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第1章 概述 1

1.1 城市交通信号控制概述 1

1.1.1 交通控制类型 1

1.1.2 城市交通信号控制的目的 2

1.1.3 城市交通信号控制的作用 3

1.1.4 城市交通信号控制的历史与发展 4

1.2 交通信号控制分类 5

1.2.1 按控制范围划分 5

1.2.2 按控制方式划分 7

1.2.3 特殊的信号控制 10

1.3 设置交通信号控制的分析方法 11

1.3.1 概述 11

1.3.2 美国交通信号控制设置依据 11

1.3.3 德国交通信号控制设置依据 20

1.3.4 我国交通信号控制设置依据 20

1.3.5 其他 22

1.4 交通控制参数与概念 23

1.4.1 定时控制相关参数 23

1.4.2 感应控制相关参数 27

1.4.3 协调控制相关参数 30

1.4.4 其他相关概念及参数 32

思考题 34

参考文献 36

第2章 信号控制交通流基础理论 38

2.1 信号控制交叉口车辆运行基本规律 38

2.1.1 车辆行驶轨迹及排队 38

2.1.2 交通流量图 41

2.1.3 累积车辆图 41

2.1.4 排队累积图 43

2.2 饱和流率 43

2.2.1 饱和流率的测量与分析 43

2.2.2 饱和流率估算方法 46

2.2.3 饱和流率的其他影响因素 50

2.3 通行能力及饱和度 54

2.3.1 车道通行能力及饱和度 54

2.3.2 相位通行能力及饱和度 55

2.3.3 交叉口通行能力及饱和度 55

2.3.4 通行能力分析 57

2.4 关键车道 58

2.4.1 关键车道的基本概念 58

2.4.2 转弯流量等效因子 59

2.4.3 关键车道的识别 62

2.4.4 关键车道流量和最大值 65

2.4.5 确定恰当的周期长 67

2.4.6 案例 68

2.5 延误 70

2.5.1 延误类型 70

2.5.2 基本分析 71

2.5.3 信号控制延误的组成要素 74

2.5.4 稳态理论 75

2.5.5 定数理论 77

2.5.6 过渡函数曲线 80

2.5.7 HCM中的延误模型 81

2.6 停车次数 81

2.6.1 基本分析 81

2.6.2 稳态理论 82

2.6.3 定数理论 83

2.6.4 过渡函数 83

2.7 排队长度 84

2.7.1 稳态理论 84

2.7.2 定数理论 84

2.7.3 过渡函数 84

2.7.4 绿灯开始时的平均排队长度 84

2.8 信号控制评价指标 85

2.8.1 概述 85

2.8.2 典型评价指标 86

2.8.3 行人评价指标 87

2.8.4 自行车评价指标 88

2.8.5 信号控制交叉口服务水平 89

2.8.6 交通控制评价方法 90

2.9 过饱和交通流状态 90

思考题 93

参考文献 95

第3章 交叉口渠化设计 96

3.1 交叉口渠化设计的基本规定 97

3.1.1 交叉口渠化设计的范围与内容 97

3.1.2 交叉口渠化设计的原则与要求 97

3.2 交叉口形状 99

3.2.1 交叉口进口方向数 99

3.2.2 道路夹角 99

3.2.3 视距 103

3.2.4 路缘石转弯半径 104

3.2.5 Y形交叉口 105

3.3 机动车交通组织设计 105

3.3.1 机动车道设计总体要求 105

3.3.2 左转交通设计 108

3.3.3 右转车道的设计 112

3.3.4 可变车道 113

3.3.5 可变进口道 114

3.4 自行车交通组织设计 115

3.4.1 基本原则 115

3.4.2 设计方法 115

3.5 行人交通组织设计 117

3.5.1 设计原则 118

3.5.2 行人过街横道设计 118

3.5.3 交叉口范围内的行人设施处理措施 119

3.5.4 路缘石坡道设计 124

3.6 交叉口内部空间交通组织设计 124

3.7 案例分析 126

3.7.1 典型交叉口案例 126

3.7.2 右转渠化案例 128

3.7.3 交叉口中的特殊情况 130

思考题 136

参考文献 137

第4章 交通流检测器 138

4.1 检测器类型 138

4.1.1 基本功能分类 138

4.1.2 检测原理分类 139

4.1.3 交通流检测器的性能 142

4.2 基本概念 143

4.2.1 单交叉口检测器布设 143

4.2.2 检测器运行模式 144

4.2.3 信号控制机内存模式 145

4.2.4 检测配置及参数 146

4.3 检测器布设 148

4.3.1 布设目标 148

4.3.2 布设内容及基本概念 148

4.3.3 低速交通流的线圈检测器设置 149

4.3.4 为高速直行交通流服务的检测器设置 151

4.4 不同控制方式的检测器设计 154

4.4.1 单点感应信号控制 154

4.4.2 城市干道及路网系统控制 157

4.4.3 路网检测器的典型布设 158

4.5 应用情景设计 161

4.5.1 基本的全感应控制检测器布设 161

4.5.2 流量-密度控制检测设计 161

4.5.3 行人检测 162

思考题 163

参考文献 163

第5章 交通信号相位设计 164

5.1 概述 164

5.1.1 基本概念 164

5.1.2 信号相位图 165

5.1.3 “环-隔离线”图 166

5.1.4 相位搭接 168

5.2 基本相位方案设计 169

5.2.1 影响因素 169

5.2.2 相位数量的选择 170

5.2.3 信号相位顺序 171

5.2.4 几种典型相位方案 172

5.3 左转相位设置 173

5.3.1 许可型左转相位 174

5.3.2 保护型左转相位 174

5.3.3 保护型-许可型左转相位 175

5.3.4 一个周期内两次左转 181

5.3.5 左转相位设置条件 182

5.4 行人相位 187

5.5 右转相位 188

5.6 T形交叉口 189

5.7 5岔或6岔交叉口 190

思考题 191

参考文献 191

第6章 单点信号控制 192

6.1 定时信号控制方案设计概述 192

6.1.1 所需数据 192

6.1.2 设计内容 193

6.1.3 设计流程 193

6.2 定时信号配时参数计算 195

6.2.1 周期长 196

6.2.2 绿信比 199

6.2.3 黄灯时间及全红时间 201

6.2.4 行人相位 208

6.2.5 损失时间计算 210

6.2.6 组合信号配时 212

6.3 感应控制 212

6.3.1 交通感应信号控制的基本原理 214

6.3.2 交通感应信号控制的基本参数 215

6.3.3 检测器位置 224

6.3.4 感应控制类型 225

6.3.5 流量-密度控制 228

6.4 信号交叉口分析 229

思考题 230

参考文献 234

第7章 干线协调控制 236

7.1 干线协调控制目标与类型 237

7.1.1 干线协调控制目标 237

7.1.2 干线协调控制类型 237

7.2 干线协调控制基础 238

7.2.1 时距图 238

7.2.2 左转相位的影响 241

7.2.3 干线控制的主要参数 242

7.2.4 交通流协调联动类型 249

7.3 协调条件 250

7.3.1 影响因素 250

7.3.2 子区划分方法 251

7.4 干线协调控制基本类型 254

7.4.1 单向协调 254

7.4.2 双向协调 254

7.4.3 案例分析 259

7.4.4 配时方案转换模式 265

7.5 干线协调控制参数计算方法 266

7.5.1 干线协调控制配时所需的数据 266

7.5.2 干线协调控制配时步骤 266

7.5.3 干线协调控制相位差基本计算方法 268

7.6 影响干线信号协调控制效果的因素 276

7.7 干线协调控制的联结方法 281

思考题 283

参考文献 283

第8章 公交优先信号控制 285

8.1 概述 285

8.1.1 交通信号优先类型 285

8.1.2 公交信号优先的目标 287

8.1.3 公交信号优先的影响因素 288

8.1.4 公交信号优先控制所需要的信息 288

8.1.5 公交信号优先控制可能的局限性 289

8.2 公交信号优先方法 289

8.2.1 被动优先 289

8.2.2 主动优先 290

8.2.3 实时自适应优先控制 290

8.2.4 信号的恢复与转换 291

8.2.5 无条件／有条件优先 291

8.3 系统构成与系统类型 292

8.3.1 系统总体构成 292

8.3.2 系统类型 295

8.4 公交信号优先系统结构 297

8.4.1 分布式系统结构 298

8.4.2 集中式系统 300

8.5 优先策略 303

8.5.1 基于运行时刻表 303

8.5.2 基于车头时距 304

8.5.3 基于配时方法 304

8.6 公交信号优先项目的实施 306

8.6.1 实施步骤 306

8.6.2 实施事项 306

8.6.3 辅助措施 307

8.7 信号控制系统中公交信号优先模块发展情况 308

8.8 应用情况 311

思考题 313

参考文献 313

第9章 城市快速路控制 315

9.1 匝道控制 315

9.1.1 匝道信号控制 316

9.1.2 其他匝道控制方法 323

9.2 主线控制 327

9.2.1 快速路主线的交通流特征 328

9.2.2 限速控制方法 329

思考题 336

参考文献 336

第10章 交通信号控制系统基本原理 337

10.1 发展历程 337

10.2 信号控制系统组成 341

10.3 交通信号控制系统结构 343

10.3.1 分布式系统 343

10.3.2 集中式系统 344

10.3.3 多层分布式控制系统 346

10.4 交通信号控制系统分类 348

10.5 自适应交通控制系统的特性对比 348

10.6 信号控制系统的发展方向 351

10.6.1 信号控制系统的发展特点 351

10.6.2 信号控制系统的发展趋势 352

10.6.3 信号控制系统的适应性问题 354

思考题 354

参考文献 354

第11章 典型交通信号控制系统 355

11.1 SCOOT系统 356

11.1.1 SCOOT基本原理 357

11.1.2 系统架构 357

11.1.3 　SCOOT优化过程 358

11.1.4 　SCOOT的扩展功能 362

11.1.5 SCOOT系统的特点 362

11.2 SCATS系统 363

11.2.1 SCATS系统的结构 363

11.2.2 　SCATS的子系统及关键参数 364

11.2.3 　SCATS的参数优化 365

11.2.4 SCATS的特点 366

11.2.5 SCOOT系统与SCATS系统的分析与比较 367

11.3 SPOT/UTOPIA系统 368

11.3.1 　SPOT 369

11.3.2 　UTOPIA 370

11.3.3 中心软件 371

11.3.4 交互和监视工具 372

11.3.5 　SPOT/UTOPIA系统特点 373

11.4 MOVA 374

11.4.1 　MOVA概述 374

11.4.2 　MOVA控制原理 375

11.4.3 　　过饱和控制原理 377

参考文献 379

第12章 交通信号优化软件 380

12.1 　Synchro Studio 380

12.1.1 主要模块 380

12.1.2 　Synchro的主要功能 381

12.1.3 　SimTraffic的主要功能及特点 383

12.2 　 PASSER 384

12.2.1 　PASSERⅡ-02 384

12.2.2 　PASSERⅢ-98 386

12.2.3 　PASSERⅣ-96 387

12.2.4 　PASSER Ⅴ-09 388

12.3 OSCADY PRO 391

12.3.1 简介 391

12.3.2 OSCADY PRO的功能 391

12.3.3 关键模块及模型 392

12.3.4 数据输入 393

12.4 TRANSYT 395

12.4.1 概述 395

12.4.2 仿真模型 395

12.4.3 优化原理与方法 397

12.4.4 TRANSYT 15 399

12.4.5 TRANSYT 7F-10 400

12.5 CROSSIG 404

12.5.1 CROSSIG的功能与特点 404

12.5.2 CROSSIG优化的简要流程 405

12.5.3 CROSSIG中信号配时参数的确定方法 406

12.5.4 CROSSIG信号配时设计流程 406

12.6 信号控制优化软件选择 407

12.6.1 各软件对比分析 407

12.6.2 软件选择 407

12.7 微观交通仿真软件 408

参考文献 410

第13章 交通信号控制机 411

13.1 交通信号控制机构成及功能 412

13.1.1 交通信号控制机的构成 412

13.1.2 交通信号控制机的基本功能 417

13.2 信号机类型 417

13.2.1 基本类型 417

13.2.2 国外信号机类型 418

13.2.3 NEMA标准 420

13.2.4 Model 170型信号控制机 421

13.2.5 ATC标准 423

13.3 我国的交通信号控制机发展及现状 426

13.3.1 发展历程 426

13.3.2 相关标准 426

13.3.3 现状 428

思考题 428

参考文献 429

第14章 交通信号控制的实施及应用 430

14.1 影响因素 430

14.1.1 地点位置 430

14.1.2 路网特点 430

14.1.3 交叉口几何特征 431

14.1.4 出行需求特点 431

14.2 信号控制类型的选择 432

14.2.1 国内的原则 432

14.2.2 国外经验 433

14.2.3 信号控制系统的选择 435

14.3 自适应交通信号控制系统的实施 435

14.4 交通信号配时优化的实施 437

14.4.1 信号配时优化的宏观思路 437

14.4.2 信号配时优化的工作流程 439

14.4.3 信号配时优化流程实例 441

14.5 交通信号控制的维护 449

14.5.1 交通信号运行维护 449

14.5.2 日常维护 452

思考题 455

参考文献 455