一种信号控制的交叉路口特殊车道及其通行能力计算方法技术

本发明专利技术提供的信号控制的交叉路口特殊车道，由于具有特殊宽度车道，特殊宽度车道中又设置有第一窄车道和第二窄车道，既能作为大车行驶车道，也可作为两辆小型车的行驶车道，而且宽度范围在5.0～5.2m，所以可以在不显著增加车道宽度的条件下，就可以充分利用现有道路资源，提高城市信号控制的交叉路口的通行能力。另外，本发明专利技术提供的上述信号控制的交叉路口特殊车道的通行能力的计算方法，能计算出相比常规车道，本发明专利技术的信号控制的交叉路口特殊车道通行能力得到大幅度的提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种交叉路口车道及其通行能力计算方法，具体涉及一种信号控制的交叉路口特殊车道。
技术介绍
信号控制交叉路口是城市道路交通的瓶颈节点，车道设置是影响其运行水平的关键因素。目前的设置是针对设置具有独立功能的车道展开的，但受限于交叉路口道路空间资源，尤其是对于城市路网中最为密集的次支路系统，由于道路本身路幅较窄，即使通过缩减车道宽度，也往往无法增设一条满足大型车通行的标准车道。设置在交叉路口的车道的种类，主要根据以下几种设计方式得到：1、根据《公路与城市道路设计手册》，每条车道的宽度主要决定于行驶车辆车身的宽度和横向安全距离，它与设计车型和车速有关，具体可由我国交通部公式或萨马哈也夫公式计算；2、美国的《A policy on geometric design of highways and streets》中建议采用3.6m的标准车道，但在交叉路口低流量低车速的情况下可采用2.74m及以下的车道；3、根据《城市道路车道宽度取值合理性研究》、《挖掘道路潜力提高通行能力》和《窄车道在杭州市道路综合整治工程中的应用》等报告，在我国北京、上海、杭州等地的工程实践中，通过压缩车道宽度节约道路资源并规范驾驶行为提高道路通行能力均取得了良好的效果。但上述得到的交叉路口车道，对实际解决交叉路口的通行能力有一定提高，但均没有将道路资源得到最充分利用：方法1是确定车道宽度的理论方法，主要可用来检验车道宽度取值的合理性；方法2和3是实际应用的相关成果，这些成果一方面反映出车道宽度取值逐渐减小的趋势，但另一方面这些成果均要求每条车道应满足所有设计车型正常通行的需求，未考虑车道的组合使用。对于城市道路，由于需要满足公共汽车等大型车的通行要求，按照以往车道必须满足所有车型的理念，每条车道都必须设置得足够宽，这限制了窄车道的广泛使用。但实际运行中，城市道路上最常见的车型是小型车，按大型车通行要求设计的车道对于小型车而言车道宽度过宽，造成道路资源的浪费。
技术实现思路
本专利技术是为解决上述问题而提出的，目的在于结合城市道路以小型车为主车辆构成特征，以及交叉路口行驶车速较低的交通运行特征，提出一种信号控制的交叉路口特殊车道及其通行能力的计算方法。本专利技术采用了以下技术方案：一种信号控制的交叉路口特殊车道，被设置在城市道路的有信号控制的交叉路口，用于提高该交叉路口的通行能力，其特征在于，包括：特殊宽度车道，设置在交叉路口，两边采用常规车道分界线，特殊宽度车道包括：第一窄车道，设置在特殊宽度车道中，用于作为小型车辆的行驶车道；以及第二窄车道，与第一窄车道并列设置在特殊宽度车道中，用于作为小型车辆的行驶车道，其中，当有大车进入交叉路口时，特殊宽度车道作为大车的行驶车道，第一窄车道与第二窄车道之间具有短虚线，当窄车道上行驶小型车辆时，该短虚线用于作为各个窄车道之间的车道分界线，特殊宽度车道上的交通流受同一信号相位控制。本专利技术提供的信号控制的交叉路口特殊车道，还可以具有这样的特征：其中，第一窄车道与第二窄车道车道功能设置为相同。本专利技术提供的信号控制的交叉路口特殊车道，还可以具有这样的特征：其中，第一窄车道与第二窄车道的车道功能可设置为相同，也可设置为不相同。本专利技术提供的信号控制的交叉路口特殊车道，还可以具有这样的特征：其中，从交叉路口的展宽段起始点至该交叉路口停车线为特殊宽度车道的长度，长度的范围在30～120m，两个常规车道分界线之间的距离为特殊宽度车道的宽度，宽度的范围在5.0～5.2m，相应的第一窄车道与第二窄车道的宽度均在2.5～2.6m的范围。本专利技术提供的信号控制的交叉路口特殊车道，还可以具有这样的特征：其中，交叉路口的大车率小于30％。本专利技术还提供一种上述的信号控制的交叉路口特殊车道的通行能力的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：设定进入信号控制的交叉路口特殊车道时，前后两辆大车之间的小型车的车辆数为n，步骤一，当信号控制的交叉路口特殊车道上的大车率为ph时，计算进入信号控制的交叉路口特殊车道的小型车的车辆数为n的概率分布P(n)，由式(1)计算得出：P(n)＝ph(1-ph)n-1 (1)式(1)中，P(n)表示小型车车队中车辆数等于n的概率，ph可通过交通预测得到；步骤二，计算进入不同窄车道的小型车的数量概率，并设定n1、n2和n3分别为只允许在第一窄车道通行的小型车辆数、只允许在第二窄车道通行的小型车辆数和允许在两条窄车道上任意一条通行的小型车辆数，车辆数的单位为veh，且n1、n2和n3之和为步骤一中的n，则n1、n2和n3的概率P(n1,n2,n3|n)由式(2)计算： P ( n 1 , n 2 , n 3 | n ) = n ! n 1 ! n 2 ! n 3 ! P p 1 n 1 P p 2 n 2 P p 3 n 3 - - - ( 2 ) ]]>式(2)中，Pp1、Pp2和Pp3分别表示n1、n2和n3各自占总数为n的小型车辆中的比例，三者之和等于1，再通过式(3)进一步计算：P(n,n1,n2,n3)＝P(n1,n2,n3|n)P(n) (3)式(3)中，P(n,n1,n2,n3)表示只允许在第一窄车道通行、只允许在第二窄车道通行和在两条窄车道均允许通行的车辆数分别为n1、n2和n3及它们的和为n的概率；步骤三，计算小型车两车并排行驶时的比例：小型车无法按两车并排行驶状态通行的数量可由式(4)确定，m＝max{|n1-n2|-n3,mod(n,2)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种信号控制的交叉路口特殊车道，被设置在城市道路的有信号控制的交叉路口，用于提高该交叉路口的通行能力，其特征在于，包括：特殊宽度车道，设置在所述交叉路口，两边采用常规车道分界线，所述特殊宽度车道包括：第一窄车道，设置在所述特殊宽度车道中，用于作为小型车辆的行驶车道；以及第二窄车道，与所述第一窄车道并列设置在所述特殊宽度车道中，用于作为小型车辆的行驶车道，其中，当有大车进入所述交叉路口时，所述特殊宽度车道作为大车的行驶车道，所述第一窄车道与所述第二窄车道之间具有短虚线，当所述窄车道上行驶小型车辆时，该短虚线用于作为各个窄车道之间的车道分界线，所述特殊宽度车道上的交通流受同一信号相位控制。

【技术特征摘要】
1.一种信号控制的交叉路口特殊车道，被设置在城市道路的有信号控制的交叉路口，用于提高该交叉路口的通行能力，其特征在于，包括：特殊宽度车道，设置在所述交叉路口，两边采用常规车道分界线，所述特殊宽度车道包括：第一窄车道，设置在所述特殊宽度车道中，用于作为小型车辆的行驶车道；以及第二窄车道，与所述第一窄车道并列设置在所述特殊宽度车道中，用于作为小型车辆的行驶车道，其中，当有大车进入所述交叉路口时，所述特殊宽度车道作为大车的行驶车道，所述第一窄车道与所述第二窄车道之间具有短虚线，当所述窄车道上行驶小型车辆时，该短虚线用于作为各个窄车道之间的车道分界线，所述特殊宽度车道上的交通流受同一信号相位控制。2.如权利要求1所述的信号控制的交叉路口特殊车道，其特征在于：其中，所述第一窄车道与所述第二窄车道车道功能设置为相同。3.如权利要求1所述的信号控制的交叉路口特殊车道，其特征在于：其中，所述第一窄车道与所述第二窄车道的车道功能设置为不相同。4.如权利要求1所述的信号控制的交叉路口特殊车道，其特征在于：其中，从所述交叉路口的展宽段起始点至该交叉路口的停车线为所述特殊宽度车道的长度，所述长度的范围在30～120m，所述两个常规车道分界线之间的距离为所述特殊宽度车道的宽度，所述宽度的范围在5.0～5.2m，所述第一窄车道与所述第二窄车道的长度均在30～120m的范围，其宽度均在2.5～2.6m的范围。5.如权利要求1所述的信号控制的交叉路口特殊车道，其特征在于：其中,所述交叉路口的大车率小于30％。6.一种如权利要求1至5任意一项所述的信号控制的交叉路口特殊车道的通行能力计算方法，其特征在于，包括以下步骤：设定进入所述信号控制的交叉路口特殊车道时，前后两辆大车之间的小型车的车辆数为n，步骤一，当所述信号控制的交叉路口特殊车道上的大车率为ph时，计算进入所述信号控制的交叉路口特殊车道的所述小型车的车辆数为n的概率分布P(n)，由式(1)计算得出：P(n)＝ph(1-ph)n-1 (1)式(1)中，P(n)表示小型车车队中车辆数等于n的概率，ph可通过交通预测得到；步骤二，计算进入不同窄车道的小型车的数量概率，设定n1、n2和n3分别为只允许在第一窄车道通行的小型车辆数、只允许在第二窄车道通行的小型车辆数和允...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵靖，汪涛，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海;31