饱和度的计算

1课程内容第1章绪论第2章交叉口优先规则控制第3章交通信号控制基础第4章单点信号控制第5章干线及区域信号控制第6章交通控制的评价指标第7章交通控制系统组成及原理第8章典型交通信号控制系统简介第9章高速公路交通控制第10章交通控制系统的建立2第6章交通控制的评价指标第1节评价方法和主要评价指标第2节通行能力第3节饱和度第4节车辆延误与停车第5节交叉口服务水平3第1节评价方法和主要评价指标第2节通行能力第3节饱和度第4节车辆延误与停车第5节交叉口服务水平第6章交通控制的评价指标41、评价的目的是什么?2、评价的方法?3、主要评价指标有哪些?第1节评价方法和主要评价指标51、评价的目的是什么？交通控制的评价目的：是要客观地反映交通控制的实际效果。第1节评价方法和主要评价指标62、评价的方法？交通控制的评价方法主要有：（1）调查法通过对比交通控制实施前后的调查结果来判断交通控制的效果。（2）仿真法采用计算机仿真技术分析交通控制的效果。第1节评价方法和主要评价指标73、主要的评价指标？主要评价指标为：通行能力饱和度行程时间延误与服务水平停车次数及停车率燃油消耗、废气排放、交通噪音等道路交通控制的评价指标，既是衡量和评估控制系统的控制效益的一些参数或物理量，也是制定控制策略、优化控制参数的目标函数。第1节评价方法和主要评价指标8评价指标的选择：注意：在道路条件一定的情况下，指标之间也会存在矛盾。如：交叉口的通行能力受信号周期时间的影响，在正常的周期时间选择范围内，周期时间越长，通行能力越大，但车辆的延误、停车、油耗等也会随之增加。所以在这种情况下，在提高通行能力的同时，必然会影响甚至降低一些其它方面的效果。第1节评价方法和主要评价指标9评价指标的选择：在实际评价时，要根据控制的侧重点，选择其中的一项或几项指标作为实际的评价指标，并以选定的指标为依据确定信号配时，以使控制达到最佳。如使延误、停车次数、油耗达到最小，而通行能力相对较大等。第1节评价方法和主要评价指标10END第1节评价方法和主要评价指标1、评价的目的是什么?2、评价的方法?3、主要评价指标有哪些?11第6章交通控制的评价指标第1节评价方法和主要评价指标第2节通行能力第3节饱和度第4节车辆延误与停车第5节交叉口服务水平122.1概念2.2通行能力的计算2.3通行能力的分析第2节通行能力132.1通行能力的概念道路通行能力是指在一定的道路、交通和环境条件下，道路上某一断面在单位时间内通过的最大车辆数。其单位通常为辆/时，或Veh/h。第2节通行能力14道路通行能力既是道路的一种性能，是度量道路疏导车辆能力的物理量，也是道路的一项指标，是道路规划设计必须的基础数据，同时也是交通管理具体参数之一。2.1通行能力的概念15根据交通流理论可知：当道路上的交通量小于通行能力时，驾驶人驾驶车辆的自由度相对较大，有变换车速、改变车道和超车的灵活性和可能性；当交通量等于或接近通行能力时，车辆行驶的自由度就逐渐降低，车速趋于相同，一旦遇到干扰就会出现减速、拥挤，甚至阻滞；当交通量超过通行能力时，车辆就会发生拥挤甚至完全堵塞。16道路通行能力分为路段通行能力和交叉口通行能力。本课程主要研究交叉口通行能力。2.1通行能力的概念END172.1通行能力的概念2.2通行能力的计算2.3通行能力的分析第2节通行能力182.2.1优先规则控制交叉口通行能力计算2.2.2信号控制交叉口通行能力计算2.2通行能力的计算192.2.1优先规则控制交叉口通行能力计算2.2通行能力的计算这部分同学们（自学)202.2.2信号控制交叉口通行能力计算2.2通行能力的计算信号控制交叉口的通行能力包括：①相位通行能力②交叉口通行能力21①相位通行能力（Pi）概念：相位通行能力是指一个相位关键车道在单位时间通过的车辆总数，或关键车道在整个信号周期所能提供的最大平均流率（辆/时或辆/秒）。思考：相位通行能力与什么有关？22在道路条件一定的情况下，相位通行能力主要取决于相位的信号配时值与关键车道的饱和流率。即：相位通行能力就是指相位关键车道运行在临界饱和状况时的疏导能力。①相位通行能力（Pi）23计算公式：Pi=Si*ui式中：Pi——相位i通行能力，辆/时、辆/秒；Si——相位i关键车道饱和流率，辆/时、辆/秒；ui——相位i绿信比。①相位通行能力（Pi）24用受阻图表示：当车流到达率小于通行能力时，相位i处于欠饱和状况；当车流到达率等于通行能力时，相位i处于临界饱和状况；当车流到达率大于通行能力时，相位i处于过饱和状况，此时虽按通行能力放行，而路口依然有滞留车队存在。①相位通行能力（Pi）累积车辆数时间（秒）eiReiGOiiPqiiPqiiPqiSC滞留车队队长通行能力裕度相位通行能力示意图26计算公式：Pi=Si*ui①相位通行能力（Pi）END272.2.2信号控制交叉口通行能力计算①相位通行能力②交叉口通行能力28②交叉口通行能力（P）概念：交叉口通行能力是交叉口关键车道的通行能力。交叉口关键车道是相位关键车道的组合。对于信号控制的交叉口而言，交叉口通行能力通常用相位关键车道通行能力，即相位通行能力的和表示。29计算公式：niiPP1式中：P—交叉口通行能力，辆/时、辆/秒；Pi—相位i通行能力，辆/时、辆/秒；n—相位数。②交叉口通行能力（P）END302.2.2信号控制交叉口通行能力计算①相位通行能力②交叉口通行能力312.2.2信号控制交叉口通行能力计算信号控制交叉口的通行能力包括：——相位通行能力——交叉口通行能力影响通行能力大小的主要因素：——进口道饱和流量——信号配时参数等END322.2通行能力的计算(1)优先规则控制交叉口通行能力计算（自看）(2)信号控制交叉口通行能力计算END332.1通行能力的概念2.2通行能力的计算2.3通行能力的分析第2节通行能力342.3通行能力的分析（1）优先规则控制交叉口通行能力分析（自学）（2）信号控制交叉口通行能力分析352.3通行能力的分析（1）优先规则控制交叉口通行能力分析（自学）（2）信号控制交叉口通行能力分析36（2）信号控制交叉口通行能力分析在道路条件一定的情况下，信号控制交叉口通行能力主要受信号配时的影响。合理的配时既可以保持较高的通行能力，保持交通的畅通，又可以降低车辆的延误，提高交叉口的运行效率。37（2）信号控制交叉口通行能力分析分析信号配时对通行能力的影响：①绿信比对通行能力的影响②信号周期对通行能力的影响③相位数对通行能力的影响④关系曲线38①绿信比对通行能力的影响（P与U）首先回顾有关概念：绿信比?有效绿灯时间？周期损失时间？39①绿信比对通行能力的影响（P与U）绿信比？Gei=Gi+A-l,式中：l——起动停车损失时间，40①绿信比对通行能力的影响（P与U）周期有效绿灯时间：niniieienlnAGnlnAGGG1141①绿信比对通行能力的影响（P与U）周期（有效）绿信比：等于周期有效绿灯时间与信号周期之比，用符号U表示，无单位，即：U=Ge/C周期（有效）绿信比等于各信号相位（有效绿信比之和。U=u1+u2=Ge1/C+Ge2/C=Ge/C42①绿信比对通行能力的影响（P与U）周期损失时间：L=n(l+r)，当全红时间为零时：L=nlC=Ge+LGe=C–L43①绿信比对通行能力的影响（P与U）nniniiniiuSuSuSuSPP221111交叉口通行能力与绿信比的关系式：44设进口道饱和流率Si均相同，即S1=S2=S2=…=Sn=S，则公式改写为：SUuSuSPPniiiniinii111①绿信比对通行能力的影响（P与U）公式表明：交叉口通行能力与周期绿信比成正比，增大周期绿信比可以提高交叉口通行能力，减小周期绿信比可以降低交叉口通行能力。45由于0＜U＜1，即绿信比的进一步提高会受到限制，因此，通过增加绿信比来提高通行能力是有限度的。SUuSuSPPniiiniinii111①绿信比对通行能力的影响（P与U）46当n、S、C一定时：L（n(l+r)）↘Ge=C-L↗U=Ge/C↗P=SU↗即：为了提高通行能力，应适当减少起动停车损失时间和全红时间。SUuSuSPPniiiniinii111①绿信比对通行能力的影响（P与U）END47（2）信号控制交叉口通行能力分析①绿信比对通行能力的影响②信号周期对通行能力的影响③相位数对通行能力的影响④关系曲线48②信号周期对通行能力的影响（P与C）)1()(CLSCLCSUSP由周期绿信比与信号周期的关系式可得交叉口通行能力与信号周期的关系式：公式表明：在周期损失时间L一定的情况下，减小信号周期，降低了交叉口的通行能力；反之，增大信号周期，提高通行能力。49当S、L一定时：C↗L/C↘U=1-L/C↗P=SU↗即：为了提高通行能力，可以适当加长信号周期。②信号周期对通行能力的影响（P与C）)1()(CLSCLCSUSP50例题：已知：S=1440辆/小时，n=2，L=10秒计算周期分别80秒、100秒、120秒、140时时的通行能力？)1()(CLSCLCSUSP计算得到：C1=80秒时：P=1260辆/小时C2=100秒时：P=1296辆/小时C3=120秒时：P=1320辆/小时C4=140秒时：P=1337辆/小时注意值的增幅。51注意：由于信号周期增大到一定数值后，继续增大信号周期，通行能力的提高将变得不明显。因此，通常信号周期的最大取值为120秒左右（指两相位）。②信号周期对通行能力的影响（P与C）通行能力PC周期0车辆延误0C周期DC0Cm1.5C00.75C0d*通行能力、车辆延误与信号周期52[例]C=80秒，S=1440辆/时，L=10秒、14秒计算在不同周期损失时间下的通行能力？)1()(CLSCLCSUSPL=10秒：P=1260辆/时L=14秒：P=1188辆/时计算结果表明，在交叉口信号控制中，应尽可能减少交叉口周期损失时间，即采取措施减少相位起动停车损失时间和全红时间以减少对交叉口通行能力的影响。53（2）信号控制交叉口通行能力分析①绿信比对通行能力的影响②信号周期对通行能力的影响③相位数对通行能力的影响④关系曲线54③相位数对通行能力的影响（P与n）交叉口通行能力与相位数的关系式：])(1[)1()(ClrnSCLSCLCSUSP公式表明：在信号周期一定时，相位数n增加，周期损失时间L也随之增加，相应的周期绿信比U减少，从而使交叉口的通行能力降低。55当S、C，l、r一定时：n↗L=n(l+r)↗Ge=C-L↘U=Ge/C↘P=SU↘即：增加相位数,将对交叉口的通行能力产生影响。③相位数对通行能力的影响（P与n）])(1[)1()(ClrnSCLSCLCSUSP56多相位控制只有在认真论证、确认合理和具备条件时，才决定使用。③相位数对通行能力的影响（P与n）多相位控制的优点？增加相位数，若要保正通行能力不减小，怎么办？57增加相位数的显著优点：减少路口交通冲突。为了保证通行能力不降低，需要在增大相位数的同时，适当增大信号周期。信号周期增大的同时，会导致车辆延误增加③相位数对通行能力的影响（P与n）通行能力PC周期0车辆延误0C周期DC0Cm1.5C00.75C0d*通行能力、车辆延误与信号周期58③相位数对通行能力的影响（P与n）采用多相位控制，对交叉口进口道渠化和控制设施有较高的要求。已知S=1440辆/小时r=1秒l=4秒)/(60511440])(1[小时辆nClrnSP[例]：2n时，P=1200辆/小时3n时，P=1080辆/小时结论：在周期一定时，相位数n增加，周期损失时间成比例增加，周期有效绿灯时间相应降低，导致交叉口通行能力因相位数的增加而减少。n由2增大到3时