信號交叉

人工控制信號交叉是使用人工直接指揮車輛運行的交叉口。一般信號有交通手勢信號、交通指揮棒信號和手控信號燈三種形式。在交通繁忙擁擠的交叉口直接用交通手勢信號指揮直行、左轉與停止前進。在無信號燈的交叉路口，通常用交通指揮棒信號指揮直行、左轉彎和停止前進。手控信號燈是由一組或數組紅、綠、黃燈和一個機械開關組成，通過民警目測流量大小用開關分配燈色。這種方法靈活、可靠，適用於多種條件。

行人通行信號交叉是裝置有專門指揮行人過街信號燈的交叉口。由紅、綠兩種燈色組成，與車輛通行信號聯合使用。交通規則規定：紅燈亮時，不準行人進入人行橫道；綠燈亮時，准許行人通過人行橫道；綠燈閃耀時，不準行人進入人行橫道，已進入人行橫道的，需迅速通行。

自動控制信號交叉是通流量相適應的交通控制設施的交叉口。如使用交通信號機、檢測器和計算機等控制交通信號，可以準確地指揮交通，使之達到安全、暢通的目的。

一個交叉口被定義為兩條或多條道路連接或交叉的區域。每條從交叉口延伸的道路被比作為一條腿。兩條路相交的交叉口有四個方向。當一條路在交叉口處到達盡頭的時候，稱為三向交叉口，或稱為T型交叉口。有些交叉口超過四個方向，由於交通運轉的低效性，這樣的交叉口在設計中要盡量避免。有三種主要類型的交叉口：①十字交叉，有兩條或多條道路在相同的地點進行交叉；②分離式交叉，一條路通過橋樑或地下通道和另一條道路進行交叉，不能實現轉向操作；③立體交叉，一種特殊的分離式交叉，可以通過在兩條道路之間設置邊坡，實現相互之間的轉向操作。

單位時間（通常為1h）內能通過交叉口的最大車輛數。取決於交叉口的幾何條件（相交道路條數、進口車道條數、車道寬度、交叉口環境）、交通條件（行人、自行車、交通成分、交叉口轉向等）及交叉口控制方式（無控制交叉口、信號交叉口、環形交叉口、立體交叉口等）。不同控制方式的交叉口，採用不同的方法計算其通行能力。通行能力可分為三類：理論通行能力、可能通行能力及設計通行能力。理論通行能力指在理想的幾何條件及交通條件下理論上能通過交叉口的最大車輛數；可能通行能力指對理論通行能力經過幾何條件、交通條件等修正後，實際上能通過的最大車輛數；設計通行能力指在可能通行能力的基礎上考慮保持一定服務水平時的通行能力（通常是乘上一個小於1的係數），在設計交叉口時實際採用的設計通行能力。

對於線控信號系統，起初幾乎認為只要把信號連接成一個系統，總是可以形成有效的續進系統的。經實踐后才開始認識到並不是所有情況都能形成有效的線控系統，也因此認識到有必要研究識別影響控制系統效益的各種因素。具體應該考慮的主要因素有以下幾點：

1.車流的到達特性在一個信號交叉口，車輛形成車隊，脈衝式地達到，採用線控系統可以得到良好的效果。如果車輛的到達是均勻的，線控效果不會理想，就降低了對線控制的要求。產生車輛均勻到達的因素是：

（1）交叉口之間的距離太遠，即使是成隊的車流，也因其間距遠而引起車輛離散，不成車隊。

（2）在兩個信號交叉口之間，有大量的交通從次要街道或路段中間的出入口（例如商業中心停車場、庫等）轉入幹線。

（3）在有信號的交叉口處，有大量的轉彎車輛從相交街道轉入幹線。

2.信號交叉口之間的距離：在幹線街道上，信號交叉口的間距可在100～1000m以上的範圍內變化。信號交叉口之間的距離越遠，線控效果越差，一般不宜超過600m。

3.街道運行條件單向交通運行有利於線控系統的實施及實施后的效果，因而對單向交通運行的幹道應優先考慮採用線控系統。

4.信號的分相由於信號配時方案和信號相位有關，信號相位越多，對線控系統的通過帶寬影響越大，因而受控制交叉口的類型也影響線控系統的選用。有些幹線具有相當簡單的兩相位交叉口，有利於選用線控系統，而另一些幹線要求多個左轉彎相位，則不利於選用線控系統。

5.交通隨時間的波動：車輛到達特性和交通量的大小，在每天的各個時段內有很大的變化。高峰期交通量大，容易形成車隊，用線控系統會有較好的效果，但在非高峰期線控系統就不一定有好的效果。

定時信號控制是各種控制方式中最基本的一種控制方式。在實用上，由於它設備簡單、投資最省、維護方便，現在仍是被廣泛採用的一種控制信號；在技術上，這種控制技術的基本原理還是其他控制方式配時的基礎。

所謂定時信號控制就是信號配時方案固定不變的控制。點控制定時信號配時技術的基本原理，就是如何根據單個交叉口的道路條件及交叉口各進口道到達交通的流向與流量來確定定時信號的配時方案。

一般，信號控制多採用兩相位配時方案。但在 信號交叉口的配時設計中，由於左轉流量對交叉口運行的影響非常大，所以在許多情況下相位數、相位類型、相位次序等常常是要依據左轉流量的要求來確定的。根據相位的設置是允許還是不允許左轉車流與其他車流發生衝突，可以將相位分成允許衝突相位和保護轉彎相位兩類。當然，按照這個原理，對於右轉車流同樣也是適用的。

評價信號控制交叉口的交通效益指標一般有以下幾個：通行能力或飽和度（實際到達交通量與通行能力之比）、行程時間、延誤、停車次數、停車率、排隊長度及油耗等。在一定的道路條件下，信號控制交叉口的通行能力受信號周期時長的影響。在正常的周期時長範圍內，周期時長越長，通行能力越大，但車輛延誤及油耗等也隨之增長。信號交叉口當延長周期時長所提高的通行能力遠大於交通需求時，即飽和度相當小時，對通車狀況並無多大好處，卻會無謂的增加車輛延誤與油耗。所以，在這種情況下，通行能力過大，對於信號控制交叉口的交通效益而言，沒有多大意義。信號控制交叉口的信號配時，在一定的道路條件下，應配以適當的周期時長，讓通行能力稍高於交通需求而使延誤、停車、油耗等指標達到最小，這樣，既能保證車輛的暢通又能降低運行費用。因此，現在一般都以延誤、停車次數、排隊長度、油耗等作為信號控制交叉口的交通效益評價指標。在線控制、面控制系統中，除以上指標外，行程時間也是信號控制交叉口交通效益評價指標之一。