CN110533252A - 一种城市道路交通路口的通行方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高城市道路交通路口车辆通行效率的设计方法，此方法规定所有的路口禁止车辆左转弯，并且在干路与支路交叉路口禁止支路上的车辆直行。被禁止左转弯的车辆欲左转弯，要先直行或右转弯通过路口，然后在指定区域调头行驶，回到路口处右转弯或直行通过路口，间接实现车辆左转弯目的。而被禁止直行的车辆欲直行，要先右转弯通过路口，然后在指定区域调头行驶，回到路口处右转弯通过路口，间接实现车辆直行目的。在干路与支路交叉路口和丁字路口不用设置控制车辆的红灯绿灯交替亮起的信号灯。这种设计方法把一个路口大的冲突区域，合理地分解成若干个小的冲突区域，在总体上提高路口的通行效率，城市道路的路口畅通了，整个城市的路网也就畅通了。

Description

一种城市道路交通路口的通行方法

技术领域

本发明涉及一种城市道路交通路口车辆通行的设计方法。

背景技术

随着我国城市化进程的不断深入，城市交通问题已经成为社会普遍关注的重要民生问题，汽车保有量迅速攀升，交通拥堵已经成为了城市病，影响地方经济发展，市民的出行体验变差，幸福指数降低，人们对畅通出行、有效治堵的呼声越来越高。

架设立交桥和扩宽道路是治堵的一个方法，但对于已经建成的位于市中心的路段，受空间限制不容易实施，而且建设成本很高；单双号限行、特定时段限行、特定区域限行也是一个方法，但是这样一来道路资源供需矛盾更加突出，治标不治本。

那么，最容易实施的低成本建设方案就是对已经建成在用的道路交通资源进一步挖掘，城市拥堵都是堵在了交通路口这个地方，可以通过科学分配交通路口的时间资源和空间资源，进一步提高道路通行效率。

现在城市交通十字路口采取信号灯情况下的通行规则一般分为三种情况：第一种情况是互为成对的两个方向上的车辆使用相同绿灯起止时间，绿灯亮起允许直行和左转弯的车辆通过，绿灯常亮时间约占路口信号灯配时周期时长的一半，这样左转弯车流产生的冲突点最多，在路口左转弯的车辆与对向驶来进入路口的直行车辆形成交叉冲突，两车行驶方向的夹角为钝角，也就是两车趋于对向行驶，非常容易阻塞并演变成将整个路口堵死，从而影响路口所有车辆的通行；第二种情况是路口四个方向分别使用不同的绿灯起止时间，路口信号灯配时周期时长大约是第一种情况的二倍，绿灯亮起时只允许一个方向上的直行和左转弯的车辆通过，绿灯亮起时间约占路口信号灯配时周期时长的四分之一，在指定时刻只有一个方向的车辆直行和左转弯通行，虽然不易造成堵塞，但红灯等待时间占路口信号灯配时周期的四分之三，红灯停止时间是绿灯通行时间的三倍，造成等待红灯时间过长，车辆很容易排成长队等候通过路口，驾驶行车体验变差，路口通行效率低；第三种情况是路口互为成对方向上的直行车辆使用相同的绿灯起止时间，互为成对方向上的左转弯车辆使用相同的绿灯起止时间，路口信号灯配时周期时长大约是第一种情况的二倍，绿灯亮起只允许一对直行车辆或者一对左转弯的车辆通过，绿灯亮起时间约占路口信号灯配时周期时长的四分之一，在指定时刻只有一对方向的车辆直行或左转弯通行，虽不易造成堵塞，但红灯等待时间占路口信号灯配时周期时长的四分之三，红灯停止时间是绿灯通行时间的三倍，造成等待红灯时间过长，车辆很容易排成长队等候通过路口，驾驶行车体验变差，路口通行效率低。

采用信号灯控制的干路与支路相交的十字路口和丁字路口由于不同方向上的车流流量差别很大，绿灯亮起时只有少量车辆通行或者没有车辆通行的情况很多，浪费了宝贵的绿灯时间资源，而其他方向上的车辆只能遵守红灯停规则停车等待，导致路口的通行效率低。

发明内容

为了解决上述城市道路拥堵问题，本发明公开一种在城市道路交通路口区域，规定车辆延长行驶路程，间接实现转弯或者直行通过路口，从而提高城市交通路口通行效率的方法。

交通拥堵的主要根源之一是城市交通路口的通行效率低造成的，本发明的设计构思是把现有的交通路口低成本改造，将路口的核心冲突区域合理的疏解扩展到周边区域，优先保障路口核心区域的车流量，实现提高道路交通路口通行效率。

对现有城市交通路口的信号灯时间资源及周边空间资源重新科学分配，将路口一个大的冲突区域分解成为一个直行核心冲突区域和几个标线引导的调头转弯冲突区域，以空间换时间的方式，尽量让路口区域的车辆流动起来，从而将路口的通行能力最大限度地挖掘出来。

本发明的详细内容分为如下三个部分。

在城市道路两条干路相交的十字路口，四个方向上的车辆允许直行和右转弯通过路口，禁止左转弯通过路口，欲左转弯的车辆需要先直行通过路口，继续行驶一段路程后在指定区间调头行驶，车辆行驶回到路口处，右转弯驶离路口，通过延长车辆行驶路程间接实现左转弯。

在城市道路干路与支路相交的十字路口，信号灯不设置约束车辆的红灯和绿灯。干路上的车辆在路口允许直行和右转弯，禁止左转弯，干路上欲左转弯的车辆需要先直行通过路口，继续行驶一段路程后在指定区间调头行驶，车辆行驶回到路口处，右转弯驶离路口，通过延长车辆行驶路程间接实现左转弯。支路上的车辆在路口允许右转弯，禁止左转弯和直行通过路口，支路上欲左转弯的车辆需要在路口先右转弯进入干路，在干路继续行驶一段路程后在指定区间调头行驶，回到路口处，继续直行通过路口，通过延长车辆行驶路程间接实现左转弯。支路上欲直行的车辆需要在路口先右转弯进入干路，在干路继续行驶一段路程后在指定区间调头行驶，回到路口处，右转弯驶离路口，通过延长车辆行驶路程间接实现直行，干路车辆数量比支路车辆数量越多，提高路口通行效率就越明显。

在城市道路丁字路口，路口的信号灯不设置约束车辆的红灯和绿灯。在丁字路口的三个路段中直线形状路段上的车辆在路口允许直行和右转弯，禁止左转弯，直线形状路段上的车辆行驶到丁字路口处，当射线形状路段在车辆的左前方时，也就是射线形状路段在路口的左侧时，车辆欲左转弯，车辆需要先直行通过路口，继续行驶一段路程后在指定区间调头行驶，车辆行驶回到路口处，右转弯进入射线形状路段并驶离路口，通过延长车辆行驶路程间接实现左转弯。在丁字路口的三个路段中射线形状路段上的车辆在路口允许右转弯，禁止左转弯，射线形状路段上的车辆行驶到路口处欲左转弯，车辆需要先右转弯进入直线形状路段，继续行驶一段路程后在指定区间调头行驶，车辆行驶回到路口处，继续直行通过路口，通过延长车辆行驶路程间接实现左转弯。

附图说明

图1是本发明城市道路十字路口通行方法的示意图。

图2是本发明城市道路干路与支路交叉路口通行方法的示意图。

图3是本发明城市道路丁字路口通行方法的示意图。

具体实施方式

本发明的交通路口设计方法就是针对现有技术中城市交通路口资源利用率底，通行效率低作出的改进，下面分别对三种路口的设计作出详细说明。

图1示出了城市道路十字路口的通行方法，这里以一个具有非机动车道和人行道的双向六车道十字路口为例，车道1、车道2、车道3都禁止车辆左转弯，它们受控于信号灯5，欲左转弯的车辆在当信号灯5直行绿灯亮起时，可以通过车道1、车道2中的任意一个车道先直行通过路口，然后允许行驶在车道7、车道8、车道9中的任意一个车道上面，驾驶员可以根据车身长度和转弯半径选择合适的车道，依据直行调头混行标线10的引导，欲左转弯车辆在道路中央分界双黄线缺口区域11处调头行驶，允许进入车道14、车道15、车道16中的任意一个车道，在直行右转混行标线的引导下，欲左转弯车辆驶入车道14完成右转弯后驶离路口，至此由南向西方向左转弯车辆通过延长行驶路程的方式间接实现了左转弯通过路口。

同理，车道14、车道15、车道16都禁止车辆左转弯，它们受控于信号灯18，欲左转弯的车辆在当信号灯18直行绿灯亮起时，可以通过车道15、车道16中的任意一个车道先直行通过路口，然后允许行驶在车道22、车道23、车道24中的任意一个车道上面，驾驶员可以根据车身长度和转弯半径选择合适的车道，依据直行调头混行标线20的引导，欲左转弯车辆在道路中央分界双黄线缺口区域21处调头行驶，允许进入车道1、车道2、车道3中的任意一个车道，在直行右转混行标线的引导下，欲左转弯车辆驶入车道3完成右转弯后驶离路口，至此由北向东方向左转弯车辆通过延长行驶路程的方式间接实现了左转弯通过路口。

图1中信号灯5和信号灯18使用的相同的红绿灯起止时间，而且绿灯亮起时间和红灯亮起时间相等，绿灯亮起时间约占信号灯配时周期时长的一半，欲左转弯车辆直行通过路口调头之后，行驶路段上的原来车辆刚好也是绿灯控制，已经同步行驶通过路口了，这样刚调头的车辆转弯行驶，只与少量即将进入路口的车辆汇合，而即将进入路口的车辆本来就应当减速行驶，正好与转弯车辆汇合的要求相符，右转弯车辆行驶方向与新进入路口的直行车辆行驶方向的夹角为锐角，也就是两车趋于同向行驶，不容易阻塞路口，即使造成短时阻塞，也仅限于阻塞本路段，不影响十字路口核心区域的车辆通行。

在此路口东西两个方向上欲左转弯车辆的通行方法同上，即东西两个方向上欲左转弯车辆的通行方法与南北两个方向上欲左转弯车辆的通行方法是相同的。

作为上述道路交通十字路口通行方法的一个改进，为了进一步增加路口通行流量，可以在路口区域将非机动车道4、非机动车道13定义为机动车非机动车混用车道，欲左转弯车辆在确保安全的情况下允许行驶在车道4、车道13上通过路口，完成转弯之后车辆要恢复行驶到机动车车道上。在机动车非机动车混用车道上行驶的机动车和非机动车行驶规则适用于机动车非机动车混用车道相关法律法规，是否设置机动车非机动车混用车道要根据交通十字路口的拥堵程度，非机动车的流量，当地驾驶员服从交通法规的程度，以及交通十字路口的路面条件灵活确定。

为了确保在道路交通路口的车辆安全有序行驶采取如下措施，一是设置减速慢行的交通标志6、12、19、25，提醒直行车辆、调头车辆、右转弯车辆减速慢行安全驾驶；二是设置黄色网状标线17、26禁止临时停车，保障调头车辆和直行车辆的通行；三是在车辆转弯和变更车道的区域均使用白色虚线划分各车道，方便驾驶员灵活选择车道。

通过上述设计，实现了将十字路口一个大的冲突区域分解成为一个信号灯控制的东西方向与南北方向交替直行的核心冲突区域和四个交通标线引导的调头转弯冲突区域，虽然占用了一些路面做调头转弯区域，延长了左转弯车辆的行驶距离，但核心十字路口只交换直行车辆，而且绿灯亮起时长与红灯亮起时长相等，大大提高了车辆的通行效率，同时通过路口的行人只与右转弯的车辆相遇，也增加了行人的安全。

从道路资源公平角度来看，普通路口通行方法等待红灯时长是本发明路口通行方法的数倍，所以左转弯车辆在普通路口停车等红灯的怠速油耗与在本发明路口调头多行驶一段距离的油耗相差不大；另外由于等待红灯时间变短，驾驶员焦虑情绪大大缓解，总的来说对左转弯车辆影响不大相对公平，广大驾驶员朋友慢慢会接受这种高效的交通路口通行方法。

从车辆起停过程对交通路口的影响看，本发明公开的交通路口通行方法，提高了单位时间内通过路口的车辆数量，也就是减少了车辆在路口停车的几率，即减少了总的车辆起停的次数，结合Wiedemann的心理-生理类驾驶行为模型，车辆起动通过路口时，车辆从速度零加速到正常行驶速度，后面的车辆要在前面的车辆行驶前进一段距离达到安全距离后才能起动行驶，这是最耗时的一个过程，而接近路口停车时车辆从正常行驶速度减速到零，车辆与辆车的间距从安全行驶间距缩短到安全停车间距，也是最耗时的一个过程，宝贵的绿灯时间被车辆的起动和停止过程占用了，本发明让更多的车辆流动起来，减少总的车辆起停次数提高交通路口的通行效率。

图2示出了城市道路干路与支路相交的十字路口的通行方法，这里以一个南北方向具有非机动车道和人行道的双向六车道与东西方向具有非机动车道和人行道的双向四车道相交的十字路口为例，此交通路口的信号灯不设置约束车辆的红灯和绿灯。车道1、车道2、车道3都禁止车辆左转弯，欲左转弯的车辆先通过车道1、车道2、车道3中的任意一个车道直行驶过路口允许行驶在车道7、车道8、车道9上面，驾驶员可以根据车身长度和转弯半径选择合适的车道，欲左转弯车辆依据直行调头混行标线10的引导在道路中央分界双黄线缺口区域11处调头行驶，允许进入车道13、车道14、车道15中的任意一个车道，在直行右转混行标线17的引导下车辆驶入车道13、车道14中的任意一个车道，在完成右转弯后车辆驶离路口，至此由南向西方向欲左转弯车辆通过延长行驶路程的方式间接实现了左转弯通过路口。

干路上自北向南行驶到此路口欲左转弯的车辆通行方法同上，即交通路口干路上南北两个方向上欲左转弯车辆的通行方法是相同的。

在图2所示的支路当中，车道18和车道19禁止车辆直行和左转弯，欲直行和欲左转弯的车辆要先右转弯行驶进入车道20、车道21、车道22中的任意一个车道，驾驶员可以根据车身长度和转弯半径选择合适的车道，依据直行调头混行标线24的引导，车辆在道路中央分界双黄线缺口区域25处调头行驶，车辆行驶进入车道1、车道2、车道3中的任意一个车道，此时欲直行的车辆右转弯进入车道4、车道5中的任意一个车道，此至欲直行的车辆通过延长行驶路程的方式间接实现了直行通过路口，而欲左转弯的车辆从车道1、车道2、车道3中的任意一个车道直行通过路口，进入车道7、车道8、车道9中的任意一个车道，此至欲左转弯的车辆通过延长行驶路程的方式间接实现了左转弯通过路口。

在图2所示的支路当中，自东向西行驶到路口欲直行和欲左转弯车辆的通行方法同上，即交通路口支路上东西两个方向上欲直行和欲左转弯车辆的通行方法是相同的。

在图2所示的交通路口中不设置约束车辆的红灯和绿灯，行人横过马路可以采用斑马线上车辆礼让行人的通行方式，也可以采用行人手动控制信号灯的通行方式。

在图2所示的交通路口中，为了确保在交通路口车辆安全有序行驶采取如下措施，一是设置减速慢行的交通标志6、12、23、26，提醒直行车辆、调头车辆、右转弯车辆减速慢行安全驾驶；二是设置黄色网状标线16、27禁止临时停车，保障调头车辆和直行车辆的通行；三是在车辆转弯和变更车道的区域均使用白色虚线划分各车道，方便驾驶员灵活选择车道。

图3示出了在城市道路丁字路口的通行方法，路口的信号灯不设置约束车辆的红灯和绿灯。车道1、车道2、车道3都禁止车辆左转弯，欲左转弯的车辆先通过车道1、车道2、车道3中的任意一个车道直行驶过路口，然后允许行驶在车道5、车道6、车道7任意一个车道上面，驾驶员可以根据车身长度和转弯半径选择合适的车道，依据直行调头混行标线8的引导，车辆在道路中央分界双黄线缺口区域9处调头行驶，允许进入车道11、车道12、车道13中的任意一个车道，车辆在直行右转混行标线15的引导下可以驶入车道11、车道12中的任意一个车道，接下来车辆完成右转弯后驶离路口，至此由南向西方向欲左转弯车辆通过延长行驶路程的方式间接实现了左转弯通过路口。

在图3所示的城市道路丁字路口当中，车道16和车道17中的车辆禁止左转弯，欲左转弯的车辆要先右转弯行驶进入车道18、车道19、车道20中的任意一个车道，驾驶员可以根据车身长度和转弯半径选择合适的车道，依据直行调头混行标线22的引导，车辆在道路中央分界双黄线缺口区域23处调头行驶进入车道1、车道2、车道3中的任意一个车道直行通过路口，然后进入车道5、车道6、车道7中的任意一个车道，此至欲左转弯的车辆通过延长行驶路程的方式间接实现了左转弯通过路口。

在图3所示的交通路口中不设置约束车辆的红灯和绿灯，行人过马路可以采用斑马线上车辆礼让行人的通行方式，也可以采用行人手动控制信号灯的通行方式。

在图3所示的城市道路丁字路口中，为了确保在交通路口车辆安全有序行驶采取如下措施，一是设置减速慢行的交通标志4、10、21、24，提醒直行车辆、调头车辆、右转弯车辆减速慢行安全驾驶；二是设置黄色网状标线14、25，禁止临时停车，保障调头车辆和直行车辆的通行；三是在车辆转弯和变更车道的区域均使用白色虚线划分各车道，方便驾驶员灵活选择车道。

为了证明本发明提高城市道路交通路口通行效率的有效性，下面通过PTV vissim8.00-12 软件进行模拟仿真，以表1所示的三个路口为例。

表1

仿真实验统一确定使用参数：仿真时间600秒，每条静态车辆路径相对车流左转、直行、右转分别为0.5、1、0.5，车辆构成的相对车流小汽车、公共汽车、货车分别为9.4、0.3、0.2，每个路段车辆输入流量1500，车道宽度3.5米，调头区域距离路口中心点100米，评估节点为边长350米的正方形，而且评估节点将所有的调头区域和路口中心包含在内部，在调头转弯区域的冲突区域设置为未明确的状态，每条道路分别使用16、92、1834做为随机种子仿真，然后节点数据取平均值，其他参数均为系统默认，忽略非机动车和行人因素，经过仿真得出的评估节点通过车辆数据如表2。

表2

从仿真数据表2得出理论上本发明道路交通路口通行方法比普通道路交通路口通行方法提高效率10.1%至20.3%之间，虽然这个数据不含非机动车和行人的因素，但是这个因素对仿真结果影响很小，因此可以得出本发明能够提高道路交通路口通行效率的结论。

Claims (6)

1.一种城市道路十字路口的通行方法，该方法规定在城市道路十字路口的四个方向，允许车辆直行和右转弯，禁止车辆左转弯，欲左转弯的车辆需要先直行通过路口继续行驶一段路程，然后在指定区间调头行驶，车辆行驶回到路口处，右转弯驶离路口，通过延长车辆行驶路程间接实现左转弯，其特征在于城市道路十字路口四个方向上都禁止车辆左转弯，设置专门的车辆调头转弯区域。

2.一种城市道路干路与支路交叉路口的通行方法，该路口信号灯不设置约束车辆的红灯和绿灯，规定主路上的车辆在路口允许直行和右转弯，禁止左转弯，主路上欲左转弯的车辆需要先直行通过路口，继续行驶一段路程后在指定区间调头行驶，车辆行驶回到路口处，右转弯驶离路口，通过延长车辆行驶路程间接实现左转弯，其特征在于路口不设置约束车辆的红灯和绿灯，禁止主路上的车辆左转弯，设置专门的车辆调头转弯区域。

3.根据权利要求2所述的路口，规定支路上的车辆在路口允许右转弯，禁止直行和左转弯，支路上欲左转弯的车辆需要在路口先右转弯进入主路，然后在主路继续行驶一段路程后在指定区间调头行驶，回到路口处，直行通过路口并驶离路口，通过延长车辆行驶路程间接实现左转弯，其特征在于禁止支路上的车辆左转弯，路口不设置约束车辆的红灯和绿灯，设置专门的车辆调头转弯区域。

4.根据权利要求2所述的路口，规定支路上的车辆在路口允许右转弯，禁止直行和左转弯，支路上欲直行的车辆需要在路口先右转弯进入主路，在主路继续行驶一段路程后在指定区间调头行驶，回到路口处，然后右转弯驶离路口，通过延长车辆行驶路程间接实现直行，其特征在于禁止支路上的车辆直行，路口不设置约束车辆的红灯和绿灯，设置专门的车辆调头转弯区域。

5.一种城市道路丁字路口的通行方法，该路口的信号灯不设置约束车辆的红灯和绿灯，规定直线道路上的车辆在路口口允许直行和右转弯，禁止左转弯，直线道路上的车辆欲左转弯需要先直行通过路口，继续行驶一段路程后在指定区间调头行驶，车辆行驶回到路口处，右转弯驶离路口，通过延长车辆行驶路程间接实现左转弯，其特征在于禁止直线道路上的车辆左转弯，路口不设置约束车辆的红灯和绿灯，设置专门的车辆调头转弯区域。

6.根据权利要求5所述的路口，规定射线道路的车辆在路口允许右转弯，禁止左转弯，射线道路上的车辆在路口欲左转弯需要先右转弯，继续行驶一段路程后在指定区间调头行驶，车辆行驶回到路口处，然后直行通过路口，通过延长车辆行驶路程间接实现左转弯，其特征在于禁止射线道路上的车辆左转弯，路口不设置约束车辆的红灯和绿灯，设置专门的车辆调头转弯区域。