CN104778847B - 多车道高速公路最外侧车道封闭条件下交通信号控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多车道高速公路最外侧车道封闭条件下交通信号控制方法，包含交通数据采集、加权平均加速度确定、缓冲区长度及停车线位置确定、不可换道区长度确定、信号控制方案确定、信号控制实施；该方法通过采集高速公路封闭施工区域上游断面及施工断面的各种交通流信息，设计并确定施工区域所影响方向上的各车道的缓冲区长度、停车线位置及不可换道区长度；并通过计算得出的信号控制方案，对施工区域方向的受阻车道与不受阻车道进行通行权分配，本发明方法通过信号来控制高速公路受封闭施工影响方向车道上的车流通行，减少由于车道缩减所造成的车辆合流和自由交织的发生，提升交通运行的安全性，具有很大的现实意义。

Description

多车道高速公路最外侧车道封闭条件下交通信号控制方法

技术领域

本发明属于公路交通运行与组织技术及交通控制领域，具体涉及一种多车道高速公路最外侧车道封闭条件下交通信号控制方法。

背景技术

高速公路属于高等级公路，指的是能适应年平均昼夜小客车交通量为25000辆以上、专供汽车分道高速行驶、并全部控制出入的公路。随着我国社会经济的高速发展，高速公路也在其中越来越扮演着重要作用。在2013年6月20日，交通运输部在《国家公路网规划(2013年-2030年)》里进一步完善了我国的国家高速公路网，在西部增加了两条南北纵线，形成了7条首都放射线、11条南北纵线和18条东西横线组成的“71118”网，规划总里程从8.5万公里增加至11.8万公里。一方面，在中西部仍需要新建或者改建多条高速公路；另一方面，已建成的部分高速公路由于交通量的快速增长，使得部分高速公路的路面条件以及交通设施都不同程度的遭到了破坏，亟待对高速公路进行扩建。当前，全国有多地正在进行或者计划进行高速公路的改扩建工程。然而，由于“重工程设计，轻交通设计”的思想严重，在改扩建工程设计中对交通组织设计研究得很不够，致使在施工过程中交通组织无序、交通疏导盲目，经常造成长时间交通拥堵等被动局面。为此，在高速公路进行施工时，对施工区域附近的交通组织显得格外重要，若交通组织不力，会影响道路使用者的安全、增加交通延误。

通常而言，在进行高速公路的改扩建工程时，往往都是封闭最外侧的一个车道，供高速公路施工所使用。由于一个车道的封闭施工，使得上游行驶的在该车道的车辆不得不换道至其他车道行驶，这样就产生了车辆的合流和交织行为。同时，施工区域也是一个交通的瓶颈区域，如果不进行合理有效的交通组织，在该区域较为容易产生交通拥堵。可以认为，高速行驶的车辆在自由交织过程中，一定是存在着巨大的交通安全隐患。此外，因施工而受阻的车辆在通行时，需等到其左侧的车道存在较大的可穿越空隙才能进行通行，降低了车辆的通行效率的同时也增加了交通拥堵发生的概率。

经过发明人的长期的研究发现，在多车道高速公路最外侧车道封闭施工条件下，通过有效的信号控制，对车辆进行通行权分配，可以很好的解决交通流运行的合流和交织行为，大大降低交通事故发生的概率。此外，在美国和韩国，也有学者在进行高速公路在车道封闭施工条件下的信号控制问题，并且取得了一些成果，如Ning Yang等人在《Simulation-Based Study on a Lane-Based Signal System for Merge Control atFreeway Work Zones》论文中提出的适用于双向四车道的LBSM控制系统。但是之前的研究仅仅针对了双向四车道的高速公路，并没有办法将该方法直接移植至多车道的高速公路上，特别是移植至一些单向车道数为奇数的高速公路系统。此外，对于如何在有信号控制条件下时进行交通组织，以往的研究本没有涉及。可以认为，目前在多车道高速公路最外侧车道封闭施工条件下的信号控制方法的研究上所取得的阶段性成果，对于多车道的高速公路目前还没有任何的控制方法可以直接的参考与移植。

发明内容

针对现有技术在多车道高速公路最外侧的一个车道因施工而封闭时，该车道上的受阻车辆在借其内侧车道通行过程中该方向所有车辆因合流和自由交织而引发的安全问题，本发明提供了多车道高速公路最外侧车道封闭条件下交通信号控制方法，通过信号灯依次放行因施工而受阻的车辆与不受阻车辆，辅之以对施工方向上车道缓冲区长度、停车线位置及不可换道区长度的设计，从而提升高速公路封闭区域车辆通行的安全性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明多车道高速公路最外侧车道封闭条件下交通信号控制方法，该方法采用四相位的信号控制，通过压缩其他车道的通行时间，提供通行权给行驶在最外侧车道上的车辆，具体包括以下几个步骤：A)交通数据采集步骤、B)加权平均加速度确定步骤、C)缓冲区长度及停车线位置确定步骤、D)不可换道区长度确定步骤、E)信号控制方案确定步骤和F)信号控制实施步骤。

A、采集最外侧车道发生封闭施工的多车道高速公路的交通数据。

所述交通数据包括：封闭施工区域上游的单向车道数量N，N自然数；封闭施工区域上游断面的第t小时交通流量1≤t≤24，且t取整数；封闭施工区域上游断面每小时交通流量的历史最大值封闭施工区域断面的小时交通流量1≤t≤24，且t取整数；封闭施工区域断面的每小时交通流量的历史最大值封闭施工区域的限速值封闭施工区域上游断面的实际通行能力c^u；封闭施工区域断面的实际通行能力c^d；高速公路的货车比例α；货车的平均最大加速度a_truck；客车的平均最大加速度a_passenger。其中，小时交通流量和的单位取当量小汽车/车道/小时；实际通行能力c^u和c^d的单位取当量小汽车/车道/小时；平均最大加速度a_truck和a_passenger的单位取米每二次方秒，限速的单位取米每秒。

B、根据步骤A采集的交通数据确定该多车道高速公路加权平均加速度a_w，如下式所示：

a_w＝αa_truck+(1-α)a_passenger (1)

其中，多车道高速公路加权平均加速度a_w，单位取米每二次方秒。

C、利用步骤A采集的交通数据和步骤二获得的加权平均加速度a_w，计算封闭施工区域断面前的缓冲区长度d，从而确定停车线位置。

缓冲区长度d：

$d=(1+\frac{q_{\max }^u/c^u+q_{\max }^d/c^d}{2})\frac{{\left(v_{\mathrm{limit}}^u\right)}^2}{2a_w}---\left(2\right)$

停车线位置确定：停车线设置于封闭施工区域断面前离封闭施工区域开始位置距离为d的缓冲区一端。

D、计算设置于停车线的上游的不可换道区长度L，如下式所示：

$L=\frac{q_{\max }^u}{2}---\left(3\right)$

其中，L为不可换道区的长度，单位为米。

E、通过信号控制周期时长T_t ^cycle计算、信号控制相序以及信号控制通行规则确定执行信号控制策略，每个车道均由一个独立的信号灯控制，具体如下：

E1)信号控制周期时长 ${T_t}^{\mathrm{cycle}}=\min (\frac{12}{1-\frac{q_t^u}{c^u}\frac{N}{N-1}},90)---\left(4\right)$

其中t为第t小时，单位为秒；信号灯共有4个相位，分别为相位1、相位1切换至相位2的全红相位、相位2、相位2切换至相位1的全红相位。

E2)信号控制相序：相序依次为相位1、从相位1切换至相位2的全红相位、相位2、从相位2切换至相位1的全红相位。

E3)信号控制通行规则：当信号灯处于相位1时，最外侧车道上行驶的车辆需要在停车线前的不可换道区停车等候，其余车道上的车辆可以继续行驶通过停车线。

当信号灯处于相位2时，最内侧车道上行驶的车辆需要在停车线前的不可换道区停车等候，其余车道上的车辆可以继续行驶通过停车线。

当信号灯的信号处于全红相位时，所有车道上行驶的车辆需要在停车线前的不可换道区停车等候，禁止行驶通过停车线。

F、实施信号控制策略中，当且T_t ^cycle≥20秒时，信号灯启动，所有车辆的运行受到信号灯的控制；否则，信号灯关闭，所有车辆可以自由行驶。

进一步地，相位1的时长为相位2的时长为其中，和分别表示从相位1切换至2的全红相位的时长和从相位2切换至相位1的全红相位的时长。

进一步地，相位1为直行相位，此时具有通行权的车辆能且仅能沿着正前方的车道方向行驶通过停车线。

相位2为左直相位，此时具有通行权的车辆能且仅能沿着其所在车道左侧相邻的第一个车道的方向行驶通过停车线。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)本发明交通信号控制方法，该方法充分考虑了高速公路驾驶员的驾驶行为与高速公路施工的特性，通过对施工区域方向上受阻车辆与非受阻车辆的交通信号控制，缓冲区长度、停车线位置及不可换道区长度的确定，对高速公路封闭施工区域附近进行交通组织设计，减少施工区域方向上车道的自由交织。

2)本发明交通信号控制方法引入信号灯来控制施工方向上受阻车流与非受阻车流的通行，采用四相位信号控制，相位1放所有非受阻的直行车辆，相位2放行除最内侧以外的受阻及非受阻车辆沿左侧车道通行，中间穿插两个全红相位进行车辆的清空，与现有的做法让高速公路封闭施工区域方向上的所有车辆进行自由交织运行相比，避免了车流之间的相互干扰，解决了施工瓶颈区域车辆的交织问题。

3)本发明交通信号控制方法进行高速公路封闭施工区域附近的交通组织设计，规范受阻车辆与非受阻的行驶，通过信号控制与车道施划来引导车辆依次行驶，在时间和空间上赋予施工区域方向上车辆通行权利，通过减少车辆交织从而提升交通运行的安全性。

4)本发明交通信号控制方法减少了多车道高速公路封闭区域方向上车辆通行的相互干扰，大大提升交通运行的安全性，并在一定程度上提高了车辆尤其是因施工受阻车辆的通行效率。

附图说明

图1为本发明交通信号控制方法的流程框图；

图2为本发明多车道高速公路最外侧车道封闭施工条件下的示意图；

图3为本发明交通信号控制方法在多车道高速公路最外侧车道封闭施工条件下通行的示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作更进一步的说明。

如图1-3所示，箭头表示车辆行驶方向，本发明多车道高速公路最外侧车道封闭条件下交通信号控制方法，包括以下步骤：

A、采集最外侧车道发生封闭施工的多车道高速公路的交通数据

所述交通数据包括：封闭施工区域上游的单向车道数量N，N自然数；封闭施工区域上游断面的第t小时交通流量1≤t≤24，且t取整数；封闭施工区域上游断面每小时交通流量的历史最大值封闭施工区域断面的小时交通流量1≤t≤24，且t取整数；封闭施工区域断面的每小时交通流量的历史最大值封闭施工区域的限速值封闭施工区域上游断面的实际通行能力c^u；封闭施工区域断面的实际通行能力c^d；高速公路的货车比例α；货车的平均最大加速度a_truck；客车的平均最大加速度a_passenger；其中，小时交通流量和的单位取当量小汽车/车道/小时；实际通行能力c^u和c^d的单位取当量小汽车/车道/小时，平均最大加速度a_truck和a_passenger的单位取米每二次方秒，限速的单位取米每秒。

在步骤A中，高速公路最外侧车道封闭施工条件下施工区域上游断面的第t小时交通流量可以从上游设置的观测站或采用视频自动采集法进行获取，最外侧车道封闭施工条件下施工区域断面的小时交通流量采用视频自动采集法进行获取；由于高速公路不同于一般公路，具有车流量大、行车速度快，全封闭、全立交、严格控制出入等特点，因此交通量调查工作主要采用全自动观测和半自动观测方法；本发明推荐采用精确度较高的视频自动采集法进行调查，视频自动采集法的详细内容可参考文献(王炜、过秀成著《交通工程学》)；高速公路最外侧车道封闭施工条件下施工区域上游断面的小时交通流量的历史最大值、最外侧车道封闭施工条件下施工区域断面的小时交通流量的历史最大值可以从观测站历年数据中获取；高速公路运行的车辆分为小型车、中型车和大型车；因此在进行交通量统计时，需将车辆转换成标准车，转换系数可参考文献(王炜、过秀成著《交通工程学》)；在后续步骤计算信号配时时，需要采用上述交通流数据。

实际通行能力是指在选定的时间内，在实际的道路、几何线形、交通、环境和管制条件下，合理的期望通过车道或道路某一点或某均匀路段的最大可承受的交通流率。高速公路最外侧车道封闭施工条件下施工区域上游断面的实际通行能力c^u与最外侧车道封闭施工条件下施工区域断面的实际通行能力c^d采用《道路通行能力手册HCM2000》中的公式C^u＝C_B×N×f_CW×f_SW×f_HV×f_p。其中，C^u代表高速公路封闭施工区域断面或上游断面的实际通行能力数值；C_B代表高速公路基本通行能力，即在理想条件下高速公路一车道所能通行的最大交通量；N代表单向车行道的车道数；f_CW代表车道宽度对通行能力的修正系数；f_SW代表侧向净宽对通行能力的修正系数；f_HV代表大型车对通行能力的修正系数；f_p代表驾驶员条件对通行能力的修正系数。

高速公路的货车比例α、货车的平均最大加速度a_truck、客车的平均最大加速度a_passenger借用该高速公路历年数据进行分析获得。

B、根据步骤A采集的交通数据确定该多车道高速公路加权平均加速度a_w，如下式所示：

a_w＝αa_truck+(1-α)a_passenger (1)

其中，多车道高速公路加权平均加速度a_w，单位取米每二次方秒。

C、利用步骤A采集的交通数据和步骤二获得的加权平均加速度a_w，计算封闭施工区域断面前的缓冲区长度d，从而确定停车线位置。

缓冲区长度d：

$d=(1+\frac{q_{\max }^u/c^u+q_{\max }^d/c^d}{2})\frac{{\left(v_{\mathrm{limit}}^u\right)}^2}{2a_w}---\left(2\right)$

其中，d为缓冲区长度，单位为米。

停车线位置确定：停车线设置于封闭施工区域断面前离封闭施工区域开始位置距离为d的缓冲区一端。

在步骤C中，除停车线位置设计外，辅之以导流线的施划以及栅栏的设计，从而引导因前方施工而受阻的车辆能在施工区域之前顺利驶入对向的借道车道。

D、计算设置于停车线的上游的不可换道区长度L，如下式所示：

$L=\frac{q_{\max }^u}{2}---\left(3\right)$

其中，L为不可换道区的长度，单位为米。

E、通过信号控制周期时长T_t ^cycle计算、信号控制相序以及信号控制通行规则确定执行信号控制策略，每个车道均由一个独立的信号灯控制，具体如下：

E1)信号控制周期时长 ${T_t}^{\mathrm{cycle}}=\min (\frac{12}{1-\frac{q_t^u}{c^u}\frac{N}{N-1}},90)---\left(4\right)$

其中t为第t小时，单位为秒；信号灯共有4个相位，分别为相位1、相位1切换至相位2的全红相位、相位2、相位2切换至相位1的全红相位。

相位1的时长为 ${T_t}^1={T_t}^{\mathrm{cycle}}/2-R_t^{1-2};$ 相位2的时长为 ${T_t}^2={T_t}^{\mathrm{cycle}}/2-R_t^{2-1};$ 其中，和分别表示从相位1切换至2的全红相位的时长和从相位2切换至相位1的全红相位的时长。

E2)信号控制相序：相序依次为相位1、从相位1切换至相位2的全红相位、相位2、从相位2切换至相位1的全红相位。

E3)信号控制通行规则：当信号灯处于相位1时，最外侧车道上行驶的车辆需要在停车线前的不可换道区停车等候，其余车道上的车辆可以继续行驶通过停车线；且相位1为直行相位，此时具有通行权的车辆能且仅能沿着正前方的车道方向行驶通过停车线。

当信号灯处于相位2时，最内侧车道上行驶的车辆需要在停车线前的不可换道区停车等候，其余车道上的车辆可以继续行驶通过停车线；且相位2为左直相位，此时具有通行权的车辆能且仅能沿着其所在车道左侧相邻的第一个车道的方向行驶通过停车线。

当信号灯的信号处于全红相位时，所有车道上行驶的车辆需要在停车线前的不可换道区停车等候，禁止行驶通过停车线。

F、实施信号控制策略中，当且T_t ^cycle≥20秒时，信号灯启动，所有车辆的运行受到信号灯的控制；否则，信号灯关闭，所有车辆可以自由行驶。

上述多车道高速公路最外侧车道封闭条件下交通信号控制方法，通过对高速公路施工区域上游断面与施工断面交通数据的测定，对受施工影响车道方向上的所有车道进行缓冲区长度、停车线位置及不可换道区长度等渠化设计，并针对该方向上受阻车辆与非受阻车辆进行信号配时设计，以减少车辆之间的自由交织。本发明充分考虑了多车道高速公路驾驶员的驾驶行为与高速公路施工的特性，对高速公路施工区域附近进行交通组织设计，在时间和空间上赋予受阻方向上所有车辆通行权利，保证车辆安全、高效地通行。本发明方法便于计算与实际操作，实用性强，可以大大保提升高速公路施工区域附近交通运行的安全性，具有重要的现实意义。

实施例1

如图2-3所示，单向四车道(双向八车道)的高速公路，由于施工的需要，封闭了最外侧的车道，采用本发明方法对该段高速公路进行控制，其中为分别自动采集的其所在断面的所有未封闭车道的小时交通流量的平均值，包括以下步骤：

A、采集最外侧车道发生封闭施工的多车道高速公路的交通数据；

采集的数据包含：封闭施工区域上游的单向车道数量N＝4，封闭施工区域上游断面的第t小时交通流量封闭施工区域上游断面每小时交通流量的历史最大值当量小汽车/车道/小时、封闭施工区域断面的小时交通流量、封闭施工区域断面的每小时交通流量的历史最大值当量小汽车/车道/小时，封闭施工区域的限速值封闭施工区域上游断面的实际通行能力c^u＝1800当量小汽车/车道/小时、封闭施工区域断面的实际通行能力c^d＝1750当量小汽车/车道/小时，高速公路的货车比例α＝50％、货车的平均最大加速度a_truck＝1米/秒²、客车的平均最大加速度a_passenger＝3米/秒²；该高速公路某天全天的和见下表1。

表1

B、根据步骤A采集的交通数据确定该多车道高速公路加权平均加速度a_w，如下式所示：

a_w＝αa_truck+(1-α)a_passenger＝2米/秒² (1)

其中，多车道高速公路加权平均加速度a_w，单位取米每二次方秒。

C、利用步骤A采集的交通数据和步骤二获得的加权平均加速度a_w，计算封闭施工区域断面前的缓冲区长度d，从而确定停车线位置。

缓冲区长度：

停车线位置确定：停车线设置于封闭施工区域断面前离封闭施工区域开始位置距离为d的缓冲区一端，d＝512.7米，在实际中可将d取为515米。除停车线位置设计外，辅之以导流线的施划以及栅栏的设计，从而引导因前方施工而受阻的车辆能在施工区域之前顺利驶入对向的借道车道。

D、计算设置于停车线的上游的不可换道区长度L，如下式所示：

其中，L为不可换道区的长度，单位为米。

E、通过信号控制周期时长T_t ^cycle计算、信号控制相序以及信号控制通行规则确定执行信号控制策略，每个车道均由一个独立的信号灯控制，具体如下：

E1)信号控制周期时长 ${T_t}^{\mathrm{cycle}}=\min (\frac{12}{1-\frac{q_t^u}{c^u}\frac{N}{N-1}},90)---\left(4\right)$

其中t为第t小时；信号灯共有4个相位，分别为相位1、相位1切换至相位2的全红相位、相位2、相位2切换至相位1的全红相位。相位1的时长为 ${T_t}^1={T_t}^{\mathrm{cycle}}/2-R_t^{1-2};$ 相位2的时长为 ${T_t}^2={T_t}^{\mathrm{cycle}}/2-R_t^{2-1};$ 其中，和分别表示从相位1切换至2的全红相位的时长和从相位2切换至相位1的全红相位的时长。

为方便计算，本算例中取和每个时段的周期时长T_t ^cycle和相位1和相位2的时长T_t ¹和T_t ²如下表2。特别需要说明的是，在下表中T_t ^cycle的值在括号外的数值为通过公式计算的数值，为了方便实际的操作，可对周期时长取大于其数值的最小偶数值(见括号内)，相位1和相位2的时长T_t ¹和T_t ²也是基于括号内的周期时长的取值计算得到的。

表2

t	Tt cycle	Tt 1、Tt 2	t	Tt cycle	Tt 1、Tt 2	t	Tt cycle	Tt 1、Tt 2
									1	15.42(16)	5	9	40.50(42)	18	17	34.11(36)	15
2	15.80(16)	5	10	34.11(36)	15	18	30.86(32)	13
									3	16.50(18)	6	11	32.40(34)	14	19	24.92(26)	10
4	17.05(18)	6	12	29.45(30)	12	20	23.14(24)	9
									5	18.31(20)	7	13	38.12(40)	17	21	36.00(36)	15
6	20.25(22)	8	14	32.40(34)	14	22	18.00(18)	6
									7	25.71(26)	10	15	22.19(24)	9	23	16.20(18)	6
8	54.00(54)	24	16	27.00(28)	11	24	15.14(16)	5

E2)信号控制相序：相序依次为相位1、从相位1切换至相位2的全红相位、相位2、从相位2切换至相位1的全红相位。

E3)信号控制通行规则：如图3所示，当信号灯处于相位1时，最外侧车道上行驶的车辆需要在停车线前的不可换道区停车等候，其余车道上的车辆可以继续行驶通过停车线；且相位1为直行相位，此时具有通行权的车辆能且仅能沿着正前方的车道方向行驶通过停车线。

当信号灯处于相位2时，最内侧车道上行驶的车辆需要在停车线前的不可换道区停车等候，其余车道上的车辆可以继续行驶通过停车线；且相位2为左直相位，此时具有通行权的车辆能且仅能沿着其所在车道左侧相邻的第一个车道的方向行驶通过停车线。

当信号灯的信号处于全红相位时，所有车道上行驶的车辆需要在停车线前的不可换道区停车等候，禁止行驶通过停车线。

F、实施信号控制策略中，当且T_t ^cycle≥20秒时，信号灯启动，所有车辆的运行受到信号灯的控制；否则，信号灯关闭，所有车辆可以自由行驶。本实例中，从早上5:00:00开始到夜晚21:59:59秒，将启动信号灯，其余时间信号灯处于关闭状态。以上仅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，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种多车道高速公路最外侧车道封闭条件下的交通信号控制方法，其特征在于，该方法采用四相位的信号控制，通过压缩其他车道的通行时间，提供通行权给行驶在最外侧车道上的车辆，具体包括以下几个步骤：

A、采集最外侧车道发生封闭施工的多车道高速公路的交通数据；

所述交通数据包括：封闭施工区域上游的单向车道数量N，N为自然数；封闭施工区域上游断面的第t小时交通流量1≤t≤24，且t取整数；封闭施工区域上游断面每小时交通流量的历史最大值封闭施工区域断面的第t小时交通流量1≤t≤24，且t取整数；封闭施工区域断面的每小时交通流量的历史最大值封闭施工区域的限速值封闭施工区域上游断面的实际通行能力c^u；封闭施工区域断面的实际通行能力c^d；高速公路的货车比例α；货车的平均最大加速度a_truck；客车的平均最大加速度a_passenger；

B、根据步骤A采集的交通数据确定该多车道高速公路加权平均加速度a_w，如下式所示：

a_w＝αa_truck+(1-α)a_passenger (1)

C、利用步骤A采集的交通数据和步骤B获得的加权平均加速度a_w，计算封闭施工区域断面前的缓冲区长度d，从而确定停车线位置；

$d=(1+\frac{q_{max}^u/c^u+q_{max}^d/c^d}{2})\frac{{\left(v_{\lim it}^u\right)}^2}{2a_w}---\left(2\right)$

停车线设置于封闭施工区域断面前离封闭施工区域开始位置距离为d的缓冲区一端；

D、计算设置于停车线的上游的不可换道区长度L，如下式所示：

$L=\frac{q_{max}^u}{2}---\left(3\right)$

E、通过信号控制周期时长的计算、信号控制相序的确定以及信号控制通行规则的确定，执行信号控制策略，每个车道均由一个独立的信号灯控制，具体如下：

E1)信号控制周期时长

其中t为第t小时；信号灯共有4个相位，分别为相位1、相位1切换至相位2的全红相位、相位2、相位2切换至相位1的全红相位；

E2)信号控制相序：相序依次为相位1、从相位1切换至相位2的全红相位、相位2、从相位2切换至相位1的全红相位；

E3)信号控制通行规则：当信号灯处于相位1时，最外侧车道上行驶的车辆需要在停车线前的不可换道区停车等候，其余车道上的车辆可以继续行驶通过停车线；

当信号灯处于相位2时，最内侧车道上行驶的车辆需要在停车线前的不可换道区停车等候，其余车道上的车辆可以继续行驶通过停车线；

当信号灯的信号处于全红相位时，所有车道上行驶的车辆需要在停车线前的不可换道区停车等候，禁止行驶通过停车线；

F、实施信号控制策略中，当且秒时，信号灯启动，所有车辆的运行受到信号灯的控制；否则，信号灯关闭，所有车辆可以自由行驶。

2.根据权利要求1所述的多车道高速公路最外侧车道封闭条件下的交通信号控制方法，其特征在于，所述E步骤中，相位1的时长为相位2的时长为其中，和分别表示从相位1切换至2的全红相位的时长和从相位2切换至相位1的全红相位的时长。

3.根据权利要求1所述的多车道高速公路最外侧车道封闭条件下的交通信号控制方法，其特征在于，所述E步骤中，相位1为直行相位，此时具有通行权的车辆能且仅能沿着正前方的车道方向行驶通过停车线；

相位2为左直相位，此时具有通行权的车辆能且仅能沿着其所在车道左侧相邻的第一个车道的方向行驶通过停车线。