交通信号灯设计

摘要：在现代城市道路网中，平面交叉路口成为通行能力与通行安全的卡口，交通阻塞大部分是由于平面交叉路口通行能力不足造成的。造成叉路口通行能力不足的原因主要有两个方面：一方面是道路规划设计的路段通行能力已不能满足；另一方面是道路规划设计的路段通行能力可以满足目前交通量最大需求，但是路口信号灯没有进行最佳配置，造成了交叉路口不必要的拥塞。因此需要在交通路口设置合理的交通信号灯来保障机动车驾驶员及行人人身安全、提供良好的出行环境、解决路口行车秩序问题。

关键词：交通信号灯信号灯控制

中图分类号：U665.16 文献标识码：A

交通信号灯设置的基本原则

可持续性原则：采用生态的、可持续性设计来处理城市平面交叉口信号灯；实用性：全面分析未来需求与现有条件,充分考虑现时功能的要求，从实际需要出发，从管理特色着手；力求实现系统建设与使用同步，,并且易于操作；可行性：方案应具体可行，能最大限度地满通管理实际工作的需要。在保证先进性的前提下，应尽量节省资金，确保以最少的投入获取最大效果；高可靠性：只有力求系统安全、可靠、稳定地运行，才能提供优质的服务；规范性：路口信号灯的设置应满足相应的规范要求；具有最佳的性能价格比：良好的可管理性和可维护性：设备应考虑它的可管理性和可维护性。

交通信号灯设置标准

信号灯设置时应根据路口形状、交通流量和交通事故状况等条件，确定路口信号灯的设置。信号灯设置标准如下：当相交的两条道路均为干路时，设置信号灯；当相交的两条道路中有一条为支路时，路口机动车高峰小时流量超过《道路交通信号灯设置与安装规范》表1所列数值时，应设置信号灯；路口任意连续8h的机动车平均小时流量超过表2所列数值时，应设置信号灯；在采用信号控制的路口，已施划人行横道标线的，相应设置人行横道信号灯；采用多相位的相位设置方式，设置方向指示信号灯。

典型路口信号灯设计方案

人行道信号灯设置原则：人行横道信号灯安装在人行横道两端内沿或外沿线的延长线、距路缘的距离为0.8m至2m的人行道上，采取对向灯安装。

机动车道信号灯设置原则为：当进口停车线与对向信号灯的距离大于50米时，应在进口处增设至少一个信号灯组；当进口停车线与对向信号灯的距离大于70米时，对向信号灯应选用发光单元透光面尺寸为φ400mm的信号灯。机动车道信号灯在路口对面两侧规范设置，在有中心隔离带路段，将路口左侧交通信号灯调整在中心隔离带设置，扩大交通信号可视范围。典型路口信号灯布置平面图如下：

十字路通信号灯典型布置图 丁字路通信号灯典型布置图

交通信号灯控制方案

交通控制是整个智能交通系统（ITS）的核心，是关系到智能交通系统能否充分发挥其效能的重要前提。

根据路口所在位置的道路网和交通流分布特点，可根据具体路口情况采取以下控制策略：中心计算机协调控制；紧急优先控制；无缆线控；多时段定周期控制；本地人工强制控制；黄闪控制；备用控制等。以上所列的交通信号控制方式，均支持远程绿波带交通信号控制系统，可根据路通条件和交通流量状况任意调用。根据路口所在区域的交通控制状况和今后发展需要，近期建议采用下列交通控制战略：

在实现通信的情况下，预留绿波带协调控制；近期采用路口独立控制；

在没有通讯的情况下，预留无缆线控制接口；

本工程所有设置信号灯的道路交口采用多相位控制；

根据各个路口的实际需要，在晚间实行黄闪或特别周期；

根据交通管制预案，设置若干预案方案；

对于个别路口间距较大，交通连续相关不太紧密的路口，或次干道流量较小的路口，考虑采用单点多时段定周期控制；

对于个别路口临时的交通控制特殊需求，可随时对信号控制器进行人工干预（本地或远程）。

交通信号灯配时方案

单点控制的控制方法主要有固定配时、感应控制、自适应控制等几种控制方式。定时信号控制是最基本的一种控制方式，且定时控制为其他控制方式配时的基础，因此，本文主要介绍单点定时配时。单点控制定时信号配时技术的基本原理为：根据单个路口的道路条件及路口各进口车道到达的交通流向与流量来确定定时信号的配时方案。单点定时信号配时的基本内容包括两部分：确定信号相位方案和信号基本控制参数。交通信号机配时与路通量相关，根据路通量及路口渠化情况确定路口相位设置及信号机接线。十字路口典型接线如下图所示。

交通信号机接线示意图

本文以十字路口四相位为例介绍交通信号机配时，交通信号机每套配时方案可分成20个工作步，每5个工作步构成一段，每一段完成一个相位控制。每段的第1步为可变步，变化范围为0～99秒。每段的运行时间主要取决于该步的设定。其余4步的变化范围为0～9秒。具体4段的划分如下：第一段——1、2、3、4、5共五个工作步；第二段——6、7、8、9、10共五个工作步；第三段——11、12、13、14、15共五个工作步；第四段——16、17、18、19、20共五个工作步。各工作步定义及参考配时如下：

各相位步伐配时表

根据接线形式及步伐表可得出相位设计图，如下图所示：

参考文献：

《城市道路交通规划设计规范》 GB 50220-95；

《道路交通信号灯》GB14887－2003；

《道路交通信号灯设置与安装规范》；GB14886—2006。