一种采用间歇式车道的交叉口信号控制方法技术

本发明专利技术属于交通设计与控制技术领域，具体涉及一种采用间歇式车道的交叉口信号控制方法。本发明专利技术用于多车道交叉口，多车道至少包括左转专用车道和直行专用车道，将与左转专用车道相邻的直行专用车道设置为间歇式车道；间歇式车道的设置方法是，在对应直行专用车道上设置间歇区停车线，将间歇区停车线和交叉口停车线之间的区域定义为间歇区，间歇区是指在信号控制下，左转车辆和直行车辆交替驶入。本发明专利技术能减少待行区交叉口存在二次停车的问题，并兼顾交叉口整体通行效率，可以适用于多种交通条件。件。件。

【技术实现步骤摘要】
一种采用间歇式车道的交叉口信号控制方法


[0001]本专利技术属于交通设计与控制
，具体涉及一种采用间歇式车道的交叉口信号控制方法。

技术介绍

[0002]交叉口几何设计与信号协调控制优化是交通工程师解决城市交通拥堵，提升城市道路通行效率、降低出行延误与空气污染的主要手段。左转车辆作为影响交叉口运行效率的关键因素，如何通过协调左转相位与直行相位时长配比、提升车道利用效率，进而降低交叉口停车次数与车辆延误，仍是当前交通领域的一个热点。
[0003]传统方法为消除左转车辆带来的影响，提出了对称交叉口、U
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turn、超级街道和待行区等交叉口几何设计方案，其中，待行区已应用于实际，取得较好的研究成果，待行区的设置可以使车辆提前通过交叉口停止线，待主信号开启时令车辆在更短时间内通过交叉口，从而提高交叉口运行效率，但是诸多研究表明，增设待行区会增加车辆的停车次数，带来多次启动与加速，从而增加车辆的燃料消耗和尾气排放，且待行区的设计需要考虑车流、交通冲突等影响。
[0004]在交叉口信号控制方面，信号协调控制、预信号设置等是现在的研究重点，可以实现车辆绿波通行、减少停车次数。由此提出了变导向车道、出口道左转交叉口、连续流交叉口、排阵式交叉口等非常规交叉口，其中排阵式交叉口结合了待行区排队原理和预信号控制，成为现状研究热点。排阵式交叉口在入口道上游设置预信号对车流进行重组排列，在不同相位下放行不同流向车辆进入排队区，该方法可以充分利用进口道，提高交叉口通行能力，但在短时间内车辆在排队区内产生多次变道行为，驾驶员的不适应性易造成排队区滞留问题，从而降低车辆通行效率。排队区的长度设置也需要考虑流量、时间差、车辆清空时间等因素。
[0005]综上所述，现有控制方案中交叉口服务水平受到待行区、排队区域长度限制，并且车辆会产生二次停车和多次变道等问题，存在较大的环境污染、安全隐患。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是针对上述问题，为解决二次停车和安全隐患问题，提高左转车辆通行能力并兼顾交叉口整体运行效率，提出一种基于主、预信号相位协调，采用间歇式车道的交叉口控制方法，且间歇区长度不受限于交叉口车流量与道路长度，能最大限度地提升交叉口容量，疏散交叉口内部车辆，降低停车次数，减少车辆在交叉口的延误成本与油耗成本。
[0007]本专利技术的技术方案是：
[0008]一种采用间歇式车道的交叉口信号控制方法，用于多车道交叉口，多车道至少包括左转专用车道和直行专用车道，其特征在于，将与左转专用车道相邻的直行专用车道设置为间歇式车道；间歇式车道的设置方法是，在对应直行专用车道上设置间歇区停车线，将
间歇区停车线和交叉口停车线之间的区域定义为间歇区，间歇区是指在信号控制下，左转车辆和直行车辆交替驶入；所述信号控制方法为：
[0009]S1、为间歇区停车线和交叉口停车线均设置控制信号，分别定义为间歇区预信号和主信号，将交叉口四条道路按顺时针方向依次定义为A1、A2、A3、A4，则A1与A3的控制信号一致，A2和A4的控制信号一致；根据间歇区定义，间歇区预信号包括直行预信号和左转预信号，所述直行预信号是指直行车辆根据直行预信号进入间歇区，所述左转预信号是指左转车辆根据左转预信号进入间歇区，对应的主信号包括直行信号和左转信号；
[0010]S2、将直行车辆根据直行预信号进入间歇区的信号相位定义为直行预信号相位P1，在直行预信号相位P1中，A1和A3的直行车辆进入间歇区，将A1和A3中直行车辆根据直行信号通过交叉口的信号相位定义为直行相位P1，在直行相位P1中，A1和A3的间歇区车道中位于间歇区内的直行车辆通过交叉口，并且位于间歇区外的直行车辆直接进入间歇区并通过交叉口；所述直行相位P1的开始与结束时间均晚于直行预信号相位P1；
[0011]S3、在间歇区直行相位P1结束后，进入左转预信号相位P2，在左转预信号相位P2中，A1和A3的左转车辆进入间歇区，将A1和A3中左转车辆根据左转信号通过交叉口的信号相位定义为左转相位P2，在左转相位P2中，A1和A3的间歇区车道中位于间歇区内的左转车辆通过交叉口，并且位于间歇区外的左转车辆直接进入间歇区并通过交叉口；所述左转相位P2的开始与结束时间均晚于左转预信号相位P2；
[0012]S4、在左转预信号相位P2结束后，进入直行预信号相位P3，在直行预信号相位P3中，A2和A4的的直行车辆进入间歇区，将A2和A4中直行车辆根据直行信号通过交叉口的信号相位定义为主直行相位P3，在直行相位P3中，A2和A4的间歇区车道中位于间歇区内的直行车辆通过交叉口，并且位于间歇区外的直行车辆直接进入间歇区并通过交叉口；所述直行相位P3的开始与结束时间均晚于直行预信号相位P3；
[0013]S5、在间歇区直行相位P3结束后，进入左转预信号相位P4，在左转预信号相位P4中，A2和A4的左转车辆进入间歇区，将A2和A4中左转车辆根据左转信号通过交叉口的信号相位定义为左转相位P4，在左转相位P4中，A2和A4的间歇区车道中位于间歇区内的左转车辆通过交叉口，并且位于间歇区外的左转车辆直接进入间歇区并通过交叉口；所述左转相位P4的开始与结束时间均晚于左转预信号相位P4；
[0014]S6、左转预信号相位P4结束后，继续直行预信号相位P1。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的优点和效果为：
[0016](1)能减少待行区交叉口存在二次停车的问题，并兼顾交叉口整体通行效率，可以适用于多种交通条件。
[0017](2)相较于普通待行区交叉口、信号协调待行区交叉口，在饱和度相同状态下，本专利技术能有效降低交叉口总延误、油耗成本与停车次数。
[0018](3)本专利技术在交叉口总流量较高、左转车流占比较大的情况下，能在保证交叉口延误水平不上升的状态下，最大程度降低交叉口饱和度、增强交叉口的鲁棒性能。
附图说明
[0019]图1为间歇式车道交叉口相位时序图；
[0020]图2为信号相位期间车辆放行示意图，其中，(a)为相位4与相位1切换期间；(b)为
相位1期间；(c)为相位1与相位2切换期间；(d)为相位2期间；
[0021]图3为间歇式车道交叉口信号灯样式图。
具体实施方式
[0022]下面将结合附图实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，以便本领域的技术人员能够更好地理解本专利技术。
[0023]本专利技术主要是基于间歇式车道，基于待行区交叉口的间歇式车道信号控制是指将最左侧直行车道后退一定距离作为间歇区，左转车流和直行车流利用预信号与主信号之间的协调控制有序进入间歇区并通过交叉口，其余车道根据主信号指引离开交叉口。以四车道交叉口为例，从左至右分别为左转专用车道、间歇式车道、直行专用车道、右转专用车道。车道交通流组织如下：
[0024]①
间歇式车道：间歇区后方的左转车辆在左转预信号绿灯时利用地面导流线从最左侧车道经过一次变道进入间歇区；直行车辆在间歇区预本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用间歇式车道的交叉口信号控制方法，用于多车道交叉口，多车道至少包括左转专用车道和直行专用车道，其特征在于，将与左转专用车道相邻的直行专用车道设置为间歇式车道；间歇式车道的设置方法是，在对应直行专用车道上设置间歇区停车线，将间歇区停车线和交叉口停车线之间的区域定义为间歇区，间歇区是指在信号控制下，左转车辆和直行车辆交替驶入；所述信号控制方法为：S1、为间歇区停车线和交叉口停车线均设置控制信号，分别定义为间歇区预信号和主信号，将交叉口四条道路按顺时针方向依次定义为A1、A2、A3、A4，则A1与A3的控制信号一致，A2和A4的控制信号一致；根据间歇区定义，间歇区预信号包括直行预信号和左转预信号，所述直行预信号是指直行车辆根据直行预信号进入间歇区，所述左转预信号是指左转车辆根据左转预信号进入间歇区，对应的主信号包括直行信号和左转信号；S2、将直行车辆根据直行预信号进入间歇区的信号相位定义为直行预信号相位Z1，在直行预信号相位Z1中，A1和A3的直行车辆进入间歇区；将A1和A3中直行车辆根据直行信号通过交叉口的信号相位定义为直行相位Q1，在直行相位Q1中，A1和A3的间歇区车道中位于间歇区内的直行车辆通过交叉口，位于间歇区外的直行车辆直接进入间歇区并通过交叉口；所述直行相位Q1的开始与结束时间均晚于直行预信号相位Z1；S3、将左转车辆根据左转预信号进入间歇区的信号相位定义为左转预信号相位T2，在间歇区直行相位Q1结束后，进入左转预信号相位T2，在左转预...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑帅，刘昱岗，李蓉蓉，漆瑞婷，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：