一種高速公路封閉施工區域借道通行的交通信號控制方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于公路交通運行與組織技術及交通控制領域，涉及一種高速公路封閉施 工區域借道通行的交通信號控制方法。
【背景技術】
[0002] 高速公路屬于高等級公路，指的是能適應年平均晝夜小客車交通量為25000輛以 上、專供汽車分道高速行駛、并全部控制出入的公路。近年來，伴隨著我國國民經濟的飛速 發展，高速公路里程快速增長，高速公路的交通量也呈不斷增長的態勢。然而，交通量迅猛 增長、重載車輛增多使得部分高速公路的路面條件以及交通設施都不同程度的遭到了破 壞，高速公路改擴建任務十分繁重，高速公路施工已經成為高速公路發生交通擁擠以及造 成各類交通事故的重要原因。當前，國內已有多條高速公路實施或正在實施改擴建。然而， 由于"重工程設計，輕交通設計"的思想嚴重，在改擴建工程設計中對交通組織設計研宄得 很不夠，致使在施工過程中交通組織無序、交通疏導盲目，經常造成長時間交通擁堵等被動 局面。為此，在高速公路進行施工時，對施工區域附近的交通組織顯得格外重要，若交通組 織不力，會影響道路使用者的安全、增加交通延誤。
[0003] 然而，目前對高速公路施工區域的交通組織，通常的做法是讓所有的車輛自由交 織運行。當高速公路一個方向的車道因施工被完全封死后，由于高速公路全線封閉的特性， 致使該方向的車輛必須借道對向的車道運行，此時，兩個方向的所有車輛將自由交織運行。 這種做法雖然降低了操作的難度，表面上來看更具有可實現性，但高速行駛的車輛在自由 交織過程中，被借道的車道變被多個車道的車流所共用，車輛在高速通行中的交織行為，存 在著巨大的交通安全隱患。此外，因施工而受阻的車輛在借道通行時，需等到被借道的車道 存在較大的可穿越空隙才能進行通行，降低了車輛的通行效率。
【發明內容】
[0004] 為解決以上提到的在高速公路一個方向全部車道因施工而封閉時，受封閉施工影 響的車輛在借道過程中不同車道上行駛的車輛因自由交織而引發的安全問題，本發明提出 了一種高速公路封閉施工區域借道通行的交通信號控制方法，通過信號燈依次地放行部分 車道上行駛的車輛，輔之以對受封閉施工影響的車道停車線位置及不可換道區長度的設 計，從而提升高速公路封閉區域車輛通行的安全性。
[0005] 為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：
[0006] 本發明高速公路封閉施工區域借道通行的交通信號控制方法，該方法對高速公路 單向全封閉施工時的交通流運行采用信號控制，明確了路權，減少了車輛間的交織運行，具 體包括以下步驟：
[0007] A、采集高速公路單向全封閉施工區域的交通數據；
[0008] 所述交通數據包括：高速公路單向全封閉施工區域上游單向車道數量N，N為自然 數；高速公路單向全封閉施工區域上游斷面的小時交通流量<，1 <t< 24,且t取整數； 高速公路單向全封閉施工區域上游斷面的小時交通流量歷史最大值;高速公路單向全 封閉施工區域上游斷面的平均車流速度 高速公路單向全封閉施工區域上游斷面的限速 高速公路單向全封閉施工區域上游斷面的實際通行能力cu;
[0009] B、根據步驟A采集的交通數據確定借道數量cm，如下式所示：
[0010]
【主權項】
1. 一種高速公路封閉施工區域借道通行的交通信號控制方法，其特征在于，該方法通 過對高速公路單向全封閉施工時的交通流運行采用信號控制，明確路權，減少車輛間的交 織運行，具體包括以下幾個步驟： A、 采集高速公路單向全封閉施工區域下的交通數據； 所述交通數據包括：高速公路單向全封閉施工區域上游單向車道數量N，N為自然數； 高速公路單向全封閉施工區域上游斷面的小時交通流量<，1 <t< 24,且t取整數；高 速公路單向全封閉施工區域上游斷面的小時交通流量歷史最大值高速公路單向全封 閉施工區域上游斷面的平均車流速度高速公路單向全封閉施工區域上游斷面的限速 ?，高速公路單向全封閉施工區域上游斷面的實際通行能力cu; B、 根據步驟A采集的交通數據確定借道數量cm，如下式所示：
所借用車道為對向從內至外第1個至第cjie個車道，其中cjie為N/2的結果向上取整； C、 利用步驟A采集的交通數據和步驟B獲得的借道數量cm，確定停車線位置； 所述停車線位于高速公路單向全封閉施工區域上游，距離高速公路單向全封閉施工區 域開始位置距離為d，如下式所示：
其中，
的結果向上取整； D、 確定不可換道區長度； 所述不可換道區位于停車線的上游，其長度L如下式所示：
E、 利用步驟A采集的交通數據計算信號控制周期時長以及確定信號燈相位時 長，每個車道均由一個獨立的信號燈控制，所有車道的信號燈通過信號控制機統一控制實 時發布至各個信號燈； 信號控制周期時長
其中t為第t小時；且Tt~le為結果向上取大于等于T的最小偶數； 信號燈共有2個相位，分別為相位1和相位2,相位1和相位2各自時長Tt\Tt2如下式 所示： Tt1=Tt2=Ttcycle/2-3 (5) F、 分配通行權； F1)當信號燈處于相位1時，高速公路單向全封閉施工區域上游由內至外從第1個車道 至第Cjie個車道具有通行權，能夠繼續行駛通過停車線；高速公路單向全封閉施工區域上 游其余車道上行駛的車輛在停車線前停車等候； F2)當信號燈處于相位2時，高速公路單向全封閉施工區域上游由內至外從第cjie+l個 車道至最外側車道具有通行權，能夠繼續行駛通過停車線；高速公路單向全封閉施工區域 上游其余車道上行駛的車輛在停車線前停車等候。
2. 根據權利要求2所述的高速公路封閉施工區域借道通行的交通信號控制方法，其特 征在于，所述步驟F1中，當信號燈處于相位1時，高速公路單向全封閉施工區域上游由內至 外從第1個車道至第cjie個車道具有通行權，具體為：高速公路單向全封閉施工區域上游第 1個車道至第cjie個車道中第i個車道上行駛的車輛僅能向對向第c 個車道行駛，i 為由內向外增大的對向車道的序號，i為整數，且Ki<cjie。
3. 根據權利要求1所述的高速公路封閉施工區域借道通行的交通信號控制方法，其特 征在于，所述步驟F2中，當信號燈處于相位2時，高速公路單向全封閉施工區域上游由內至 外從第cm+l個車道至最外側車道具有通行權，具體為： 當N為偶數時，高速公路單向全封閉施工區域上游第cjie+l個車道至最外側車道中第j個車道上行駛的車輛僅能向對向的第2cjie+l-j個車道行駛； 若N為奇數時，高速公路單向全封閉施工區域上游第cjie+l個車道至最外側車道中第j個車道上行駛的車輛僅能向對向的第2cjie-j個車道行駛； 其中，j為由內向外增大的對向車道的序號，j為整數，且cjie+l<j<N。
4. 根據權利要求1所述的高速公路封閉施工區域借道通行的交通信號控制方法，其特 征在于，相位1和相位2之間的相互切換有3秒的黃燈間隔。
【專利摘要】本發明公開了一種高速公路封閉施工區域借道通行的交通信號控制方法，包含交通數據采集、借道數量確定、停車線位置確定、不可換道區長度確定、信號控制方案確定、通行權分配六個步驟。該方法通過采集高速公路單向全封閉施工區域上游斷面的交通流信息，確定受封閉施工影響的車輛在對向車道通行時所需的借道車道數量，并確定受封閉施工影響的車道的停車線位置及不可換道區長度。通過本發明方法得出的信號控制方案，依次分配高速公路單向全封閉施工區域的車流的通行權。本發明方法通過信號來控制高速公路單向全封閉施工區域雙向車流的通行，減少由于車道縮減所造成的車輛自由交織的發生，提升交通運行的安全性，具有現實意義。
【IPC分類】G08G1-07
【公開號】CN104778844
【申請號】CN201510198017
【發明人】席廣恒, 姚宏偉, 田曉燕, 付旻, 華雪東
【申請人】遼寧省交通規劃設計院, 南京全司達交通科技有限公司
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年4月24日