两相位信号控制交叉口非机动车提前停车线设置方法技术

本发明专利技术的两相位城市交叉口非机动车提前停车线设置方法，通过输入交叉口实际几何特征，机动车与非机动车流量，利用机动车追上非机动车的时间等特征，初步判断设置提前停车线的可行性。以交叉口通行能力最大化为方针设定判别规则，计算交叉口是否适宜提前停车线、提前停车线距离的设置以及信号早起的可行性。依据两相位交叉口特征信息，对交叉口进口道停车线进行重新设计从而实现机动车与非机动车综合通行能力的优化。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术的两相位城市交叉口非机动车提前停车线设置方法，通过输入交叉口实际几何特征，机动车与非机动车流量，利用机动车追上非机动车的时间等特征，初步判断设置提前停车线的可行性。以交叉口通行能力最大化为方针设定判别规则，计算交叉口是否适宜提前停车线、提前停车线距离的设置以及信号早起的可行性。依据两相位交叉口特征信息，对交叉口进口道停车线进行重新设计从而实现机动车与非机动车综合通行能力的优化。【专利说明】
本专利技术属于城市信号控制交叉口规划设计领域，用于城市机动车流量不超过2500pcu/h而非机动车流量不小于800辆/h的两相位小型交叉口，通过进行交叉口类型、面积适用性分析，结合机动车通行能力折减及非机动车通行能力增加，设定判别规则，判断交叉口设置非机动车提前的可行性以及非机动车提前长度与机非车辆流量关系，涉及一种结合信号配时方案调整的城市。
技术介绍
非机动车作为城市交通系统的有机组成部分，在城市交通系统中有十分重要的地位。非机动车具有“占用空间小、启动快、成群成团行驶、自由度大、违章严重”等区别于机动车的典型特征，在道路交叉口通行的过程中，机动车与非机动车间的交通冲突现象较为明显，不仅降低了机动车的通行能力，而且对非机动车交通带来安全隐患。传统的两相位信号控制交叉口将非机动车与机动车通行权进行统一调度，设置相同的进口道停车线和相同的信号配时方式。然而，由于非机动车出行特征与机动车差别较大，非机动车侵占机动车道现象严重，与机动车统一调度导致机动车与非机动车间冲突较大，因此对非机动车进行单独分析，设置合适的停车线位置，并在信号控制中进行适当的非机动车早期对综合提高交叉口通行能力，减少居民出行时间有着至关重要的意义。
技术实现思路
技术问题:本专利技术针对城市两相位信号控制交叉口，结合信号配时方案调整和提前线长度设置，提供一种能够提高交叉口综合通行能力的非机动车提前停车线设置方法。技术方案:本专利技术的两相位城市交叉口非机动车提前停车线设置方法，应用于非机动车流量较大的城市两相位小型交叉口，通过输入交叉口实际几何特征，机动车与非机动车流量，利用机动车超越非机动车的时间等特征，初步判断设置提前停车线的可行性。以交叉口通行能力最大化为目标设定判别规则，计算交叉口是否适宜提前停车线、提前停车线距离的设置以及信号早起的可行性。依据两相位交叉口特征信息，对交叉口进口道停车线进行重新设计从而实现机动车与非机动车综合通行能力的优化。本专利技术主要目的是在对机动车通行能力影响不大的情况下增大交叉口非机动车的通行能力，结合文献与实地调查发现，两相位小型交叉口设置提前停车线意义较大，因此设定交叉口提前停车线设置判别流程如下:I)针对城市交叉口采集交叉口信号灯的初始信号配时信息、道路几何信息、交通流息和运行息等:在机非混行，相互影响严重的路段，通过摄像，人工记录等方式采集信号配时状况，(包括周期时长、相位数、各相位绿灯时间、黄灯时间及绿灯间隔时间)与几何状况(交叉口面积，长度，道路车道数)实时监测记录交通流信息(主要为机动车，非机动车流量)。在本专利实例交叉口中，初始信号配时信息、道路信息、交通流信息可以采取实地调查方法获得也可采用摄像法采集，即通过摄像机采集相关的视频，并通过专门的视频处理软件(例如，Adobe公司的Premiere Pro2.0)对视频信息进行处理,得到相关出行数据。2)依据交叉口几何状况确定提前停车线设置的可行性:结合实际调查采集的数据信息，计算绿灯放行后第一辆机动车超越紧邻前方的非机动车的时间，确定交叉口长度范围，交叉口适用性方程在【具体实施方式】中介绍，根据方程计算可得，设置判别规则1:交叉口长度在35m以下均可考虑设置非机动车提前停车线，若交叉口满足判别规则1，则转入步骤2)，否则此交叉口不宜设置非机动车提前停车线，转入步骤9)，其中交叉口长度为交叉口本向非机动车进口道停车线位置到对向非机动车出口道停车线位置间距离；3)依据交叉口信号配时状况确定提前停车线设置的可行性依据信号配时状况以及周期长度计算公式计算合理的信号周期方案，当机动车通行能力在一定范围之外，交叉口不宜设置两相位配时方式，通过计算得出结论:单向两车道交叉口高峰小时流量大于800pcu/h小于2200pcu/h，三车道高峰小时流量大于1200pcu/h小于3300pcu/h，设置非机动车提前停车线可行，设置判别规则2:设置停车线提前后，应使得换算为小客车通行能力后的总通行能力值增大。若满足，则转入步骤4)，否则此交叉口不宜设置非机动车提前停车线，转入步骤9)；4)依据机动车通行能力判断提前停车线设置的可行性:若交叉口几何条件及信号配时状况同时满足判别条件1，2，则假设可设置提前停车线，进行设置提前停车线前后机动车通行能力计算及折减系数计算。设置判别规则3:zjxs ^ 0.7，即机动车通行能力折减系数不小于0.7。计算交叉口初始机动车通行能力折减系数zjxs_l,若折减系数zjxs_l不小于0.7，转入步骤5)，否则转入步骤6)；5)依据折减系数zjxs_l判断提前停车线设置的可行性:若折减系数zjxs_l不小于0.7即满足判别规则3，则符合机动车通行能力的折减限制，即此交叉口设置非机动车提前停车线对机动车影响不太大，可以设置非机动车提前停车线，且不需要调整信号配时，转入步骤7)；6)依据折减系数zjxs_2判断提前停车线设置的可行性:折减系数zjxs_l小于0.7，则须调整信号配时。此时机动车信号配时方案不变，设置非机动车专用相位，信号周期长度不变，非机动车提前机动车3s优先放行，即非机动车绿灯早起3s,消除tlag,继续计算折减系数,此时记为zjxs_2。若zjxs_2不小于0.7，则重新进行规则3判别，若满足判别规则3要求，则此时设置提前停车线可行，但非机动车须利用黄灯时间提前启动，而机动车须等待绿灯方可通行，转入步骤7)，否则此交叉口不宜设置非机动车提前停车线，转入步骤9)；7)依据非机动车通行能力判断提前停车线设置的可行性:若交叉口机动车通行能力满足判别规则3，则假设可设置提前停车线，进行非机动车通行能力计算交叉口综合通行能力增加值Qplus ;设置判别规则4:设置停车线提前后，交叉口机动车与非机动车综合通行能力值增大，即Qplus > O时，则可设置停车线提前。若满足判别规则4，则转入步骤8)，否则此交叉口不宜设置非机动车提前停车线，转入步骤9)； 8)依据判别规则交叉口流量状况合理设置非机动车提前停车线长度:若交叉口几何状况、信号配时条件、机动车与非机动车通行能力同时满足判别规则1，2，3，4则认为设置非机动车提前停车线有必要性，在假定非机动车道、机动车道宽度符合《道路通行能力手册》(HCM2000)中城市道路设置规范要求，即机动车道宽度3.5m时，确定提前停车线设置长度:适宜设置非机动车停车线提前的L-Q关系如表I与表2。此时，转入步骤9)；9)交叉口设置提前停车线可行性判别以及长度设置标准已完成，城市两相位信号控制交叉口非机动车提前停车线设置流程结束。有益效果本专利技术和现有技术相比，具有以下优点:(I)通过设置合适提前停车线位置，大大提高了非机动车的通行能力，且对机动车影响不大，提高交叉口综合通行效本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种两相位信号控制交叉口非机动车提前停车线设置方法，包括以下步骤：1)采集城市交叉口信号灯初始信号的配时信息、道路几何信息、交通流信息和运行信息：在机非混行的路段，即机动车与非机动车混合行驶存在相互干扰的路段，通过摄像或人工记录的方式采集信号配时状况与几何状况实时监测记录交通流信息，其中所述配时状况指交叉口信号周期时长和本方向绿灯时间，所述几何状况指交叉口面积和长度，所述交通流信息指机动车和非机动车流量；2)依据交叉口几何状况确定提前停车线设置：结合实际调查采集的数据信息，所述数据信息包括非机动车通过交叉口的平均速度，首辆机动车通过交叉口的加速度以及启动反应时间，计算绿灯放行后第一辆机动车超越紧邻前方的非机动车的时间，确定交叉口长度范围，设置判别规则1：交叉口长度在35m以下均可考虑设置非机动车提前停车线，若交叉口满足判别规则1，则转入步骤2)，否则此交叉口不宜设置非机动车提前停车线，转入步骤9)，其中交叉口长度为交叉口本向非机动车进口道停车线位置到对向非机动车出口道停车线位置间距离；3)依据交叉口信号配时状况确定提前停车线设置：依据信号配时状况以及交叉口信号周期长度计算公式计算合理的信号周期方案，当交叉口的机动车通行能力在一定范围之外，交叉口不宜设置两相位配时方式，即：单向两车道交叉口高峰小时流量大于800pcu/h小于2200pcu/h，三车道高峰小时流量大于1200pcu/h小于3300pcu/h，设置非机动车提前停车线可行，设置判别规则2：设置停车线提前后，应使得换算为小客车通行能力后的总通行能力值增大，若满足，则转入步骤4)，否则此交叉口不宜设置非机动车提前停车线，转入步骤9)；4)依据机动车通行能力判断提前停车线设置：若交叉口几何状况以及信号配时状况同时满足判别规则1，2，则假设可设置提前停车线，进行设置提前停车线前后机动车通行能力计算及折减系数计算，设置判别规则3：zjxs≥0.7，即机动车通行能力折减系数不小于0.7，计算交叉口初始机动车通行能力折减系数zjxs_1，若折减系数zjxs_1不小于0.7，转入步骤5)，否则转入步骤6)；5)依据折减系数zjxs_1判断提前停车线设置：若折减系数zjxs_1不小于0.7即满足判别规则3，则符合机动车通行能力的折减限制，即此交叉口设置非机动车提前停车线对机动车影响不太大，可以设置非机动车提前停车线，且不需要调整信号配时，转入步骤7)；6)依据折减系数zjxs_2判断提前停车线设置：折减系数zjxs_1小于0.7，则须调整信号配时，此时机动车信号配时方案不变，设置非机动车专用相位，信号周期长度不变，非机动车提前机动车3s优先放行，即非机动车绿灯早起3s，消除tlag，继续计算折减系数，此时记为zjxs_2；若zjxs_2不小于0.7，则重新进行规则3判别，若满足判别规则3要求，则此时设置提前停车线可行，但非机动车须利用黄灯时间提前启动，而机动车须等待绿灯方可通行，转入步骤7)，否则此交叉口不宜设置非机动车提前停车线，转入步骤9)；7)依据非机动车通行能力判断提前停车线设置：若交叉口机动车通行能力满足判别规则3，则假设可设置提前停车线，进行非机动车通行能力计算交叉口综合通行能力增加值Qplus；设置判别规则4：设置停车线提前后，交叉口机动车与非机动车综合通行能力值增大，即Qplus＞0时，则可设置停车线提前。若满足判别规则4，则转入步骤8)，否则此交叉口不宜设置非机动车提前停车线，转入步骤9)；8)依据交叉口流量状况判别规则设置非机动车提前停车线长度:若交叉口几何状况、信号配时条件、机动车与非机动车流量同时满足判别规则1，2，3，4则认为设置非机动车提前停车线有必要性，在假定机动车道宽度为3.5m时，确定提前停车线设置长度，此时，转入步骤9)；9)城市两相位信号控制交叉口非机动车提前停车线设置流程结束。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈峻，刘颖嘉，于泳波，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32