城市路网交叉口信号配时的研究与应用
然而事实上，即使Y≤0.9，也不代表该路口就一定满足交通需求，在第二章所讲述的各个控制系统中阐述了评价交叉口服务等级的各种指标，其中尤以延误、饱和度、通行能力、停车次数和油耗最具代表性。在我国现行交叉口评价体系中，大多采用延误评价体系，即在初步计算交叉口信号配时成果基础上通过计算该交叉口平均延误来确定服务等级。
其中通行能力与延误是一对相互矛盾的概念，例如增大信号周期可提高通行能力，但是延误会随之增大，因而在迭代试算Y时会出现不合理的加大周期来减小Y。所以在初始信号配时迭代试算成功后仍需要计算服务等级来最终确定渠化改造方案。
4.4 延误
4.4.1 配时参数
在计算交叉口信控延误前，需要明确如下配时参数：
（1）信号损失时间：在一次信号周期内，任何方向都不能通行的时间，属于信号损失时间。
（2）有效绿灯时间：实际绿灯时间、黄灯时间中，除掉损失时间后，实际用于通车的时间即为有效绿灯时间。
g = g + A - l （4-37）
ege — 有效绿灯时间，s； g — 实际显示绿灯时间，s； A —黄灯时间，s； l —起动损失时间，s。 （3）信号总损失时间
)k L = ∑ ( L s + I - A （4-38）
k L s — 起动损失时间（绿初+黄末），应是实测，无实测数据时取3s； A — 黄灯时长，可定为3s； I — 绿灯间隔时间,s；
K — 一个周期内的绿灯间隔数(相位数)。 （4）信号周期
22
城市路网交叉口信号配时的研究与应用
一、最短周期时长：
在一个周期内，到达交叉口的车辆恰好在一个周期内被放完，既没有停滞车辆，而信号周期时间也没有剩余——绿灯时间被充分利用。
CminLL=Y?Cmin=C1-Y min （4-39）
二、最佳周期时长：信号控制交叉口上，能使通车效益指标最佳(定时信号交叉口车辆延误最小)的交通信号周期时长。
1.5L+5 C 0 = ≈ 2 C min （4-40）
1Y三、最大周期时长：周期时长不是可以无限制增长的，否则会使交叉口信号时间的利用率明显降低，延误时间反而会增加。周期时长增大可提高通行能力，但周期达到一定程度后（约120s）,通行能力提高缓慢，但延误却增长很快，所以一般周期时长不宜超过120s。考虑到车辆安全通行及行人过街所需的最短绿灯时间要求，周期不宜过短，最小值可定义为40s。
（5）总有效绿灯时间：一个周期内实际用于通车的时间。
Ge=Co-L （4-41） （6）各相位有效绿灯时间
ygej=Gej Y （4-42）
（7）各相位绿信比
gλj=ej C o （4-43） （8）各相位显示绿灯时间
- Alj （4-44） g j = g ej j + lj—第j相位起动损失时间。 （9）最短绿灯时间
Lp g min = 7 + - I （4-45）
vp23
城市路网交叉口信号配时的研究与应用
4.4.2 通行能力与饱和度
（1）通行能力
道路交通通行能力表征道路交通设施能够处理交通的能力。其通用定义是：道路交通设施中，在要考察的地点或断面上，单位时间能够通过的的最多交通单元。是交通规划，交通工程设计与交通管理等交通工程有关个领域中必不可少的一个重要指标。
信号交叉口的通行能力分别按各条进口车道估算，一般以小车当量单位计；信号交叉口一条进口道的通行能力是此进口道上各条进口车道通行能力之和；一条进口车道的通行能力是该车道的饱和流量及所属信号的相位绿信比的乘积。
geCAp=∑CAP=Sλ=S(∑ii∑iC)iii （4-46） i i
CAP i — 第i条进口车道的通行能力pcu/h； S i — 第i条进口车道的饱和流量pcu/h； λ i — 第i条进口车道所属的信号相位的绿信比； g e — 该信号相位的有效绿灯时间s； C — 信号周期时长。 （2）饱和度
各条车道饱和度是各车道实际到达交通量与该车道通行能力之比。 x = q i （4-47）
iCAPi4.4.3 服务水平评估
信号交叉口设计与交通信号配时的服务水平，根据计算的平均信号控制延误确定。用作交叉口的服务水平评价的延误是15min分析期间的平均每辆车的信号控制延误（简称信控延误）。信号交叉口延误是反映车辆在交叉口上受阻，行驶时间损失的评价指标。能够综合反映交叉口的几何设计与信号配时优劣。
（1）延误估算
延误是一个影响因素十分复杂的指标。影响因素包括交叉口几何特征、相交道路的面层结构、交通量和行人对机动车的干扰程度，及其他的交通流特性，还
24
城市路网交叉口信号配时的研究与应用
有交叉口的信号配时方案的选择等等，因此延误计算比较困难，能考虑进去的因素较少，所以理论计算所得结果难于精确符合实际情况。所以应采用现场观测的延误数值作为评价依据，特别是对原有交叉口进行评价分析或作改善效果的前后对比分析，有条件作现场分析，无法现场观测时，采用估算法。
首先分别进行估算各车道的每车平均信控延误；进口道每车的平均延误是进口道中各车道延误加权平均值；整个交叉口的每车平均延误是各进口道延误之加权平均值。
一、信号交叉口各车道延误估算
d 2 + d = d 1 + d 3 （4-48） d —各车道每车平均信控延误（s/pcu）;
d1—均匀延误，即车辆均匀到达所产生的延误（s/pcu）;
d2—随机附加延误，即车辆随机到达并引起超饱和周期所产生的附加延误（s/pcu）;
d3—初始附加延误，即在延误分析期初停有上一时段留下积余车辆的初始排队使后续车辆经受的附加延误（s/pcu）。
A、设计交叉口
对于设计交叉口，因要满足设计服务水平的要求，不应出现在分析期初留有初始排队的情况，即不应出现现有初始排队附加延误，则设计交叉口时各车道延误用下式估算：
d = d 1 （4-49） +d2
(1-λ)2d=0.5C 1 1 - min[ 1 , x ]λ （4-50） 8exd2=900T[(x-1)+(x-1)2+T] CAP （4-51） C —周期时长（s）;
λ —计算车道所在相位的绿信比； χ —所计算车道的饱和度；
CAP—所计算车道的通行能力（pcu/h）； T—分析时段的持续时长(h)，取0.25 h；
25
城市路网交叉口信号配时的研究与应用
e—单个交叉口信号控制类型校正系数，定时信号取e=0.5；感应信号e随饱和度与绿灯延长时间而变，绿灯延长时间为2～5s时建议的平均值如下表。
表4-4 建议e值
χ ≤0.5 0.6 0.7 e 0.04～0.23 0.13 ～ 0.28 0.22 ～ 0.34 平均值 0.13 0.20 0.28 χ 0.8 0.9 >1.0 e 0.32 ～ 0.39 0.41 ～ 0.45 0.5 平均值 0.35 0.43 0.50 B、原有交叉口
对原有交叉口做延误评估时，应考虑初始排队的延误，如式（9-48）：
u （4-52） d = d t u + f d T - t 1sauTTds —饱和延误（s/pcu）；
) （4-53） d s = 0 .5 C (1 - λ
(1-λ)2du=0.5C 1 min[ 1, x ] λ （4-54） du—不饱和延误（s/pcu）；
Qbtu=min[T,] CAP min( 1 , x )] （4-55） [1tu—在T中积余车辆的持续时间（h）；
1—p f a = （4-56）
1—λQb—分析期初始积余车辆（辆），须实测； fa—绿灯期车流到达率校正系数；
P —绿灯期车流到达车辆占整周期到达量之比，可实地观测。
8exd2=900T[(x-1)+(x-1)2+T] （4-57） CAPQ3600b1800T[1min(1,x)]t=Tu= CAP d Q t （4-58） 3
tu 二、各进口道的平均信控延误 26