CN102087793B

CN102087793B - 一种环形交叉口感应信号控制方法

Info

Publication number: CN102087793B
Application number: CN2011100459911A
Authority: CN
Inventors: 张鹏; 常玉林; 张艳妮; 郑明伟
Original assignee: Jiangsu University
Current assignee: Jiangsu University
Priority date: 2011-02-25
Filing date: 2011-02-25
Publication date: 2012-08-15
Anticipated expiration: 2031-02-25
Also published as: CN102087793A

Abstract

本发明公开一种交通控制领域中环形交叉口感应信号控制方法，给环形交叉口设置绕环车辆到达检测线圈、进环和环道车辆排队检测线圈以及绕环感应信号灯，判断在绕环车辆初期绿灯时间内的绕环车辆到达检测线圈是否检测到后续绕环车辆的到达，若没有则变换相位，设置一个进环车辆初期绿灯时间，若有，则判断进环车辆排队检测线圈是否检测到排队车辆，若没有，则延长一个绕环绿灯间隔时间，若有，则变换相位，给予一个进环初期绿灯时间。本发明能保证绕环车辆的优先通行，排队过长时可以兼顾绕环车辆和进环车辆的利益，适应车流随机到达的情况，彻底分离进环车辆和绕环车辆之间的冲突，减少车流的延误，缓解交通拥堵，提高交通安全。

Description

一种环形交叉口感应信号控制方法

技术领域

本发明属于城市道路交通控制领域，涉及交通信号控制方法，具体涉及环形交叉口的感应信号控制方法。

背景技术

目前，城市交通现状是：环形交叉口均未设置车辆检测器和感应控制信号灯，因此，随着城市交通量的增加，环形交叉口越来越不能满足车辆通行的需求，主要体现在：（1）进环车辆在不遵守交通规则让行绕环车辆时，会造成交通秩序混乱，导致交通事故的发生；（2）常规环形交叉口的通行能力受到各个交织段的限制，而且不能通过增加进口车道数和环道的车道数来有效地提高通行能力，导致通行能力不足；（3）采用环形交叉口的定时信号控制在实践时虽然可以提高环形交叉口的通行能力，但由于城市交通流的到达往往是随机的，采用定时控制的一个固有缺陷是信号配时难以和交通流的到达很好地匹配，往往造成绿灯资源的浪费和车辆延误的增大。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种环形交叉口感应信号控制方法，在环形交叉口设置车辆检测线圈和交通信号灯控制，增加环形交叉口通行能力，减少车流延误，提高交通安全。

本发明为达到上述目的采用的技术方案是：环形交叉口的四个进出口道路的右转车辆均不受信号灯控制，先在四个进口道的环道的交织冲突点前方分别设置第一、第二、第三、第四环道停车线，在四个所述环道停车线的后方分别对应设置第一、第二、第三、第四绕环车辆到达检测线圈，在四个所述绕环车辆到达检测线圈的后方的环道的交织冲突点处分别设置第一、第二、第三、第四环道车辆排队检测线圈，在四个进口道处分别设置第一、第二、第三、第四进环车辆排队检测线圈，在四个进出口道路的正前方分别设置第一、第二、第三、第四进入感应信号灯，在四个所述环道停车线正前方分别设置第一、第二、第三、第四绕环感应信号灯；然后设置第一、第二、第三、第四绕环感应信号灯固定的绕环车辆初期绿灯时间G _rmin，当所述绕环车辆初期绿灯时间G _rmin结束，判断在绕环车辆初期绿灯时间G _rmin内的第一、第二、第三、第四绕环车辆到达检测线圈是否检测到后续绕环车辆的到达，若没有则变换相位，设置一个进环车辆初期绿灯时间G _jmin，第一、第二、第三、第四进入感应信号灯显示绿灯，允许车辆进入环道；再判断第一、第二、第三、第四绕环车辆到达检测线圈是否检测到绕环车辆的到达，若没有，则延长一个进环绿灯间隔时间g _j0，若有，则变换相位，给予绕环车辆绿灯；当绕环车辆初期绿灯时间G _rmin结束且检测到有后续绕环车辆到达，则判断第一、第二、第三、第四进环车辆排队检测线圈是否检测到排队车辆，若没有，则延长一个绕环绿灯间隔时间g _r0，若有，则变换相位，给予一个进环初期绿灯时间G _jmin，再判断第一、第二、第三、第四环道车辆排队检测线圈是否检测到绕环车辆排队出现，若是，则变换相位给予绕环车辆绿灯；若否，则延长一个进环绿灯间隔时间g _j0，再判断第一、第二、第三、第四进入感应信号灯一共显示绿灯的时长是否超过其排队消散时间，若未超过则继续延长一个进环绿灯间隔时间g _j0；若超过则继续判断第一、第二、第三、第四绕环车辆到达检测线圈是否检测到绕环车辆的到达，若没有则继续延长一个进环绿灯间隔时间g _j0；若有，则变换相位，给予绕环车辆绿灯。

本发明通过给环形交叉口设置绕环车辆到达检测线圈、进环和环道车辆排队检测线圈以及绕环感应信号灯，并且制定环形交叉口感应信号控制规则，其具有的有益效果是：

1.和常规的无控制环形交叉口相比，本发明设置了进入和绕环感应交通信号灯，可以通过增加环形交叉口进口道的数量和环道数量来增加其通行能力。

2.和定时信号环形交叉口控制方式相比，本发明感应信号控制方式更加适应车流随机到达的情况，可以减少车流的延误。

3.和常规的感应信号控制方式相比，本发明不仅设置了绕环车辆到达检测线圈，能保证绕环车辆的优先通行，而且还设置了车辆排队检测线圈，排队过长时可以兼顾绕环车辆和进环车辆的利益，彻底分离进环车辆和绕环车辆之间的冲突，缓解交通拥堵，提高交通安全。

附图说明

图1是环形交叉口检测线圈和交通信号灯设置图；

图2是环形交叉口感应信号控制方法流程图；

图1中：

3、9、15、21.环道停车线；

4、10、16、22.绕环感应信号灯；

2、8、14、20.进入感应信号灯；

1、7、13、19.进环车辆排队检测线圈；

23、5、11、17.环道车辆排队检测线圈；

24、6、12、18.绕环车辆到达检测线圈。

具体实施方式

如附图1所示的环形交叉口（即环岛），有四个进出口道路i，即进出口道路i=4。图1中的箭头线表示车流的流向，除了在四个进口道的人行横道前设置机动车停车线外，还需要在四个进口道的环道的交织冲突点前方分别设置第一、第二、第三、第四环道停车线3、9、15、21，在这四个环道停车线3、9、15、21的后方分别对应设置四个绕环车辆到达的第一、第二、第三、第四绕环车辆到达检测线圈24、6、12、18，用于检测绕环车辆的到达。在这四个绕环车辆到达检测线圈24、6、12、18的后方的环道的交织冲突点处分别设置第一、第二、第三、第四环道车辆排队检测线圈23、5、11、17，用于检测绕环车辆排队的出现。在交叉口四个进口道分别设置第一、第二、第三、第四进环车辆排队检测线圈1、7、13、19，用于检测进环车辆排队的出现。在四个进出口道路i的正前方分别设置第一、第二、第三、第四进入感应信号灯2、8、14、20，以控制车辆进入环道的交织冲突点。在第一、第二、第三、第四环道停车线3、9、15、21正前方分别设置第一、第二、第三、第四绕环感应信号灯4、10、16、22，控制绕环车辆经过交织冲突点。在四个进出口道路i的右转车辆均不受信号灯控制。

如附图2所示，首先，给绕环车辆设置一个固定的绿灯时长，称之为绕环车辆初期绿灯时间G _rmin，即第一、第二、第三、第四绕环感应信号灯4、10、16、22显示绿灯。到绕环车辆初期绿灯时间G _rmin结束时，判断在绕环车辆初期绿灯时间G _rmin内，绕环车辆的第一、第二、第三、第四绕环车辆到达检测线圈24、6、12、18是否检测到后续绕环车辆的到达，如果没有则变换相位（有后续车辆到达的情况在下段描述），给进环车辆设置一个进环车辆初期绿灯时间G _jmin，即第一、第二、第三、第四进入感应信号灯2、8、14、20显示绿灯，允许车辆进入环道。然后判断绕环车辆的第一、第二、第三、第四绕环车辆到达检测线圈24、6、12、18是否检测到绕环车辆的到达，如果没有，则继续给进环车辆延长一个进环绿灯间隔时间g _j0，即第一、第二、第三、第四进入感应信号灯2、8、14、20继续显示绿灯；如果有，则变换相位，给予绕环车辆绿灯。

当绕环车辆初期绿灯时间G _rmin结束且环道内有后续车辆到达时，需要判断进口道的第一、第二、第三、第四进环车辆排队检测线圈1、7、13、19是否检测到排队车辆，如果没有，则给绕环车辆延长一个绕环绿灯间隔时间g _r0，即第一、第二、第三、第四绕环感应信号灯4、10、16、22继续显示绿灯；如果有，则变换相位，给予进环车辆一个进环初期绿灯时间G _jmin，即第一、第二、第三、第四进入感应信号灯2、8、14、20显示绿灯。然后判断环道交织冲突点处的第一、第二、第三、第四排队检测线圈23、5、11、17是否检测到绕环车辆排队的出现，如果是，则变换相位，给予绕环车辆绿灯；如果否，则给进环车辆延长一个进环绿灯间隔时间g _j0，即第一、第二、第三、第四进入感应信号灯2、8、14、20继续显示绿灯。接着判断给予进环车辆的总绿灯时间，即第一、第二、第三、第四进入感应信号灯2、8、14、20一共显示绿灯的时长有没有超过其排队消散时间T _消（即进口道排队车辆是否放完）。如果不超过T _消，则继续给进环车辆延长一个进环绿灯间隔时间g _j0；如果超过排队消散时间T _消，则继续判断环道第一、第二、第三、第四绕环车辆到达检测线圈24、6、12、18是否检测到绕环车辆的到达。如果没有绕环车辆到达，则继续给进环车辆延长一个进环绿灯间隔时间g _j0；如果有，则变换相位，给予绕环车辆绿灯。

本发明中绕环车辆的第一、第二、第三、第四绕环感应信号灯4、10、16、22显示的绕环车辆初期绿灯时间G _rmin应该满足行人通行的需要和排队车辆（即各检测线圈和相应的停车线之间）消散的需要。

行人过街的最短绿灯时间如式（1）：

Figure 2011100459911100002DEST_PATH_IMAGE002

（1）

式中：L _人i为进出口道路i的人行横道长度，单位：米；v _p为过街行人的平均速度（没有实地调查资料可取1.2米/秒）；I为绿灯间隔时间（一般取3秒）。

环道的车辆排队消散时间由两部分组成，启动损失时间和车队行驶经过时间，计算如式（2）：

（2）

式中：t _启为信号灯由红灯变成绿灯后排队首车的启动反应损失时间，没有实地调查资料可取3秒；L _ri为各检测线圈距离相应停车线的距离，单位：米；例如：i=1，为到达检测线圈24距环道停车线3的距离；i=2，为到达检测线圈18距环道停车线21的距离；i=3，为环道检测线圈12距环道停车线15的距离；i=4，为环道检测线圈6距环道停车线9的距离；L _车为一辆汽车排队占用道路长度，可取6米；t _车为汽车的车头时距，没有实地调查资料可取2.5秒；则绕环车辆初期绿灯时间G _rmin应为：

（3）

绕环车辆第一、第二、第三、第四绕环感应信号灯4、10、16、22显示的绕环绿灯间隔时间g _r0应满足车辆由检测线圈通过行车线的时间：

（4）

式中，L _ri为各检测线圈距离相应停车线的距离，单位：米（见公式2的说明）；v _车为车辆绕环的平均行驶速度，m/s。

进环车辆第一、第二、第三、第四进入感应信号灯2、8、14、20显示的进环车辆初期绿灯时间G _jmin应该至少满足排队首辆小汽车的通行：

（5）

进环车辆的第一、第二、第三、第四进入感应信号灯2、8、14、20显示的进环绿灯延长时间g _j0应满足一辆车的通过，取车辆的车头时距，即：

（6）

和常规的感应信号控制原理不同，本发明没有设置固定的最大绿灯时间，而是通过各排队检测线圈检测到排队车辆来判断相位的转化。

进环排队消散时间T _消满足进环排队车辆的消散，公式如下：

式中，L _ji为第i环道进口的车辆排队检测线圈距离相应停车线的距离，单位：米。

Claims

1.一种环形交叉口感应信号控制方法，环形交叉口的四个进出口道路的右转车辆均不受信号灯控制，其特征是采用如下步骤：

1）在四个进口道的环道的交织冲突点前方分别设置第一、第二、第三、第四环道停车线（3、9、15、21），在四个所述环道停车线的后方分别对应设置第一、第二、第三、第四绕环车辆到达检测线圈（24、6、12、18），在四个所述绕环车辆到达检测线圈的后方的环道的交织冲突点处分别设置第一、第二、第三、第四环道车辆排队检测线圈（23、5、11、17），在四个进口道处分别设置第一、第二、第三、第四进环车辆排队检测线圈（1、7、13、19），在四个进出口道路的正前方分别设置第一、第二、第三、第四进入感应信号灯（2、8、14、20），在四个所述环道停车线正前方分别设置第一、第二、第三、第四绕环感应信号灯（4、10、16、22）；

2）设置第一、第二、第三、第四绕环感应信号灯（4、10、16、22）固定的绕环车辆初期绿灯时间G _rmin，当所述绕环车辆初期绿灯时间G _rmin结束，判断在绕环车辆初期绿灯时间G _rmin内的第一、第二、第三、第四绕环车辆到达检测线圈（24、6、12、18）是否检测到后续绕环车辆的到达，若没有则变换相位，设置一个进环车辆初期绿灯时间G _jmin，第一、第二、第三、第四进入感应信号灯（2、8、14、20）显示绿灯，允许车辆进入环道；再判断第一、第二、第三、第四绕环车辆到达检测线圈（24、6、12、18）是否检测到绕环车辆到达，若没有，则延长一个进环绿灯间隔时间g _j0，若有，则变换相位，给予绕环车辆绿灯；

3）当绕环车辆初期绿灯时间G _rmin结束且检测到有后续绕环车辆到达，则判断第一、第二、第三、第四进环车辆排队检测线圈（1、7、13、19）是否检测到排队车辆，若没有，则延长一个绕环绿灯间隔时间g _r0，若有，则变换相位，给予一个进环车辆初期绿灯时间G _jmin，再判断第一、第二、第三、第四环道车辆排队检测线圈（23、5、11、17）是否检测到绕环车辆排队出现，若是，则变换相位给予绕环车辆绿灯；若否，则延长一个进环绿灯间隔时间g _j0，再判断第一、第二、第三、第四进入感应信号灯（2、8、14、20）一共显示绿灯的时长是否超过进环车辆排队消散时间，若未超过则继续延长一个进环绿灯间隔时间g _j0；若超过则继续判断第一、第二、第三、第四绕环车辆到达检测线圈（24、6、12、18）是否检测到绕环车辆的到达，若没有则继续延长一个进环绿灯间隔时间g _j0；若有，则变换相位，给予绕环车辆绿灯。