【技术实现步骤摘要】
一种基于动态车道控制的交叉口交通设计系统及车辆运行方法
[0001]本专利技术属于交通工程领域，具体涉及一种基于动态车道控制的交叉口交通设计系统及车辆运行方法。
技术介绍
[0002]目前，国内外信号控制交叉口普遍采用常规交叉口(Conventional Intersection)设计，即通过设置左转保护相位以避免交叉口左转和直行冲突，同时各车道仅允许左转、直行和驶出车流中的一种车流使用，且出口车道应位于左转车道左侧、左转车道位于直行车道左侧，多种因素导致交叉口道路通行资源利用率不高，容易出现高峰时段交通拥堵现象。
[0003]为此，国内外提出了包括借道左转交叉口(Contraflow Left
‑
turn Lane)、排阵式交叉口(Tandem Intersection)、连续流交叉口(Continuous Flow Intersection)、平行流交叉口(Parallel Flow Intersection)、对称上游交叉口(Upstream Signalized Crossover，双钮型交叉口(Double Crossover Intersection)和对称交叉口(Symmetric Intersection)在内的多种非常规交叉口设计(Unconventional Arterial Intersection Designs)，通过特殊的几何设计和运行规则以提升交叉口通行能力，部分非常规交叉口相对于常规交叉口能提升1倍左右的通行能力，通行能力提升幅度显著。但正是由于非常规交叉口特...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于动态车道控制的交叉口交通设计系统，其特征在于，所述系统以各方向道路相交的交叉口作为主信号交叉口，将主信号交叉口的道路西、南、东和北四个方向分别编号为j∈{1，2，3，4}，即将西向编号为j＝1、将南向编号为j＝2、将东向编号为j＝3、将北向编号为j＝4；并在主信号交叉口各方向道路的进口和出口最外侧增设右转专用车道；右转专用车道采用下述的方式(1)或方式(2)进行设置：(1)在进口和出口的外侧进行扩建，将扩建的车道作为右转专用车道，以供右转车辆行驶；(2)将道路进口的最外侧车道和出口的最外侧车道作为右转专用车道；分别在各方向道路的路段上设置预信号交叉口，将西向、南向、东向和北向的预信号交叉口分别编号为m∈{1，2，3，4}，即将西向的预信号交叉口编号为m＝1、将南向的预信号交叉口编号为m＝2、将东向的预信号交叉口编号为m＝3、将北向的预信号交叉口编号为m＝4，预信号交叉口的长度为L
m，PI
；将预信号交叉口至主信号交叉口之间除最外侧右转专用车道外的所有车道划分为综合功能区，综合功能区内的全部车道组成的集合为车道集K
j，1
，以预信号交叉口至主信号交叉口的方向为参考方向，在综合功能区内处于右侧的车道为进口侧，处于左侧的车道为出口侧，将综合功能区内，从进口侧往出口侧的各车道分别编号为k∈K
j，1
＝{1，2，
…
，n
j
}，综合功能区内的车道总数为n
j
，其中，进口车道的总数为n
j，1
，出口车道的总数为n
j，2
，满足n
j，1
+n
j，2
＝n
j
；综合功能区的长度为L
j，MUA
，通过调整综合功能区内车道的车道行车方向和车道功能，以满足各种交通组织方式的需要；车道行车方向是指：车辆从预信号交叉口往主信号交叉口行驶，或者从主信号交叉口往预信号交叉口行驶；车道功能是指：将车道作为左转车道、直行车道或左转直行共用车道；将预信号交叉口至主信号交叉口之间作为预信号交叉口的一侧，对预信号交叉口另一侧除最外侧右转专用车道外的所有车道进行编号，将预信号交叉口另一侧的从进口侧往出口侧的车道分别编号为k∈K
j，2
＝{n
j
+1，n
j
+2，
…
，2n
j
}，K
j，2
表示在预信号交叉口另一侧、除最外侧右转专用车道外的所有车道组成的集合。车道集K
j，1
和车道集K
j，2
内包含的车道总数相同，即车道集K
j，1
和车道集K
j，2
内包含的车道总数均为n
j
，若预信号交叉口另一侧由于中央分隔带的存在导致车道集K
j，2
的车道总数不为n
j
，则通过设置进口展宽车道或者出口展宽车道调整中央分隔带以保证车道集K
j，2
中车道总数为n
j
，最终使车道集K
j，2
中进口车道总数为n
′
j，1
、出口车道总数为n
′
j，2
，满足n
′
j，1
+n
′
j，2
＝n
j
；在车道集K
j，2
中，进口车道的车道功能允许调整，进口车道的车道行车方向不允许调整，出口车道的车道功能和车道行车方向均不允许调整；在车道集K
j，1
和车道集K
j，2
中，通过地面标记和交通标志对各车道进行编号，以提示驾驶员当前行驶车道所属车道编号以及前方车道集所有车道对应编号。2.根据权利要求1所述的一种基于动态车道控制的交叉口交通设计系统，其特征在于，在所述主信号交叉口处，对于任一流向车流，该流向车流驶入主信号交叉口的行驶车道数不大于该流向车流从主信号交叉口驶出的行驶车道数。
3.根据权利要求2所述的一种基于动态车道控制的交叉口交通设计系统，其特征在于，所述系统在预信号交叉口处为车道集K
j，1
和车道集K
j，2
中的各车道设置预信号灯，即在预信号交叉口处设置车道级的预信号灯，每条车道受相应车道信号灯控制，在主信号交叉口处为车道集K
j，1
中的各车道设置主信号灯，预信号灯和主信号灯用于控制车辆是否允许放行，其中，绿灯代表通行，红灯代表禁行；预信号灯和主信号灯还用于控制车辆在下一组车道集中所允许驶入的车道；在主信号交叉口和预信号交叉口处的车道信号灯协同控制，以避免两股冲突车流同时使用某条车道，造成行车安全隐患。4.根据权利要求1所述的一种基于动态车道控制的交叉口交通设计系统，采用常规交叉口交通组织方式，其特征在于，在所述车道集K
j，1
中，从进口侧往出口侧分别将车道划分为直行进口车道、左转进口车道和出口车道，车道数关系为：n
j，1，1
+n
j，1，2
＝n
j，1
，n
j，2，1
＝n
j，2，2
＝n
j，2
，n
j，1
+n
j，2
＝n
j
；其中，n
j，1，1
代表方向j的车道集K
j，1
中左转进口车道数，n
j，1，2
代表方向j的车道集K
j，1
中直行进口车道数，n
j，1
代表方向j的车道集K
j，1
中进口车道的车道数，n
j，2，1
代表方向j的车道集K
j，1
中左转出口车道数，n
j，2，2
代表方向j的车道集K
j，1
中直行出口车道数，n
j，2
代表方向j的车道集K
j，1
中出口车道的车道数；在车道集K
j，2
中，从进口侧往出口侧分别将进口车道划分为直行进口车道和左转进口车道，出口车道供左转出口和直行出口共用，车道数关系为：n
′
j，1，1
+n
′
j，1，2
＝n
′
j，1
，n
′
j，2，1
＝n
′
j，2，2
＝n
′
j，2
，n
′
j，1
+n
′
j，2
＝n
j
；其中，n
′
j，1，1
代表方向j的车道集K
j，2
中左转进口车道数，n
′
j，1，2
代表方向j的车道集K
j，2
中直行进口车道数，n
′
j，1
代表方向j的车道集K
j，2
中进口车道的车道数，n
′
j，2，1
代表方向j的车道集K
j，2
中左转出口车道数，n
′
j，2，2
代表方向j的车道集K
j，2
中直行出口车道数，n
′
j，2
代表方向j的车道集K
j，2
中出口车道的车道数。5.根据权利要求1所述的一种基于动态车道控制的交叉口交通设计系统，采用借道左转交叉口交通组织方式，其特征在于，在所述车道集K
j，1
中，从进口侧往出口侧分别将车道划分为直行进口车道、左转进口车道和出口车道，车道数关系为：n
j，1，1
+n
j，1，2
＝n
j，1
，n
j，2，1
＝n
j，2，2
＝n
j，2
，n
j，1
+n
j，2
＝n
j
；其中，n
j，1，1
代表方向j的车道集K
j，1
中左转进口车道数，n
j，1，2
代表方向j的车道集K
j，1
中直行进口车道数，n
j，1
代表方向j的车道集K
j，1
中进口车道的车道数，n
j，2，1
代表方向j的车道集K
j，1
中左转出口车道数，n
j，2，2
代表方向j的车道集K
j，1
中直行出口车道数，n
j，2
代表方向j的车道集K
j，1
中出口车道的车道数；将距左转进口车道最近的n
j，1，1，CLL
个出口车道划分为借道左转车道，借道左转车道数小于出口车道数n
j，1，1，CLL
≤n
j，2
‑
1；在车道集K
j，2
中，从进口侧往出口侧分别将进口车道划分为直行进口车道和左转进口车道，出口车道供左转出口和直行出口共用，车道数关系为：n
′
j，1，1
+n
′
j，1，2
＝n
′
j，1
，n
′
j，2，1
＝n
′
j，2，2
＝n
′
j，2
，n
′
j，1
+n
′
j，2
＝n
j
；其中，n
′
j，1，1
代表方向j的车道集K
j，2
中左转进口车道数，n
′
j，1，2
代表方向j的车道集K
j，2
中直行进口车道数，n
′
j，1
代表方向j的车道集K
j，2
中进口车道的车道数，n
′
j，2，1
代表方向j的车道集K
j，2
中左转出口车道数，n
′
j，2，2
代表方向j的车道集K
j，2
中直行出口车道数，n
′
j，2
代表
方向j的车道集K
j，2
中出口车道的车道数。6.根据权利要求1所述的一种基于动态车道控制的交叉口交通设计系统，采用排阵式交叉口交通组织方式，其特征在于，在所述车道集K
j，1
中，从进口侧往出口侧分别将车道划分为进口车道和出口车道；车道数关系为：n
j，1，1
≤n
j，1
，n
j，1，2
≤n
j，1
，n
j，2，1
＝n
j，2，2
＝n
j，2
，n
j，1
+n
j，2
＝n
j
；其中，n
j，1，1
代表方向j的车道集K
j，1
中左转进口车道数，n
j，1，2
代表方向j的车道集K
j，1
中直行进口车道数，n
j，1
代表方向j的车道集K
j，1
中进口车道的车道数，n
j，2，1
代表方向j的车道集K
j，1
中左转出口车道数，n
j，2，2
代表方向j的车道集K
j，1
中直行出口车道数，n
j，2
代表方向j的车道集K
j，1
中出口车道的车道数；在车道集K
j，2
中，从进口侧往出口侧分别将进口车道划分为直行进口车道和左转进口车道，出口车道供左转出口和直行出口共用，车道数关系为：n
′
j，1，1
+n
′
j，1，2
＝n
′
j，1
，n
′
j，2，1
＝n
′
j，2，2
＝n
′
j，2
，n
′
j，1
+n
′
j，2
＝n
j
；其中，n
′
j，1，1
代表方向j的车道集K
j，2
中左转进口车道数，n
′
j，1，2
代表方向j的车道集K
j，2
中直行进口车道数，n
...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋浪，胡晓伟，王健，安实，杨滨毓，杨璐，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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