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口 5車道，2個左轉(zhuǎn)車道， 2個直行車道，1個右轉(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 四相位信號控制。
[0003]相位一為南北直行，南北左轉(zhuǎn)進入左轉(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，交叉口已無法拓出更多的機動車道。當交叉口交通流量 較大時，現(xiàn)有的交叉口的通行能力難以滿足車輛的通行需求，車輛排隊長，延誤大。單從信 號優(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，單一相位的綠信比（綠信比是 指：綠燈占整個交通信號燈時長的比例）一般在〇. 25左右。交叉口西進口車道布置為直行 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，高峰期西進口直行流量為lOOOpcu/ h(pcu/h指：每小時通過的小汽車車流量），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。西進口服務(wù)水平為F級；其中，左轉(zhuǎn)車輛排隊車數(shù)為14輛，車輛延誤 為99s;直行車輛排隊車數(shù)為18輛，車輛延誤為126s。因此，交叉口擁堵現(xiàn)象嚴重，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
[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和通行。當直行車輛放行時， 左轉(zhuǎn)車道上車輛很少，同樣，左轉(zhuǎn)車輛放行時，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、及滿足非機動車輛通行需求的二次停車線（二次停車線所在延長 線位于相鄰進口路沿石邊緣線上）；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)的長度；其中，
[0012] 設(shè)定：直行車輛停車長度（指位于綜合待行區(qū)內(nèi)的直行車輛長度）：
[0013] L直=ε氺^+:^)*]!直*(1_λ直）；
[0014] 左轉(zhuǎn)車輛停車長度（指位于綜合待行區(qū)內(nèi)的左轉(zhuǎn)車輛長度）：
[0015] L左=ε氺^+:^)*]!左*(1_λ左）；
[0016] 則綜合待行區(qū)長度：
[0017]
[0018] 其中，ε為隨機達到系數(shù)，取1. 25 ;
[0019] ^為計算車身長度，標準小汽車為5m;
[0020] 12為車輛排隊間隙，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)對向的道路中央分隔帶上增設(shè)可變信息板、預信號燈及埋 于道路地面下方的感應線圈；所述預信號燈為左轉(zhuǎn)和直行指示性信號燈，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 車輛允許進入綜合待行區(qū)；其中，所述預信號燈包括預信號紅燈和預信號綠燈，所述預信號 紅燈提前于所述交叉口處原有的直行或左轉(zhuǎn)交通信號綠燈結(jié)束前10秒~12秒（所述預信 號紅燈提前于所述交叉口處原有的直行或左轉(zhuǎn)交通信號綠燈結(jié)束前的時間，可根據(jù)直行和 左轉(zhuǎn)車流實際情況調(diào)整）；
[0025]S3、所述交叉口采取四相位信號燈控制，同一個進口的左轉(zhuǎn)預信號燈和直行預信 號燈之間相隔一個相位，當左轉(zhuǎn)車輛相位結(jié)束后（即當原有的交叉口的左轉(zhuǎn)交通信號綠燈 結(jié)束后），直行車輛進入綜合待行區(qū)停車等待；當直行車輛相位結(jié)束后（即為當原有的交叉 口的直行交通信號綠燈結(jié)束后），左轉(zhuǎn)車輛進入綜合待行區(qū)停車等待，依次循環(huán)更迭交替。
[0026] 在一些實施例中，步驟S2中根據(jù)所述感應線圈測量經(jīng)過交叉口的各車道的車流 量，進而精確設(shè)定綜合待行區(qū)的長度的步驟如下：
[0027] 假設(shè)測得的綜合待行區(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]得出實際所需的綜合待行區(qū)長度：[0031]
[0032] 其中，ε為隨機達到系數(shù)，取1. 25; ?Γ：
[0033] ^為計算車身長度，標準小汽車為5m;
[0034] 12為車輛排隊間隙，取值為2m;
[0035] ni、為感應線圈測得的綜合待行區(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] 在一些實施例中，步驟S2中所述感應線圈還用于同時根據(jù)實測流量，實時調(diào)整交 叉口各相位的綠信比分布。這樣可以進一步優(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 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)長度L= 68m，這樣，一條直行或左轉(zhuǎn)車道上1個相位排隊蓄車約20輛，增設(shè)68m綜合 待行區(qū)長度，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 共為出行者節(jié)省的時間160. 9h，高峰系數(shù)取0. 1，則一年為出行者節(jié)省時間合計58. 8萬小 時。
[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)明通過新增預 信號燈（預信號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)，預信號燈包括預信號紅燈、預信號綠燈和預信號黃燈），提前該交叉口直行左轉(zhuǎn)信號 相位預信號綠燈結(jié)束啟動10秒，禁止車輛進入綜合待行區(qū)，防止車輛進入待行區(qū)后無法在 此周期通過，因此進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)效果作進一步說明，以 充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。
【附圖說明】
[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為以東進口為例下的本發(fā)明的預信號燈及可變信息板分布示意圖。
[0049] 圖4為本發(fā)明的預信號燈及可變信息板樣式結(jié)構(gòu)示意圖。
[0050] 圖5為本發(fā)明處于相位一時的車輛控制排布圖。
[0051]圖6為本發(fā)明處于相位二時的車輛控制排布圖。
[0052] 圖7為本發(fā)明處于相位三時的車輛控制排布圖。
[0053]圖8為本發(fā)明處于相位四時的車輛控制排布圖。
[0054] 附圖標記說明：綜合待行區(qū)1、一次停車線2、二次停車線3、預信號燈4、可變信息 板5、交叉口 6
【具體實施方式】
[0055] 下面舉幾個較佳實施例，并結(jié)合附圖來更清楚完整地說明本發(fā)明。
[0056] 實施例1
[0057] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：如圖2~圖4所示，本實施例提供的 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，以西進口為例，二次停車線3所在延長線 位于南北進口路沿石邊緣線上（即西進口處二次停車線的延長線與南北進口路沿石邊緣 線重合），以滿足非機動車輛通行需求。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的長度。
[0061] 綜合待行區(qū)內(nèi)直行車輛停車長度：
[0062] L直=ε氺^+:^)*]!直*(1_λ直） （公式 1)
[0063] 綜合待行區(qū)內(nèi)左轉(zhuǎn)車輛停車長度：
[0064] L左=ε氺^+:^)*]!左*(1_λ左） （公式 2)
[0065] 綜合待行區(qū)長度：