一种双停车线信号控制环形交叉口通行能力的获取方法技术

本发明专利技术涉及一种双停车线信号控制环形交叉口通行能力的获取方法，包括以下步骤：1)获取交叉口的几何设计参数；2)获取双停车线信号控制环形交叉口的信号控制参数；3)分别计算双停车线信号控制环形交叉口的进口道的直行车道的通行能力Cd、左转车辆通过第一停车线时的通行能力Cl1、左转车道两块区域的蓄车容量C′l2以及左转车辆通过第二停车线时的通行能力Cl2；4)根据左转车辆两次通过停车线，获取双停车线信号控制环形交叉口的左转车道的通行能力Cl；5)计算双停车线信号控制环形交叉口的单进口道的总通行能力C。与现有技术相比，本发明专利技术具有计算简便、考虑环岛容量对左转车道通行能力的约束、适用性广等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种双停车线信号控制环形交叉口通行能力的获取方法
本专利技术涉及城市道路交通信号管理与控制
，尤其是涉及一种双停车线信号控制环形交叉口通行能力的获取方法。
技术介绍
环形交叉口又名“环岛”，与一般的平面交叉口相比，具有冲突强度低、车流连续等优势。《美国公路安全手册》研究表明，平面信控交叉口改造成环岛后，安全性显著提升。另外，环岛具有良好的景观效果，往往是城市的地理标志，寄托着市民深刻的城市情感。目前我国城市交通拥堵日益严重。早期环岛多布局于城市中心，且往往多路相交、相交道路等级较高，因此多为片区拥堵的痛点与难点。城市交通建管部门在尝试改善无效后，通常将环岛拆除，并改造为立交或渠化平交。首先，上述改造措施均缺乏人文情怀，粗暴地割裂了市民的城市情感，与当前的“城市修复”、“存量挖潜”等先进理念相悖。其次，将环岛改造为立交，对城市环境破坏大，且造价高，社会经济性不强。再次，将环岛改造为渠化平交，往往造成交叉口尺寸巨大，且多路环岛改造后会变成多路畸形交叉口，后期在控制、管理方面难度会更大，不仅解决不了旧问题还会带来新问题。已经有大量事实证明，“双停车线+信号控制”是解决我国环岛、特别是大型环岛交通问题的优选方案。目前我国环岛的主要矛盾为交通拥堵，而通行能力是反映交通设施能力的最典型指标。基于此，需要一种易于理解和工程应用价值高的获取双停车线信号控制环形交叉口通行能力的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种双停车线信号控制环形交叉口通行能力的获取方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种双停车线信号控制环形交叉口通行能力的获取方法，包括以下步骤：1)根据双停车线信号控制环形交叉口的交通设计图获取交叉口的几何设计参数；2)获取双停车线信号控制环形交叉口的信号控制参数；3)分别计算双停车线信号控制环形交叉口的进口道的直行车道的通行能力Cd、左转车辆通过第一停车线时的通行能力Cl1、左转车道两块区域的蓄车容量C′l2以及左转车辆通过第二停车线时的通行能力Cl2；4)根据左转车辆两次通过停车线，获取双停车线信号控制环形交叉口的左转车道的通行能力Cl；5)计算双停车线信号控制环形交叉口的单进口道的总通行能力C。所述的步骤3)中，交叉口进口道的直行车道的通行能力Cd的计算式为：其中，sd为直行车道的饱和流率，gd为直行车道对应的控制相位的有效绿灯时间，T为环岛信号周期。所述的步骤3)中，左转车辆通过第一停车线时的通行能力Cl1的计算式为：其中，sl1为左转车辆通过第一停车线时的饱和流率，gl1为I-2相位左转车道对应的有效绿灯时间，T为环岛信号周期。所述的步骤3)中，左转车道两块区域的蓄车容量C′l2的计算式为：其中，m为左转车道相对应的环形车道数，n为不含右转的总环形车道数，αk为从内向外第k条环形车道对应的从第一冲突点A至第二停车线第一中点B形成圆弧的弧度，βk为从内向外第k条环形车道对应的第二冲突点C至第二停车线第二中点D形成圆弧的弧度，Rk为从内向外的第k条环形车道对应的半径，lv为一辆标准车在停车时所占用的车道长度。所述的左转车辆通过第二停车线时的通行能力Cl2的计算式为：所述的双停车线信号控制环形交叉口的左转车道的通行能力Cl的计算式为：Cl＝min(Cl1,Cl2)。所述的交叉口的单进口道的总通行能力C的计算式为：与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：本专利技术仅以环形交叉口的几何设计参数和信号控制参数为基础，利用饱和流率法，提出一种简便的计算方法，用以获取交叉口直行车道和左转车道的通行能力，并且特别考虑了环岛容量对左转车道通行能力的约束，本方法可在城市道路交通信号管理与控制
产生实际的工程价值。附图说明图1为典型的双停车线信号控制环形交叉口的交通设计图。图2为典型的双停车线信号控制环形交叉口的信号相位图。图3为左转车道简化为“短车道模型”的示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本专利技术提供一种获取双停车线信号控制环形交叉口通行能力的方法，包括以下步骤。步骤1：获取双停车线信号控制环形交叉口的交通设计图，并提取交叉口各几何设计参数，如图1所示，具体包括：1)C′l2为环道左转车道的蓄车容量，pcu；2)m为左转车道相对应的环形车道数；n为总的环形车道数(不含右转)；3)αk为从内往外的第k条环形车道对应的从冲突点A至第二停车线中点B形成圆弧的弧度，rad；4)βk为从内往外的第k条环形车道对应的冲突点C至第二停车线中点D形成圆弧的弧度，rad；5)Rk为从内往外的第k条环形车道对应的半径，m；步骤2：获取双停车线信号控制环形交叉口的信号控制参数。图2为典型的双停车线信号控制环形交叉口的信号相位图。环岛设置两大相位，每个大相位中嵌套两个小相位。首先(即相位I-1)，南北进口到第一组信号灯启亮，南北向的左转和直行均进入环岛，直行车辆直接通过，但左转车辆在第二停车线待行并蓄车。这样处理是为了避免南北向直行与南北向左转车辆的冲突。其次(即相位I-2)，当南北左转车辆排队溢出，即超过左转车道的蓄车容量后，南北进口的第二组信号灯启亮，南北向的左转车第二次通行。东西进口道重复以上过程(即相位II-1，II-2)。需获取的信号控制参数具体包括：1)g为各相位对应的有效绿灯时间，s；2)T为环岛信号周期，s。该数据可在现场直接通过秒表计时获取，或在信号控制系统中直接导出。步骤3：计算交叉口进口道的直行车道的通行能力，交叉口进口道的直行车道的通行能力Cd的计算式为：其中，Cd为单条直行车道的通行能力，pcu/h；sd为直行车道的饱和流率，pcu/h；gd为直行车道对应的控制相位的有效绿灯时间，s；T为环岛信号周期，s。步骤4：计算交叉口中左转车辆通过第一停车线时的通行能力，交叉口中左转车辆通过第一停车线时的通行能力Cl1的计算式为：其中，Cl1为左转车辆通过第一停车线时单条直行车道的通行能力，pcu/h；sl1为左转车辆通过第一停车线时的饱和流率，pcu/h；gl1为I-2相位左转车道对应的有效绿灯时间，s；T为环岛信号周期，s。步骤5：计算交叉口中左转车道两块区域的蓄车容量，如图3所示，交叉口中左转车道两块区域的蓄车容量C′l2的计算式为：式中，C′l2为环道左转车道的蓄车容量，pcu；m为左转车道相对应的环形车道数；n为总的环形车道数(不含右转)；αk为从内往外的第k条环形车道对应的从冲突点A至第二停车线中点B形成圆弧的弧度，rad；βk为从内往外的第k条环形车道对应的冲突点C至第二停车线中点D形成圆弧的弧度，rad；Rk为从内往外的第k条环形车道对应的半径，m；lv为一辆标准车在停车时所占用的车道长度，通常取值为6m。步骤6：计算交叉口中左转车辆通过第二停车线时的通行能力，即考虑环岛容量约束的左转车道通行能力，如图3所示，考虑环岛容量约束的左转车道通行能力Cl2的计算式为：步骤7：计算交叉口的左转车道的通行能力，交叉口的左转车道的通行能力Cl的计算式为：Cl＝min(Cl1,Cl2)步骤8：计算交叉口的单进口道的总通行能力，交叉口的单进口道的总通行能力C的计算式为：实施例：为说明本专利技术的具体用法，本说明书特以上海市天目路立交环岛高峰时段(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双停车线信号控制环形交叉口通行能力的获取方法，其特征在于，包括以下步骤：1)根据双停车线信号控制环形交叉口的交通设计图获取交叉口的几何设计参数；2)获取双停车线信号控制环形交叉口的信号控制参数；3)分别计算双停车线信号控制环形交叉口的进口道的直行车道的通行能力Cd、左转车辆通过第一停车线时的通行能力Cl1、左转车道两块区域的蓄车容量C′l2以及左转车辆通过第二停车线时的通行能力Cl2；4)根据左转车辆两次通过停车线，获取双停车线信号控制环形交叉口的左转车道的通行能力Cl；5)计算双停车线信号控制环形交叉口的单进口道的总通行能力C。

【技术特征摘要】
1.一种双停车线信号控制环形交叉口通行能力的获取方法，其特征在于，包括以下步骤：1)根据双停车线信号控制环形交叉口的交通设计图获取交叉口的几何设计参数；2)获取双停车线信号控制环形交叉口的信号控制参数；3)分别计算双停车线信号控制环形交叉口的进口道的直行车道的通行能力Cd、左转车辆通过第一停车线时的通行能力Cl1、左转车道两块区域的蓄车容量C′l2以及左转车辆通过第二停车线时的通行能力Cl2；4)根据左转车辆两次通过停车线，获取双停车线信号控制环形交叉口的左转车道的通行能力Cl；5)计算双停车线信号控制环形交叉口的单进口道的总通行能力C。2.根据权利要求1所述的一种双停车线信号控制环形交叉口通行能力的获取方法，其特征在于，所述的步骤3)中，交叉口进口道的直行车道的通行能力Cd的计算式为：其中，sd为直行车道的饱和流率，gd为直行车道对应的控制相位的有效绿灯时间，T为环岛信号周期。3.根据权利要求2所述的一种双停车线信号控制环形交叉口通行能力的获取方法，其特征在于，所述的步骤3)中，左转车辆通过第一停车线时的通行能力Cl1的计算式为：其中，sl1为左转车辆通过第一停车线时的饱和流率，gl1为...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘飞，杨晓光，江泽浩，谢之权，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31