数与基本概念第第2节节 单点定时信号控制原理单点定时信号控制原理第第3节节 单点感应信号控制原理单点感应信号控制原理第第4节节 干线信号协调控制原理干线信号协调控制原理第第5节节 区域信号协调控制区
3、域信号协调控制41.1 信号控制参数信号控制参数1.2 饱和流率饱和流率1.3 交叉口交通运行状态及车辆受阻描述交叉口交通运行状态及车辆受阻描述第第1节节 信号控制参数与基本概念信号控制参数与基本概念51.1 信号控制参数信号控制参数(1)信号相位信号相位(2)信号绿灯()信号绿灯(3)信号红灯)信号红灯(4)信号黄灯()信号黄灯(5)全红时间)全红时间(6)信号周期)信号周期(7)绿灯间隔时间)绿灯间隔时间(8)绿灯信号时段)绿灯信号时段(9)有效绿灯时间与绿信比)有效绿灯时间与绿信比?信号相位(相位数、相序)、信号周期、信号相位(相位数、相序)、信号周期、绿灯时绿灯时间(绿信比)间(绿信比
4、)信号灯色:绿灯、信号灯色:绿灯、黄灯、红灯黄灯、红灯6 概念:概念:通行权的每一次更换,就构成了通行权的每一次更换,就构成了 一个信号相位。一个信号相位。相序与相位数:相序与相位数:通行权的顺序构成相序。通行权的顺序构成相序。信号控制的最基本的形式是两相位信号控信号控制的最基本的形式是两相位信号控制,即制,即n=2n=2,相位图如图,相位图如图4-1-14-1-1所示。所示。1.1 信号控制参数信号控制参数(1)信号相位:信号相位:n个个101.1 信号控制参数信号控制参数(1)信号相位信号相位(2)信号绿灯)信号绿灯(3)信号红灯)信号红灯(4)信号黄灯)信号黄灯(5)全红时间)全红时间(
5、6)信号周期)信号周期(7)绿灯间隔时间)绿灯间隔时间(8)绿灯信号时段)绿灯信号时段(9)有效绿灯时间与绿信比)有效绿灯时间与绿信比111.1 信号控制参数信号控制参数(2)信号绿灯:)信号绿灯:G(秒)(秒)信号绿灯(包括绿闪):信号绿灯(包括绿闪):表示车辆可以通行。表示车辆可以通行。在平面交叉口,面对绿灯的车辆可以直在平面交叉口,面对绿灯的车辆可以直 行、左转或右转。左、右转车辆必须让合法行、左转或右转。左、右转车辆必须让合法 通行的其他车辆和行人横道线内行人先行。通行的其他车辆和行人横道线内行人先行。绿色箭头灯表示车辆只允许沿箭头所指绿色箭头灯表示车辆只允许沿箭头所指 的方向通行。的
6、方向通行。121.1 信号控制参数信号控制参数(3)信号红灯:)信号红灯:R(秒)(秒)信号红灯(包括红信号红灯(包括红+黄):黄):表示不允许车辆通行,面对红灯的车表示不允许车辆通行,面对红灯的车 辆不能超过停车线。辆不能超过停车线。箭头红灯表示仅对箭头所指的方向起箭头红灯表示仅对箭头所指的方向起 红灯的作用。红灯的作用。13 信号黄灯(独立黄灯):信号黄灯(独立黄灯):表示即将亮红灯,面对黄灯的车辆应表示即将亮红灯,面对黄灯的车辆应 该依次停在各进口道停车线以外。当黄灯该依次停在各进口道停车线以外。当黄灯 启亮时,已经进入交叉口(通过或部分通启亮时,已经进入交叉口(通过或部分通 过停车线)
7、的车辆可以继续通行,驶离交过停车线)的车辆可以继续通行,驶离交 叉口。叉口。1.1 信号控制参数信号控制参数(4)信号黄灯:)信号黄灯:A(秒)(秒)n黄灯时间的设置:黄灯时间的设置:基于交叉口交通安全方面的要求。基于交叉口交通安全方面的要求。n黄灯时间的取值范围一般为黄灯时间的取值范围一般为3 35 5秒。秒。黄灯时间不宜较长,当黄灯时间大于黄灯时间不宜较长,当黄灯时间大于5 5 秒时,超出部分通常用全红时间取代。秒时,超出部分通常用全红时间取代。n 箭头黄灯表示:箭头黄灯表示:仅对箭头所指的方向起黄仅对箭头所指的方向起黄灯的作用。灯的作用。(4)信号黄灯:)信号黄灯:A(秒)(秒)151.
8、1 信号控制参数信号控制参数161.1 信号控制参数信号控制参数(1)信号相位信号相位(2)信号绿灯)信号绿灯(3)信号红灯)信号红灯(4)信号黄灯)信号黄灯(5)全红时间)全红时间(6)信号周期)信号周期(7)绿灯间隔时间)绿灯间隔时间(8)绿灯信号时段)绿灯信号时段(9)有效绿灯时间与绿信比)有效绿灯时间与绿信比17n 全红时间:全红时间:指交叉口处于指交叉口处于“四面红灯四面红灯”控制状态的控制状态的下的一段下的一段红灯时间红灯时间。n 全红时间的作用:全红时间的作用:清路口,并提供较大的安全余地。使滞留清路口,并提供较大的安全余地。使滞留在交叉口冲突区内的车辆能够安全地疏散。在交叉口冲
9、突区内的车辆能够安全地疏散。n 全红时间的长短,应视交叉口具体情况而定。全红时间的长短,应视交叉口具体情况而定。1.1 信号控制参数信号控制参数(5)全红时间:)全红时间:r(秒)(秒)18 概念概念n 信号灯色显示一个循环所需要的时间。信号灯色显示一个循环所需要的时间。n 也是不同信号相位所需时间之和。也是不同信号相位所需时间之和。通常用通常用信号配时图信号配时图来描述信号周期。来描述信号周期。信号配时图可以反映出某一时刻路口的信号配时图可以反映出某一时刻路口的灯色状态。灯色状态。1.1 信号控制参数信号控制参数(6)信号周期:信号周期:C C(秒)(秒)19 无全红(无全红(r=0r=0)
10、的两相位)的两相位(n=2)(n=2)信号控制配时图信号控制配时图图中符号说明(两相位时):图中符号说明(两相位时):下标下标1 1:表示东西方向(:表示东西方向(A A相位)相位)下标下标2 2:表示南北方向(:表示南北方向(B B相位)相位)C=GC=G1 1+A+A1 1+R+R1,1,C=G C=G2 2+A+A2 2+R+R2 220C=GC=G1 1+A+A1 1+R+R1 1C=GC=G2 2+A+A2 2+R+R2 2C=GC=G1 1+A+A1 1+R+R1 1=G=G2 2+A+A2 2+R+R2 221信号周期由两个绿灯信号时段信号周期由两个绿灯信号时段T T1 1和和T
11、 T2 2组成:组成:T T1 1 A A相位绿灯信号时段,秒;相位绿灯信号时段,秒;T T2 2 B B相位绿灯信号时段,秒;相位绿灯信号时段,秒;无全红(无全红(r=0r=0)的两相位信号控制配时图)的两相位信号控制配时图22 C=T C=T1 1+T+T2 2=(G G1 1+A+A1 1)+(G G2 2+A+A2 2)=(G G1 1+G+G2 2)+2A +2A (设:(设:A A1 1=A=A2 2=A=A)=G+2A,=G+2A,G G 周期绿灯时间周期绿灯时间 23 无全红的三相位信号控制配时图无全红的三相位信号控制配时图24 无全红的三相位信号控制配时图无全红的三相位信号控
12、制配时图 信号周期由三个绿灯信号时段组成:信号周期由三个绿灯信号时段组成:T T1 1=G=G1 1+A+A1 1 T T2 2=G=G2 2+A+A2 2 T T3 3=G=G3 3+A+A3 325 无全红的三相位信号控制配时图无全红的三相位信号控制配时图 C=C=T T1 1+T+T2 2+T+T3 3=G=G1 1+A+A1 1+G+G2 2+A+A2 2+G+G3 3+A+A3 3 =(G G1 1+G+G2 2+G+G3 3)+3A+3A,(设:,(设:A A1 1=A=A2 2=A=A3 3=A=A)=G+3A=G+3A,(G=GG=G1 1+G+G2 2+G+G3 3)26 无
13、全红的三相位信号控制配时图无全红的三相位信号控制配时图 C=G C=G1 1+A+A1 1+R+R1 1=G=G2 2+A+A2 2+R+R2 2=G=G3 3+A+A3 3+R+R3 3 27 对于全红时间为零的多相位信号控制,其对于全红时间为零的多相位信号控制,其信号周期表达式的一般形式为:信号周期表达式的一般形式为:设:设:A1=A2=Ai,则可以改写为:,则可以改写为:C=G+nA ,G G为周期绿灯时间为周期绿灯时间 niiniiAGC11niinAGC128 有全红(有全红(r r 0 0)的两相位信号控制配时图)的两相位信号控制配时图 全红:推迟下一相位的绿灯起始时刻。全红:推迟
14、下一相位的绿灯起始时刻。29 有全红(有全红(r r 0 0)的两相位信号控制配时图)的两相位信号控制配时图 C=G1+A+R1=G2+A+R2 =(G1+A+r)+(G2+A+r)=(G1+G2)+2(A+r)=G+2(A+r),G=G1+G2 其中:其中:A相位时间相位时间=G1+A+r ,B相位时间相位时间=G2+A+r 有全红时间的多相位信号控制,其信号周期有全红时间的多相位信号控制,其信号周期的一般表达式为:的一般表达式为:)()(1rAnGrAnGiCni 当当r=0r=0时,即无全红信号控制是有全红信时,即无全红信号控制是有全红信号控制的一个特例。号控制的一个特例。31例例4-1
15、-1 有两相位信号控制交叉口。信号有两相位信号控制交叉口。信号周期周期C=60秒,黄灯时间秒,黄灯时间A=3秒,相位秒,相位A绿绿灯时间灯时间G1=30秒,无全红时间。秒,无全红时间。试求试求(1)绘制信号配时图,并给出标注;)绘制信号配时图,并给出标注;(2)周期表达式。)周期表达式。例题:例题:4-1-1,C=60秒,秒,A=3秒,秒,G1=30秒秒解:解:(1)绘制信号配时图)绘制信号配时图33例题:例题:4-1-1,C=60秒,秒,A=3秒,秒,G1=30秒秒解:解:(2)信号周期表达式)信号周期表达式C=G1+A+R1=30+3+27=60(秒)(秒)C=G2+A+R2=24+3+3
16、3=60(秒)(秒)C=G+2A=(30+24)+2x3=60(秒)(秒)34例例4-1-3 有两相位信号控制交叉口。信号有两相位信号控制交叉口。信号周期周期C=60秒,黄灯时间秒,黄灯时间A=3秒,相位秒,相位A绿绿灯时间灯时间G1=30秒,全红时间秒,全红时间r=2秒。秒。试求试求(1)绘制信号配时图,并给出标注;)绘制信号配时图,并给出标注;(2)周期表达式。)周期表达式。35例例4-1-3 C=60秒,秒,A=3秒,秒,G1=30秒,秒,r=2秒。秒。解:解:(1)绘制信号配时图并给出标注;)绘制信号配时图并给出标注;A相位:相位:G1=30秒,秒,A=3秒,秒,R1=C-G1-A=6
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