CN102760358B - 一种城市道路可变车道方向转换方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面向交叉口信号配时和可变车道指示灯位置的城市道路可变车道方向转换方法，主要是从双向均衡交通转换到双向不均衡交通，旨在两个信号周期内完成城市道路可变车道的方向转换，保证可变车道上车辆换道平滑，错误换道最少，建立面向交叉口信号配时和可变车道指示灯位置的城市道路可变车道方向转换方法，具体包括：城市道路可变车道指示灯布设；可变车道经过的交叉口导向车道设置；城市道路可变车道方向转换过程实施；确定路段中可变车道指示灯布设位置是否满足要求。

Description

一种城市道路可变车道方向转换方法

技术领域

本发明属于道路交通控制领域，具体涉及一种面向交叉口信号配时和可变车道指示灯位置的城市道路可变车道方向转换方法。

背景技术

随着我国城市化、机动化进程的加快，城市交通日益拥堵。同时就业与居住的空间不匹配、职住分离，潮汐现象越来越明显，成为交通拥堵的重要成因之一。既有缓解潮汐交通问题的主要措施为可变车道的交通组织。然而我国可变车道缺乏统一的设计标准、实施准则及管理依据，可变车道相关的标志标线、可变车道指示灯的引导作用并没有凸显。目前我国可变车道的方向转换是由值班交警根据现场交通流状况人工切换，一方面，方向切换的时间经常提前或滞后于最佳切换时机，不能充分利用可变车道；另一方面，没有有效地利用可变车道指示灯，不能保证可变车道上车辆换道平滑，错误换道最少。如果能够充分利用可变车道指示灯，同时配合交叉口信号配时，提出可行的城市道路可变车道方向转换方法，则可以最大限度发挥信号控制技术的作用，显著提高可变车道道路安全状况。

发明内容

本发明的目的是提出一种面向交叉口信号配时和可变车道指示灯位置的城市道路可变车道方向转换方法，主要是从双向均衡交通转换到双向不均衡交通，旨在两个信号周期内完成城市道路可变车道的方向转换，保证可变车道上车辆换道平滑，错误换道最少。

本发明采用的技术方案为：一种城市道路可变车道方向转换方法，包括以下步骤：

a.城市道路可变车道指示灯设置：

可变车道的每一路段每一方向布设两个可变车道指示灯，一个布设在交叉口出口道处，一个布设在路段中。可变车道指示灯采用3种信号指示：①显示绿色箭头“↓”信号，表示允许车辆在该车道该方向行驶；②显示黄色“×”信号，表示该车道功能即将变化，车辆应尽快驶离该车道；③显示红色“×”信号，表示禁止车辆在该车道该方向行驶。

城市道路可变车道指示灯设置包括：对于交叉口J₁和交叉口J₂，J₁到J₂方向路段中的可变车道指示灯B₁、J₁到J₂方向交叉口出口道处的可变车道指示灯B₂、J₂到J₁方向路段中的可变车道指示灯F₁、J₂到J₁方向交叉口出口道处的可变车道指示灯F₂，路段中本向可变车道指示灯布设位置距本向下游交叉口进口道停车线的距离为L。

b.可变车道经过的交叉口导向车道设置方法：

可变车道经过的交叉口采用的导向车道设置方法为，进口道转向功能不随可变车道方向变化而改变。

当本向可变车道允许通行时，可变车道在交叉口作为直行进口道，左转进口道在可变车道外侧；当本向可变车道禁行时，左转进口道不变。可变车道在交叉口只允许直行，不允许转向。

c.城市道路可变车道方向转换方法：

本发明适用于可变车道方向转换响应触发时刻可变车道经过的所有交叉口的配时方案同周期时长且重交通流方向同绿信比的情况。此时各路段可变车道方向转换过程一致，即路段上的可变车道指示灯信号同步，交叉口出口道处的可变车道指示灯信号同步。

记可变车道方向转换响应触发时刻为初始时刻。初始时刻交叉口J₁、J₂同周期时长且重交通流方向同绿信比，周期为T，φA相位南北方向直行，φB相位南北方向左转，φC相位东西方向直行，φD相位东西方向左转。φA相位有效绿灯时长为g_A，交叉口J₁、J₂的φA相位有效绿灯时长相等。以路段J₁J₂为例，J₁到J₂方向过渡到J₂到J₁方向时可变车道方向转换方法如下。

步骤一：初始时刻前，可变车道指示灯B₁、B₂显示绿色“↓”，指示灯F₁、F₂显示红色“×”，可变车道行驶方向为J₁到J₂。

步骤二：初始时刻后的两个周期内，可变车道指示灯B₁显示黄色“×”，第一个周期可变车道指示灯B₁显示黄色“×”主要是指示B₁上游路段中B₁影响范围内可变车道上行驶的车辆尽快驶离该车道，而B1影响范围外的车辆可以继续使用可变车道；第二个周期可变车道指示灯B₁显示黄色“×”主要是指示B₁上游路段中B₁影响范围内可变车道上行驶的车辆尽快驶离该车道，第一个周期B₁影响范围外的可变车道上的车辆能够实现在第二个周期内通过交叉口或完成换道。可变车道指示灯B₂显示红色“×”，指示进入交叉口出口道的车辆禁止驶入可变车道。可变车道指示灯F₁、F₂显示红色“×”。表示禁止J₂到J₁行驶方向的车辆驶入可变车道。

步骤三：初始时刻后的第三个周期及其之后，可变车道指示灯B₁、B₂显示红色“×”，表示禁止J₁到J₂行驶方向的车辆驶入可变车道；可变车道指示灯F1、F2显示绿色“↓”，表示允许J₂到J₁行驶方向的车辆驶入可变车道。可变车道行驶方向转换为J₂到J₁。

至此，完整地从J₁到J₂方向过渡到J₂到J₁方向，可变车道方向转换过程结束。基于上述方法，可以实现在两个信号周期内完成可变车道的方向转换。

而要能够实现两个周期内可变车道的清空，交叉口J₁、J₂的间距（路段长度）l应满足：

l≤3vT+vg_A

式中：

l——路段长度（m）；

v——路段85％运行速度（m/s）；

T——可变车道方向转换响应触发时交叉口信号周期（s）；

g_A——可变车道方向转换响应触发时A相位有效绿灯时长（s）。

d.路段中本向可变车道指示灯布设位置距本向下游交叉口进口道停车线距离是否满足要求的确定方法：

路段中本向可变车道指示灯布设位置距本向下游交叉口进口道停车线的距离L必须满足：

L_q≤L≤v(T+g_A)-M=v(T+g_A)-(H-H₀)/tanα

式中：

L——路段中本向可变车道指示灯布设位置距本向下游交叉口进口道停车线的距离（m）；

Lq——交叉口进口道渠化段长度（m）；

v——路段85％运行速度（m/s）；

T——可变车道方向转换响应触发时交叉口信号周期（s）；

g_A——可变车道方向转换响应触发时A相位有效绿灯时长（s）。

M——消失距离（m）；

H——可变车道指示灯上缘离地面高度（m）；

H₀——驾驶员视线高，取1.2m；

α——消失点处可变车道指示灯的仰角。

若L不满足要求，应调整路段中可变车道指示灯的位置。

有益效果：

1.本发明提出的交叉口进口道转向功能不随可变车道方向变化而改变的进口道导向车道设置方法比目前常见的部分进口道转向功能随可变车道方向变化而改变的导向车道设置方法具有优势：当可变车道方向改变时，不会导致进口道转向功能也随之改变而引起混乱。

2.本发明提出的城市道路可变车道方向转换方法简单易行，充分利用可变车道指示灯，同时配合交叉口信号配时，可以最大限度的发挥信号控制技术的作用，在两个周期内完成可变车道的方向转换，保证可变车道上车辆换道平滑，错误换道最少，提高可变车道道路安全运行状况。

附图说明

图1为城市道路可变车道设置示意图。

图2为本向可变车道允许通行时的交叉口进口道导向车道设置示意图。

图3为本向可变车道禁止通行时的交叉口进口道导向车道设置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

对设置可变车道的城市道路布设可变车道指示灯，每一路段每一方向布设两个可变车道指示灯，如附图1所示，一个布设在交叉口出口道处，一个布设在路段中。可变车道指示灯采用3种信号指示：①显示绿色箭头“↓”信号，表示允许车辆在该车道该方向行驶；②显示黄色“×”信号，表示该车道功能即将变化，车辆应尽快驶离该车道；③显示红色“×”信号，表示禁止车辆在该车道该方向行驶。

对于可变车道1，交叉口J₁，交叉口J₂，交叉口J₁、J₂的信号配时2，城市道路可变车道指示灯设置包括：J₁到J₂方向路段中的可变车道指示灯B₁、J₁到J₂方向交叉口出口道处的可变车道指示灯B₂、J₂到J₁方向路段中的可变车道指示灯F₁、J₂到J₁方向交叉口出口道处的可变车道指示灯F₂。路段中本向可变车道指示灯布设位置距本向下游交叉口进口道停车线的距离为L。

可变车道经过的所有交叉口均采用进口道转向功能不随可变车道方向变化而改变的导向车道设置方法。当本向可变车道1允许通行时，可变车道1在交叉口作为直行进口道，左转进口道在可变车道外侧，如图2；当本向可变车道1禁行时，左转进口道不变，如图3。可变车道1在交叉口只允许直行，不允许转向。

本发明适用于可变车道方向转换响应触发时刻可变车道经过的所有交叉口的配时方案同周期时长且重交通流方向同绿信比的情况。此时各路段可变车道方向转换过程一致。路段J₁J₂可变车道方向转换方法为：初始时刻前，可变车道指示灯B₁、B₂显示绿色“↓”，指示灯F₁、F₂显示红色“×”，可变车道行驶方向为J₁到J₂。初始时刻后的两个周期内，可变车道指示灯B₁显示黄色“×”，第一个周期可变车道指示灯B₁显示黄色“×”主要是指示B₁上游路段中B₁影响范围内可变车道上行驶的车辆尽快驶离该车道而B1影响范围外的车辆可以继续使用可变车道，第二个周期可变车道指示灯B₁显示黄色“×”主要是指示B₁上游路段中B₁影响范围内可变车道上行驶的车辆尽快驶离该车道且第一个周期B₁影响范围外的可变车道上的车辆能够实现在第二个周期内通过交叉口或完成换道；可变车道指示灯B₂显示红色“×”，指示进入交叉口出口道的车辆禁止驶入可变车道；可变车道指示灯F₁、F₂显示红色“×”，表示禁止J₂到J₁行驶方向的车辆驶入可变车道。初始时刻后的第三个周期及其之后，可变车道指示灯B₁、B₂显示红色“×”，表示禁止J₁到J₂行驶方向的车辆驶入可变车道；可变车道指示灯F1、F2显示绿色“↓”，表示允许J₂到J₁行驶方向的车辆驶入可变车道。可变车道行驶方向转换为J₂到J₁。

最后验证路段中本向可变车道指示灯布设位置距本向下游交叉口进口道停车线距离是否满足要求，若不满足要求，应调整路段中可变车道指示灯的位置。

应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (1)

1.一种城市道路可变车道方向转换方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）城市道路可变车道指示灯设置

可变车道的每一路段每一方向布设两个可变车道指示灯，一个布设在交叉口出口道处，一个布设在路段中；可变车道指示灯采用3种信号指示：①显示绿色箭头“↓”信号，表示允许车辆在该车道该方向行驶；②显示黄色“×”信号，表示该车道功能即将变化，车辆应尽快驶离该车道；③显示红色“×”信号，表示禁止车辆在该车道该方向行驶；

城市道路可变车道指示灯设置包括：对于交叉口J₁和交叉口J₂，J₁到J₂方向路段中的可变车道指示灯B₁、J₁到J₂方向交叉口出口道处的可变车道指示灯B₂、J₂到J₁方向路段中的可变车道指示灯F₁、J₂到J₁方向交叉口出口道处的可变车道指示灯F₂，路段中本向可变车道指示灯布设位置距本向下游交叉口进口道停车线的距离为L；

2)可变车道经过的交叉口导向车道设置方法

可变车道经过的交叉口采用的导向车道设置方法为，进口道转向功能不随可变车道方向变化而改变；

当本向可变车道允许通行时，可变车道在交叉口作为直行进口道，左转进口道在可变车道外侧；当本向可变车道禁行时，左转进口道不变；可变车道在交叉口只允许直行，不允许转向；

3）城市道路可变车道方向转换方法

城市道路可变车道方向转换方法适用于可变车道方向转换响应触发时刻可变车道经过的所有交叉口的配时方案同周期时长且重交通流方向同绿信比的情况，此时各路段可变车道方向转换过程一致，即路段上的可变车道指示灯信号同步，交叉口出口道处的可变车道指示灯信号同步，记可变车道方向转换响应触发时刻为初始时刻；

步骤一：初始时刻前，可变车道指示灯B₁、B₂显示绿色“↓”，指示灯F₁、F₂显示红色“×”，可变车道行驶方向为J₁到J₂；

步骤二：步骤一后，可变车道指示灯B₁显示黄色“×”，主要是指示B₁上游路段中B₁影响范围内可变车道上行驶的车辆尽快驶离该车道，而B1影响范围外的车辆可以继续使用可变车道直至通过交叉口或进入B₁影响范围内并完成换道；可变车道指示灯B₂显示红色“×”，指示进入交叉口出口道的车辆禁止驶入可变车道；可变车道指示灯F₁、F₂显示红色“×”；表示禁止J₂到J₁行驶方向的车辆驶入可变车道；

步骤三：步骤二后，可变车道指示灯B₁、B₂显示红色“×”，表示禁止J₁到J₂行驶方向的车辆驶入可变车道；可变车道指示灯F1、F2显示绿色“↓”，表示允许J₂到J₁行驶方向的车辆驶入可变车道；可变车道行驶方向转换为J₂到J₁；

4）最后验证路段中本向可变车道指示灯布设位置距本向下游交叉口进口道停车线距离是否满足要求；

本向可变车道指示灯布设位置距本向下游交叉口进口道停车线距离是否满足要求的确定方法为：

路段中本向可变车道指示灯布设位置距本向下游交叉口进口道停车线的距离L必须满足：

L_q≤L≤v(T+g_A)-M＝v(T+g_A)-(H-H₀)/tanα

式中：

L——路段中本向可变车道指示灯布设位置距本向下游交叉口进口道停车线的距离（m）；

L_q——交叉口进口道渠化段长度（m）；

v——路段85%运行速度（m/s）；

T——可变车道方向转换响应触发时交叉口信号周期（s）；

g_A——可变车道方向转换响应触发时A相位有效绿灯时长（s）；

M——消失距离（m）；

H——可变车道指示灯上缘离地面高度（m）；

H₀——驾驶员视线高，取1.2m；

α——消失点处可变车道指示灯的仰角；

若L不满足要求，应调整路段中可变车道指示灯的位置。

Images