CN107038864B - 一种交叉口进口导向车道设置合理性判别的方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种基于交叉口进口道流量数据进行导向车道设置合理性的判别方法。现有的城市道路交叉口进口导向道转向属性一旦确定后就很难改变。因此，根据交通流的动态波动特性判断不同方向交通需求与进口导向车道的匹配性，就显得尤为重要，是进行信号配时参数优化，导向车道设置调整的重要依据。本发明的基本思路是通过获取的交叉口进口导向道各转向流量比与导向车道数比的匹配度来判别导向车道设置的合理性。本发明可以为交叉口进口道渠划合理性评价、单点信号配时参数优化提供参考。

Description

一种交叉口进口导向车道设置合理性判别的方法

技术领域

本发明涉及进口导向车道设置合理性问题，用于改善交叉口通行能力，属于交通渠化问题。

背景技术

城市交通问题日益严重，在交叉口尤为明显，目前对于交叉口拥堵问题，一般都从信号配时或控制方法上来缓解，但有时候单从信号不能有效的解决进口道各相位的不均衡性，需要从导向车道设置着手，本发明就进口导向车道各转向流量比与导向车道设置的匹配度来衡量进口导向车道设置的合理性，判断是否可通过改变进口导向车道设置来改善交叉口的不均衡性。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种交叉口进口导向车道设置合理性判别的方法。

本发明主要通过进口导向车道各转向流量比来判别进口导向车道设置的合理性，提出交通流与车道数匹配度指标ρ，该方法包括如下步骤：

c1 确定进口导向车道设置情况，左转车道和直行车道的车数量分别记为n_L和n_S。

c2 统计导向车道各转向小时交通量，并筛选出有效间隔。

c3 定义导向车道与交通需求比一致性的指标为ρ，ρ越接近0，说明导向车道设置方案越符合实际交通需求，计算现状的ρ_t。

c4 计算改变导向车道设置方案后的ρ_t，一共有两种改变方案，一是将中间直行车道变左转车道；二是将中间左转车道变直行车道。

c5 计算第i天三种方案中更为合理的方案j。

c6 统计20天每天的最优方案。

步骤c2的过程包括：

c21、统计连续4周(工作日)6:00-22:00期间各转向小时交通流量，即可以得到20*16对左转和直行流量对，一天数据如下，一共有20组这样的数据。

其中Q_Lt，Q_St代表t间隔内的左转流量和直行流量。

c22筛选有效间隔，认为饱和度较小时，车道设置不会造成较大的交通问题，所以在判别导向车道设置合理性时只考虑饱和度较高的时段。因为每个间隔内的绿信比可能不同，需计算每个间隔内的平均绿信比。

c23计算

用周期个数加权，间隔t有λ_1t…λ_kt，k个信号方案，每个方案的个数为n_k，则

间隔t内饱和度

其中S_L，S_S为左转和直行饱和流量。若max{x_Lt,x_St}>α，考虑进口导向车道设置是否合理，即后续分析时只分析max{x_Lt,x_St}>α的间隔，α为参数建议取0.5。

步骤c3的过程包括：

c31、定义进口导向车道与交通需求比一致性的指标为ρ

其中，y_L，y_S为左转和直行的流量比。

c32、计算现状下第t间隔的ρ_t，记为方案1

步骤c4的过程包括：

c41、若n_S<2&n_L<2，导向车道无法重新分配，原导向车道设置合理。

c42、将中间直行车道改为左转车道(记为方案2)

c43、将中间左转车道改为直行车道(记为方案3)

步骤c5的过程包括：

c51、判断以上三种导向车道设置方案，哪一种更符合交通需求。

统计一天内所有有效间隔t，分别计算ρ_t，设初始值θ₁，θ₂，θ₃为0，其中θ₁，θ₂，θ₃为所有间隔内各导向车道设置方案为优的个数。

若

即调整车道设置后交通需求和进口导向车道数的匹配度提高程度小于τ。

θ₁＝θ₁+1，认为该间隔内导向车道设置方案合理。

若

θ₂＝θ₂+1，认为该间隔内将中间直行车道改为左转车道的导向车道设置方案更合理。

若

θ₃＝θ₃+1，认为该间隔内将中间左转车道改为直行车道的导向车道设置方案更合理。

c52、计算连续四周中第i天三种方案的比例

将p₁，p₂，p₃排序，记p_max，p_median，p_min

若p_max-p_median≥ω，该进口导向车道设置方案和p_max对应的情况一致认为进口导向车道设置合理，若p_max不对应p₁，则建议改变进口导向车道设置，其中ω为确定进口导向车道设置最优方案的阈值。

若第i天最优方案为方案j，则第i天该进口导向车道设置方案为I(i,j)＝1,j＝1,2,3，其余为0。

步骤c6的过程包括：

c61、统计20天每天的方案，连续20天内方案j的天数为若m>β，则认为该进口导向车道设置适合方案j。若方案j为现状方案为认为该进口导向车道设置合理，否则认为不合理，其中β判定进口导向车道设置方案是否更改的阈值。

本发明的有益效果：本发明可以为交叉口进口道渠划合理性评价、单点信号配时参数优化提供参考。

附图说明

图1为导向车道设置合理性判别流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细阐述，本发明的具体步骤如下：

如图1所示，本发明具体步骤如下：

c1 确定进口导向车道设置情况，左转车道和直行车道的车道数分别记为n_L和n_S。

c2 统计进口导向车道各转向小时交通量，并筛选出有效间隔。

c3 定义导向车道与交通需求比一致性的指标为ρ，ρ越接近0，导向车道设置方案越符合交通流需求，计算现状的ρ_t。

c4 计算改变导向车道设置后的ρ_t，一共有两种改变方案，一是将中间直行车道变左转车道；二是将中间左转车道变直行车道。

c5 计算第i天三种方案中更为合理的方案j。

c6 统计20天每天的最优方案。

步骤c2的过程包括：

c21、统计连续4周(工作日)6:00-22:00期间各转向小时交通流量，即可以得到20*16对左转和直行流量对，一天数据如下，一共有20组这样的数据。

其中Q_Lt，Q_St代表t间隔内的左转流量和直行流量。

c22 筛选有效间隔，认为饱和度较小时，车道设置不会造成较大的交通问题，所以在判别导向车道设置合理性时只考虑饱和度较高的时段。因为每个间隔内的绿信比可能不同，需计算每个间隔平均绿信比。

c23 计算间隔t的平均绿信比

用周期个数加权，间隔t有λ_1t…λ_kt，k个信号方案，每个方案的个数为n_k，则

间隔t内饱和度

S_L，S_S为左转和直行饱和流量，实测，若没有实测值建议取1500veh/h.ln，1700veh/h.ln。若max{x_Lt,x_St}>α，考虑车道设置是否合理，即后续分析时只分析max{x_Lt,x_St}>α的间隔，α为参数建议取0.5。

步骤c3的过程包括：

c31、定义导向车道与交通需求比一致性的指标为ρ

其中，y_L，y_S为左转和直行的流量比。

c32、计算现状下第t间隔的ρ_t，记为方案1

步骤c4的过程包括：

c41、若n_S<2&n_L<2，导向车道无法重新分配，导向车道设置合理。

c42、将中间直行车道改为左转车道(记为方案2)

c43、将中间左转车道改为直行车道(记为方案3)

步骤c5的过程包括：

c51、判断以上三种导向车道设置方案，哪一种更符合交通流需求。

统计一天内所有有效间隔t，分别计算ρ_t，

设初始值θ₁，θ₂，θ₃为0，其中θ₁，θ₂，θ₃为所有间隔内各导向车道设置方案为优的个数。

若

即调整车道设置后交通需求和导向车道数的匹配度提高程度小于τ，建议取20％。

θ₁＝θ₁+1，认为该间隔内导向车道设置方案合理。

若

θ₂＝θ₂+1，认为该间隔内将中间直行车道改为左转车道的导向车道设置方案更合理。

若

θ₃＝θ₃+1，认为该间隔内将中间左转车道改为直行车道的导向车道设置方案更合理。

c52、计算连续四周中第i天三种方案的比例

将p₁，p₂，p₃排序，记p_max，p_median，p_min

若p_max-p_median≥ω，该进口导向车道设置方案和p_max对应的情况一致认为导向车道设置合理，若p_max不对应p₁，则建议改变进口导向车道设置方案，其中ω为确定进口导向车道设置最优方案的阈值，建议取30％。

若第i天最优方案为方案j，则第i天该进口导向车道设置方案I(i,j)＝1,j＝1,2,3，其余为0。

步骤c6的过程包括：

c61、统计20天每天的方案，连续20天内方案j的天数为

若m>β，则认为该进口导向车道设置适合方案j。若方案j为现状方案为认为该进口导向车道设置方案合理，否则认为不合理，其中β判定进口导向车道设置方案是否更改的阈值，建议取12。

Claims (1)

1.一种交叉口进口导向车道设置合理性判别的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

c1确定进口导向车道设置情况，左转车道和直行车道的车数量分别记为n_L和n_S；

c2统计导向车道各转向小时交通量，并筛选出有效间隔；

c3定义导向车道与交通需求比一致性的指标为ρ，ρ越接近0，说明导向车道设置方案越符合实际交通需求，计算现状的ρ_t；

c4计算改变导向车道设置方案后的ρ_t，一共有两种改变方案，一是将中间直行车道变左转车道；二是将中间左转车道变直行车道；

c5计算第i天三种方案中更为合理的方案j；

c6统计20天每天的最优方案；

步骤c2的过程包括：

c21、统计连续4周内工作日中6:00-22:00期间各转向小时交通流量，得到20*16对左转和直行流量对，一天数据如下，一共有20组这样的数据；

其中Q_Lt，Q_St代表t间隔内的左转流量和直行流量；

c22筛选有效间隔，认为饱和度较小时，车道设置不会造成较大的交通问题，所以在判别导向车道设置合理性时只考虑饱和度较高的时段；因为每个间隔内的绿信比可能不同，需计算每个间隔内的平均绿信比；

c23计算平均绿信比

用周期个数加权，间隔t有λ_1t...λ_kt，k个信号方案，每个方案的个数为n_k，则

间隔t内饱和度

其中S_L，S_S为左转和直行饱和流量；若max{x_Lt，x_St}＞α，考虑进口导向车道设置是否合理，即后续分析时只分析max{x_Lt，x_St}＞α的间隔；

步骤c3的过程包括：

c31、定义进口导向车道与交通需求比一致性的指标为ρ

其中，y_L，y_S为左转和直行的流量比；

c32、计算现状下第t间隔的ρ_t，记为方案1

步骤c4的过程包括：

c41、若n_S＜2&n_L＜2，导向车道无法重新分配，原导向车道设置合理；

c42、将中间直行车道改为左转车道，记为方案2

c43、将中间左转车道改为直行车道，记为方案3

步骤c5的过程包括：

c51、判断以上三种导向车道设置方案，哪一种更符合交通流需求；

统计一天内所有有效间隔t，分别计算ρ_t，

设初始值θ₁，θ₂，θ₃为0，其中θ₁，θ₂，θ₃为所有间隔内各导向车道设置方案为优的个数；

若

即调整车道设置后交通需求和进口导向车道数的匹配度提高程度小于τ；

θ₁＝θ₁+1，认为该间隔内导向车道设置方案合理；

若

θ₂＝θ₂+1，认为该间隔内将中间直行车道改为左转车道的导向车道设置方案更合理；

若

θ₃＝θ₃+1，认为该间隔内将中间左转车道改为直行车道的导向车道设置方案更合理；

c52、计算连续四周中第i天三种方案的比例

将p₁，p₂，p₃排序，记p_max，p_median，p_min

若p_max-p_median≥ω，该进口导向车道设置方案和p_max对应的情况一致认为进口导向车道设置合理，若p_max不对应p₁，则建议改变进口导向车道设置，其中ω为确定进口导向车道设置最优方案的阈值；

若第i天最优方案为方案j，则第i天该进口导向车道设置方案为I(i，j)＝1，j＝1，2，3，其余为0；

步骤c6的过程包括：

c61、统计20天每天的方案，连续20天内方案j的天数为

若m＞β，则认为该进口导向车道设置适合方案j；若方案j为现状方案，则认为该进口导向车道设置合理，否则认为不合理，其中β为判定进口导向车道设置方案是否更改的阈值。