CN105185131B - 一种十字路口借道左转的交通指示系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

一种十字路口借道左转的交通指示系统，包括信号指示灯、隔离护栏、路面标示和信号控制系统，信号指示灯为方向指示灯，隔离护栏设置在双向车道之间，路面标示包括行驶方向标示和人行横道标示，信号控制系统与信号指示灯相连通，所述隔离护栏为分段式设置以形成用于左转借道的借道口，在借道口的顺行方向设置有借道信号灯，在借道口左侧的至少一个车道上设置有借道标示。控制方法包括：A、信号指示灯的控制方式；B、借道指示牌的控制方式。有益效果是：完美的实现了解决交通拥堵、加快车流分流的目的。

Description

一种十字路口借道左转的交通指示系统及控制方法

技术领域

本发明涉及城市道路交通指示系统技术领域，特别是一种十字路口借道左转的交通指示系统及控制方法。

背景技术

当前，随着城市规模不断扩大，机动车保有量持续增加，人车路矛盾进一步凸显，交通拥堵已成为城市管理的难题和影响城市形象提升的重要因素。以河北省邯郸市为例，邯郸市主城区现有街道258条，大型交叉路口112个，道路总长438公里，路网机动车设计容量为12.5万辆。截至2013年底，全市机动车保有量144.5万辆，市主城区机动车保有量为36万辆，超出路网设计容量近2倍。其中，2013年全市新增机动车165186辆，单日上牌最多达1103辆。汽车保有量的高速增长导致主城区交通状况不断恶化，早晚高峰期，市中心部分路段拥堵严重。在广泛收集、认真梳理群众意见的基础上，邯郸市召集市公安交警支队等相关部门，对拥堵严重路段进行实地调研，观察记录典型路口各个方向、不同时段的交通流量流向，发现十字路口的信号灯控制时间为左转25秒、直行55秒，而左转道车辆队伍通行率低下是造成当前城市交通拥堵的一个重要原因。

发明内容

本发明的目的是提供一种克服现有技术的不足，能够解决交通拥堵、加快车流分流的十字路口借道左转的交通指示系统及控制方法。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术手段是：

一种十字路口借道左转的交通指示系统，包括信号指示灯、隔离护栏、路面标示和信号控制系统，信号指示灯为方向指示灯，隔离护栏设置在双向车道之间，路面标示包括行驶方向标示和人行横道标示，信号控制系统与信号指示灯相连通，关键在于：所述隔离护栏为分段式设置以形成用于左转借道的借道口，在借道口的顺行方向设置有借道信号灯，在借道口左侧的至少一个车道上设置有借道标示；

所述的信号控制系统中包括车流量信号采集单元、与车流量信号采集单元连接的处理器单元、与处理器单元相连的无线收发模块、与无线收发模块远程无线连接的交通信号灯控制器，车流量信号采集单元包括微波检测器和摄像头，处理器单元包括微处理器、与微处理器连接的时钟模块和存储器模块，信号指示灯、借道信号灯均与交通信号灯控制器连接，微波检测器和摄像头与微处理器连接。

所述的借道信号灯为LED灯，每个借用车道均由一个独立的借道信号灯控制。

十字路口借道左转的交通指示系统的控制方法，包含以下步骤：

A、信号指示灯的控制方式：信号指示灯的显示包括左转通行且直行停止、直行通行且左转停止、直行停止且左转停止三种状态，这三种状态组成信号指示灯的信号转化单元，信号转化单元的先后顺序依次循环为左转通行且直行停止、直行通行且左转停止、直行停止且左转停止，在三种状态之间还设置有黄灯提醒；

B、借道信号灯的控制方式：原左转车道小时交通流量历史最大值q、十字路口的原左转车道日高峰小时交通量v、原左转车道的小时最大通行能力c以及由v/c计算所得的原左转车道的饱和度b均存储于与微处理器连接的存储器模块中，当b＞0.8时，借道信号灯进入工作状态；在步骤A中，当信号转化单元显示为左转通行且直行停止状态时，微处理器通过交通信号灯控制器控制借道信号灯显示左转通行标示；当信号转化单元显示为直行通行且左转停止或直行停止且左转停止时，微处理器通过交通信号灯控制器控制借道信号灯显示左转停止标示。

所述的步骤A中，左转通行且直行停止状态时，信号指示灯的左转弯时间由原有的25秒缩短为20秒，借道信号灯的左转通行标示的显示时间大于信号指示灯的左转弯时间，其差值≤5s，只有当信号指示灯的左转弯时间、借道信号灯的左转通行标示的显示时间均为0时，信号转化单元向下一个状态转换。这样，可以有效防止借道左转车辆没有全部完成左转，而给对向直行车辆造成压力，进一步提高了安全性及有效避免造成交通拥堵。

所述的步骤A中，直行通行且左转停止时，信号指示灯的直行时间设置由原有的55秒增长为60秒。

步骤B中，微处理器控制借道信号灯显示左转通行标示的显示时间、借道数量n为N/2的结果的向上取整，其中N为单向车道的车道数量，这两个参数确定后，其所有左转车道的饱和度b满足0＜v/c≤0.8。

十字路口处每条车道停止线与借道信号灯之间的距离L为原左转车道小时交通流量历史最大值q/2。

十字路口处每条车道与车道之间均设置有借助气缸驱动的可上、下伸缩式隔离带，隔离带的长度等于每条车道停止线与借道信号灯之间的距离，气缸的受控端与微处理器的控制端连接。

本发明的有益效果是：1、大胆的提出了“借道左转待行”的理念和设想，以提高左转道车辆队伍通行速度，缓解交通压力，其中左转先行和借道左转是中心思想，既减少了左转时间，又减轻了直行的压力，完美的实现了解决交通拥堵、加快车流分流的目的。2、通过无数次的调研及测试，从复杂的城市交通道路中寻找共性，找到了十字路口处每条车道停止线与借道信号灯之间的距离L、借道信号灯显示时间及借道车道数量的合理设置，解决了本领域人员长期以来未能解决的技术难题。3、通过本发明各种参数的合理设置，使得城市交通压力大大缓解，实际应用中比预期效果要好。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中，1、信号指示灯，2、隔离护栏，3、行驶方向标示，4、人行横道标示，5、借道标示，6、借道左转口，7、借道信号灯。

具体实施方式

本发明为一种十字路口借道左转的交通指示系统及控制方法，大胆的提出了“借道左转待行”的理念和设想，以提高左转道车辆队伍通行速度，缓解交通压力，其中左转先行和借道左转是中心思想，既减少了左转时间，又减轻了直行的压力，完美的实现了解决交通拥堵、加快车流分流的目的。

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。

具体实施例，如图1所示，一种十字路口借道左转的交通指示系统，包括信号指示灯1、隔离护栏2、路面标示和信号控制系统，信号指示灯1为方向指示灯，隔离护栏2设置在双向车道之间，路面标示包括行驶方向标示3和人行横道标示4，信号控制系统与信号指示灯1相连通，重要的是：所述隔离护栏2为分段式设置以形成用于左转借道的借道口6，在借道口6的顺行方向设置有借道信号灯7，在借道口6左侧的至少一个车道上设置有借道标示5；

所述的信号控制系统中包括车流量信号采集单元、与车流量信号采集单元连接的处理器单元、与处理器单元相连的无线收发模块、与无线收发模块远程无线连接的交通信号灯控制器，车流量信号采集单元包括微波检测器和摄像头，处理器单元包括微处理器、与微处理器连接的时钟模块和存储器模块，信号指示灯、借道信号灯均与交通信号灯控制器连接，微波检测器和摄像头与微处理器连接。

所述的借道信号灯7为LED灯，每个借用车道均由一个独立的借道信号灯控制。

其中，信号指示灯1是交通安全产品中的一个类别，是为了加强道路交通管理，减少交通事故的发生，提高道路使用效率，改善交通状况的一种重要工具。适用于十字、丁字等交叉路口，由道路交通信号控制机控制，指导车辆和行人安全有序地通行。LED(发光二极管)是近年来开发生产的一种新型光源，具有耗电小(电流只有10～20mA)、亮度高(光强可达上万个mcd)、体积小(直径最小可达3mm)、重量轻(一颗发光二极管仅重零点几克)、寿命长(平均寿命10万小时)等优点。现已逐步代替白炽灯、低压卤钨灯制作符合中华人民共和国GB14887-2006标准的信号指示灯1，信号灯杆所装灯具为400×400mm红黄绿三色箭头高亮度像素管发光灯具像素管直径50mm，采用进口芯片四元素超高亮发光二极管(LED)，寿命大于10万小时，其性能指标满足以下指标：

额定功率：￠400mm单灯额定功率小于或等于15W；

额定电压：AC176＝264V，50HZ；

发光强度：红928CD，黄714CD，绿989CD光源寿命：大于10万小时；

可视角度：大于30度；

可视距离：￠400mm信号灯≥500m；

外壳防护等级：≥IP53；

耐温：-40℃～+75℃；

绝缘电阻：大于500MΩ；

介电强度：耐压1440VAC；

防尘：符合GB14887-2006标准；

抗振动：符合GB14887-2006标准；

抗风压：145KM/H。

隔离护栏2又叫做城市交通镀锌喷塑钢护栏。它美观新颖,易安装,安全可靠,价格优惠。主导产品：太阳能防眩光护栏，镀锌钢质隔离栏，市政道路隔离护栏，人行道路护栏，机动与非机动隔离护栏、道路中心隔离护栏、带广告牌道路隔离护栏、河道安全护栏、草坪花坛护栏等市政道路隔离护栏规格齐全、品种多，可以任意选择高度、色彩。适用城市交通要道、高速公路中间绿化隔离带、桥梁、二级公路、乡镇公路及各公路收费口等的隔离。隔离护栏2是公路中间的防护栏，防止行人、车辆不守交通规则随便穿越公路而设置的，为行人和车辆行驶提供安全保障。具有防腐、防老化、抗晒、耐候的特点。防腐形式:有电镀、热镀、喷塑、浸塑。材料：PVC塑钢，镀锌钢管。

行驶方向标示3是由标划于路面上的各种线条、箭头、文字、立面标记、突起路标和轮廓标等所构成的交通安全设施，主要划设于道路表面，经受日晒雨淋，风雪冰冻，遭受车辆的冲击磨耗，因此对其性能有严格的要求。首先要求干燥时间短，操作简单，以减少交通干扰；其次要求反射能力强，色彩鲜明，反光度强，使白天、夜晚都有良好的能见度；第三，应具有抗滑性和耐磨性，以保证行车安全和使用寿命。它的作用是管制和引导交通，可以与标志配合使用，也可单独使用，标线类型的分为以下几种：

1、白色虚线

划于路段中时，用以分隔同向行驶的交通流或作为行车安全距离识别线；划于路口时，用以引导车辆行进；

2、白色实线

划于路段中，用以分隔同向行驶的机动车和非机动车，或指示车行道的边缘；设于路口时，可用作导向车道线或停止线；

3、黄色虚线

划于路段中时，用以分隔对向行驶的交通流，划于路侧或缘石上时，用于禁止车辆长时在路边停放；

4、黄色实线

划于路段中时，用以分隔对向行驶的交通流；划于路侧或缘石上时，用以禁止车辆长时或临时在路边停放；

5、双白虚线

划于路口时，作为减速让行线；设于路段时，作为行车方向随时间改变之可变车道线；

6、双白实线

划于路口时，作为停车让行线；

7、黄色虚实线

划于路段中时，用以分隔对向行驶的交通流。黄色实线一侧禁止车辆超车、跨越或回转，黄色虚线一侧在保证安全的情况下准许车辆超车、跨越或回转；

8、双黄实线

划于路段中时，用以分隔对向行驶的交通流。

行驶方向标示3按设置方式可分为以下三类：

a)纵向标线沿道路行车方向设置的标线；

b)横向标线与道路行车方向成角度设置的标线；

c)其他标线字符标记或其他形式标线。

行驶方向标示3按功能可分为以下三类：

a)指示标线指示车行道、行车方向、路面边缘、人行道等设施的标线。

b)禁止标线告示道路交通的遵行、禁止、限制等特殊规定，车辆驾驶人及行人需严格遵守的标线。

c)警告标线促使车辆驾驶人及行人了解道路上的特殊情况，提高警觉，准备防范应变措施的标线。

基于上述十字路口借道左转的交通指示系统的控制方法，包含以下步骤：

A、信号指示灯1的控制方式：信号指示灯1的显示包括左转通行且直行停止、直行通行且左转停止、直行停止且左转停止三种状态，这三种状态组成信号指示灯1的信号转化单元，信号转化单元的先后顺序依次循环为左转通行且直行停止、直行通行且左转停止、直行停止且左转停止，在三种状态之间还设置有黄灯提醒；

B、借道信号灯7的控制方式：原左转车道小时交通流量历史最大值q、十字路口的原左转车道日高峰小时交通量v、原左转车道的小时最大通行能力c以及由v/c计算所得的原左转车道的饱和度b均存储于与微处理器连接的存储器模块中，当b＞0.8时，借道信号灯7进入工作状态；在步骤A中，当信号转化单元显示为左转通行且直行停止状态时，微处理器通过交通信号灯控制器控制借道信号灯7显示左转通行标示；当信号转化单元显示为直行通行且左转停止或直行停止且左转停止时，微处理器通过交通信号灯控制器控制借道信号灯7显示左转停止标示。

所述的步骤A中，左转通行且直行停止状态时，信号指示灯1的左转弯时间由原有的25秒缩短为20秒，借道信号灯7的左转通行标示的显示时间大于信号指示灯1的左转弯时间，其差值≤5s，只有当信号指示灯1的左转弯时间、借道信号灯7的左转通行标示的显示时间均为0时，信号转化单元向下一个状态转换。

所述的步骤A中，直行通行且左转停止时，信号指示灯1的直行时间设置由原有的55秒增长为60秒。

步骤B中，微处理器控制借道信号灯7显示左转通行标示的显示时间、借道数量n，其中n为N/2的结果的向上取整，N为单向车道的车道数量，这两个参数确定后，其所有左转车道的饱和度b满足0＜v/c≤0.8。左转车道达到这样的饱和度可以使城市道路呈现二级服务水平，使道路交通顺畅。

十字路口处每条车道停止线与借道信号灯7之间的距离L为原左转车道小时交通流量历史最大值q/2。这是经过大量的实验验证的，该距离L的设置可以保证在借道车道的使用率及借道车辆左转的通行用时，以达到最终实现尽可能地不滞留左转弯车辆的目的。

十字路口处每条车道与车道之间均设置有借助气缸驱动的可上、下伸缩式隔离带，隔离带的长度等于每条车道停止线与借道信号灯7之间的距离，气缸的受控端与微处理器的控制端连接。这样，微处理器确定借道车道的数量后，可以控制气缸将所借道车道外侧的隔离带升起，以明示借道车道，同时也保证了右转车道与此借道车道上的行车安全。

在具体实施时，假设十字路口的单向车道为4车道，且信号指示灯的直行时长为55秒，左转时长为25秒。经实验测验，如果十字路口左转车道的饱和度b大于0.8，则需要启动借道左转机制，借道信号灯7进入工作状态。信号指示灯1的左转弯时间由原有的25秒缩短为20秒，微处理器通过控制借道信号灯7显示左转通行标示的显示时间为25秒，借道数量n为2，十字路口处每条车道停止线与借道信号灯7之间的距离L为原左转车道小时交通流量历史最大值q/2。在此机制下，能够保证所有左转车道的饱和度b满足0＜v/c≤0.8，能够保持交通顺畅。当信号指示灯1的左转时长为0，而借道信号灯7的左转时长不为0时，信号指示灯1左转显示为黄灯等待，当二者均为0时，借道信号灯7和信号指示灯1均显示为红灯状态。这样的设置，合理利用了空闲的车道，有效地减缓了交通压力。

Claims (8)

1.一种十字路口借道左转的交通指示系统，包括信号指示灯(1)、隔离护栏(2)、路面标示和信号控制系统，信号指示灯(1)为方向指示灯，隔离护栏(2)设置在双向车道之间，路面标示包括行驶方向标示(3)和人行横道标示(4)，信号控制系统与信号指示灯(1)相连通，其特征在于：所述隔离护栏(2)为分段式设置以形成用于左转借道的借道口(6)，在借道口(6)的顺行方向设置有借道信号灯(7)，在借道口(6)左侧的至少一个车道上设置有借道标示(5)；

所述的信号控制系统中包括车流量信号采集单元、与车流量信号采集单元连接的处理器单元、与处理器单元相连的无线收发模块、与无线收发模块远程无线连接的交通信号灯控制器，车流量信号采集单元包括微波检测器和摄像头，处理器单元包括微处理器、与微处理器连接的时钟模块和存储器模块，信号指示灯、借道信号灯均与交通信号灯控制器连接，微波检测器和摄像头与微处理器连接；

其中，所述微处理器被配置为当十字路口的原左转车道日高峰小时交通量v、原左转车道的小时最大通行能力c以及由v/c计算所得的原左转车道的饱和度b＞0.8时，控制借道信号灯(7)进入工作状态；当左转通行且直行停止状态时，所述微处理器通过所述交通信号灯控制器控制所述借道信号灯(7)显示左转通行标示；当直行通行且左转停止或直行停止且左转停止时，所述微处理器通过所述交通信号灯控制器控制所述借道信号灯(7)显示左转停止标示。

2.根据权利要求1所述的一种十字路口借道左转的交通指示系统，其特征在于：所述的借道信号灯(7)为LED灯，每个借用车道均由一个独立的借道信号灯控制。

3.一种如权利要求1所述的十字路口借道左转的交通指示系统的控制方法，其特征在于包含以下步骤：

A、信号指示灯(1)的控制方式：信号指示灯(1)的显示包括左转通行且直行停止、直行通行且左转停止、直行停止且左转停止三种状态，这三种状态组成信号指示灯(1)的信号转化单元，信号转化单元的先后顺序依次循环为左转通行且直行停止、直行通行且左转停止、直行停止且左转停止，在三种状态之间还设置有黄灯提醒；

B、借道信号灯(7)的控制方式：原左转车道小时交通流量历史最大值q、十字路口的原左转车道日高峰小时交通量v、原左转车道的小时最大通行能力c以及由v/c计算所得的原左转车道的饱和度b均存储于与微处理器连接的存储器模块中，当b＞0.8时，借道信号灯(7)进入工作状态；在步骤A中，当信号转化单元显示为左转通行且直行停止状态时，微处理器通过交通信号灯控制器控制借道信号灯(7)显示左转通行标示；当信号转化单元显示为直行通行且左转停止或直行停止且左转停止时，微处理器通过交通信号灯控制器控制借道信号灯(7)显示左转停止标示。

4.根据权利要求3所述的十字路口借道左转的交通指示系统的控制方法，其特征在于：所述的步骤A中，左转通行且直行停止状态时，信号指示灯(1)的左转弯时间由原有的25秒缩短为20秒，借道信号灯(7)的左转通行标示的显示时间大于信号指示灯(1)的左转弯时间，其差值≤5s，只有当信号指示灯(1)的左转弯时间、借道信号灯(7)的左转通行标示的显示时间均为0时，信号转化单元向下一个状态转换。

5.根据权利要求3所述的十字路口借道左转的交通指示系统的控制方法，其特征在于：所述的步骤A中，直行通行且左转停止时，信号指示灯(1)的直行时间设置由原有的55秒增长为60秒。

6.根据权利要求3所述的十字路口借道左转的交通指示系统的控制方法，其特征在于：步骤B中，微处理器控制借道信号灯(7)显示左转通行标示的显示时间、借道数量n，其中n为N/2的结果的向上取整，N为单向车道的车道数量，这两个参数确定后，其所有左转车道的饱和度b满足0＜v/c≤0.8。

7.根据权利要求3所述的十字路口借道左转的交通指示系统的控制方法，其特征在于：十字路口处每条车道停止线与借道信号灯(7)之间的距离L为原左转车道小时交通流量历史最大值q/2。

8.根据权利要求3所述的十字路口借道左转的交通指示系统的控制方法，其特征在于：十字路口处每条车道与车道之间均设置有借助气缸驱动的可上、下伸缩式隔离带，隔离带的长度等于每条车道停止线与借道信号灯(7)之间的距离，气缸的受控端与微处理器的控制端连接。