道路交叉口綜合待行區(qū)車流通行增容控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種城市交叉口的車輛控制方法，特別涉及一種道路交叉口綜合待行 區(qū)車流通行增容控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在城市道路中，單向4車道道路在交叉口處一般渠化為進(jìn)口 5車道，2個(gè)左轉(zhuǎn)車道， 2個(gè)直行車道，1個(gè)右轉(zhuǎn)專用道，通常設(shè)有左轉(zhuǎn)待行區(qū)，如圖1所示。"十"字交叉口一般采取 四相位信號(hào)控制。
[0003]相位一為南北直行，南北左轉(zhuǎn)進(jìn)入左轉(zhuǎn)待行區(qū)；相位二為南北左轉(zhuǎn)；相位三為東 西直行，東西左轉(zhuǎn)進(jìn)入左轉(zhuǎn)待行區(qū)；相位四為東西左轉(zhuǎn)。因此，現(xiàn)有的道路交叉口車流渠化 現(xiàn)狀存在以下方面的問(wèn)題：
[0004] 1.直行、左轉(zhuǎn)通行能力有限
[0005] 由于受道路寬度的限制，交叉口已無(wú)法拓出更多的機(jī)動(dòng)車道。當(dāng)交叉口交通流量 較大時(shí)，現(xiàn)有的交叉口的通行能力難以滿足車輛的通行需求，車輛排隊(duì)長(zhǎng)，延誤大。單從信 號(hào)優(yōu)化的角度難以提高交叉口的通行能力。
[0006] 以某市某十字交叉口為例，交叉口為四相位配時(shí)，單一相位的綠信比（綠信比是 指：綠燈占整個(gè)交通信號(hào)燈時(shí)長(zhǎng)的比例）一般在〇. 25左右。交叉口西進(jìn)口車道布置為直行 車道2條，左轉(zhuǎn)車道2條，右轉(zhuǎn)車道1條。調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，高峰期西進(jìn)口直行流量為lOOOpcu/ h(pcu/h指：每小時(shí)通過(guò)的小汽車車流量），左轉(zhuǎn)流量為700pcu/h，右轉(zhuǎn)流量為456pcu/h。
[0007] 在現(xiàn)狀四相位信號(hào)控制條件下，直行、左轉(zhuǎn)車道的通行能力約為400pcu/h左右， 直行車道飽和度>1。西進(jìn)口服務(wù)水平為F級(jí)；其中，左轉(zhuǎn)車輛排隊(duì)車數(shù)為14輛，車輛延誤 為99s;直行車輛排隊(duì)車數(shù)為18輛，車輛延誤為126s。因此，交叉口擁堵現(xiàn)象嚴(yán)重，現(xiàn)有的 通行能力難以滿足交通需求。
[0008] 2.交叉口存在著空間浪費(fèi)
[0009] 現(xiàn)狀交叉口，直行和左轉(zhuǎn)車輛均在自屬的車道上排隊(duì)和通行。當(dāng)直行車輛放行時(shí)， 左轉(zhuǎn)車道上車輛很少，同樣，左轉(zhuǎn)車輛放行時(shí)，直行車道上車輛很少，交叉口空間資源未得 到充分的利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提供一種能夠充分利用交叉口空間資源的道 路交叉口綜合待行區(qū)車流通行增容控制方法，其特點(diǎn)在于，其包括以下步驟：
[0011] S1、增設(shè)供直行車輛、左轉(zhuǎn)車輛共用的綜合待行區(qū)，并在所述綜合待行區(qū)的末端 (這里的綜合待行區(qū)末端，即進(jìn)入交叉口遇見的第一根停車線）設(shè)置用于控制直行或左轉(zhuǎn) 車輛停車的一次停車線、及滿足非機(jī)動(dòng)車輛通行需求的二次停車線（二次停車線所在延長(zhǎng) 線位于相鄰進(jìn)口路沿石邊緣線上）；設(shè)定所述一次停車線與二次停車線之間的距離為綜合 待行區(qū)的長(zhǎng)度；其中，
[0012] 設(shè)定：直行車輛停車長(zhǎng)度（指位于綜合待行區(qū)內(nèi)的直行車輛長(zhǎng)度）：
[0013] L直=ε氺^+:^)*]!直*(1_λ直）；
[0014] 左轉(zhuǎn)車輛停車長(zhǎng)度（指位于綜合待行區(qū)內(nèi)的左轉(zhuǎn)車輛長(zhǎng)度）：
[0015] L左=ε氺^+:^)*]!左*(1_λ左）；
[0016] 則綜合待行區(qū)長(zhǎng)度：
[0017]
[0018] 其中，ε為隨機(jī)達(dá)到系數(shù)，取1. 25 ;
[0019] ^為計(jì)算車身長(zhǎng)度，標(biāo)準(zhǔn)小汽車為5m;
[0020] 12為車輛排隊(duì)間隙，取值為2m;
[0021] ns、ns為綜合待行區(qū)內(nèi)直行、左轉(zhuǎn)車道每道每周期的平均到車數(shù)；
[0022]λ直、λ左為直行、左轉(zhuǎn)車道的綠信比；
[0023]W直、W左為直行、左轉(zhuǎn)車道數(shù)；
[0024]S2、在所述綜合待行區(qū)對(duì)向的道路中央分隔帶上增設(shè)可變信息板、預(yù)信號(hào)燈及埋 于道路地面下方的感應(yīng)線圈；所述預(yù)信號(hào)燈為左轉(zhuǎn)和直行指示性信號(hào)燈，用于控制位于綜 合待行區(qū)內(nèi)的左轉(zhuǎn)或直行車輛的進(jìn)入；所述可變信息板中顯示的內(nèi)容用于提示左轉(zhuǎn)或直行 車輛允許進(jìn)入綜合待行區(qū)；其中，所述預(yù)信號(hào)燈包括預(yù)信號(hào)紅燈和預(yù)信號(hào)綠燈，所述預(yù)信號(hào) 紅燈提前于所述交叉口處原有的直行或左轉(zhuǎn)交通信號(hào)綠燈結(jié)束前10秒~12秒（所述預(yù)信 號(hào)紅燈提前于所述交叉口處原有的直行或左轉(zhuǎn)交通信號(hào)綠燈結(jié)束前的時(shí)間，可根據(jù)直行和 左轉(zhuǎn)車流實(shí)際情況調(diào)整）；
[0025]S3、所述交叉口采取四相位信號(hào)燈控制，同一個(gè)進(jìn)口的左轉(zhuǎn)預(yù)信號(hào)燈和直行預(yù)信 號(hào)燈之間相隔一個(gè)相位，當(dāng)左轉(zhuǎn)車輛相位結(jié)束后（即當(dāng)原有的交叉口的左轉(zhuǎn)交通信號(hào)綠燈 結(jié)束后），直行車輛進(jìn)入綜合待行區(qū)停車等待；當(dāng)直行車輛相位結(jié)束后（即為當(dāng)原有的交叉 口的直行交通信號(hào)綠燈結(jié)束后），左轉(zhuǎn)車輛進(jìn)入綜合待行區(qū)停車等待，依次循環(huán)更迭交替。
[0026] 在一些實(shí)施例中，步驟S2中根據(jù)所述感應(yīng)線圈測(cè)量經(jīng)過(guò)交叉口的各車道的車流 量，進(jìn)而精確設(shè)定綜合待行區(qū)的長(zhǎng)度的步驟如下：
[0027] 假設(shè)測(cè)得的綜合待行區(qū)內(nèi)的直行車道流量分別為nsi，ns2，ns3…，左轉(zhuǎn)車道流量 分別為ntl，η左2，η左3···，則設(shè)定：
[0028]
[0029]
[0030]得出實(shí)際所需的綜合待行區(qū)長(zhǎng)度：[0031]
[0032] 其中，ε為隨機(jī)達(dá)到系數(shù)，取1. 25; ?Γ：
[0033] ^為計(jì)算車身長(zhǎng)度，標(biāo)準(zhǔn)小汽車為5m;
[0034] 12為車輛排隊(duì)間隙，取值為2m;
[0035] ni、為感應(yīng)線圈測(cè)得的綜合待行區(qū)內(nèi)的直行、左轉(zhuǎn)車道每道每周期的實(shí)際到車 數(shù)；
[0036] λ直、λ左為綜合待行區(qū)內(nèi)的直行、左轉(zhuǎn)車道的綠信比；
[0037] 、&為綜合待行區(qū)內(nèi)的直行、左轉(zhuǎn)車道數(shù)。
[0038] 在一些實(shí)施例中，步驟S2中所述感應(yīng)線圈還用于同時(shí)根據(jù)實(shí)測(cè)流量，實(shí)時(shí)調(diào)整交 叉口各相位的綠信比分布。這樣可以進(jìn)一步優(yōu)化交叉口的車流增容方案的調(diào)整。
[0039] 在符合本領(lǐng)域常識(shí)的基礎(chǔ)上，上述各優(yōu)選條件，可任意組合，即得本發(fā)明各較佳實(shí) 施例。
[0040] 本發(fā)明的有益效果：
[0041] 1、采用本發(fā)明的控制方法，在通行能力上，大大提高了交叉口的通行能力。以前 文某市某一^h字交叉口為例，該交叉口西進(jìn)口高峰期直行流量為l〇〇〇pcu/h，左轉(zhuǎn)流量為 700pcu/h，交叉口信號(hào)周期為210s，單一相位的綠信比為0. 25,根據(jù)本發(fā)明設(shè)置的綜合待 行區(qū)長(zhǎng)度L= 68m，這樣，一條直行或左轉(zhuǎn)車道上1個(gè)相位排隊(duì)蓄車約20輛，增設(shè)68m綜合 待行區(qū)長(zhǎng)度，可蓄約10輛車，提升了 50%的道路蓄車能力。
[0042]2、降低了車道飽和度、車輛延誤
[0043] 在飽和度和車輛延誤上，交叉口車道飽和度由1. 09降低為0. 54,交叉口平均每輛 車延誤由78. 3s降低為44. 7s，延誤降低了 33.6s。以車均載客2人，則該交叉口高峰小時(shí) 共為出行者節(jié)省的時(shí)間160. 9h，高峰系數(shù)取0. 1，則一年為出行者節(jié)省時(shí)間合計(jì)58. 8萬(wàn)小 時(shí)。
[0044] 3、本發(fā)明還設(shè)置了直行、左轉(zhuǎn)車輛紅燈提前通知的控制方法。本發(fā)明通過(guò)新增預(yù) 信號(hào)燈（預(yù)信號(hào)燈僅用于提示綜合待行區(qū)內(nèi)的車輛左轉(zhuǎn)或直行，不影響正常交通的直行和 左轉(zhuǎn)，預(yù)信號(hào)燈包括預(yù)信號(hào)紅燈、預(yù)信號(hào)綠燈和預(yù)信號(hào)黃燈），提前該交叉口直行左轉(zhuǎn)信號(hào) 相位預(yù)信號(hào)綠燈結(jié)束啟動(dòng)10秒，禁止車輛進(jìn)入綜合待行區(qū)，防止車輛進(jìn)入待行區(qū)后無(wú)法在 此周期通過(guò)，因此進(jìn)一步保證了交叉口通行能力及行車安全。
[0045] 以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說(shuō)明，以 充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。
【附圖說(shuō)明】
[0046] 圖1為現(xiàn)有的道路交叉口車流渠化示意圖。
[0047] 圖2為本發(fā)明的增設(shè)綜合待行區(qū)后的車流渠化示意圖。
[0048] 圖3為以東進(jìn)口為例下的本發(fā)明的預(yù)信號(hào)燈及可變信息板分布示意圖。
[0049] 圖4為本發(fā)明的預(yù)信號(hào)燈及可變信息板樣式結(jié)構(gòu)示意圖。
[0050] 圖5為本發(fā)明處于相位一時(shí)的車輛控制排布圖。
[0051]圖6為本發(fā)明處于相位二時(shí)的車輛控制排布圖。
[0052] 圖7為本發(fā)明處于相位三時(shí)的車輛控制排布圖。
[0053]圖8為本發(fā)明處于相位四時(shí)的車輛控制排布圖。
[0054] 附圖標(biāo)記說(shuō)明：綜合待行區(qū)1、一次停車線2、二次停車線3、預(yù)信號(hào)燈4、可變信息 板5、交叉口 6
【具體實(shí)施方式】
[0055] 下面舉幾個(gè)較佳實(shí)施例，并結(jié)合附圖來(lái)更清楚完整地說(shuō)明本發(fā)明。
[0056] 實(shí)施例1
[0057] 本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：如圖2~圖4所示，本實(shí)施例提供的 道路交叉口綜合待行區(qū)車流通行增容控制方法，包括以下步驟：
[0058] S1、增加綜合待行區(qū)1及停車線
[0059] 在直行車道和左轉(zhuǎn)車道前方增設(shè)綜合待行區(qū)1(直行、左轉(zhuǎn)共用待行區(qū)），在待行 區(qū)末端增加一次停車線2,控制綜合待行區(qū)內(nèi)直行車輛或左轉(zhuǎn)車輛停車。
[0060] 增加二次停車線3。如圖2~圖4所示，以西進(jìn)口為例，二次停車線3所在延長(zhǎng)線 位于南北進(jìn)口路沿石邊緣線上（即西進(jìn)口處二次停車線的延長(zhǎng)線與南北進(jìn)口路沿石邊緣 線重合），以滿足非機(jī)動(dòng)車輛通行需求。一次停車線2與二次停車線3之間的距離即為綜合 待行區(qū)1的長(zhǎng)度。
[0061] 綜合待行區(qū)內(nèi)直行車輛停車長(zhǎng)度：
[0062] L直=ε氺^+:^)*]!直*(1_λ直） （公式 1)
[0063] 綜合待行區(qū)內(nèi)左轉(zhuǎn)車輛停車長(zhǎng)度：
[0064] L左=ε氺^+:^)*]!左*(1_λ左） （公式 2)
[0065] 綜合待行區(qū)長(zhǎng)度：