CN101510355B - 一种交叉口进口道禁止变换车道线长度的确定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种交叉口进口道禁止变换车道线长度的确定方法，属于交通工程中道路交通标线施划领域。其步骤为首先通过人工计数法或摄影法采集交通数据，然后将获得的总交通量换算成当量标准小汽车交通量，进而采用排队论中的M/M/N模型，按照多路排队多通道系统计算交叉口进道口停车线后的排队车辆数，最后将该车辆数换算成以米为单位的车辆平均排队长度，再加上排队车辆间的最小安全距离即可得到所求禁止变换车道线长度。本方法可以防止交叉口交通拥挤，提高交叉口运行效率，降低了交叉口进口道车辆违章率，节约资源。

Description

一种交叉口进口道禁止变换车道线长度的确定方法

技术领域

本发明涉及交通工程中道路交通标线施划领域中的一种交叉口进口道禁止变换车道线长度的确定方法。

背景技术

禁止变换车道线，设于交通繁杂而同向具有多条行车道的桥梁、隧道、弯道、坡道、车行道宽度渐变路段、交叉口进口道、接近人行横道线的路段或其他认为要禁止变换车道的路段，其作用在于禁止车辆变换车道和借道超车。禁止变换车道线为白色实线，线宽与分界线一致，为15cm，标划在路段上，与白色虚线相连，机动车在并线或变更车道时，只允许在虚线处进行，在与虚线相连接的实线处是不允许的。

目前，在交通控制系统中，禁止变换车道线的长度没有一个明确的确定方法，只是根据道路的计算行车速度，在一定范围内人为地估计禁止变换车道线的长度，如：当计算行车速度≥60km/h时，禁止变换车道线的长度可以在50～100m之间选取；当计算行车速度＜60km/h时，禁止变换车道线的长度可以在30～50m之间选取。这种方法虽然简单，但是在弯道、坡道，尤其是在交叉口进口道，如果禁止变换车道线的长度过长，则会给车辆变换车道带来不便，甚至会引发违章、违规行驶；长度过短，则会引起交叉口车辆拥挤，增加延误，降低交叉口通行效率，甚至会导致交通事故的发生。

发明内容

本发明为了使交叉口进口道禁止变换车道线长度符合实际车流量的需求而提出一种交叉口进口道禁止变换车道线长度的确定方法。

一种交叉口进口道禁止变换车道线长度的确定方法，包括如下步骤：

(1)采集交通数据，将获得的总交通量按如下公式换算成当量标准小汽车交通量：

V_e＝V∑P_iE_i；

(2)根据排队理论的M/M/N模型，按照多路排队多通道系统计算交叉口进口道停车线后的排队车辆数：

其中：ρ＝λ/(μ·N)；

(3)将以排队车辆数为单位的平均排队长度换算成以米为单位的平均排队长度，按如下公式计算交叉口进口道禁止变换车道线长度：

L＝q×l_b+([q]-1)l_a

其中：M/M/N模型中第一个M代表车辆到达交叉口是随机的，平均到达率服从泊松分布，第二个M代表交叉口的平均服务率服从负指数分布，N代表交叉口进口道的车道数；V_e-当量标准小汽车交通量；V-未经换算的总交通量；P_i-第i类车交通量占总交通量的百分比；E_i-第i类车的车辆换算系数；i表示大型车或小汽车；ρ-交叉口服务强度；λ-车辆平均到达率，λ＝V_e，辆/小时；μ-交叉口平均服务率，即在单位绿灯时间内通过交叉口的车辆数，辆/小时；N-交叉口进口道车道数；q-排队车辆数；[q]-对q取整；l_b-标准小汽车长度，标准小汽车长度l_b在4～5米的范围之内选取；l_a-排队车辆车尾与车头间的最小安全距离，排队车辆车尾与车头间的最小安全距离l_a在1～2米的范围之内选取。

本发明方法与现有技术相比具有以下有益效果：

1)本发明可以防止交叉口交通拥挤，提高交叉口运行效率，减少交叉口进口道的交通事故数。通过本发明所介绍的方法计算得到的交叉口进口道禁止变换车道线的长度符合实际车流量的需求，当车辆在交叉口进口道停车线后排队时，排在队伍最后面的那辆车也在禁止变换车道线之内，这样使得所有排队的车辆都不能变换车道；

2)本发明可以降低交叉口进口道的车辆违章率，减少行车延误。通过本发明所介绍的方法计算得到的交叉口进口道禁止变换车道线的长度符合实际车流量的需求，刚好与车辆排队长度相当，不至于过长，这样避免了在设有专用车道的交叉口处车辆因进错车道而导致的违章行为，也减少了因此导致的车辆绕行而造成的行车延误；

3)本发明可以节约资源，降低成本。通过本发明所介绍的方法计算得到的交叉口进口道禁止变换车道线的长度符合实际车流量的需求，不会出现因该线过长而导致的涂料浪费，从而节约了资源，降低了成本。

附图说明

图1是本发明中交叉口进口道禁止变换车道线示意图。

图2是本发明中交通数据信息采集点示意图。

具体实施方式

一种交叉口进口道禁止变换车道线长度的确定方法，其具体实施方式步骤如下：

1、交通数据信息采集

首先选定目标交叉口进口道上距停车线100米处为第一调查点，在高峰小时，以5分钟为一个时间间隔调查通过该点的大型车和小汽车的高峰小时交通量V₁和V₂，并调查在连续时间段内小车跟随小车情况下的车辆数Q₁；其次，选定目标交叉口进口道的停车线处为第二调查点，调查在一个周期内通过停车线的车辆数q；然后记录目标交叉口进口道的机动车车道数N，记录周期长度；

2、交通量换算

首先，计算交通流中小车跟随小车的平均车头时距

其次，计算交通流中所有车辆车头时距的平均值

第三，计算大型车的车辆换算系数

第四，将大型车交通量换算为当量标准小汽车交通量V_e＝V∑P_iE_i＝(V₁+V₂)·[p×E₁+(1-p)×1]，其中：Q₁-小车跟随小车的连续小时交通量，辆/小时；q_b-100％标准小汽车情况下的车流率，q_b＝1/H_pp，辆/秒；q_m-混合车流率，q_m＝1/H_m，辆/秒；p-交通组成中大型车的百分比，

V-未经换算的总交通量，V＝V₁+V₂；

3、计算交叉口进口道的排队车辆数

首先，计算交叉口的服务强度

其次，计算交叉口进口道的排队车辆数

其中：λ-车辆平均到达率，λ＝V_e，辆/小时；μ-交叉口平均服务率，即单位绿灯时间内通过交叉口的车辆数，

辆/小时，t为-个周期内的绿灯时间；N-交叉口进口道车道数；

4、计算交叉口进口道禁止变换车道线长度L＝q×l_b+([q]-1)l_a，其中：q-排队车辆数；[q]-对q取整；l_b-标准小汽车长度，标准小汽车长度l_b在4～5米的范围之内选取；l_a-排队车辆车尾与车头间的最小安全距离，排队车辆车尾与车头间的最小安全距离l_a在1～2米的范围之内选取。

实施例：

以南京市太平北路与珠江路的交叉口为例。该交叉口周期时间为160s，进口道有4条车道，分别为两条专用左转车道，一条直行车道和一条直右车道，该交叉口进口道禁止变换车道线长度的确定步骤为：

1、在进口道上距停车线100米处为第一调查点，在下班高峰(下午5:00～6:00)，以5分钟为一个时间间隔调查通过该点的大型车和小汽车的交通量V₁和V₂，以及在连续时间段内小车跟随小车情况下的车辆数Q₁，所获得的原始数据如表1所示，整理后的数据如表2所示。

表1高峰小时5min交通量(原始数据)

表2交通量统计结果

由上表可知，交通组成中大型车的比例为：

$p=\frac{V_1}{V_1+V_2}=\frac{143}{2200}=6.5\%$

在第一调查点测得连续5min内小车跟随小车情况下的车辆数为208辆，换算成小时交通量，得到：

以停车线处为第二调查点，在该点调查在一个信号周期内通过停车线的车辆数，原始数据如表3所示。

表3每一周期内通过交叉口的车辆数

由上表可知，平均每一周期内可通过的平均车辆数为：

该交叉口的平均服务率为：

2、交通量换算。

该交叉口交通流中小车跟随小车的平均车头时距H_pp为：

100％标准小汽车情况下的车流率为：

该交叉口交通流中所有车辆车头时距的平均值H_m为：

混合车流率为：

该交叉口交通流中大型车的车辆换算系数为：

该交叉口当量标准小汽车交通量为：

V_e＝V∑P_iE_i＝(V₁+V₂)[p×E₁+(1-p)×1]

＝2200×(0.065×2.0+0.935×1)＝2343辆/h

3、该交叉口进口道的排队车辆数。

该交叉口的服务强度为：

系统是稳定的。

该交叉口进口道的排队车辆数为：

4、计算交叉口进口道禁止变换车道线的长度：

L＝q×l_b+([q]-1)l_a＝14.94×4.5+14×1.5＝88.23m

其中，l_b取4.5m；l_a取1.5m，

故，该交叉口进口道禁止变换车道线的长度应为88m。

Claims (5)

1.一种交叉口进口道禁止变换车道线长度的确定方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)采集交通数据，将获得的总交通量按如下公式换算成当量标准小汽车交通量：

V_e＝V∑P_iE_i；

(2)根据排队理论的M/M/N模型，按照多路排队多通道系统计算交叉口进口道停车线后的排队车辆数：

$\stackrel{\‾}{q}=\frac{{\mathrm{\ρ}}^2}{1-\mathrm{\ρ}}\·N,$ 其中：ρ＝λ/(μ·N)；

(3)将以排队车辆数为单位的平均排队长度换算成以米为单位的平均排队长度，按如下公式计算交叉口进口道禁止变换车道线长度：

L＝q×l_b+([q]-1)l_a

其中：M/M/N模型中第一个M代表车辆到达交叉口是随机的，平均到达率服从泊松分布，第二个M代表交叉口的平均服务率服从负指数分布，N代表交叉口进口道的车道数；V_e-当量标准小汽车交通量；V-未经换算的总交通量；P_i-第i类车交通量占总交通量的百分比；E_i-第i类车的车辆换算系数；i表示大型车或小汽车；ρ-交叉口服务强度；λ一车辆平均到达率，λ＝V_e，辆/小时；μ-交叉口平均服务率，即在单位绿灯时间内通过交叉口的车辆数，辆/小时；N-交叉口进口道车道数；q-排队车辆数；[q]-对q取整；l_b一标准小汽车长度，标准小汽车长度l_b在4～5米的范围之内选取；l_a-排队车辆车尾与车头间的最小安全距离，排队车辆车尾与车头间的最小安全距离l_a在1～2米的范围之内选取。

2.根据权利要求1所述的一种交叉口进口道禁止变换车道线长度的确定方法，其特征在于：所述采集交通数据的方法为人工计数法或摄影法，将所有车辆区分为大型车和小汽车，并进行分种调查，需要采集的交通数据有：大型车和小汽车各自的交通量、交叉口信号周期和交叉口进口道的车道数。

3.根据权利要求1所述的一种交叉口进口道禁止变换车道线长度的确定方法，其特征在于：所述总交通量换算成当量标准小汽车交通量的公式中车辆换算系数E的计算方法为：

$E=\frac{\frac{q_b}{q_m}-1}{p}+1$

其中：E-车辆换算系数；q_b-100％标准小汽车情况下的车流率，辆/秒，可用交通流中小车跟随小车的平均车头时距H_pp求得，q_b＝1/H_pp；q_m-混合车流率，辆/秒，可用交通流中所有车头时距的平均值H_m求得，q_m＝1/H_m；p-交通组成中大型车的百分比。

4.根据权利要求3所述的一种交叉口进口道禁止变换车道线长度的确定方法，其特征在于：所述交通流中小车跟随小车的平均车头时距H_pp的计算方法为：

$H_{\mathrm{pp}}=\frac{3600}{Q_1},$ 其中：Q₁-小车跟随小车的连续小时交通量，辆/小时。

5.根据权利要求3所述的一种交叉口进口道禁止变换车道线长度的确定方法，其特征在于：所述交通流中所有车头时距的平均值H_m的计算方法为：

$H_m=\frac{3600}{Q_2},$ 其中：Q₂-混合车流的连续小时交通量，辆/小时。

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