城市干线道路交通信号协调控制设计

《交通管理与控制》课程设计任务书
课程名称: 交通控制
题目: 城市交通干线信号协调控制设计
专业:
学生姓名:
学号:
指导教师:
年月
1 课程设计的目的
干线交通信号协调控制是将干道上的多个交叉口以一定的方式联结起来作为研究对象，同时对各交叉口进行相互协调的配时方案设计，使得尽可能多的干道行驶车辆可以获得不停顿的通行权。

课程设计目的在于让学生比较全面的掌握交叉口信号灯配时的设计和优化方法及干道交通信号协调控制的方法，以青岛市瑞昌路路沿线主要交叉口为控制对象，在前期的交通量数据调查以及数据分析的基础上，设计交叉口信号控制最优控制方案，制定干线信号协调控制方案。

通过该课程设计的环节，培养学生分析问题解决问题的能力，培养学生实践动手能力。

学生应当通过课程设计在以下方面获得锻炼：
（1）能熟练运用交通管理与控制课程中的基本理论和方法，正确的完成交通控制中的设计任务，解决调查、分析、参数的正确选取等问题；
（2）提高设计能力，学生通过交叉口控制系统的设计训练，掌握交通控制定时信号的配时设计和干线协调信号控制计算；
（3）培养学生综合运用所学理论去解决工程设计问题的能力，培养独立思考、独立探索和创新的能力。

在设计过程中，要求学生运用所学知识，详细、全面考虑配时计算所需参数，选用适当的配时算法，进行配时设计，认真收集和分析有关设计所需资料，并据此整理确定设计方案，认真、独立完成设计。

2 交通数据分析
2.1数据分析与分组
本次课程设计选取城市典型主干道，针对实际交通运行分别进行早高峰（6:00-9:00）、平峰（9:00-12:00）和晚高峰（17:00-20:00）三个时段的信号协调方案设计。

每个小组的交通数据分析任务有：
（1）各交叉口间距，交叉口渠化现状；
（2）各交叉口高峰小时各流量数据调查
（3）高峰小时交通量计算，PHF取0.75。

2.2数据分析结果
（1）各交叉口时段流量统计（画图） （2）确定关键交叉口高峰小时流量
3单个交叉口定时信号控制参数计算
3.1 计算参数准备
本组调查的交叉口为主干道瑞昌路与次干道的交叉口，道路条件满足规划要求，有关交叉口的基本交通条件如下：
（1）根据该交叉口交通量实测数据的对比分析，并对实测交通量进行系数换算得到各个进口道高峰小时流量mn Q （h pcu ）各个交叉口直行车大车率：最高15分钟流率换算的高峰小时流率
dmn
q 如下表所示：
表 瑞昌路与金华 路交叉口高峰小时各流向流量表（pcu/h ） 进口道
()h pcu Q mn
min pcu q mn d
西进口
直行
左 右
总计
东进口
直行
左 右
总计
北进口
直行
左 右
总计
南进口
直行
左 右
总计
4 干线交通信号协调控制设计（数解法）
1. 根据每一交叉口的平面布局及计算交通量，按单点定时控制的配时方法，确定每一交叉口的周期时长。

配时参数计算
（1）韦伯斯特法计算周期时长，周期时长宜取40~180秒。

（2）信号总损失时间，按下式计算：
()s
k k
L L
I A =
+-∑
式中：s L —启动损失时间，取3s ；
A —黄灯时长，可定为3s ； I —绿灯间隔时间，3s ； k —一个周期内的绿灯间隔数。

(3) 车道饱和流量
表 各类进口车道的基本饱和流量
车道 基本饱和流量
直行车道 1450 直左车道 左转 1050 450 右转（直右）车道
1350
2. 以所需周期时长最大的交叉口为关键交叉口，以此周期时长为线控系统的备选系统周期时长。

3. 以各交叉口所需周期时长并根据主次道路的流量比，计算各交叉口各相位的绿信比及绿灯时间。

4. 上步算得关键交叉口上主干道相位的显示绿灯时间，就是各交叉口上对干道方向所必须保持的最小绿灯长度。

m me m g g I l =-+ (4.1)
()m
m m m m me
Y y y L C g ⎪
⎭⎫ ⎝⎛'--= （4.2）
式中， m g —关键交叉口上主干道方向显示绿灯时间，s ； me g —关键交叉口上主干道方向有效绿灯时间，s ； m I —关键交叉口绿灯间隔时间，s ； l —起动损失时间，s ； m C —系统周期时长，s ； m L —关键交叉口总损失时间，s ；
'
m m y y 、—关键交叉口上主干道两向的流量比；
m Y —关键交叉口上最大流量比之和。

5. 经第三步算得非关键交叉口上次要道路方向显示绿灯时间，是该交叉口对次要道路所必须保持的最小绿灯时间。

显示绿灯时间以n g 表示，有效绿灯时间以me g 表示 l I g g n ne n --= （4.3）
()n
n n n n ne Y y y L C g ⎪
⎭⎫ ⎝⎛'--= （4.4）
式中各符号的意义，是在非关键交叉口上次要道路方向相应于上述关键交叉口各有关项的意义。

6. 系统周期时长大于非关键交叉口所需周期时长时，非关键交叉口改用系统周期时长，其各相位绿灯时间均随着增长。

非关键交叉口次要道路方向的绿灯时间只需保持其最小绿灯时间即可。

为有利于线控系统协调双向时差，在非关键交叉口上保持其次要方向的最小绿灯时间，把因取系统周期时长后多出的绿灯时间全部加给主干道方向，这样还可适当增宽线控系统的通过带宽。

7. 时差计算，确定绿波带带速和带宽。

5设计收获及总结 参考文献
[1] 宋现敏．交叉口协调控制相位差优化方法研究[D]．吉林：吉林大学，2005．
[2] 袁振洲．道路交通管理与控制[M]．人民交通出版社，2009.
[3] 王建军，严宝杰．交通调查与分析[M]．人民交通出版社，2004.。