專利名稱：降低單車延誤的雙進(jìn)口道交叉口渠化設(shè)計(jì)及信號(hào)配時(shí)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及城市道路交叉口渠化和交叉口信號(hào)控制技術(shù)，尤其涉及一種降低單車延誤的雙進(jìn)口道交叉口渠化設(shè)計(jì)及信號(hào)配時(shí)方法。
背景技術(shù)：
目前，我國正處于社會(huì)經(jīng)濟(jì)與城鎮(zhèn)化高速發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，汽車擁有量迅猛增長，機(jī)動(dòng)化步伐逐步加快。這種機(jī)動(dòng)化出行需求短期、快速、不均衡的增長在促進(jìn)城市交通飛速發(fā)展的同時(shí)，也給城市帶來了以交通擁堵為代表的諸多問題。近年來，交通擁堵已經(jīng)成為制約我國城市可持續(xù)發(fā)展的主要瓶頸，并直接誘發(fā)交通事故率上升、環(huán)境污染加劇等其他交通問題，迫切需要加以解決。國際上應(yīng)對交通擁堵問題通常采用加大交通系統(tǒng)的整體供給能力和合理引導(dǎo)交通需求的產(chǎn)生及分布兩種策略。探究交通擁堵的成因，一方面，交通需求的快速增長直接造成了交通擁堵的頻發(fā)；另一方面，很多城市“重交通建設(shè)、輕交通管理(控制)”的實(shí)際情況也在一定程度上加大了交通擁堵發(fā)生的概率。事實(shí)上，很多城市對于道路網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃與建設(shè)往往非常重視，但忽略了對交通系統(tǒng)的管理與控制方面的投入，導(dǎo)致交通系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率低下，極易誘發(fā)交通擁堵。因而，在已有城市交通網(wǎng)絡(luò)及交通需求固定的前提下，采用科學(xué)合理的交通管理與控制方法保障各個(gè)關(guān)鍵交通節(jié)點(diǎn)(如重點(diǎn)交叉口、交通發(fā)生吸引點(diǎn))的交通流正常運(yùn)行，進(jìn)而提高交通系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率，是緩解城市交通擁堵最為經(jīng)濟(jì)、有效與可行的方法。為提升機(jī)動(dòng)車的出行效率，發(fā)揮城市已有道路的實(shí)際通行能力與總體承載能力，本發(fā)明將從城市交通管理與控制的角度入手，針對城市中覆蓋面廣、服務(wù)人群多、溝通與轉(zhuǎn)換主要道路間流量的雙進(jìn)口道交叉口提出了一種降低單車延誤的渠化設(shè)計(jì)及信號(hào)配時(shí)方法，在引入“左右轉(zhuǎn)車道+直行車道”的新型渠化方案的同時(shí)，通過交叉口流量檢測-交叉口渠化設(shè)計(jì)優(yōu)化-信號(hào)配時(shí)方案對應(yīng)調(diào)整，使機(jī)動(dòng)車能夠更快通過交叉口，降低機(jī)動(dòng)車單車的交叉口延誤，提高了城市道路交通系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提升機(jī)動(dòng)車的出行效率，發(fā)揮城市已有道路的實(shí)際通行能力與總體承載能力，從城市交通管理與控制的角度入手，針對城市中覆蓋面廣、服務(wù)人群多、溝通與轉(zhuǎn)換主要道路間流量的雙進(jìn)口道交叉口提出了一種降低單車延誤的渠化設(shè)計(jì)及信號(hào)配時(shí)方法，在引入“左右轉(zhuǎn)車道+直行車道”的新型渠化方案的同時(shí)，通過交叉口流量檢測-交叉口渠化設(shè)計(jì)優(yōu)化-信號(hào)配時(shí)方案對應(yīng)調(diào)整，使機(jī)動(dòng)車能夠更快通過交叉口，降低機(jī)動(dòng)車單車的交叉口延誤，提高了城市道路交通系統(tǒng)的運(yùn)行效率。本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種降低單車延誤的雙進(jìn)口道交叉口渠化設(shè)計(jì)及信號(hào)配時(shí)方法，包括如下步驟(A)采集交叉口各個(gè)進(jìn)口道的交通流量、流向和車型信息；(B)根據(jù)步驟(A)中得到的交通流量、流向和車型信息，確定各個(gè)進(jìn)口方向是否需要設(shè)置左轉(zhuǎn)保護(hù)性相位，并根據(jù)結(jié)果將交叉口分為全左轉(zhuǎn)保護(hù)交叉口、全左轉(zhuǎn)不保護(hù)交叉口以及部分左轉(zhuǎn)保護(hù)交叉口；(C)根據(jù)步驟(A)中得到的交通流量、流向和車型信息，換算并修正各個(gè)進(jìn)口方向的左轉(zhuǎn)、直行、右轉(zhuǎn)等效流量；(D)根據(jù)步驟(B)中確定的交叉口類型及步驟(C)中換算得到的各個(gè)進(jìn)口道的等效流量，以降低車延誤為目標(biāo)，確定交叉口的渠化設(shè)計(jì)方案；(E)根據(jù)步驟(C)中得到的流量數(shù)據(jù)及步驟(D)中確定的交叉口渠化方案，確定交叉口信號(hào)配時(shí)。所述步驟(A)中采集交叉口各個(gè)進(jìn)口道的交通流量、流向信息包含I個(gè)高峰小時(shí)
內(nèi)東、西、南、北四個(gè)進(jìn)口方向的左轉(zhuǎn)車輛數(shù)N東左、N H左、N南左、N北左，直行車輛數(shù)N東直、N H直、N與右轉(zhuǎn)車輛數(shù)Νμ、Νη&、Ν#;&、Νμ ;車型信息包含I個(gè)高峰小時(shí)內(nèi)東、西、南、北四
個(gè)進(jìn)口方向分流向的小型車比例P 東左小、P東直小、P東右小、P西左小、P西直小、P西右小、P南左小、P南直小、P
南右小、P北左小、P北直小、P北右小，t匕IlJ P東左大、P東直大、P東右大、P西左大、P西直大、P西右大、P南左大、P南直大、P南右大、P北左大、P北直大、P北右大。所述步驟⑶包含以下步驟(Bi)判斷各個(gè)進(jìn)口方向是否需要設(shè)置左轉(zhuǎn)保護(hù)性相位。當(dāng)某個(gè)進(jìn)口方向的流量滿足下面的一個(gè)條件時(shí)，則該進(jìn)口方向需要設(shè)置左轉(zhuǎn)保護(hù)性相位Nx ^ ^ 200veh/hNx 左 X Ny 直彡 50000其中，下標(biāo)X代表進(jìn)口方向東、西、南、北，下標(biāo)Y代表進(jìn)口道X的對向進(jìn)口方向，對應(yīng)依次為西、東、北、南；(B2)修正進(jìn)口方向左轉(zhuǎn)保護(hù)性相位。根據(jù)步驟(BI)的結(jié)果，當(dāng)東西(南北)兩個(gè)進(jìn)口方向中僅有一個(gè)進(jìn)口方向需要設(shè)置左轉(zhuǎn)保護(hù)性相位時(shí)，修正另一進(jìn)口方向，使其同樣設(shè)置左轉(zhuǎn)保護(hù)性相位；(B3)根據(jù)步驟(B2)修正后的進(jìn)口方向左轉(zhuǎn)保護(hù)性相位設(shè)置情況，將交叉口分為全左轉(zhuǎn)保護(hù)交叉口、全左轉(zhuǎn)不保護(hù)交叉口以及部分左轉(zhuǎn)保護(hù)交叉口。所述步驟(C)換算并修正各個(gè)進(jìn)口方向的左轉(zhuǎn)、直行、右轉(zhuǎn)等效流量，流向的修正米用美國 Roger、Elena 等人編著的《Traffic Engineering B (Third Edition)》中第 518頁所述的方法。車型的修正采用換算系數(shù)小型車的當(dāng)量換算系數(shù)取為1，大型車的當(dāng)量換算系數(shù)取為2。換算修正后的等效流量分別記為N' *左、N'西左、N, *左、N' *左、N' *直、N'
西直、N,南直、N,北直、N,東右、N,西右、N,南右、N,北右。所述步驟(D)中以降低車延誤為目標(biāo)，確定交叉口的渠化設(shè)計(jì)方案，將根據(jù)步驟(B3)確定的不同交叉口類型分情況分別處理(DA)全左轉(zhuǎn)保護(hù)交叉口 ；(DAl)進(jìn)口方向分組。將交叉口進(jìn)口道分為兩組，東西進(jìn)口方向、南北進(jìn)口方向分別為一組；(DA2)確定進(jìn)口道渠化方案選擇集。對全左轉(zhuǎn)保護(hù)交叉口，其各個(gè)進(jìn)口方向的渠化方案為方案I由內(nèi)側(cè)車道至外側(cè)車道依次是左轉(zhuǎn)車道、直右車道，方案2由內(nèi)側(cè)車道至外側(cè)車道依次是左右轉(zhuǎn)車道、直行車道，方案3由內(nèi)側(cè)車道至外側(cè)車道依次是左右轉(zhuǎn)車道、直右車道；(DA3)計(jì)算不同進(jìn)口道渠化方案下的各進(jìn)口道流量。根據(jù)上述步驟(C)換算得到等效流量及步驟(DA2)確定的進(jìn)口道渠化方案選擇集，分別計(jì)算不同渠化方案下的各進(jìn)口道流量。方案I由內(nèi)側(cè)車道至外側(cè)車道的流量依次是。方案2由內(nèi)側(cè)車道至外側(cè)車道的流量依次是A=K ,N^=Nm。方案3由內(nèi)側(cè)車道至外側(cè)車道
的流量依次是，Ν;=Νζ^ψ。其中，等式左邊的上標(biāo)Z及等式右邊的下表
Z代表同一進(jìn)口道方向東、西、南、北；(DA4)計(jì)算進(jìn)口方向分組的關(guān)鍵流量。根據(jù)步驟(DA3)計(jì)算得到的進(jìn)口道流量，計(jì)算進(jìn)口方向分組的關(guān)鍵流量。進(jìn)口方向組的關(guān)鍵流量計(jì)算公式為東西進(jìn)口方向組+南北進(jìn)口方向組丨—^膨化二-乂彳+丨隱卜；其中，下表I、J、P、Q為步驟(DA2)中的進(jìn)口道渠化方案選擇集，其取值范圍為I、
2、3 ；(DA5)確定渠化方案。若步驟(DA4)中得到I、J、P、Q均為唯一解，則交叉口的東、西、南、北四個(gè)進(jìn)口方向的渠化方案為步驟(DA2)中對應(yīng)的進(jìn)口道渠化方案I、方案J、方案P、方案Q。若I、J、P、Q存在多組解，則選擇使單車延誤降低的渠化方案解，由下式確定東西進(jìn)口方向組二Λ,;.:丨卜南北進(jìn)口方向組丨仏^丨腿卜-八么卜丨腿卜,::...々其中，i、j、p、q的取值范圍為步驟(DA4)中I、J、P、Q的解集。則此時(shí)，交叉口的東、西、南、北四個(gè)進(jìn)口方向的渠化方案為步驟(DA2)中對應(yīng)的進(jìn)口道渠化方案i、方案j、方案P、方案Qo(DB)全左轉(zhuǎn)不保護(hù)交叉口 ；(DBl)進(jìn)口方向分組。將交叉口進(jìn)口道分為兩組，東西進(jìn)口方向、南北進(jìn)口方向分別為一組；(DB2)確定進(jìn)口道渠化方案選擇集。對全左轉(zhuǎn)不保護(hù)交叉口，其各個(gè)進(jìn)口方向的渠化方案為方案I由內(nèi)側(cè)車道至外側(cè)車道依次是左轉(zhuǎn)直行車道、右轉(zhuǎn)車道，方案2由內(nèi)側(cè)車道至外側(cè)車道依次是左轉(zhuǎn)直行車道、右轉(zhuǎn)直行車道；(DB3)計(jì)算不同進(jìn)口道渠化方下的各進(jìn)口道流量。根據(jù)上述步驟(C)換算得到等效流量及步驟(DB2)確定的進(jìn)口道渠化方案選擇集，分別計(jì)算不同渠化方案下的各進(jìn)口道流量。方案I由內(nèi)側(cè)車道至外側(cè)車道的流量依次是+N%。方案2由內(nèi)偵U
車道至外側(cè)車道的流量依次是仏=Na+^· ’NI爲(wèi)+*。其中，等式左邊的上標(biāo)z及
等式右邊的下標(biāo)z代表同一進(jìn)口道方向東、西、南、北；(DA4)計(jì)算進(jìn)口方向分組的關(guān)鍵流量。根據(jù)步驟(DB3)計(jì)算得到的進(jìn)口道流量，計(jì)算進(jìn)口方向分組的關(guān)鍵流量。進(jìn)口方向組的關(guān)鍵流量計(jì)算公式為東西進(jìn)口方向組
南北進(jìn)口方向組
權(quán)利要求
1.一種降低單車延誤的雙進(jìn)口道交叉口渠化設(shè)計(jì)及信號(hào)配時(shí)方法，其特征在于該方法包括如下步驟 (A)采集交叉口各個(gè)進(jìn)口道的交通流量、流向和車型信息； (B)根據(jù)步驟㈧中得到的交通流量、流向和車型信息，確定各個(gè)進(jìn)口方向是否需要設(shè)置左轉(zhuǎn)保護(hù)性相位，并根據(jù)結(jié)果將交叉口分為全左轉(zhuǎn)保護(hù)交叉口、全左轉(zhuǎn)不保護(hù)交叉口以及部分左轉(zhuǎn)保護(hù)交叉口； (C)根據(jù)步驟㈧中得到的交通流量、流向和車型信息，換算并修正各個(gè)進(jìn)口方向的左轉(zhuǎn)、直行、右轉(zhuǎn)等效流量； (D)根據(jù)步驟(B)中確定的交叉口類型及步驟(C)中換算得到的各個(gè)進(jìn)口道的等效流量，以降低車延誤為目標(biāo)，確定交叉口的渠化設(shè)計(jì)方案； (E)根據(jù)步驟(C)中得到的流量數(shù)據(jù)及步驟(D)中確定的交叉口渠化方案，確定交叉口 信號(hào)配時(shí)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的降低單車延誤的雙進(jìn)口道交叉口渠化設(shè)計(jì)及信號(hào)配時(shí)方法，其特征在于 所述步驟(A)中，采集交叉口各個(gè)進(jìn)口道的交通流量、流向信息包含I個(gè)高峰小時(shí)內(nèi)東、西、南、北四個(gè)進(jìn)口方向的左轉(zhuǎn)車輛數(shù)N東左、N西左、N南左、N北左，直行車輛數(shù)N東直、N釀、N南i、與右轉(zhuǎn)車輛數(shù)Ν#、Nto, Ntt ;車型信息包含I個(gè)高峰小時(shí)內(nèi)東、西、南、北四個(gè)進(jìn)口方向分流向的小型車比例P 東左小、P東直小、P東右小、P西左小、P西直小、P西右小、P南左小、P南直小、P南右小、P北左小、P北直小、P北右小，t匕IlJ P東左大、P東直大、P東右大、P西左大、P西直大、P西右大、P南左大、P南直大、P南右大、P北左大、P北直大、P北右大； 所述步驟(B)包含以下步驟 (BI)判斷各個(gè)進(jìn)口方向是否需要設(shè)置左轉(zhuǎn)保護(hù)性相位；當(dāng)某個(gè)進(jìn)口方向的流量滿足下面的一個(gè)條件時(shí)，則該進(jìn)口方向需要設(shè)置左轉(zhuǎn)保護(hù)性相位Nx 左≥ 200veh/h Nx 左 X Ny 直≥50000 其中，下標(biāo)X代表進(jìn)口方向東、西、南、北，下標(biāo)Y代表進(jìn)口道X的對向進(jìn)口方向，對應(yīng)依次為西、東、北、南； (B2)修正進(jìn)口方向左轉(zhuǎn)保護(hù)性相位。根據(jù)步驟(BI)的結(jié)果，當(dāng)東西(南北)兩個(gè)進(jìn)口方向中僅有一個(gè)進(jìn)口方向需要設(shè)置左轉(zhuǎn)保護(hù)性相位時(shí)，修正另一進(jìn)口方向，使其同樣設(shè)置左轉(zhuǎn)保護(hù)性相位； (B3)根據(jù)步驟(B2)修正后的進(jìn)口方向左轉(zhuǎn)保護(hù)性相位設(shè)置情況，將交叉口分為全左轉(zhuǎn)保護(hù)交叉口、全左轉(zhuǎn)不保護(hù)交叉口以及部分左轉(zhuǎn)保護(hù)交叉口 ； 所述步驟(C)換算并修正各個(gè)進(jìn)口方向的左轉(zhuǎn)、直行、右轉(zhuǎn)等效流量，進(jìn)行流向的修正，車型的修正采用換算系數(shù)小型車的當(dāng)量換算系數(shù)取為1，大型車的當(dāng)量換算系數(shù)取為2，換算修正后的等效流量分別記為N' *左、N' H左、N'齡、N'北左、N'絲、N'釀、N'南直、N,北直、N,東右、N,西右、N,南右、N,北右； 所述步驟(D)中以降低車延誤為目標(biāo)，確定交叉口的渠化設(shè)計(jì)方案，將根據(jù)步驟(B3)確定的不同交叉口類型分情況分別處理 (DA)全左轉(zhuǎn)保護(hù)交叉口 ；(DAl)進(jìn)口方向分組；將交叉口進(jìn)口道分為兩組，東西進(jìn)口方向、南北進(jìn)口方向分別為一組； (DA2)確定進(jìn)口道渠化方案選擇集；對全左轉(zhuǎn)保護(hù)交叉口，其各個(gè)進(jìn)口方向的渠化方案為方案I由內(nèi)側(cè)車道至外側(cè)車道依次是左轉(zhuǎn)車道、直右車道，方案2由內(nèi)側(cè)車道至外側(cè)車道依次是左右轉(zhuǎn)車道、直行車道，方案3由內(nèi)側(cè)車道至外側(cè)車道依次是左右轉(zhuǎn)車道、直右車道； (DA3)計(jì)算不同進(jìn)口道渠化方案下的各進(jìn)口道流量；根據(jù)上述步驟(C)換算得到等效流量及步驟(DA2)確定的進(jìn)口道渠化方案選擇集，分別計(jì)算不同渠化方案下的各進(jìn)口道流量；方案I由內(nèi)側(cè)車道至外側(cè)車道的流量依次是-Mn=K=N'故+N抹，方案2由內(nèi)側(cè)車道至外側(cè)車道的流量依次是,N^=Nza，方案3由內(nèi)側(cè)車道至外側(cè)車道的流量依次是 今，仏=(&今 ，其中，等式左邊的上標(biāo)Z及等式右邊的下表Z代表同一進(jìn)口道方向:東、西、南、北; (DA4)計(jì)算進(jìn)口方向分組的關(guān)鍵流量；根據(jù)步驟(DA3)計(jì)算得到的進(jìn)口道流量，計(jì)算進(jìn)口方向分組的關(guān)鍵流量；進(jìn)口方向組的關(guān)鍵流量計(jì)算公式為東西進(jìn)口方向組南北進(jìn)口方向組
全文摘要
本發(fā)明公開了一種降低單車延誤的雙進(jìn)口道交叉口渠化設(shè)計(jì)及信號(hào)配時(shí)方法，該方法包括采集交叉口交通信息、判斷進(jìn)口方向是否需要設(shè)置左轉(zhuǎn)保護(hù)性相位、修正進(jìn)口方向等效流量、確定渠化設(shè)計(jì)方案、確定信號(hào)配時(shí)方案五個(gè)步驟。本發(fā)明方法充分考慮了雙進(jìn)口道交叉口不同渠化設(shè)計(jì)方案對機(jī)動(dòng)車通行效率的影響，在引入“左右轉(zhuǎn)車道+直行車道”的新型渠化方案的同時(shí)，通過交叉口流量檢測—交叉口渠化設(shè)計(jì)優(yōu)化—信號(hào)配時(shí)方案對應(yīng)調(diào)整，降低機(jī)動(dòng)車單車延誤，使機(jī)動(dòng)車得以更快通過交叉口，提高交叉口的通行能力。本發(fā)明方法便于計(jì)算、實(shí)用性強(qiáng)，可有效降低機(jī)動(dòng)車在交叉口的延誤，為城市居民出行，尤其是機(jī)動(dòng)車出行帶來極大便利。
文檔編號(hào)G08G1/08GK102881174SQ201210402569
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月22日
發(fā)明者王煒, 華雪東, 楊敏 申請人:東南大學(xué)