CN109215345B - 一种消除交叉口困境区的停车线位置确定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种消除交叉口困境区的停车线位置确定方法，其步骤为首先通过人工计数法采集交通数据，然后先保证在交叉口绿灯间隔时间内，能够有效地清空交叉口内的车辆，从而确定上游停车线到交叉口的距离的第一个最小位置，接着确保能够消除困惑区，从而确定第二个最小位置，最后为充分使用交叉口的土地面积，在该可行的取值范围内取最小值，以提高交叉口的图例利用效率，提高通行能力，本方法可以防止驾驶员在交叉口绿灯间隔时间内产生进退两难的困惑心理，降低了交叉口内车辆的违章率，减少交叉口的冲突，保障行车安全。

Description

一种消除交叉口困境区的停车线位置确定方法

技术领域

本发明涉及交通技术领域，具体为一种消除交叉口困境区的停车线位置确定方法。

背景技术

近年来,我国汽车保有量快速增长,道路交通安全问题日益突出,社会普遍对交通安全愈发重视。车辆、人口较为集中的城区路网是交通事故的频发区,而城市道路平面交叉口作为城市道路网中的重要区段,交通流复杂,冲突点密集,容易引发各类交通事故,平面交叉口的安全水平直接关系到整个城市道路网的安全性能和通行效率。城市平面交叉口内的交通事故大多发生在绿灯通行结束后的绿灯间隔期间,特别是在黄灯时间内，驾驶员伴随着是否能顺利通过交叉口的心理，在交叉口困境区处于进退两难，因此提高交叉口内黄灯期间的交通安全水平显得尤为重要。

国内外相关研究主要对黄灯期间驾驶员行为特性分析和黄灯模型的建立与优化，虽在一定程度上针对不同交叉口提出了新的黄灯理论模型并消除了困境区的困扰，但未曾有针对困境区问题提出施划停车线来消除困境区的相关研究。

因此，为了减少交叉口交通冲突及交通事故发生的概率，需要针对困境区进行调整，通过合理的改变停车线距离交叉口的位置尽可能的减少处于困境区的车辆数，可降低交叉口冲突，从而提高交叉口整体交通安全水平。

发明内容

本发明的目的在于提供一种消除交叉口困境区的停车线位置确定方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括以下步骤：

第一步.交通调查，采集交通数据，采集正常运行车辆进入交叉口的车速v₀、冲突方向道路的宽度值w、从最近冲突车道近端边缘到最远端冲突车道近端边缘的距离M、从最近冲突车道近端边缘到对向行人过街横道近端边缘的冲突距离q；

第二步.确定所要求的停车线到交叉口的最大距离：根据下式计算上游停车线到交叉口的距离d，

第三步.计算清空时间：清空时间是为在绿灯时间结束时已经进入交叉口、但又无法完全驶离交叉口的车辆能够在下一信号启动前清空所提供的时间补偿，所述清空时间包括黄灯时间和全红信号灯亮起的时间，清空时间的计算公式：

式中，max函数表示最大的元素，即取二者的最大值；

第四步.计算上游停车线到交叉口的距离d的公式，将上式(1)与上式(2)联立可得：

取上式中车辆进入交叉口的车速比值

为1，另外对于非渠化岛交叉口常有w+l＜max(M+l,q)，而采用右转渠化岛后的交叉口常有w+l＞max(M+l,q)，故需对式(3)中的距离差值取绝对值，得：

第五步.确定停车线到交叉口的最小距离：停车线到交叉口的距离大于等于最小安全制动距离，即有：

第六步.取上游停车线到交叉口的距离d值为满足上式(4)、(5)的最小值，则有：

其中：d为上游停车线到交叉口的距离，单位为米；v₀为车辆进入交叉口的车速，单位为千米/小时；v₁是车辆进入交叉口的15％位车速，单位为千米/小时；t_c是交叉口清空时间，单位是秒；w为冲突方向道路的宽度值，单位是米；l是车辆自身的长度，单位为米；M为从最近冲突车道近端边缘到最远端冲突车道近端边缘的距离，单位是米；q为从最近冲突车道近端边缘到对向行人过街横道近端边缘的冲突距离，单位为米；x为最小安全制动距离，单位是米；t₁为驾驶员反应时间，单位为秒；t₂'是驾驶员踏下踏板的时间，单位为秒；t₂”是制动器制动时间，单位为秒；

为路面附着系数；g为该地区的重力加速度，单位为米/秒的平方。

优选的，所述车辆进入交叉口的车速v₀等于车辆进入交叉口的85％位车速，车辆进入交叉口的85％位车速是指在被记录的所有车辆中，有85％的车辆行驶速度在此速度以下，只有15％的车辆行驶速度高于此值。

优选的，所述车辆进入交叉口的15％位车速v₁是指在被记录的所有车辆中，有85％的车辆行驶速度在此速度以上，只有15％的车辆行驶速度低于此值。

优选的，交叉口上游的85％位车速和15％位车速的采集方法为：在交叉口进口道处测量正常行驶的车辆的地点车速，绘制车速累计频率分布曲线图，累计频率为85％对应的车速即为85％位车速，累计频率为15％对应的车速即为15％位车速。

优选的，所述采集冲突方向道路的宽度值w、从最近冲突车道近端边缘到最远端冲突车道近端边缘的距离M、从最近冲突车道近端边缘到对向行人过街横道近端边缘的冲突距离q的方法是使用钢尺进行量距，往返测量两次，取均值。

优选的，所述第一步交通调查采集正常运行车辆进入交叉口的车速的车辆不得少于150组。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明可以消除交叉口困境区，使得驾驶员避免产生黄灯时间内是否能顺利通过交叉口的心理，从而减少交叉口交通事故发生的概率，增强了绿灯间隔期间车辆通行的安全性；

2.本发明可以精确定位交叉口停车线的位置，为城市道路交叉口交通标线设计与施划提供精确具体的数值；

3.本发明在节约交叉口的土地使用的基础上，能够保证在有效绿灯间隔期间内充分清除交叉口能的车辆，有效的减少交叉口的交通冲突。

附图说明

图1为各交通数据调查点示意图；

图2设有右转专用车道的交叉口各参数的位置标识示意图；

图3设有直行右转车道的交叉口各参数的位置标识示意图；

图4设有提前右转车道的交叉口各参数的位置示意图；

图5为运行车速累计频率分布曲线图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，本发明提供的一种实施例：一种消除交叉口困境区停车线位置的确定方法，第一步交通调查，采集交通数据，采集正常运行车辆进入交叉口的车速、对向车道的宽度值、从对向车道近端边缘到远端冲突车道的距离、从对向车道近端边缘到对向行人过街横道的冲突距离，各参数见图2，在交叉口车速低，驾驶员注意力高度集中，知觉反应时间取符合条件的最小值，驾驶员的反应时间推荐值0.4秒，驾驶员踏下踏板的时间推荐值0.3秒，制动器紧急制动时间推荐值1秒。

第二步确定停车线位置距离交叉口的最大位置：保证在清空时间内，该交叉口能够有效地清空车辆，即要求保证在黄灯亮起时的最后一辆压过停车线的车辆能够跟随车流驶离交叉口，默认在交叉口内车流匀速行驶，即有

提取上游停车线到交叉口的距离d，有：

第三步计算清空时间，清空时间的主要作用是使得车辆在绿灯时间结束时已经进入交叉口，但是却无法完全驶离交叉口的车辆提供时间补偿，方便在下一信号启动前清空交叉口内的所有车辆，清空时间的计算公式：

第四步计算上游停车线位置到交叉口的距离d的公式，与第三步联立可得：

取上式中车辆进入交叉口的车速比值

为1。另外对于一般非渠化交叉口见图2-1有w+l＜max(M+l,q)，而采用右转渠化后的交叉口图2-3有w+l＞max(M+l,q)，故对该式子中的距离差值取绝对值，得：

第五步确定停车线位置距离交叉口的最小位置：为消除交叉口困境区，即要求确保停车线位置距离交叉口的位置大于等于最小安全制动距离，即有：

第六步为充分使用交叉口的土地面积，取d值为满足上式的最小值，则有：

在本实施例1中，以淮安市承德南路与枚乘东路交叉口为例，该交叉口南北方向承德路为双向五车道，其中右转车道为偏置直行右转车道，东西方向枚乘路为双向四车道，其中左转、右转车道为偏置车道，承德路消除交叉口困境区的停车线位置的确定步骤为：

1、交通调查，采集必要的交通数据：在交叉口进口道前的运行车速调查点出测量该位置处不受排队车辆等其他因素影响的正常运行车辆的地点车速，并记录。在几何尺寸测量点处，测得对向车道的宽度值w＝32.958米、从对向车道近端边缘到远端冲突车道的距离M＝21.162米、从对向车道近端边缘到对向行人过街横道的冲突距离q＝40.178米，并观察交叉口内路面情况，确认路面附着系数

2、将记录的车辆地点车速进行数理统计分析，绘制地点车速累计频率分布曲线图，如图5所示，经分析，85％分位车速为31千米每小时，15％分位车速为18千米每小时，即v₀＝31千米/小时，v₁＝18千米/小时。

3、将数据带入所得到的上游停车线到交叉口的距离d的最终公式得d＝14.736≈15米，即停车线位于距交叉口15米处。

在本实施例2，以淮安市承德南路与明远路交叉口为例，该交叉口设有渠化岛，南北方向承德路为双向五车道，其中右转车辆提前右转，不占用进口道，进口道两个直行车道，一个左转专用，东西方向枚乘路为双向六车道，其中右转车辆提前右转，但是仍然占用进口道，进口道利用率低，进口道两个直行车道，一个左转专用。承德路消除交叉口困境区的停车线位置的确定步骤为：

1、交通调查，采集必要的交通数据：在交叉口进口道前的运行车速调查点出测量该位置处不受排队车辆等其他因素影响的正常运行车辆的地点车速，并记录。在几何尺寸测量点处，测得对向车道的宽度值w＝22.401米、从对向车道近端边缘到远端冲突车道的距离M＝18.692米、从对向车道近端边缘到对向行人过街横道的冲突距离q＝23.398米，并观察交叉口内路面情况，确认路面附着系数

2、将记录的车辆地点车速进行数理统计分析，绘制地点车速累计频率分布曲线图，如图5所示，经分析，85％分位车速为28千米每小时，15％分位车速为17千米每小时，即v₀＝28千米/小时，v₁＝17千米/小时。

3、将数据带入所得到的上游停车线到交叉口的距离d的最终公式得d＝12.865≈13米，即停车线位于距交叉口13米处。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (6)

1.一种消除交叉口困境区的停车线位置确定方法，其特征在于,包括以下步骤：

第一步.交通调查，采集交通数据，采集正常运行车辆进入交叉口的车速v₀、冲突方向道路的宽度值w、从最近冲突车道近端边缘到最远端冲突车道近端边缘的距离M、从最近冲突车道近端边缘到对向行人过街横道近端边缘的冲突距离q；

第二步.确定所要求的停车线到交叉口的最大距离：根据下式计算上游停车线到交叉口的距离d，

第三步.计算清空时间：清空时间是为在绿灯时间结束时已经进入交叉口、但又无法完全驶离交叉口的车辆能够在下一信号启动前清空所提供的时间补偿，所述清空时间包括黄灯时间和全红信号灯亮起的时间，清空时间的计算公式：

式中，max函数表示最大的元素，即取二者的最大值；

第四步.计算上游停车线到交叉口的距离d的公式，将上式(1)与上式(2)联立可得：

取上式中车辆进入交叉口的车速比值

为1，另外对于非渠化岛交叉口常有w+l＜max(M+l,q)，而采用右转渠化岛后的交叉口常有w+l＞max(M+l,q)，故需对式(3)中的距离差值取绝对值，得：

第五步.确定停车线到交叉口的最小距离：停车线到交叉口的距离大于等于最小安全制动距离，即有：

第六步.取上游停车线到交叉口的距离d值为满足上式(4)、(5)的最小值，则有：

其中：d为上游停车线到交叉口的距离，单位为米；v₀为车辆进入交叉口的车速，单位为千米/小时；v₁是车辆进入交叉口的15％位车速，单位为千米/小时；t_c是交叉口清空时间，单位是秒；w为冲突方向道路的宽度值，单位是米；l是车辆自身的长度，单位为米；M为从最近冲突车道近端边缘到最远端冲突车道近端边缘的距离，单位是米；q为从最近冲突车道近端边缘到对向行人过街横道近端边缘的冲突距离，单位为米；x为最小安全制动距离，单位是米；t₁为驾驶员反应时间，单位为秒；t₂'是驾驶员踏下踏板的时间，单位为秒；t₂”是制动器制动时间，单位为秒；

为路面附着系数；g为该地区的重力加速度，单位为米/秒的平方。

2.根据权利要求1所述的一种消除交叉口困境区的停车线位置确定方法，其特征在于：所述车辆进入交叉口的车速v₀等于车辆进入交叉口的85％位车速，车辆进入交叉口的85％位车速是指在被记录的所有车辆中，有85％的车辆行驶速度在此速度以下，只有15％的车辆行驶速度高于此值。

3.根据权利要求1所述的一种消除交叉口困境区的停车线位置确定方法，其特征在于：

所述车辆进入交叉口的15％位车速v₁是指在被记录的所有车辆中，有85％的车辆行驶速度在此速度以上，只有15％的车辆行驶速度低于此值。

4.根据权利要求2所述的一种消除交叉口困境区的停车线位置确定方法，其特征在于：交叉口上游的85％位车速和15％位车速的采集方法为：在交叉口进口道处测量正常行驶的车辆的地点车速，绘制车速累计频率分布曲线图，累计频率为85％对应的车速即为85％位车速，累计频率为15％对应的车速即为15％位车速。

5.根据权利要求1所述的一种消除交叉口困境区的停车线位置确定方法，其特征在于：所述采集冲突方向道路的宽度值w、从最近冲突车道近端边缘到最远端冲突车道近端边缘的距离M、从最近冲突车道近端边缘到对向行人过街横道近端边缘的冲突距离q的方法是使用钢尺进行量距，往返测量两次，取均值。

6.根据权利要求1所述的一种消除交叉口困境区的停车线位置确定方法，其特征在于：所述第一步交通调查采集正常运行车辆进入交叉口的车速的车辆不得少于150组。

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