一种提高城市环行交叉口车辆通行能力的方法技术

一种提高城市环行交叉口车辆通行能力的方法，涉及城市大型环行交叉口的交通控制技术。首先，进行车道、停车线和信号灯的布置，使左转车进行两次停车，避免了与直行车在空间上的冲突；接着，进行信号相位设计，分时段计算信号周期进行配时方案设计；最后，按照直行和左转车不同的流量，采用迟启早断或早启迟断动态控制环行交叉口车辆通行，避免了不同车流在时间上的冲突，可达到充分利用时空资源，提高环行交叉口车辆通行能力２倍以上。可广泛应用于改进现有的城市环行交叉口通行能力。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

Method for improving traffic capacity of urban circular intersection

The invention relates to a method for improving the traffic capacity of the urban circular intersection. First of all, the lane, parking lights and line layout, make the left turn two stop, to avoid conflict and direct traffic in space; then, the signal phase design, the time to carry out timing scheme design and calculation of signal cycle; finally, according to the straight and turn left the car in different traffic by late start early break or starting late fault dynamic control at roundabout traffic, avoid different traffic conflict in time, can make full use of space resources, improve the circular intersection traffic capacity of more than 2 times. The utility model can be widely used to improve the existing urban roundabout intersection capacity.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及城市大型环行交叉口的交通控制技术。众所周知，在早期道路交叉口设计中，为避免交通流的冲突，在用地条件许可的条件下，不少交叉口被设计成环行交叉口，既可大大提高车辆运行的安全性，同时又可维持较高的通行能力。这种设计方法，在交通量相对较小的情况下，确实是实用且有效的，曾在一些国家被广泛地采用。我国不少城市的出入口修建成这类交叉口。然而，随着道路上交通需求量的不断增加，环行交叉口通行能力的有限性逐渐显现出来了，特别是车辆在环道上的交织造成了较大的延误。为了改善环行交叉口交通拥挤和堵塞情况，通常采用了如下几种方法一.建造立交这种方法虽然能够较大幅度地增加环交的通行能力，但有两个主要的局限性首先，造立交工程量大，造价高；其次，造立交对环境的破坏较大。二.信号控制为了减少或消除环行道上不同流向的车流在时间和空间上的交织、干扰，通常采用以下两种不同的信号控制方法(针对最为典型的四路环行交叉口)(1)在不拆除环岛的情形下，采用常规的二相位控制，这种控制方式虽然能减少环行道上的交织段个数，但仍然存在直行车流和对向左转车流的交织。而且对于大型环交，车流绕环行道的时间损失较大，空间资源也未得到充分的利用；因此该控制方式对环行道的通行能力的提高效果不明显，而且可能导致延误增加较大。(2)拆除环岛，对交叉口重新进行交通渠化组织及信号控制。该方法通过对不同流向的交通流在时间和空间上彻底的分离，消除了不同流向车流交织，能够较为明显地提高通行能力；但工程量仍较大，代价高，而且对环行道中心的绿地破坏严重，给城市环境带来不利影响。同时，由于采用多相位，周期较长，造成延误较大。三.拓宽、增加进口道和环行道在保留环岛的前提下，该方法对增加环交的通行能力无明显的效果，甚至会适得其反。环行道的通行能力主要取决于交织段的长度，在环行道半径不变的情况下，增加进口道或环行道的车道数会导致车流的交织更严重，往往会进一步降低环交的通行能力。经专利技术人长期研究发现，影响城市大型交叉口的车辆通行能力的主要问题是各进口道不同流向车流在环行道上的交织运行，以及现有的信号控制造成的空间和时间资源的浪费。本专利技术的目的是提出一种利用现有环岛，通过对交叉口实行不同相位控制、对左转车实行二次停车控制来消除不同流向车辆间的交织，来提高环行交叉口车辆通行能力的方法。为了达到上述目的，本专利技术是这样进行的A.首先，对车道、停车线和信号灯进行布置a.车道分进口道和环行道按各进口道的原来宽度、环岛半径大小及流量和流向需求，在各进口道上可设置1-3条左转车道、2-5条直行车道、1条右转车道；在环行道上可设置1-3条左转车道、2-5条直行车道；车道的重新布置使不同、不同流向的车流在空间上进行了分流；b.停车线分直行和左转排队等侯的第一停车线和专门为左转车设置的、为避免与对向直行车冲突而再次停车等候的第二停车线，第一停车线的位置为平行于与进口道中线垂直的环行道外切线，并后移1-3米，第二停车线设置在各环行道上的贴近环岛边的进口道左转交通流与直行交通流冲突点断面向后退1-3米处；c.信号灯设置在第一停车线和第二停车线车辆可视的位置，第一停车线前的信号灯设有直行和左转方向指示箭头，第二停车线前设有左转信号灯，该两组信号灯由信号机联动控制；B.接着，确定信号相位方案先通过对第一停车线处的左转车流相对于同一进口道的直行车流延迟启动(迟启)，消除与相邻进口道的左转车流在第二停车线的信号灯绿灯末期的尾车间的干扰第一停车线处的左转车流启动后，利用同一进口道直行车流的通行时间到达第二停车线，在第二停车线处排队等候，当对向的直行车流的绿灯结束后，经过一个第二次左转车与对向直行车之间的绿灯间隔后，位于第二停车线前排队的左转车启动；此时该进口道直行车流在绿灯末期的尾车还未到达东西相与南北相直行车流的冲突点，即此时正处于两相位间的绿灯间隔时间，因此，该第二停车线前左转车的通行实际上利用了两个直行车流之间的绿灯间隔时间，经过该一个绿灯间隔后，下一相位的直行车启动；当第二次左转车在上一相位的绿灯时间不够时，第二次左转车的绿灯时间可以延续到下一相位(即第二次左转的绿灯时间未结束，下一相位的直行车流实际上利用了该左转车流的后一部分绿灯时间(即直行车流的“早启”))，如此循环下去达到利用时空效应提高交通通行能力；C.最后，根据一天24小时的流量特征，确定3-6个信号配时时段，并通过自动检测或人工统计的方法，确定上述不同时段内的流量数据，然后计算各时段内各相位的最大设计流量比总和(该总和要求≤0.9)，由于左转车在交叉口的通行是利用两相位的直行车的绿灯间隔时间通行的，因此，在计算最大设计流量总和时，只考虑不同相位不同进口道的直行车流量，而不计算左转车的流量；然后，计算绿灯间隔时间和信号总损失时间，这样就可以得出各相位车辆通过交叉口一次所需的一个最佳信号灯周期、并按照各相位的流量比计算各相位绿灯信号时间(即各相位直行绿灯时间)及直行车绿灯显示时间，然后确定同一进口道左转车相对直行车的迟启时间、确定第一停车线处左转车的有效绿灯时间、确定第二停车线处左转车的有效绿灯时间，最后根据相位设计以及上述计算得到的各相位绿灯显示时间就得出了完整的信号设计及配时方案，将上述不同时段的配时方案输入信号机内；该配时方案也可应用到自适应控制系统中。第一停车线处左转车的有效绿灯时间，分下述两种情况确定当进口道处的左转车的设计交通流量大于环行道上所能容纳的排队左转车的最大数时，以环行道上所能容纳的排队左转车的最大数完全通过第一停车线来确定第一停车线处的右转车的有效绿灯时间；当进口道处的左转车的设计交通流量小于环行道上所能容纳的左转车的最大数时，以第一停车线处左转车流量完全通过第一停车线来确定左转车的有效绿灯时间。第二停车线处左转车的有效绿灯时间的确定是根据第一停车线处计算左转车的绿灯时间的两种情况下的左转车完全通过第二停车线的有效时间，即为第二停车线处左转车的有效绿灯时间。最后，通过与信号机连接的交叉口现场设有的检测器或人工观察到的不同时段中不同流量情况，选择信号灯内预先储存的不同控制方案。上述两种绿灯间隔时间的确定如下在确定位于第二次停车线的左转车与同一进口道直行车之间的绿灯间隔时间时，应保证在绿灯末期驶出进口道停车线的直行车尾车到达冲突点时，与第二停车线绿灯初期驶出的左转车之间有一个安全时间间隔；在确定东西向与南北向直行车之间的绿灯间隔时间时，应保证在绿灯末期驶出进口道停车线的直行车尾车到达冲突点时，与相邻进口道绿灯初期驶出的直行车之间有一个安全时间间隔；依次类推。该配时方法也可应用在自适应控制系统中。本专利技术具有如下优点1.由于将不同流向的车流在车行道上划分开来，特别是左转车在第二停车线处的第二次停车，在空间上避免了与直行车流之间的交织与干扰；同时，将左转车专用的第二停车线设置在环行道上，让左转车在环行道上排队，既利用了环行道上的有效空间又利用了时间空间资源，提高左转车流通行能力、缩短其延误时间，而对直行交通流来讲避免了因交织引起的延误，实际上是充分利用了“时空”资源，大大提高了通行能力。2.由于在确定最佳信号周期时，左转车没有占用专门的相位，所以与十字交叉口多相位控制相比较，信号周期就大大缩短，减少了延误。特别是当进口本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高城市环行交叉口车辆通行能力的方法，其特征是：Ａ．首先，对车道、停车线和信号灯进行布置：ａ．车道分进口道和环行道：按环岛直径和相位数目，进口道上可设有１－３条左转车道、２－５条直行车道、１条右转车道；环行道上可设有１－３条左转 车道、２－５条直行车道；ｂ．停车线分可供直行和左转排队等侯的第一停车线（１’）、（４’）、（６’）、（１０’）和专门为左转车设置的、能避免与对向直行车冲突而再次停车等候的第二停车线（２’）、（５’）、（９’）、（１１’）；第一停车线（１ ’）、（４’）、（６’）、（１０’）的位置为平行于与进口道中线垂直的环行道外切线，并后移１－３米，第二停车线（２’）、（５’）、（９’）、（１１’）设置在各环行道上的贴近环岛边的进口道左转交通流与直行交通流冲突点断面向后退１－３米处；ｃ ．信号灯设置在第一停车线（１’）、（４’）、（６’）、（１０’）和第二停车线（２’）、（５’）、（９’）、（１１’）处车辆可视的位置，第一停车线（１’）、（４’）、（６’）、（１０’）前的信号灯设有直行和左转方向指示箭头，第二停车线（２’）、（５’）、（９’）、（１１’）前设有左转信号灯，该两组信号灯由信号机联动控制；Ｂ．接着，确定信号相位方案：首先，通过对第一停车线（１’）、（６’）处的左转车流相对于同一进口道的直行车流延迟启动，消除与环行交叉口相邻进口道的左转车流 在第二停车线（２’）、（９’）、的信号灯（２）、（９）绿灯未期的尾车间的干扰：第一停车线（１’）、（６’）处的左转车流启动后，利用同一进口道直行车流的通行时间到达第二停车线（５’）、（１１’），在第二停车线（５’）、（１１’）处排队等候，当对向的直行车流的绿灯（６ａ）、（１ａ）结束后，经过一个第二次左转车与对向直行车的绿灯间隔后，位于第二停车线（５’）、（１１’）前排队的左转车启动，此时该进口道（１２）、（１４）的直行车流在绿灯未期的尾车还未到达东西向（１３）（１５）与南北向（１２）（１４）直行车流的冲突点（３）、（７’），即此时正处于两相位的绿灯间隔时间，因此该第二停车线（５’）、（１１’）前左转车的通行实际上利用了两个冲突的直行车流之间的绿灯间隔时间，经过该绿灯间隔后，下一相位的直行车启动，当第二次左转车在上一相位的绿灯（５）、（１１）时间不够时，第二次左转车的绿灯时间可以延续到下一相位，下一相位的直行车流实际上利用了该左转车流的...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓光，边经卫，陈炳炎，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]