《交通管理与控制》第12章 干线交叉口交通信号联动控制解析

4、 干道协调控制的早期，国外专家就注意到：由于下游的车流会影 响上游交叉口，因此在进行上游交叉口信号配时设计时，要根据 下游的绿灯起步时间来定。这实际上就是早期的“相位差”的概 念。
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第一节 干线交通信号定时式联动控制
干道协调控制定义
干道协调控制是指将干道上的多个路口以一定方式(各个信号交叉口间 的相位差）联结起来作为研究对象，同时对各个路口进行相互协调的配时 方案设计，使得干道上按规定车速（通过带速度）行驶的车辆获得尽可能 不停顿的通行权。干道协调控制也可称之为“线控”或“绿波控制”。 干道协调控制也可以描述为：通过调节主干道路上各个信号交叉口之 间的相位差，使干道上按规定车速行驶的车辆获得尽可能不停顿的通行权。
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二、定时式线控制系统的协调方式
（二）双向交通街道（均衡相位差）
双向交通街道的信号协调控制，在各交叉口间距相等时，比较容易实现， 且当交叉口间的车辆行驶时间正好等于线控系统周期时长一半的整数倍时，可 以获得最理想的效果。 各交叉口间距参差不齐时，双向交通街道的信号协调控制比较难于实现， 必须采取试探与折中方法求得信号协调。
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二、定时式线控制系统的协调方式
1．同步式信号协调控制 在同步式协调系统中，连接在一个系统中的全部信号在同一时刻对干道车 流显示完全相同的灯色。 当相邻各交叉口的间距符合下面的关系式时，即车辆在相邻交叉口间的行 驶时间等于信号周期时长整数倍时，适宜将这些交叉口组成同步式协调系统。 相邻交叉口间距满足：
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概述
1、 孤立交叉口的信号配时设计仅考虑了该交叉口的交通情况及几何 尺寸，并没有考虑其相邻交叉口的交通情况对该交叉口的影响。
2、 将本来存在内在联系的相邻交叉口孤立起来设计，尽管各个交叉 口的控制是最佳的，但他们之间没有任何联系，使得整个干道或 区域的交通运行效果未必就好。
3、 因此，提出把城市主干道（区域）的交叉口看成一个系统，把一 条干道上一批相邻的交通信号连接起来，用某种参数建立信号配 时间的联系，使各交叉口之间控制信号运行不再是孤立的，而是 相互间存在内在（时间）联系，这就是干道（区域）协调控制的 基本思想。
2．绿信比
在线控系统中，各个交叉口交通信号的绿信比是根据其各相位交通流量比来确定 的，因此各个交叉口交通信号的绿信比不一定相同。
3．时差（相位差）
绝对时差：是指各个交叉口交通信号的绿灯（或红灯）的起点（或终点）相对于 某一个标准交通信号的绿灯（或红灯）的起点（或终点）的时间差。 相对时差：是指两个相邻交叉口交通信号的绿灯（或红灯）的起点（或终点）之 间的时间差。 注：相对时差等于两个信号绝对时差之差。
第十二章 干线交叉口交通信号联动控制
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当协调控制的范围扩大到一个区域时，就形成了区域交通协调控制，简 称面控制。 在分布式区域交通控制中，把控制区域分为若干控制子区，划分出的控 制子区往往由若干条交通干线组成，因此干线交通控制成为分布式区 域交通控制系统的一个单元。
线控是面控的一种组成部分、也可以说是面控的一种简化的特殊形式。
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干道协调控制方式
（1）联动控制——对2～3个相邻交叉口的信号机实行系统控制，多数是通过定周 期信号机附加联动装置组成。 （2）单系统控制——对线路上的5～20个信号交叉口，各交叉口的信号机使用一个 统一的信号周期，然后按所规定的统一行车速度和相邻交叉口的距离确定各相邻交 叉口之间的相位差。有有线线控信号机和无线线控信号机。 （3）多段系统控制——为了适应交通流在一天中的变化，把控制方案根据交通流 变化分成几组参数（比如高峰、平峰、低峰等），不同时段采用不同控制参数，以 利于提统周期时长，k为整数。 同步式协调系统具有很大的局限性。例如，绿灯有效利用率可能不高（下 游交叉口绿灯启亮时刻应该滞后于上游交叉口绿灯启亮时刻一段车辆行驶时 间）、由于前方交叉口干道方向全是亮绿灯因而容易导致司机加速赶绿灯从而 引起交通事故等。 同步式协调控制的两种特殊情况： （1）交叉口间距相当短、且干线方向的交通量远大于交叉方向交通量。 （2）干线方向交通量接近通行能力，下游交叉口红灯车辆排队有可能越过上游 交叉口。
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二、定时式线控制系统的协调方式
（一）单向交通街道（优先相位差）
单向交通街道，或者双向交通量相差十分悬殊时，只要照顾单向信号协调的 街道，是最容易实施交通信号协调控制的街道。相邻各交叉口交通信号间的 相对时差Of（秒）可按下式确定： （12-1） 其中，s为相邻交叉口的间距（公里），v为线控系统所要求的车辆通行速度 （公里/小时）。
4s （12-4） 3600 C 与同步系统一样，这种系统的适用性不大，实践中很少单独采用。 v
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同步式协调控制与交互式协调控制范例
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二、定时式线控制系统的协调方式
3．续进式信号协调控制 续进式协调系统是指根据干道所要求的车速和交叉口之间的距离，确定合适的 时差，用以协调各相邻交叉口上绿灯的启亮时刻，尽量使得在上游交叉口绿灯启 亮后开出的车辆，以适当的车速行驶，可正好在下游交叉口绿灯启亮前后到达。 与同步式协调系统和交互式协调系统相比，续进式协调系统更具实际意义。 续进式协调系统可分为简单续进系统和多方案续进系统两种。多方案续进系统 可适应于交通流状况发生变化的场合。 （1）简单续进系统—— 只使用一个系统周期时长和一套配时方案，车辆可以按设计车速连续通行，对 不同的路段，设计车速可随交叉口间距变化。 （2）多方案续进系统—— 适用交通流变化情况，一个配时方案对应一组给定的交通条件。 交通流发生变化的可能类型： A：单个路口的交通流发生变化：系统中一个或几个信号点上交通量增加或减 少，这些变化能改变所需的周期时长或绿信比。 B：交通流方向发生变化：在双向干线上，“入境”交通量和“出境”交通量 可能变化。 a)入境交通量大于出境交通量。 b)入境交通量大体等于出境交通量。 c)出境交通量大于入境交通量。
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一、 干道协调控制基本参数
1．周期时长
在线控系统中，为使干道上各交叉口的交通信号能够取得协调，要求各个交叉口 交通信号的周期时长必须相等。利用单点定时信号的配时设计方法，计算出各个 交叉口交通信号所需的周期时长，然后从中选出最大的周期时长作为线控系统的 周期时长，并把所需周期时长最大的这个交叉口称之为关键交叉口。 注：双周期交叉口
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二、定时式线控制系统的协调方式
2．交互式信号协调控制 在交互式协调系统中，连接在一个系统中相邻交叉口的信号在同一时刻显示 完全相反的灯色。 当相邻各交叉口的间距符合下面关系式时，即车辆在相邻交叉口间的行驶时 间等于信号周期时长一半的奇数倍时，适宜将这些交叉口组成交互式协调系统。 相邻交叉口间距满足： （12-3） 成对交互式协调控制—— 一对信号同相邻的另一对信号组成交互式协调控制。在成对交互式协调控制 系统中，车辆能连续通行的车速为：