一種提高城市環(huán)行交叉口車輛通行能力的方法

專利名稱：一種提高城市環(huán)行交叉口車輛通行能力的方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及城市大型環(huán)行交叉口的交通控制技術(shù)。
眾所周知，在早期道路交叉口設計中，為避免交通流的沖突，在用地條件許可的條件下，不少交叉口被設計成環(huán)行交叉口，既可大大提高車輛運行的安全性，同時又可維持較高的通行能力。這種設計方法，在交通量相對較小的情況下，確實是實用且有效的，曾在一些國家被廣泛地采用。我國不少城市的出入口修建成這類交叉口。
然而，隨著道路上交通需求量的不斷增加，環(huán)行交叉口通行能力的有限性逐漸顯現(xiàn)出來了，特別是車輛在環(huán)道上的交織造成了較大的延誤。為了改善環(huán)行交叉口交通擁擠和堵塞情況，通常采用了如下幾種方法一.建造立交這種方法雖然能夠較大幅度地增加環(huán)交的通行能力，但有兩個主要的局限性首先，造立交工程量大，造價高；其次，造立交對環(huán)境的破壞較大。
二.信號控制為了減少或消除環(huán)行道上不同流向的車流在時間和空間上的交織、干擾，通常采用以下兩種不同的信號控制方法(針對最為典型的四路環(huán)行交叉口)(1)在不拆除環(huán)島的情形下，采用常規(guī)的二相位控制，這種控制方式雖然能減少環(huán)行道上的交織段個數(shù)，但仍然存在直行車流和對向左轉(zhuǎn)車流的交織。而且對于大型環(huán)交，車流繞環(huán)行道的時間損失較大，空間資源也未得到充分的利用；因此該控制方式對環(huán)行道的通行能力的提高效果不明顯，而且可能導致延誤增加較大。
(2)拆除環(huán)島，對交叉口重新進行交通渠化組織及信號控制。該方法通過對不同流向的交通流在時間和空間上徹底的分離，消除了不同流向車流交織，能夠較為明顯地提高通行能力；但工程量仍較大，代價高，而且對環(huán)行道中心的綠地破壞嚴重，給城市環(huán)境帶來不利影響。同時，由于采用多相位，周期較長，造成延誤較大。
三.拓寬、增加進口道和環(huán)行道在保留環(huán)島的前提下，該方法對增加環(huán)交的通行能力無明顯的效果，甚至會適得其反。環(huán)行道的通行能力主要取決于交織段的長度，在環(huán)行道半徑不變的情況下，增加進口道或環(huán)行道的車道數(shù)會導致車流的交織更嚴重，往往會進一步降低環(huán)交的通行能力。
經(jīng)發(fā)明人長期研究發(fā)現(xiàn)，影響城市大型交叉口的車輛通行能力的主要問題是各進口道不同流向車流在環(huán)行道上的交織運行，以及現(xiàn)有的信號控制造成的空間和時間資源的浪費。
本發(fā)明的目的是提出一種利用現(xiàn)有環(huán)島，通過對交叉口實行不同相位控制、對左轉(zhuǎn)車實行二次停車控制來消除不同流向車輛間的交織，來提高環(huán)行交叉口車輛通行能力的方法。
為了達到上述目的，本發(fā)明是這樣進行的A.首先，對車道、停車線和信號燈進行布置a.車道分進口道和環(huán)行道按各進口道的原來寬度、環(huán)島半徑大小及流量和流向需求，在各進口道上可設置1-3條左轉(zhuǎn)車道、2-5條直行車道、1條右轉(zhuǎn)車道；在環(huán)行道上可設置1-3條左轉(zhuǎn)車道、2-5條直行車道；車道的重新布置使不同、不同流向的車流在空間上進行了分流；b.停車線分直行和左轉(zhuǎn)排隊等侯的第一停車線和專門為左轉(zhuǎn)車設置的、為避免與對向直行車沖突而再次停車等候的第二停車線，第一停車線的位置為平行于與進口道中線垂直的環(huán)行道外切線，并后移1-3米，第二停車線設置在各環(huán)行道上的貼近環(huán)島邊的進口道左轉(zhuǎn)交通流與直行交通流沖突點斷面向后退1-3米處；c.信號燈設置在第一停車線和第二停車線車輛可視的位置，第一停車線前的信號燈設有直行和左轉(zhuǎn)方向指示箭頭，第二停車線前設有左轉(zhuǎn)信號燈，該兩組信號燈由信號機聯(lián)動控制；B.接著，確定信號相位方案先通過對第一停車線處的左轉(zhuǎn)車流相對于同一進口道的直行車流延遲啟動(遲啟)，消除與相鄰進口道的左轉(zhuǎn)車流在第二停車線的信號燈綠燈末期的尾車間的干擾第一停車線處的左轉(zhuǎn)車流啟動后，利用同一進口道直行車流的通行時間到達第二停車線，在第二停車線處排隊等候，當對向的直行車流的綠燈結(jié)束后，經(jīng)過一個第二次左轉(zhuǎn)車與對向直行車之間的綠燈間隔后，位于第二停車線前排隊的左轉(zhuǎn)車啟動；此時該進口道直行車流在綠燈末期的尾車還未到達東西相與南北相直行車流的沖突點，即此時正處于兩相位間的綠燈間隔時間，因此，該第二停車線前左轉(zhuǎn)車的通行實際上利用了兩個直行車流之間的綠燈間隔時間，經(jīng)過該一個綠燈間隔后，下一相位的直行車啟動；當?shù)诙巫筠D(zhuǎn)車在上一相位的綠燈時間不夠時，第二次左轉(zhuǎn)車的綠燈時間可以延續(xù)到下一相位(即第二次左轉(zhuǎn)的綠燈時間未結(jié)束，下一相位的直行車流實際上利用了該左轉(zhuǎn)車流的后一部分綠燈時間(即直行車流的“早啟”))，如此循環(huán)下去達到利用時空效應提高交通通行能力；C.最后，根據(jù)一天24小時的流量特征，確定3-6個信號配時時段，并通過自動檢測或人工統(tǒng)計的方法，確定上述不同時段內(nèi)的流量數(shù)據(jù)，然后計算各時段內(nèi)各相位的最大設計流量比總和(該總和要求≤0.9)，由于左轉(zhuǎn)車在交叉口的通行是利用兩相位的直行車的綠燈間隔時間通行的，因此，在計算最大設計流量總和時，只考慮不同相位不同進口道的直行車流量，而不計算左轉(zhuǎn)車的流量；然后，計算綠燈間隔時間和信號總損失時間，這樣就可以得出各相位車輛通過交叉口一次所需的一個最佳信號燈周期、并按照各相位的流量比計算各相位綠燈信號時間(即各相位直行綠燈時間)及直行車綠燈顯示時間，然后確定同一進口道左轉(zhuǎn)車相對直行車的遲啟時間、確定第一停車線處左轉(zhuǎn)車的有效綠燈時間、確定第二停車線處左轉(zhuǎn)車的有效綠燈時間，最后根據(jù)相位設計以及上述計算得到的各相位綠燈顯示時間就得出了完整的信號設計及配時方案，將上述不同時段的配時方案輸入信號機內(nèi)；該配時方案也可應用到自適應控制系統(tǒng)中。
第一停車線處左轉(zhuǎn)車的有效綠燈時間，分下述兩種情況確定當進口道處的左轉(zhuǎn)車的設計交通流量大于環(huán)行道上所能容納的排隊左轉(zhuǎn)車的最大數(shù)時，以環(huán)行道上所能容納的排隊左轉(zhuǎn)車的最大數(shù)完全通過第一停車線來確定第一停車線處的右轉(zhuǎn)車的有效綠燈時間；當進口道處的左轉(zhuǎn)車的設計交通流量小于環(huán)行道上所能容納的左轉(zhuǎn)車的最大數(shù)時，以第一停車線處左轉(zhuǎn)車流量完全通過第一停車線來確定左轉(zhuǎn)車的有效綠燈時間。
第二停車線處左轉(zhuǎn)車的有效綠燈時間的確定是根據(jù)第一停車線處計算左轉(zhuǎn)車的綠燈時間的兩種情況下的左轉(zhuǎn)車完全通過第二停車線的有效時間，即為第二停車線處左轉(zhuǎn)車的有效綠燈時間。
最后，通過與信號機連接的交叉口現(xiàn)場設有的檢測器或人工觀察到的不同時段中不同流量情況，選擇信號燈內(nèi)預先儲存的不同控制方案。
上述兩種綠燈間隔時間的確定如下在確定位于第二次停車線的左轉(zhuǎn)車與同一進口道直行車之間的綠燈間隔時間時，應保證在綠燈末期駛出進口道停車線的直行車尾車到達沖突點時，與第二停車線綠燈初期駛出的左轉(zhuǎn)車之間有一個安全時間間隔；在確定東西向與南北向直行車之間的綠燈間隔時間時，應保證在綠燈末期駛出進口道停車線的直行車尾車到達沖突點時，與相鄰進口道綠燈初期駛出的直行車之間有一個安全時間間隔；依次類推。
該配時方法也可應用在自適應控制系統(tǒng)中。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點1.由于將不同流向的車流在車行道上劃分開來，特別是左轉(zhuǎn)車在第二停車線處的第二次停車，在空間上避免了與直行車流之間的交織與干擾；同時，將左轉(zhuǎn)車專用的第二停車線設置在環(huán)行道上，讓左轉(zhuǎn)車在環(huán)行道上排隊，既利用了環(huán)行道上的有效空間又利用了時間空間資源，提高左轉(zhuǎn)車流通行能力、縮短其延誤時間，而對直行交通流來講避免了因交織引起的延誤，實際上是充分利用了“時空”資源，大大提高了通行能力。
2.由于在確定最佳信號周期時，左轉(zhuǎn)車沒有占用專門的相位，所以與十字交叉口多相位控制相比較，信號周期就大大縮短，減少了延誤。特別是當進口道處的直行車流量比左轉(zhuǎn)車流量大時，同一進口道上對左轉(zhuǎn)車綠燈采用遲啟、對直行車采用銜接良好的早斷技術(shù)，使左轉(zhuǎn)車從第一停車線處利用同一進口道直行車的一部分綠燈時間行駛到第二停車線處時正好獲得通行權(quán)，能不停車(或少停車)地在環(huán)行道綠燈信號啟亮時，直接通過交叉口。同樣，另一相位的進口道上的直行車也可以利用該左轉(zhuǎn)車的后一部分綠燈時間予以通行，使本發(fā)明的方法與傳統(tǒng)方法相比，通行能力提高2倍以上。


圖1為四路環(huán)行交叉口車行道，停車線和信號燈布置示意2為四路環(huán)行交叉口組成的兩相位信號燈相序示意3為信號相位配時流程圖結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明實施例1，在環(huán)島半徑大于20米的標準四路環(huán)行交叉口上實施本發(fā)明的提高車輛通行能力的方法。
先請參閱圖1和圖2。
首先，將原有的四路環(huán)行交叉口的每一個進口道的左轉(zhuǎn)車、直行車、右轉(zhuǎn)車分離開來重新布置為進口道兩邊外側(cè)劃分出對稱的、方向相反的右轉(zhuǎn)車道各1條，中間布置為方向相反的左轉(zhuǎn)車道各1條，左、右車道之間各布置為方向相反的2條直行車道；環(huán)行道上布置1條左轉(zhuǎn)車道、2條直行車道。
停車線分第一停車線1’、4’、6’、10’，第二停車線2’、5’、9’、11’(環(huán)行道上左轉(zhuǎn)車輛停車線)。第一停車線設置在每一個進口道上，其位置平行于與進口道中線垂直的環(huán)行道外切線，并后退1米，即距最近的環(huán)行道外切線＋1米，其寬度按照環(huán)行道的寬度(2條直行道和1條左行道之和)。第二條停車線是對應于左轉(zhuǎn)交通流而言的，是進口道車道線向交叉口內(nèi)的延伸，即左轉(zhuǎn)交通流在環(huán)行道上到達第二停車線前，若另一相仍有直行車流通過，則左轉(zhuǎn)車需在第二停車線處排隊，等候綠燈才能通行。其位置布置在最靠近環(huán)島的環(huán)行車行道線上，與左轉(zhuǎn)車行道形成相交斷面(即沖突斷面)后退1米處，該停車線寬度是1條左轉(zhuǎn)車道的寬度。
四路環(huán)行交叉口的信號控制分南北相位12、14和東西相位13、15兩個相位，其中南北相位12和14的進口道第一停車線1’、6’可見位置上分別設有信號燈1、6、直行信號燈1a、6a和左轉(zhuǎn)信號燈1b、6b，第二停車線5’和11’可見位置上分別設有左轉(zhuǎn)信號燈5和11；另一相為東西相位13、15的進口道第一停車線4’10’可見位置上分別設有信號燈4、10、直行信號燈4a、10a和左轉(zhuǎn)信號燈4b、10b，第二停車線2’和9’可見位置上分別設有左轉(zhuǎn)信號燈2和9；上述信號燈與信號機輸出端相連接。也可以在信號機輸入端與埋在路面的檢測器8相連接，通過計算機在自適應控制系統(tǒng)中作實時控制指揮。
環(huán)島直徑較大的環(huán)行交叉口，進口道與出口道的間距也較大，所以交通信號相位切換的銜接時間若僅采用3秒黃燈時間，可能會導致黃燈末通過停車線的直行車輛與另一相位初期駛出的車輛(左轉(zhuǎn)車或直行車)沖突，因而必需重新確定綠燈間隔時間與黃燈時長，最佳周期時間、總有效綠燈時間、以及所有信號燈顯示綠燈時間分白天夜晚行駛高峰和低峰4個時段的信號配時流程。
先確定多段式信號配時的時段，劃分為上述4個時段；然后根據(jù)上述配時時段確定配時時段內(nèi)各進口道不同流向(直行和左轉(zhuǎn))的設計交通量；確定各進口道的渠化方案，即車道布置；確定(直行和左轉(zhuǎn))信號相位方案。接下去根據(jù)估算各相直行車道的設計飽和流量和直行車道設計交通量確定各相直行車道的設計流量比，當計算出的各相最大設計流量比總和≤0.9時，結(jié)合計算出的綠燈間隔時間和車輛啟動等造成的信號總損失時間，計算得到最佳周期時間，如果各相最大設計流量比總和不是≤0.9，則需要返回重新估算。
關于綠燈間隔時間，如果只考慮機動車之間的綠燈間隔時間，則可近似于直行尾車(最后一輛車)自停車線駛至交通沖突點3的時間，減去相交道路直行頭車(第一輛車)自停車線駛至交通沖突點7所用的時間，并加5秒。其他的類推。
接下去按照最佳周期時間可計算出總有效綠燈時間，然后算出各相直行車有效綠燈時間，各相綠燈信號比及直行車顯示綠燈時間。為了使對向直行車剛好或已經(jīng)全部通過第二停車線前的沖突斷面，讓左轉(zhuǎn)車可以不用二次停車，而一次通過交叉口，采用確定同一進口道左轉(zhuǎn)車相對直行車的“遲啟”時間，確定第一停車線處左轉(zhuǎn)車的有效綠燈時間，確定第二停車線處左轉(zhuǎn)車有效綠燈時間，從而得到所有信號燈顯示綠燈時間，上述各顯示綠燈配時如果滿足最短綠燈時間，并且滿足服務水平要求，則信號相位及配時方案是可以接受的，將其儲存在信號機內(nèi)依此完成本發(fā)明的方法，也可在信號機輸入端連接交叉口現(xiàn)場設有的檢測器8，進行實時計算與信號配時。如果各顯示綠燈時間不滿足最短綠燈時間，不能達到本發(fā)明的目的，信號配時返回到計算最佳周期時間，如果服務水平不能滿足要求則返回渠化和相位方案，直到滿足要求。
確定第二停車線前的左轉(zhuǎn)車排隊空間是提高左轉(zhuǎn)車的通行能力的關鍵，具體地講，每一個信號燈周期是以該進口道左轉(zhuǎn)道上允許排隊車輛數(shù)為約束條件加以確定的，環(huán)島直徑是一定的，環(huán)行道上允許停放的左轉(zhuǎn)車輛數(shù)也是一定的，因而每個周期的左轉(zhuǎn)車最大通行能力也是一定的，所以，左轉(zhuǎn)車流量較大時，各相位的有效綠燈信號時間，也是依各相位的環(huán)行道上允許的左轉(zhuǎn)車停放車輛之比來確定和分配；同樣，若直行車流量較大時，則可依據(jù)各相位直行車流量比來確定與分配有效綠燈時間。
環(huán)行交叉口信號相位的設計如圖2所示，進口道12、14的第一停車線1’、6’的位置上直行信號燈1a、6a啟亮，停車線1’、6’前的直行車獲得通行權(quán)，停車線1’、6’前的左轉(zhuǎn)車滯后一段時間后，其對應信號燈1b、6b啟亮，此時第一停車線1’、6’處的左轉(zhuǎn)車和直行車一起運行，當左轉(zhuǎn)車到達環(huán)行道的左轉(zhuǎn)車專用的第二停車線5’、11’前，若遇紅燈則停車待行；若停車線1’、6’前的左轉(zhuǎn)車流量大于環(huán)道所能容納的最大停車容量，則信號燈1b、6b對左轉(zhuǎn)車實行早斷；此時停車線1’、6’處的直行車繼續(xù)通行。當該相位直行車通行結(jié)束后，經(jīng)過南北向12、14和第二停車線5’、11’的左轉(zhuǎn)車之間的綠燈間隔時間后，第二停車線5’、11’的左轉(zhuǎn)車獲得通行權(quán)，即信號燈5、11綠燈啟亮；經(jīng)過南北向12、14和東西向13、15的直行車之間的綠燈間隔時間后，東西向13、15的直行車信號燈4a、10a綠燈啟亮，第一停車線4’、10’處的直行車獲得通行權(quán)，當?shù)诙巫筠D(zhuǎn)車在上一相位的綠燈時間不夠時，第二次左轉(zhuǎn)車的綠燈時間可以延續(xù)到下一相位，下一相位的直行車流實際上利用了該左轉(zhuǎn)車流的后一部分綠燈時間，即直行車流“早啟”。以此類推下一相位的運行。
最后，根據(jù)各相位的直行、左轉(zhuǎn)車流量瞬間變化交通流的安全與最大通行的需求，結(jié)合對環(huán)行道上的車速限制，對配時方案作適當調(diào)整，以確定實際的綠燈信號顯示時間，并通過信號機將綠燈“早啟遲斷”或“遲啟早斷”及時動態(tài)地調(diào)整同一進口道和同一相位的左轉(zhuǎn)和直行的綠燈信號顯示時間，減少了時間損失，協(xié)調(diào)進口道上的左轉(zhuǎn)、直行交通流通過交叉口，以及環(huán)行道上第二停車線前的左轉(zhuǎn)交通流通過環(huán)行交叉口，避免了左轉(zhuǎn)車輛與直行車輛的沖突，充分利用了“時空”資源，達到環(huán)行交叉口車輛通行的暢通。
實施例2為本發(fā)明的方法應用于某市環(huán)形交叉口。
該交叉口中心環(huán)島直徑為70米，其間矗立一座大型雕像且綠化優(yōu)美。交叉口四周人行道及非機動車道皆較寬，行人和非機動車流量較小且利用天橋過街?，F(xiàn)狀交叉口東、南、北三個方向的進出口道車道數(shù)為三進三出；西進口道車道數(shù)為兩進兩出。已采用常規(guī)的兩相位信號燈控制，代表性周期時間為140秒，南北相綠燈時間為77秒，東西相綠燈時間為55秒。
根據(jù)交叉口空間條件，考慮到該交叉口非機動車流量較小，周圍人行道較寬，將非機動車交通移至人行道行駛，原有非機動車道改作機動車右轉(zhuǎn)專用道；同時，將進口道寬度適當壓縮為3.25m，進一步增加一個進口道。因此，各進出口道的車道數(shù)及車道功能劃分，皆為五條進口道兩左、二直、一右和四條出口道，共計九條車道，環(huán)道上的交通空間劃分為兩左、兩直四條車行道。根據(jù)該交叉口的實際交通需求及運行特征，經(jīng)分析計算取信號控制周期時間為120秒、黃燈時間為3秒、全紅時間為5秒，再依各進口道直行車流量比進行配時，得南北相綠燈時間為57秒、東西相綠燈信號時間為47秒。
最后，根據(jù)各方向直行車、左轉(zhuǎn)車比例以及環(huán)道上各方向左轉(zhuǎn)車的允許排隊長度要求，制定交通控制方案對各流向的啟動時間及顯示綠燈時長進行協(xié)調(diào)，即同一進口道、同一相位的左轉(zhuǎn)和直行信號顯示時長可以不一致。
本發(fā)明與“左轉(zhuǎn)車非兩次控制方案”(A方案)、“拆除環(huán)島方案”(B方案)的交通效益加以比較(交通效益評價中不包含右轉(zhuǎn)交通流)，基于交叉口基本相同(進口道車道數(shù)、車道功能劃分、信號周期及綠信比)的條件，相應的效益指標計算結(jié)果歸納于表-1。
表-1不同方案各進口道通行能力匯總

從表-1中可以看出在相同現(xiàn)狀下，A、B方案的通行能力也有一定程度的提高，但本發(fā)明的提高幅度最大。通行能力高出89.6％(本發(fā)明高出B)，這是因為雖然方案A同樣增加了進口道車道數(shù)，但由于左轉(zhuǎn)交通流與對向(包括左轉(zhuǎn)與直行)交通流之間存在沖突，使得通行能力無法大幅度提高，特別是左轉(zhuǎn)交通流往往占用另一相的綠初信號時間，因此影響了另一相位的通行能力，而且這種影響是相互的；方案B與方案A相比，通行能力高出18.4％(B高出A)，這是因為拆除環(huán)道后，車流不再繞行，在交叉口內(nèi)行駛距離縮短，且采用多相位使得交通流有序行駛，所以通行能力有所提高；與方案B相比，本發(fā)明的通行能力高出60.2％，這是因為拆除環(huán)島后，B方案左轉(zhuǎn)交通流同對向流入交叉口的直行、左轉(zhuǎn)車流之間的沖突現(xiàn)象比有環(huán)島時更為嚴重，為解決這一矛盾有必要設置多相位，因此反而導致了停車延誤增加，通行能力提高有限的負面問題?？傊?，本發(fā)明能避免方案A和B的弊端，充分提高環(huán)道內(nèi)的時空利用率，從而可明顯地提高通行能力，并降低延誤。本發(fā)明實施后，與現(xiàn)狀相比各項效益評價指標均有明顯的改善，可參見表-2。
表-2各效益評價指標計算結(jié)果

權(quán)利要求
1.一種提高城市環(huán)行交叉口車輛通行能力的方法，其特征是A.首先，對車道、停車線和信號燈進行布置a.車道分進口道和環(huán)行道按環(huán)島直徑和相位數(shù)目，進口道上可設有1-3條左轉(zhuǎn)車道、2-5條直行車道、1條右轉(zhuǎn)車道；環(huán)行道上可設有1-3條左轉(zhuǎn)車道、2-5條直行車道；b.停車線分可供直行和左轉(zhuǎn)排隊等侯的第一停車線(1’)、(4’)、(6’)、(10’)和專門為左轉(zhuǎn)車設置的、能避免與對向直行車沖突而再次停車等候的第二停車線(2’)、(5’)、(9’)、(11’)；第一停車線(1’)、(4’)、(6’)、(10’)的位置為平行于與進口道中線垂直的環(huán)行道外切線，并后移1-3米，第二停車線(2’)、(5’)、(9’)、(11’)設置在各環(huán)行道上的貼近環(huán)島邊的進口道左轉(zhuǎn)交通流與直行交通流沖突點斷面向后退1-3米處；c.信號燈設置在第一停車線(1’)、(4’)、(6’)、(10’)和第二停車線(2’)、(5’)、(9’)、(11’)處車輛可視的位置，第一停車線(1’)、(4’)、(6’)、(10’)前的信號燈設有直行和左轉(zhuǎn)方向指示箭頭，第二停車線(2’)、(5’)、(9’)、(11’)前設有左轉(zhuǎn)信號燈，該兩組信號燈由信號機聯(lián)動控制；B.接著，確定信號相位方案首先，通過對第一停車線(1’)、(6’)處的左轉(zhuǎn)車流相對于同一進口道的直行車流延遲啟動，消除與環(huán)行交叉口相鄰進口道的左轉(zhuǎn)車流在第二停車線(2’)、(9’)、的信號燈(2)、(9)綠燈未期的尾車間的干擾第一停車線(1’)、(6’)處的左轉(zhuǎn)車流啟動后，利用同一進口道直行車流的通行時間到達第二停車線(5’)、(11’)，在第二停車線(5’)、(11’)處排隊等候，當對向的直行車流的綠燈(6a)、(1a)結(jié)束后，經(jīng)過一個第二次左轉(zhuǎn)車與對向直行車的綠燈間隔后，位于第二停車線(5’)、(11’)前排隊的左轉(zhuǎn)車啟動，此時該進口道(12)、(14)的直行車流在綠燈未期的尾車還未到達東西向(13)(15)與南北向(12)(14)直行車流的沖突點(3)、(7’)，即此時正處于兩相位的綠燈間隔時間，因此該第二停車線(5’)、(11’)前左轉(zhuǎn)車的通行實際上利用了兩個沖突的直行車流之間的綠燈間隔時間，經(jīng)過該綠燈間隔后，下一相位的直行車啟動，當?shù)诙巫筠D(zhuǎn)車在上一相位的綠燈(5)、(11)時間不夠時，第二次左轉(zhuǎn)車的綠燈時間可以延續(xù)到下一相位，下一相位的直行車流實際上利用了該左轉(zhuǎn)車流的后一部分綠燈時間，即直行車流“早啟”，如此循環(huán)下去達到利用時空效應提高交通通行能力；C.最后，根據(jù)一天24小時的流量特征，確定3-6個信號配時時段，并通過自動檢測或人工統(tǒng)計的方法，確定上述不同時段內(nèi)的流量數(shù)據(jù)，然后計算各時段內(nèi)各相位的最大設計流量比總和滿足≤0.9要求，計算綠燈間隔時間和信號總損失時間，這樣就可以得出各相位車輛通過交叉口一次所需的一個最佳信號燈周期，并按照各相位的流量比計算各相位直行車綠燈(1a)、(4a)、(6a)、(10a)顯示時間，然后確定同一進口道左轉(zhuǎn)車相對直行車的遲啟時間、確定第一停車線(1’)、(4’)、(6’)、(10’)處左轉(zhuǎn)車的顯示綠燈時間(1b)、(4b)、(6b)、(10b)確定第二停車線(2’)、(5’)、(9’)、(11’)處左轉(zhuǎn)車的有效綠燈時間(2)、(5)、(9)、(11)；最后根據(jù)相位設計以及上述計算得到的各相位顯示綠燈時間就得出了完整的信號設計及配時方案，將上述不同時段的方案輸入信號機內(nèi)；通過與信號機連接的交叉口現(xiàn)場設有的檢測器或人工觀察到的不同時段中不同流量情況，選擇信號燈內(nèi)預先儲存的不同控制方案；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的第一停車線(1’)、(4’)、(6’)、(10’)處左轉(zhuǎn)車的有效綠燈時間(1b)、(4b)、(6b)、(10b)的確定分兩種情況當進口道處的左轉(zhuǎn)車的設計交通流量大于環(huán)行道上所能容納的左轉(zhuǎn)車的最大數(shù)時，以環(huán)行道上所能容納的左轉(zhuǎn)車數(shù)量通過進口道停車線所需的時間為左轉(zhuǎn)車的有效綠燈時間(1b)、(4b)、(6b)、(10b)；當進口道處的左轉(zhuǎn)車的設計交通流量小于環(huán)行道上所能容納的左轉(zhuǎn)車的最大數(shù)時，以第一停車線(1’)、(4’)、(6’)、(10’)處左轉(zhuǎn)車流量通過進口道停車線所需的時間為左轉(zhuǎn)車的有效綠燈時間(1b)、(4b)、(6b)、(10b)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的第二停車線(2’)、(5’)、(9’)、(11’)處左轉(zhuǎn)車信號燈(2)、(5)、(9)、(11)的有效綠燈時間的確定是根據(jù)第一停車線(1’)、(4’)、(6’)、(10’)處計算左轉(zhuǎn)車信號燈(1b)、(4b)、(6b)、(10b)的有效綠燈時間的兩種情況下的左轉(zhuǎn)車完全通過第二停車線(2’)、(5’)、、(11’)的有效時間，為第二停車線(2’)、(5’)、(9)、(11’)處左轉(zhuǎn)車的有效綠燈時間(2)、(5)、(9)、(11)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于；所述的兩種綠燈間隔時間如下在確定東西向(13)、(15)位于第二次停車線(2’)、(9’)的左轉(zhuǎn)車與東西向(13)、(15)直行車之間的綠燈間隔時間時，應保證在綠燈末期駛出進口道停車線的直行車尾車到達沖突點(3)、(7’)時，與第二停車線綠燈初期駛出的左轉(zhuǎn)車之間有一個安全時間間隔；在確定東西向(13)、(15)與南北向(14)、(12)直行車之間的綠燈間隔時間時，應保證在綠燈末期駛出進口道停車線的直行車尾車到達沖突點(7)、(3’)時，與相鄰進口道綠燈初期駛出的直行車之間有一個安全時間間隔；其他的依次類推。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的配時方法也可以應用在自適應控制系統(tǒng)中。
全文摘要
一種提高城市環(huán)行交叉口車輛通行能力的方法,涉及城市大型環(huán)行交叉口的交通控制技術(shù)。首先,進行車道、停車線和信號燈的布置,使左轉(zhuǎn)車進行兩次停車,避免了與直行車在空間上的沖突;接著,進行信號相位設計,分時段計算信號周期進行配時方案設計;最后,按照直行和左轉(zhuǎn)車不同的流量,采用遲啟早斷或早啟遲斷動態(tài)控制環(huán)行交叉口車輛通行,避免了不同車流在時間上的沖突,可達到充分利用時空資源,提高環(huán)行交叉口車輛通行能力2倍以上?？蓮V泛應用于改進現(xiàn)有的城市環(huán)行交叉口通行能力。
文檔編號G08G1/00GK1328314SQ00116469
公開日2001年12月26日 申請日期2000年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月13日
發(fā)明者楊曉光, 邊經(jīng)衛(wèi), 陳炳炎 申請人:同濟大學