河南城建学院《交通管理与控制》课程设计说明书
g——坡度，用小数表示； 19.6——2倍重力加速度值，m/s。
计算结果得，A1,2,3,4=2.08s。为计时方便，对黄灯时长取整A1,2,3,4=3s
全红时长与交叉口道路宽度有关，因此，相位一，二，三相同，相位四，五相同。考虑到该交叉口有中等行人过街交通需求，因此，全红时长的确定应考虑人行过街横道的宽度，给予过街行人充分的保护。
r?max(2w?LP,) （5-2） v15v15式中：r——全红信号时长，s；
w——从停车线到远端对向冲突车道的距离，m； L——汽车标准长度，通常取5~6m；
v 15——15%车速，m/s；
P——从停车线到远端冲突行人过街横道的距离，m。
利用式5-2计算全红时长为r1、2、3=2.86s，r4、5 =3.953s。为计时方便，对全红时长取整，全红r=4s。
因此，计算得各相位的绿灯间隔时间为：I1、2、3= 6s，I4、5=7s。 5.4 计算总损失时间
一个周期的信号损失时间由所有相位的启动损失及全红时间组成。实测数据启动损失为3.13s，为计时方便，取整为3s。于是各相位的信号损失如下：
L1,2、3=6s L4、5=7s
一个周期的总信号损失时间为：
L=L1+L2+L3+L4=26s
5.5 计算最佳周期时间
CO?式中：
Co1.5L?5 （5-3） 1?Y——最佳信号周期，s；
Y——信号总损失时间，s；
Y——周期内所有相位的关键车道组的流率比之和
利用式5-3和上述数据计算最佳信号周期为Co=102.56s。
为计时、计算方便，对最佳周期进行取整，则取最佳周期时间Co=110s做为交通信号周期时长。 5.6 计算各项配时参数
利用下式5-4以及5-5进行计算各相位的有效绿灯时长，各相位的有效绿灯时长如下表5-1所示：
13
河南城建学院《交通管理与控制》课程设计说明书
gE,i?(C?L)式中：gE,i——i相位有效绿灯时间，s; C——周期时长，s； L——信号总损失时间，s； yi——i相位流量比； Y——流量比总和。
yi （5-4） Y gi?gE,i?li?Ai （5-5）
表5-2 各相位的有效绿灯时长以及绿灯显示时间
相位 相位一 相位二 相位三 相位四 相位五
有效绿灯时长（s）
20.10 6.67 14.27 18.68 24.27
绿灯显示时间（s）
20 7 14 19 24
6 约束条件检验
6.1 周期时长检验
为避免绿灯显示时间取整过程中产生的误差，对绿灯显示时间、黄灯时间和全红时间进行累加，检验是否与周期长相等。经检验，五个相位绿灯显示时间加黄灯时间和全红时间等于周期时长。检验结果符合要求，进行下一步设计。 6.2 行人过街时间检验
相位二、相位三和相位五期间，存在行人过街需求，因此，需要对二、相位三和相位五的绿灯显示时间进行检验。采用下式6-1计算满足行人过街要求的最短绿灯显示时间。
gmin?7?LP?I （6-1） vP式中：gmin——最短绿灯时间，s； LP——行人过街道长度，m；
v p——行人过街步行速度，m/s； I——绿灯间隔时间，s。
其计算结果如下：相位二和相位三行人过街要求的最短绿灯显示时间gmin=31s>21s,
相位五行人过街要求的最短绿灯显示时间gmin=20.4s<24s。 由计算结果可知：相位二和相位三的绿灯显示时间不能够满足行人过街要求的最短绿灯显示时间，相位五的绿灯显示时间能够满足行人过街要求的最短绿灯显示时间。由
14
河南城建学院《交通管理与控制》课程设计说明书
于交通量过大，导致周期时长较长，无法重新规划周期时长，否则该交叉口的延误时间和服务水平无法计算。因此只能采用此信号周期时长，对于不满足行人过街时间的相位二和相位三，只好在相应的人行横道处设置行人过街安全岛。设置行人过街安全岛后行人则可以通过二次过街安全通过交叉口。
7 延误与服务水平确定
7.1 交叉口各车道组通行能力
交叉口各车道组通行能力的计算公式如下式所示：
CAPi?Si??i （7-1）
式中：CAPi——i车道组通行能力，pcu/h；
Si——i车道组复杂饱和流率，pcu/h；
?i——i车道组绿信比。
绿信比是指一个信号周期内某信号相位的有效绿灯时长与信号周期时长的比值。
g??E （7-2）
C式中：gE——有效绿灯时长，s。
而绿灯有效时间的计算公式如下所示：
gE?g?A?l （7-3）式中：g——绿灯显示时间，s；
A——黄灯时长，s；
l——启动损失时间，s。
利用上述公式综合计算得到各车道组的绿信比如下表7-1所示：
表7-1 各进口道各车道组绿信比
进口方向
东 西 南 北
周期
15
转向 左 直 右 左 直 右 左 直右 左 直 右
有效绿灯时长（s）
19 36 一直放行 19 24 一直放行 27 21 27 14 一直放行
110
绿信比 0.173 0.281 0.9 0.173 0.281 0.9 0.245 0.191 0.245 0.127 0.9
河南城建学院《交通管理与控制》课程设计说明书
根据以上公式以及数据得到各进口道各车道组通行能力计算过程及结果如下表7-2所示：
表7-2 各进口道各车道组通行能力计算过程及结果
进口
车道组 左转
东进口
直行 右转 左转
西进口
直行 右转
南进口
左转 直右 左转
北进口
直行 右转
通行能力
CAP东/左=1748×（19/110）=302.4pcu/h CAP东/直=1748×（24/110）=381.1pcu/h CAP东/右=524×（0.9）=491.6pcu/h CAP西/左=1634×（19/110）=282.7pcu/h CAP西/直=1634×（24/110）=356.2pcu/h CAP西/右=850×（0.9）=765pcu/h CAP南/左=1678×（27/110）=411.1pcu/h CAP南/直右=1610×（21/110）=307.5pcu/h CAP北/左=1606×（27/110）=393.5pcu/h CAP北/直=1691×（21/110）=214.8pcu/h CAP北/右=820×（0.9）=738pcu/h
7.2 交叉口各车道组饱和度
各进口道各车道组饱和度计算过程及结果如下表7-3所示，计算公式如下式所示：
Xi?Q （7-4） CAPi式中：Xi——i车道组饱和度；
Qi——i车道组设计交通量。
表7-3 各进口道各车道组饱和度计算过程及结果
进口
车道组 左转
东进口
直行 右转 左转
西进口
直行 右转
南进口
左转 直右 左转
北进口
直行 右转
16
饱和度
X东/左=222/302.4=0.734 X东/直=288.7/381.1=0.757 X东/右=195/471.6=0.413 X西/左=264/282.7=0.934 X西/直=264/356.2=0.743 X西/右=405/765=0.529 X南/左=307/411.1=0.747 X南/直右=226/307.5=0.735 X北/左=164/393.5=0.417 X北/直=165/214.8=0.768 X北/右=251/738=0.340
河南城建学院《交通管理与控制》课程设计说明书
7.3 交叉口各车道组均衡延误
交叉口各车道组均衡延误计算公式如下所示：
0.5C(1??i)2 （7-5） di?1??min（1，Xi）?i?式中： di——i车道组均衡延误，s/pcu；
C——周期时长，s；
Xi——所计算车道的饱和度；
各进口道各车道组均衡延误计算过程及结果如下表7-4所示：
表7-4 各进口道各车道组均衡延误计算过程及结果
进口
车道组 左转
东进口
直行 右转 左转
西进口
直行 右转
南进口
左转 直右 左转
北进口
直行 右转
均衡延误s/pcu d1=43.09 d1=36.12 d1=0.88 d1=44.87 d1=35.94 d1=1.05 d1=38.37 d1=41.88 d1=35.30 d1=46.48 d1=0.79
7.4 交叉口各车道组随机附加延误
交叉口各车道组随机附加延误计算公式7-6如下所示：
??8ex?d2?900T?(x?1)?(x?1)2???QT????????（7-6） ??
式中：x——所计算车道的饱和度；
Q——所计算车道的通行能力，pcu/h;
T——分析时段的持续时长，h,一段取0.25h；
e——交叉口信号控制类型校正系数，定时信号取e=0.5；感应信号控制下e?0.5，且随
饱和度的增大而增大。
各进口道各车道组随机附加延误计算过程及结果如下表7-5所示：
17