CN103646554A

CN103646554A - 十字路口中心区域设置堆栈区的通行系统

Info

Publication number: CN103646554A
Application number: CN201310735201.1A
Authority: CN
Inventors: 丁可佳
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-12-28
Filing date: 2013-12-28
Publication date: 2014-03-19

Abstract

本发明涉及一种十字路口中心区域设置堆栈区域，用于堆栈左转车辆。堆栈区域包括但不限于各向道路。对于堆栈车辆采取并行通行的控制方式，有效减少了左转车辆通行时间，属于交通控制技术领域。现代城市十字路口普遍采用红绿灯控制，但因左转车辆与直行车辆冲突，阻碍了通行效率，本发明在通路上合理设置堆栈区域，通过并行原理可做到快速、有效、自适应的减少左转等待时间，减少车流冲突。该发明适用于城市各个平面交叉路口。车道设置数量上可根据路口情况增加或减少。该发明利用堆栈原理及串行变并行方式，提高平面交通十字路口通行能力，适用于主、主，主、辅道路的十字路口通行设计，提高了单位时间交通运输能力。同时，该发明进行了通路冗余设计，可在紧急或维修施工的情况下切换单向堆栈或非堆栈式通行系统，便于进行路口调控。

Description

十字路口中心区域设置堆栈区的通行系统

技术领域

本发明为十字路口中心区域设置堆栈区的通行系统，属于交通控制技术领域。

背景技术

目前，城市交通控制是一项十分艰巨的工作，一般来说，城市交通控制采用多种方式：

（1）定时控制：交通控制采用交通信号灯控制，按事先设定的配时方案运行，配时的依据是交通量的历史数据。一天内只用一个配时方案的称为单时段定时控制，一天内不同时段选用不同配时方案的称为多时段定时控制。根据历史交通数据确定其最优化配时的方法。现在最常用的信号配时方法有：韦尔伯特法、临界车道法、停车线法、冲突点法。定时控制方法是目前使用最广的一种交通控制方式，它比较适应于车流量规律变化、车流量较大（甚至接近于饱和状态）的路口。但由于其配时方案根据交通调查的历史数据得到，而且一经确定就维持不变，直到下次重新调整。很显然，这种方式不能适应交通流的随机变化，因而其控制效果较差。

（2）感应控制：感应信号控制没有固定的周期，工作原理为在感应信号控制的进口，均设有车辆检测器，当某一信号相位开始启亮绿灯，感应信号控制器内预先设置一个“初始绿灯时间”。到初始绿灯时间结束时，增加一个预置的时间间隔，在此时间间隔内若没有后续车辆到达，则立即更换相位；若检测到有后续车辆到达，则每检测到一辆车，就从检测到车辆的时刻起，绿灯相位延长一个预置的“单位绿灯延长时间”。绿灯一直可以延长到一个预置的“最大绿灯时间”。当相位绿灯时间延长到最大值时，即使检测器仍然检测到有来车，也要中断此相位的通行权，转换信号相位。感应控制方法由于可根据交通的变化来调节信号的配时方案，因此比定时控制方法有更好的控制效果，特别适用于交通量随时间变化大且不规则、主次相位车流量相差较大的路口。感应控制方法存在的缺陷在于，感应控制只根据绿灯相位是否有车辆到达而做出决策，而不能综合其它红灯相位的车辆到达情况进行决策，因此它无法真正响应各相位的交通需求，也就不能使车辆的总延误最小。

（3）自适应控制：连续测量交通流，将其与希望的动态特性进行比较，利用差值以改变系统的可调参数或产生一个控制，从而保证不论环境如何变化，均可使控制效果达到最优。自适应控制系统有两类，即配时参数实时选择系统和实时交通状况模拟系统。

配时参数选择系统是在系统投入运行之前，拟定一套配时参数与交通量等级的对照关系，即针对不同等级的交通量，选择相应最佳的配时参数组合。将这套事先拟定的配时参数与交通量对应组合关系贮存于中央控制计算机中，中央控制计算机则通过设在各个交叉口的车辆检测器反馈的车流通过量数据，自动选择合适的配时参数，并根据所选定的配时参数组合实行对路网交通信号的实时控制。

实时交通状况模拟系统不需要事先贮存任何既定的配时方案，也不需要事先确定一套配时参数与交通量的对应选择关系。它是依靠贮存于中央计算机的某种交通数学模型，对反馈回来的实时交通数据进行分析，并对配时参数作优化调整。配时参数的优化是以综合目标函数（延误时间，停车次数，拥挤程度及油耗等）的预测值为依据的。因此，它可以保证整个路网在任何时段都在最佳配时方案控制下运行。

从总体来看，自适应系统的控制在很大程度上依赖于交通流数据的实时检测，因此系统对交通检测设备和交通数据传输设备的精度和可靠性要求很高。与定时系统相比，自适应控制系统的设备配置复杂得多，建设投资要高很多。

正是因为交通控制问题存在上述复杂因素，需要采用其他一些必要的技术予以改进，以能够缓解交通拥挤状况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种十字路口中心区域设置堆栈区的通行系统，利用堆栈原理及串行变并行方式，提高平面交通十字路口通行能力，适用于主、主,主、辅道路的十字路口通行设计。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下。

一种十字路口中心区域设置堆栈区的通行方式，根据城市交通的主要矛盾集中在左转车辆与直行车辆发生冲突，导致整个通道分相推进，阻碍了通行效率，在各向通路上设置堆栈区域，通过并行原理可做到快速、有效、自适应的减少左转等待时间，减少车流冲突，该发明适用于城市各个平面交叉路口。车道设置数量上可根据路口情况增加或减少。

该发明的有益效果在于：该发明利用堆栈原理及串行变并行方式，提高平面交通十字路口通行能力，适用于主、主辅道路的十字路口软立交设计，提高了交通应急运输能力。设计了一种十字路口中心区域设置堆栈区的通行方式（实例一）。在突发紧急情况或路面施工如地铁施工、铺设管道等情况，可切换成单向堆栈通行方式（实例二），或者全路面施工情况下切换成非堆栈式通行方式（实例三）。

附图说明

图1 是本发明实施例1中交通控制示意图。

图2 是本发明实施例2中交通控制示意图。

图3 是本发明实施例3中交通控制示意图。

图4 是本发明实施例4中交通控制示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述，以便更好的理解本发明。

实施例1：内侧车道左转十字路口中心区域设置堆栈区为例

一种十字路口堆栈区域并行通行控制方式，在主通路L1、L2、L3、L4道路中心设置有堆栈区域，分别为P1、P2、P3、P4停止线所围成的区域。通过并行原理可做到快速、有效、自适应的减少左转等待时间，减少车流冲突。

设置信号灯P1、P2、P3、P4，R1，R2，R3，R4；

下面分析各路口通行情况：

各路口右转车辆直接通过弯道转弯。

各路口直行车辆：L1L3方向直行时，车辆通过A、B弯道由L1到达L3；L3L1方向直行时，车辆通过C、D弯道由L1到达L3；L2L4方向直行时，车辆通过D、A弯道由L2到达L4；L4L2方向直行时，车辆通过B、C弯道由L4到达L2。

各路口左转车辆通过内侧车道行驶，车辆左转时：L1L2方向左转时，车辆通过A弯道内侧A1车道，进入堆栈区，并停止于P2停止线；L3L4方向左转时，车辆通过C弯道内侧C1车道，进入堆栈区，并停止于P4停止线；L4L1方向左转时，车辆通过B

弯道内侧B1车道，进入堆栈区，并停止于P1停止线；L2L3方向左转时，车辆通过D弯道内侧D1车道，进入堆栈区，并停止于P3停止线。

下面进行通行分析，主要分为四个阶段，第一阶段是L1、L3路口车辆通行，第二阶段是清除栈区车辆操作，第二阶段是L2、L4路口车辆通行，第四阶段是清除栈区车辆操作。

第一阶段，当L1、L3路口车辆通行时：L1L3方向直行，L3L1方向也一同直行，此时L1L2方向车辆可同时进行，进入堆栈区并停止于P2停止线；L3L4方向车辆可同时进行，进入堆栈区并停止于P4停止线。此时L2路口车辆停止于R2停止线，L4路口车辆停止于R4停止线。

第二阶段，清除栈区车辆操作：此时L1、L2、L3、L4各自停止于R1、R2、R3、R4停止线，A、C弯道车辆继续前进，直到清空A、C弯道，此时P2、P4绿灯开启，原先停止于P2、P4的L1L2方向车辆、L3L4方向车辆进行出栈操作，直到清空栈区。

第三阶段，当L2、L4路口车辆通行时：L2L4方向直行，L4L2方向也一同直行，此时L2L3方向车辆可同时进行，进入堆栈区并停止于P3停止线；L4L1方向车辆可同时进行，进入堆栈区并停止于P1停止线。此时L1路口车辆停止于R1停止线，L3路口车辆停止于R3停止线。

第四阶段，清除栈区车辆操作：此时L1、L2、L3、L4各自停止于R1、R2、R3、R4停止线，B、D弯道车辆继续前进，直到清空D、B弯道，此时P1、P3绿灯开启，原先停止于P1、P3的L4L1方向车辆、L2L3方向车辆进行出栈操作，直到清空栈区。

假设栈区长度30米，则弯道长度约为22米（计算过程参考圆周长计算），则清空栈区的绿灯时间可设置为清空弯道10s，清空栈区20s。直行阶段时间可60s，则一个周期长度为180s。各方向直行车辆的占空比为1/3，各方向的左转车辆占空比为1/3，均优于为设置栈区时的1/4。另弯道与中心堆栈区间有四块空位，可作为车辆应急区，用于堆放应急车辆。

当然，第二阶段与第三阶段有部分重合，可以第二阶段清空弯道后直接进行第三阶段，并行不悖，如果为了安全要求，可在堆栈中心交叉区域设置红绿灯，用来严格控制堆栈区域车辆的第二阶段与第三阶段错开时段。

实例2：外侧车道左转十字路口中心区域设置堆栈区为例

如果可以将左转车辆由车道内侧调整到外侧，则可大大简化通行复杂度。如图2 所示，已将左转车道调整至外侧。

第一阶段，L1L3、L3L1方向车辆直行，同时L1L2方向车辆经过A弯道进入堆栈区并停止于P2，L3L4方向车辆经过C弯道进入堆栈区并停止于P4。L2L4方向、L4L2方向停止于R2、R4

第二阶段，L1L3、L3L1方向车辆停止直行，L2L4方向、L4L2方向停止于R2、R4。给予足够时间清空L1L3方向、L3L1方向已经驶入中心区域的车辆，此阶段为清空栈区为下一阶段做准备。

第三阶段，L2L4、L4L2方向车辆直行，原先等待与P2的车辆开始直行，原来等待与P4的车辆开始执行，同时L4L1方向车辆经过B弯道进入堆栈区并停止于P1，L2L3方向车辆经过D弯道进入堆栈区并停止于P3。L1L3方向、L3L1方向停止于R1、R3

第四阶段，L2L4、L4L2方向车辆停止直行，L1L3方向、L3L1方向停止于R1、R3。给予足够时间清空L2L4方向、L4L2方向已经驶入中心区域的车辆，此阶段为清空栈区为下一阶段做准备。

其它原理类同，就不再赘述。

实例3：中心区域单向堆栈通行方式

当路面一侧施工，如E、F区域，则可调整为中心单向堆栈操作区，如主堆栈区设置在P2P4间，用于堆放L1L2、L3L4左转方向车辆。而A弯道、C弯道则主要堆放L2L3、L4L1左转车辆。与将L2、L4左转方向车辆调整到外侧车道，并堆栈于R1P1（弯道A）、R3P3间（弯道C）。L2L4、L4L2方向直行车辆将不再绕过弯道，而是直行通过P2P4堆栈区。其余保持不变，原理不再赘述。此种方式的优点是E、F施工完毕后，可将中心堆栈区旋转90度，进行另一侧施工，而且还可以保留堆栈通行方式。

其中L4L1方向左转车辆，通过B弯道、C弯道，停止于P3停止线处，而L4L2直行车辆则无须经过弯道，而直接由中心堆栈区直行通过。L2L4方向同理所述。

其余保持不变，原理不再赘述。

实例4：非堆栈通行方式

如遇到突发紧急状况或需要全路面施工，则可调整为非堆栈操作模式，整个中心区域封闭为环形，进行环形分时通行方式，即每个路口单独的放行，一个周期分为四个路口分别通行。

以上所述是本发明的优选实施方式，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，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims

1.十字路口中心区域设置堆栈区的通行系统，其特征在于：十字路口中心区域设置堆栈区域，用于堆栈左转车辆，对于堆栈车辆采取并行通行的控制方式。

2.根据权利要求所述的十字路口中心区域设置堆栈区的通行系统，其特征在于：左转车道可根据情况设置在道路内侧，也可设置在道路外侧。

3.根据权利要求所述的十字路口中心区域设置堆栈区的通行系统，其特征在于：所述车道设置数量上根据路口情况增加或减少。

4.根据权利要求所述的十字路口中心区域设置堆栈区的通行系统，其特征在于：堆栈区域形状根据需堆栈车辆的数量可设置为方形、矩形或十字形。

5.根据权利要求所述的十字路口中心区域设置堆栈区的通行系统，其特征在于：具有冗余设计，可在路口突发紧急状况或路面维修施工等情况继续保持通路，可根据现场情况转换为单向堆栈通行设计及非堆栈区通行设计。

6.根据权利要求所述的十字路口中心区域设置堆栈区的通行系统，其特征在于：设置有应急车辆堆放区。