道路交通信号灯控制设置技术手册

周蔚吾，男，1946年11月生，1970年毕业于西安交通大学机械制造系，1979~1982年在大连海运学院自动化系硕士毕业，1984~1987年在丹麦技术大学电子计算机系自动控制专业博士毕业，1987~1988受邀任挪威工业大学电子计算机系副教授。1988~1990年受邀在加拿大BC省大学(UBC)任教。1990年底，出任加拿大英属哥伦比亚(BC)省交通部交通工程处处长。1990~2002年在BC省交通部任职期间，先后领导完成30余项有关交通工程规范、道路交通设计、交通控制，以及智能交通方面的项目，并且代表BC省出任加拿大联邦政府交通工程专业委员会和智能交通专业委员会委员。当他2002年为回国报效祖国从BC省交通部提前退休之际，时任部长的Doyle先生特地写信嘉奖:"我代表BC省人民与省交通部，对您11年来在交通系统工程领域上杰出的贡献与服务表示衷心感谢，你完全有理由为你的成就和对BC省交通的贡献自豪!"。2002年中，周蔚吾博士回国创办了专门从事交通工程和智能交通规划和设计的北京华通世达智能交通技术有限公司。公司成立以来，先后在上海、成都、北京、江苏、南京、南通、苏州、连云港、安徽、宁夏银川等地区圆满完成了50余个交通和智能交通规划、交通工程和交通安全保障工程设计、交通工程标准与规范编制、道路交通信号灯优化控制设计、高速公路一干线公路指路标志设计、平面交叉口优化设计等项目。已经出版了《公路平面交叉口优化设计》、《道路交通标志标线设置技术手册》、《公路道路指路标志设置技术手册》、《公路交通标志标线综合设置技术手册》、《公路平面交叉设计和实施技术手册》、《公路和城市交通优化改造设计实例》6本书籍。

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1 概述

1.1 背景和意义

1.2 交通信号灯控制的发展状况

1.2.1 国外发展状况

1.2.2 我国发展状况

1.3 交通信号灯控制与标志标线控制

1.3.1 两者区别

1.3.2 信号控制优缺点

1.4 信号灯控制设置基本原则

2 交通信号灯控制总论

2.1 交通信号灯控制分类

2.1.1 单点交通信号灯控制

2.1.2 干道交通信号协调控制

2.1.3 区域交通信号灯控制系统

2.2 城市交通信号灯控制系统

2.2.1 控制系统组成

2.2.2 信号控制系统和交通流模型关系

2.2.3 信号控制基础

2.2.4 交通信号控制原理与步骤

2.2.5 城市交通信号控制的基本原则

2.2.6 道路交通信息化管理

2.2.7 城市干道交通信号灯控制基本形式

2.2.8 城市交通管理中心

2.3 道路交叉口交通质量评价指标体系

2.3.1 交叉口的道路交通特点

2.3.2 信号灯控制评价体系

2.4 信号控制系统的其他方式

2.4.1 道路车道控制

2.4.2 高速公路入口匝道控制

2.4.3 可变车道方向控制

3 交通信号灯控制设计

3.1 交通信号灯设置依据与判别条件

3.1.1 设置信号灯判别的基本方法

3.1.2 设置信号灯与否的判定条件

3.1.3 英国信号灯设置依据

3.1.4 我国公路系统设置信号灯的一般原则

3.1.5 信号灯设置的利弊

3.1.6 信号灯设置理论分析方法

3.2 信号灯控制的设计参数

3.2.1 主要术语

3.2.2 单点控制系统的参数

3.2.3 干线控制系统的参数

3.3 信号灯相位设置原则

3.3.1 左转相位和左转信号灯

3.3.2 信号相位和相位设计

3.3.3 交通流方向分配

3.3.4 左转信号灯设置条件

3.3.5 受保护+允许与受保护左转相位

3.3.6 相序(相位执行次序)设置

3.3.7 前置、后置和前后置错位左转相序

3.3.8 相位方案设置的注意事项

3.4 信号灯配时设置原则

3.4.1 最短绿灯时间

3.4.2 相位跳越时间

3.4.3 车辆清空时间

3.4.4 清空(黄灯一全红灯)时间表

3.4.5 最大绿灯时间

3.4.6 人行道信号间隔

3.4.7 行人清空时间

3.4.8 前置警告闪亮灯

3.4.9 交叉口闪光控制

3.4.10 延迟检测

3.4.11 协调控制

3.4.12 周期时长和间隔

3.4.13 协调控制中的相位差

3.4.14 协调控制的相位强制终止与允许执行时间

3.4.15 优先通行相位

3.4.16 紧急情况优先通行

3.4.17 铁路优先通行

3.4.18 铁路交叉口准备停行信号

3.4.19 控制器时钟安装和设置

4 交通信号灯控制设备

4.1 道路交通信号灯

4.1.1 LED交通信号灯概述

4.1.2 LED道路交通信号灯与传统光源信号灯的区别

4.1.3 LED信号灯光学设计分析

4.1.4 LED信号灯驱动电路分析

4.2 信号灯显示方法与标志

4.2.1 车辆信号指示

4.2.2 行人信号指示

4.2.3 信号指示辅助标志

4.2.4 危险状况辨识信号

4.2.5 停车标志信号

4.2.6 车道使用信号

4.2.7 自行车信号灯

4.2.8 道路交通倒计时显示器

4.3 交通流检测

4.3.1 交通流检测的国内外现状

4.3.2 交通流检测系统的建设原则

4.3.3 交通流检测系统的组成

4.3.4 交通流检测技术

4.3.5 交通流检测数据采集

4.4 交通流检测设备

4.4.1 车辆检测器

4.4.2 行人检测器

4.4.3 检测器设备介绍

4.5 交通信号灯控制机

4.5.1 信号控制机的基本功能

4.5.2 信号机的基本功能

4.5.3 信号机系统硬件

4.5.4 信号机硬件模块

4.5.5 嵌入式Linux系统

4.5.6 北美国家运输ITS通信协议(NTCIP)

4.5.7 我国信号机现状分析

4.5.8 我国交通信号机产品介绍

4.6 信号灯控制柜和电子信号

4.6.1 信号控制柜

4.6.2 电子信号

4.6.3 M型交通控制柜

4.6.4 S型交通控制柜

4.6.5 卡片架装配

4.7 信号控制通信系统

4.7.1 单个交叉口通信系统

4.7.2 多个交叉口联控通信系统

4.7.3 地面控制器与控制中心的通信系统

5 信号灯系统的安装

5.1 信号灯安装

5.1.1 机动车信号灯安装

5.1.2 行人信号灯安装

5.1.3 非机动车信号灯安装

5.2 信号灯灯杆安装

5.2.1 机动车信号灯灯杆安装

5.2.2 行人信号灯灯杆安装

5.2.3 非机动车信号灯灯杆安装

5.3 信号机柜安装

5.3.1 机箱基础

5.3.2 信号机机箱

5.3.3 安装技术要求

5.3.4 接地防雷

5.4 检测器安装

5.4.1 埋设

5.4.2 封装

5.4.3 线圈与馈线的连接

5.5 信号线缆敷设

5.5.1 电缆线选择

5.5.2 地下电缆线敷设

5.5.3 架空电缆线敷设

5.6 系统安装和集成

5.6.1 施工前的工作

5.6.2 施工检查清单

6 验收、运行和维护

6.1 验收

6.1.1 验收总则

6.1.2 竣工验收一般性要求

6.2 运行

6.2.1 启动和关闭

6.2.2 信号安全保障

6.2.3 运行监控

6.3 养护

6.3.1 养护文件

6.3.2 信号控制柜的养护

6.3.3 控制器的养护

6.3.4 冲突监视器的养护

6.3.5 检测器的养护

6.3.6 架空项目的养护

6.3.7 支撑柱的养护

6.3.8 信号中断的替代措施

7 交通信号灯控制与设计软件介绍

7.1 TRANSYT-7F

7.1.1 软件简介

7.1.2 软件应用

7.2 PASSER

7.2.1 软件简介

7.2.2 软件应用

7.3 Synchro

7.3.1 软件简介

7.3.2 软件应用

7.4 Green-Star绿星

7.4.1 软件简介

7.4.2 软件应用

7.5 VISSIM

7.5.1 软件简介

7.5.2 软件应用

7.6 SCATS控制系统

7.6.1 SCATS系统概况

7.6.2 SCATS系统工作结构和原理

7.6.3 SCATS系统特点

7.7 SCOOT控制系统

7.7.1 SCOOT系统概况

7.7.2 SCOOT系统工作结构和原理

7.7.3 SCOOT系统特点

8 主干道双向绿波控制实施案例

8.1 案例一:南京市北京东一西路双向绿波

8.2 案例二:上海市浦东张杨路双向绿波

9 信号灯系统设计与安装施工图实例

参考文献

作者简介

道路交通信号灯控制与道路交通标志和标线设置部分共同组成了对道路交通控制和管理的一个完整内容。交通信号灯控制在整个道路交通工程中起到了交通标志标线不能够代替的一个重要部分，它的应用主要是在那些交通量较大、交通流冲突较多和复杂的交叉口与岔道口，以及某些道路路段上对交通流方向控制的地方。

随着国内经济的高速增长，中国正在成为拥有全球最多的城市群国家，并且中国已经拥有世界第二位数量的公路网络，对交通信号机和信号系统的需求量无疑是极大的。我国交通部管辖下的各省市公路管理部门，自从在20世纪80年代初将公路交通信号灯部分交给公安部来管理之后，整个公路管理部门完全缺乏对信号灯设置和管理方面的知识和管理能力，形成其道路管辖区内的一个重要职能空白区，造成公路管理职能上交错和冲突，形成在公路管理职能上一个十分不正常现象，即公路本身沿线需要设置各种交叉口的信号灯控制，但是其需求并不是由公路管理部门提出，而是公安交通部门提出要求，由公路管理部门出钱，再由公安部门管理的奇怪现象。这种不正常体制给地方上公路管理部门带来许多困难和矛盾。另一方面，目前我国公路管理部门的技术人员对道路交通信号灯控制的知识几乎完全不了解。

为了今后公路管理部门能够较好地承担道路交通信号灯控制和管理，公路部门的有关人员必须从理论、设计、施工、安装、运营和养护等全面知识范围进行培训和提高。为此，江苏省交通厅公路局和南通市公路处提出需要开展道路交通信号灯控制的专题研究，出台一整套有关交通信号灯控制的理论、设计、施工、安装设置、运营和养护全方面的技术规范和标准的指导手册。

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