交叉口自适应可变车道设置方法技术

本发明专利技术公开了一种采用计算机程序的交叉口自适应可变车道设置方法。旨在克服单左转车道过饱和而两条左转车道又有剩余的问题。该方法首先是安装１号触发检测器、２号触发检测器、主信号灯、预信号灯和利用现有其它硬件设备，该方法还采用下列步骤：１）判别可变车道的属性：通过不等式Ｎ≥Ｎ↑［＊］是否成立判别可变车道的属性，其中Ｎ为１号／２号触发检测器的时间占有率大于临界值的连续周期数，Ｎ↑［＊］为触发可变车道控制的临界值；２）信号机对可变车道信号配时方案优化的控制：（１）信号周期时长不可变时可变车道的控制，（２）信号周期时长可变时可变车道的控制；３）设置可变车道预信号：（１）可变车道属性由直行变为左转，（２）可变车道属性由左转变为直行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于城市智能交通控制领域的方法，更具体地说，本专利技术涉及一种交叉口自适应可变车道的设置方法。
技术介绍
平面交叉口的左转车流是影响交叉口运行质量的重要因素，对左转交通流的组织是交通管理的难点和重点。目前，对于左转交通流的组织，主要是在时间和空间上将其与其它交通流进行分离，传统的做法是设置左转专用车道、左转专用相位以及左弯待转区等。在设有左转专用相位和左弯待转区的交叉口，随着左转交通量的不断增加，设置一条左转专用车道可能不能满足左转交通流的需求，但若渠化成两条左转专用车道又会严重影响直行车道的通行能力，致使整个交叉口的通行能力降低。针对这种左转车流在单左转车道过饱和、两条左转车道又有剩余的情况，为了保证左转车流能安全、高效的通过交叉口，充分利用交叉口有限的时空资源，解决由于车道不足、流量不均而引起的交通拥堵，需要适时变换与左转车道相邻的直行车道功能，也即设置可变车道。 随着城市交通拥挤问题的日益加剧，可变车道技术得以推广应用，上海、北京等大城市已陆续实施可变车道，但目前主要是依靠人工遥控信号标志牌的方式实现。深入研究自适应可变车道的设置方法，对于促进交通流的有序运行，提高交叉口的运行效率是十分必要的。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的主要依靠人工遥控信号标志牌的方式实现设置可变车道的问题，采用自编的计算机程序，提供了一种。 为解决上述技术问题，本专利技术是采用如下技术方案实现的采用计算机程序的包括安装硬件、判别可变车道的属性、信号机对可变车道信号配时方案优化的控制和设置可变车道预信号的步骤。 所述的判别可变车道的属性包括以下步骤 1.1号触发检测器和2号触发检测器检测左转车道和可变车道的交通流数据。 2.通过不等式N≥N*是否成立判别可变车道的属性。 式中N-1号触发检测器或2号触发检测器的时间占有率大于临界值的连续周期数。 N*-为触发可变车道控制的临界值，当1号触发检测器或2号触发检测器连续N*个周期的时间占有率均大于等于临界值则触发可变车道控制。N*的取值由下式标定 式中L1-渠化区内不可变段车道长度，单位.m。 L2-渠化区内过渡段车道长度，单位.m。 Kj-阻塞密度，单位.veh/s。 C-信号周期时长，单位.s。 qi-可变车道的车辆到达率，单位.veh/s。 gi-可变车道所在相位的绿灯时长，单位.s。 Si-可变车道所在相位的饱和流率，单位.veh/s。 所述的设置可变车道预信号包括以下步骤 1.可变车道属性由直行变为左转 为了消散在左转绿灯启亮之前主信号灯与预信号灯之间的那部分直行车辆，需要在预信号灯的直行绿灯与左转绿灯之间插入一段红灯时间t1 t1＝l1/v+τ 式中l1-为主、预信号停车线之间的距离，单位.m。 v-为车均速度，单位.m/s。 τ-为安全时间。 2.可变车道属性由左转变为直行 在可变车道属性变化之前，为清空车道内所有的左转车辆，预信号左转绿灯时间应比主信号绿灯时间提前截止t3 t3＝GL-qL×C/SL 式中GL-主信号灯左转绿灯时长，单位.s。 qL-左转车辆到达率，单位.veh/h。 SL-左转车道的饱和流率，单位.veh/h。 技术方案中所述的通过不等式N≥N*是否成立判别可变车道属性包括以下步骤 1.若1号触发检测器的时间占有率大于其临界值的连续周期数大于或等于临界值，即不等式N4≥N*成立，而2号触发检测器的时间占有率大于其临界值的连续周期数小于临界值，即不等式N5＜N*成立，可变车道属性应为左转车道。 2.若2号触发检测器的时间占有率大于其临界值的连续周期数大于或等于临界值，即不等式N5≥N*成立，而1号触发检测器的时间占有率大于其临界值的连续周期数小于临界值，即不等式N4＜N*成立，可变车道属性应为直行车道。 3.若1号触发检测器和2号触发检测器的时间占有率大于临界值连续周期数均大于或等于其临界值，说明左转车道交通流与直行车道交通流均发生溢出，此时设置可变车道并不能有效改善交叉口的拥堵状况，此种状况不在本专利技术的适用范围之内。 4.若1号触发检测器和2号触发检测器的时间占有率大于或等于临界值的连续周期数均小于其临界值，说明此时左转车道交通流与直行车道交通流的车流运行均比较顺畅，可变车道保持属性不变；所述的安装硬件是指 1.在主信号停车线上游40m处分车道埋设用于检测车辆到达、统计进口道车流量的设计规格为2×2m的1号感应检测器、2号感应检测器与3号感应检测器，对应于不分流向段左侧的两条车道，在距过渡段末端0.5-1.0m处分别埋设用于检测左转车道和可变车道的交通车流量的设计规格为2×2m的1号触发检测器和2号触发检测器。 2.利用现有的信号机、服务器，并用电线和/或光缆将1号感应检测器、2号感应检测器、3号感应检测器、1号触发检测器与2号触发检测器和信号机连接起来，再将信号机与服务器用电线和/或光缆连接起来。 3.安装主信号灯并在不可变段与过渡段分界处设置预信号灯，用电线和/或光缆将主信号灯与预信号灯和信号机连接起来。主信号灯采用一组箭头信号灯，具备左、直/左、直与右四个箭头信号，其中左/直箭头信号对应于可变车道。预信号灯应采用具备直/左箭头信号灯，位于可变车道上方，显示与可变车道属性相匹配的直行或左转的箭头信号；所述的信号机对可变车道信号配时方案优化的控制包括以下步骤 1.信号周期时长不可变时可变车道的控制 1)若可变车道属性由直行变成左转，优化后的各相位绿灯时长为 式中g′T(T-L)-可变车道属性由直行变成左转后直行相位绿灯时长，单位.s。 g′L(T-L)-可变车道属性由直行变成左转后左转相位绿灯时长，单位.s。 y′L(T-L)-可变车道属性由直行变成左转后左转车流流量比，单位.s。 gT-原配时方案直行相位绿灯时长，单位.s。 gL-原配时方案左转相位绿灯时长，单位.s。 C-原配时方案周期时长，单位.s。 xP-临界饱和度(建议取为0.9)。 2)若可变车道属性由左转变成直行，优化后的各相位绿灯时长为 式中g′L(L-T)-可变车道属性由左转变成直行后左转相位绿灯时长，单位.s。 g′T(L-T)-可变车道属性由左转变成直行后直行相位绿灯时长，单位.s。 y′T(L-T)-可变车道属性由左转变成直行后直行车流流量比，单位.s。 gT-原配时方案直行相位绿灯时长，单位.s。 gL-原配时方案左转相位绿灯时长，单位.s。 C-原配时方案周期时长，单位.s。 xP-临界饱和度。 2.信号周期时长可变时可变车道的控制 1)可变车道属性由直行变成左转，优化后的周期时长和各相位绿灯时长为 式中C′T-L-车道属性由直行变成左转后的信号周期时长，单位.s。 g″L(T-L)-车道属性由直行变成左转后左转相位绿灯时间，单位.s。 g″T(T-L)-车道属性由直行变成左转后直行相位绿灯时间，单位.s。 g″i(T-L)-车道属性由直行变成左转后其它相位绿灯时间，单位.s。 Y′T-L-车道属性由直行变成左转后交叉口总流量比。 y′L(T-L)-车道属性由直行变成左转后左转车流流量比。 y′T(T-L)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用计算机程序的交叉口自适应可变车道设置方法，包括安装硬件和信号机对可变车道信号配时方案优化的控制步骤，其特征是所述的交叉口自适应可变车道设置方法还增加了判别可变车道的属性和设置可变车道预信号的步骤；　所述的判别可变车道的属性包括 以下步骤：　１）１号触发检测器（４）和２号触发检测器（５）检测左转车道和可变车道的交通流数据；　２）通过不等式Ｎ≥Ｎ＊是否成立判别可变车道的属性；　式中：Ｎ－１号触发检测器或２号触发检测器的时间占有率大于临界值的连续周期数 ；　Ｎ↑［＊］－为触发可变车道控制的临界值，当１号触发检测器或２号触发检测器连续Ｎ↑［＊］个周期的时间占有率均大于等于临界值则触发可变车道控制。Ｎ↑［＊］的取值由下式标定：　Ｎ↑［＊］＝［（Ｌ↓［１］＋Ｌ↓［２］）.Ｋ↓［ｊ］／ （Ｃｑ↓［ｉ］－ｇ↓［ｉ］Ｓ↓［ｉ］）］　式中：Ｌ↓［１］－渠化区内不可变段车道长度，单位．ｍ；　Ｌ↓［２］－渠化区内过渡段车道长度，单位．ｍ；　Ｋ↓［ｊ］－阻塞密度，单位．ｖｅｈ／ｓ；　Ｃ－信号周期时长，单位．ｓ； 　ｑ↓［ｉ］－可变车道的车辆到达率，单位．ｖｅｈ／ｓ；　ｇ↓［ｉ］－可变车道所在相位的绿灯时长，单位．ｓ；　Ｓ↓［ｉ］－可变车道所在相位的饱和流率，单位．ｖｅｈ／ｓ；　所述的设置可变车道预信号包括以下步骤：　１ ）可变车道属性由直行变为左转　为了消散在左转绿灯启亮之前主信号灯与预信号灯之间的那部分直行车辆，需要在预信号灯的直行绿灯与左转绿灯之间插入一段红灯时间ｔ↓［１］：　ｔ↓［１］＝ｌ↓［１］／ｖ＋τ　式中：ｌ↓［１］－为主、预 信号停车线之间的距离，单位．ｍ；　ｖ－为车均速度，单位．ｍ／ｓ；　τ－为安全时间；　２）可变车道属性由左转变为直行　在可变车道属性变化之前，为清空车道内所有的左转车辆，预信号左转绿灯时间应比主信号绿灯时间提前截止ｔ↓ ［３］：　ｔ↓［３］＝Ｇ↓［Ｌ］－ｑ↓［Ｌ］×Ｃ／Ｓ↓［Ｌ］　式中：Ｇ↓［Ｌ］－主信号灯左转绿灯时长，单位．ｓ；　ｑ↓［Ｌ］－左转车辆到达率，单位．ｖｅｈ／ｈ；　Ｓ↓［Ｌ］－左转车道的饱和流率，单位．ｖｅｈ／ｈ。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王殿海，曲昭伟，宋现敏，陈永恒，李志慧，李丽丽，马东方，魏巍，郭伟伟，孙迪，路婷，冯天军，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：82[]