CN110838237A - 一种禁左十字交叉口左转公交车通行控制方法 - Google Patents

Abstract

一种禁左十字交叉口左转公交车通行控制方法，本发明涉及左转公交车通行控制方法。本发明的目的是为了解决现有左转公交车通行控制方法经济成本较高、方案不合理、通行效率低的问题。过程为：一：建立禁止左转十字交叉口的车道渠化方案；二：设计禁止左转十字交叉口的相位方案；三：计算禁止左转十字交叉口的相位绿灯间隔时间；四：计算禁止左转十字交叉口的最佳周期时长；具体过程为：四一：计算交叉口初始周期时长；四二：确定交叉口的最小周期时长和最大周期时长；四三：确定交叉口的最佳周期时长；五：计算禁止左转十字交叉口的各个相位绿灯时间；六：生成左转公交车通行控制方案的适用条件。本发明用于城市交通管理技术领域。

Description

一种禁左十字交叉口左转公交车通行控制方法

技术领域

本发明属于城市交通管理技术领域，具体涉及左转公交车通行控制方法。

背景技术

十字信号交叉口是城市道路交通网络中的重要节点，其运行状态对区域路网甚至整个城市路网的交通流运行都具有显著影响。当十字交叉口的交通流量较大时，如果仍然设置左转专用信号相位，将会导致交叉口通行能力的下降，进而发生交通拥堵。一种最常见的提高交叉口通行能力的措施就是禁止左转，它可以减少交叉口的相位数，增加直行机动车利用的车道数以及相位绿灯时间，对于缓解交叉口拥堵具有重要意义。

禁止左转后，原本在十字交叉口左转的机动车需要在附近路网绕行才能完成出行，比如先直行、前方路段掉头、直行返回交叉口，再右转通过交叉口，或者先右转、前方路段掉头，再直行通过交叉口。左转小汽车由于体积小、掉头半径小，容易在附近路网完成绕行。然而左转的公交车体积和掉头半径均较大，且需要在固定线路上运行，一般很难在附近路网找到合适的绕行路径。即使存在合适的绕行路径，也可能会严重偏离于设定的公交线路。因此，禁止左转交叉口的左转公交车如何通行就成为一个亟待解决的现实问题。

钩形转弯是一种面向禁左交叉口的左转公交车通行方法，它不需要设置左转专用相位，能够保证公交车在本交叉口完成左转。目前基于钩形转弯的禁左交叉口左转公交车通行控制方法主要分为两类：(1)自适应信号控制法，即在交叉口布设交通流量检测器，考虑公交车的到达以及各车道排队，建立自适应交通信号控制流程。这种方法需要布设大量检测器，经济成本较高，而且在交通较为拥堵的情况下，自适应信号控制的效果一般。(2)工程经验法，由交通管理部门在实际交叉口根据经验设置公交车的通行控制方案，这种方法比较粗略，无法全面考虑交叉口的渠化设计以及信号控制方案的需要，导致交通流运行效率较低。

定时交通信号控制是目前应用最为普遍的一种交通控制方式，它根据交通调查得到的交叉口交通流量计算信号配时方案，无需在交叉口布设检测器，降低了工程应用成本，且在高峰期可以达到与自适应交通信号控制方式相同的控制效果。然而目前还缺乏定时交通信号控制下的禁左交叉口左转公交车通行控制方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有左转公交车通行控制方法经济成本较高、方案不合理、通行效率低的问题，而提出一种禁左十字交叉口左转公交车通行控制方法。

一种禁左十字交叉口左转公交车通行控制方法具体过程为：

步骤一：建立禁止左转十字交叉口的车道渠化方案；

步骤二：基于步骤一设计禁止左转十字交叉口的相位方案；

步骤三：基于步骤二计算禁止左转十字交叉口的相位绿灯间隔时间；

步骤四：基于步骤三计算禁止左转十字交叉口的最佳周期时长；具体过程为：

步骤四一：计算交叉口初始周期时长C₀，单位为s；

步骤四二：确定交叉口的最小周期时长C_min和最大周期时长C_max，单位为s；

步骤四三：确定交叉口的最佳周期时长C，单位为s；

步骤五：计算禁止左转十字交叉口的各个相位绿灯时间；

步骤六：生成左转公交车通行控制方案的适用条件。

本发明的有益效果为：

本发明采用建立禁止左转十字交叉口的车道渠化方案；设计禁止左转十字交叉口的相位方案；计算禁止左转十字交叉口的相位绿灯间隔时间；计算禁止左转十字交叉口的最佳周期时长；计算禁止左转十字交叉口的各个相位绿灯时间；生成左转公交车通行控制方案的适用条件；将定时交通信号控制方式应用于禁止左转的钩形转弯交叉口，建立交叉口交通组织与信号控制方案设计方法，不仅可以实现左转公交车的正常通行、避免公交车的绕行，还可以提高交通流运行效率、节约经济成本。解决现有左转公交车通行控制方法经济成本较高、方案不合理、通行效率低的问题。

附图说明

图1为本发明十字交叉口一条道路禁止左转情况下的车道渠化方案一示意图；

图2为本发明十字交叉口两条道路均禁止左转情况下的车道渠化方案二示意图；

图3为本发明相位方案一示意图；

图4为本发明相位方案二示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式一种禁左十字交叉口左转公交车通行控制方法具体过程为：

步骤一：建立禁止左转十字交叉口的车道渠化方案；

步骤二：基于步骤一设计禁止左转十字交叉口的相位方案；

步骤三：基于步骤二计算禁止左转十字交叉口的相位绿灯间隔时间；

步骤四：基于步骤三计算禁止左转十字交叉口的最佳周期时长；具体过程为：

步骤四一：计算交叉口初始周期时长C₀，单位为s；

步骤四二：确定交叉口的最小周期时长C_min和最大周期时长C_max，单位为s；

步骤四三：确定交叉口的最佳周期时长C，单位为s；

步骤五：计算禁止左转十字交叉口的各个相位绿灯时间；

步骤六：生成左转公交车通行控制方案的适用条件。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是，所述步骤一中建立禁止左转十字交叉口的车道渠化方案；具体过程为：

车道渠化方案一：十字交叉口一条道路禁止左转情况下的车道渠化方案如图1所示；

车道渠化方案二：十字交叉口两条道路均禁止左转情况下的车道渠化方案如图2所示；

待行区设置在交叉口内部，沿着机动车的行进方向向右侧偏移，当公交车在待行区内停车时，不得阻碍后续直行车的通行；待行区的停车线距相交道路远端方向的边线为3.5米；待行区的宽度为3.3米。

其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是，所述步骤二中基于步骤一设计禁止左转十字交叉口的相位方案；具体过程为：

步骤一中的车道渠化方案一，其相位方案如图3所示，设置相位1、相位2、相位3和相位4；

南北进口的左转公交车进入所在进口的最右侧车道(车道3和车道7)；

当相位1显示绿灯时，南北直行和右转机动车通行，同时左转公交车越过停车线，进入待行区一和待行区二内停车等待；

当相位2显示绿灯时，待行区一和待行区二的公交车完成左转；

当相位3显示绿灯时，东西直行和右转机动车通行；

当相位4显示绿灯时，东西左转机动车通行；

步骤一中的车道渠化方案二，其相位方案如图4所示，设置相位1、相位2、相位3和相位4；

各个进口的左转公交车进入所在进口的最右侧车道(车道3、4、7、12)；

当相位1显示绿灯时，南北直行和右转机动车通行，同时南北方向的左转公交车先越过停车线，进入待行区一和待行区二内停车等待；

当相位2显示绿灯时，待行区一和待行区二的公交车完成左转；

当相位3显示绿灯时，东西直行和右转机动车通行，同时东西方向的左转公交车越过停车线，进入待行区三和待行区四内停车等待；

当相位4显示绿灯时，待行区三和待行区四的公交车完成左转。

其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是，所述步骤三中基于步骤二计算禁止左转十字交叉口的相位绿灯间隔时间；具体过程为：

相位n绿灯间隔时间I_n根据公式(1)计算：

式中：

为相位n机动车道停车线与机动车前进方向右侧待行区停车线之间的距离，单位为m；

为机动车的平均车速，单位为m/s；以图3中的相位1为例，

为车道3停车线与待行区二停车线的距离；

根据实际调查得到，无调查值时建议取值6.0m/s。λ_n为中间变量；

当相位n控制待行区内的左转公交车(如图4中的相位2和相位4)时，λ_n＝1；

当相位n控制左转的普通社会车辆(如图3中的相位4)时，λ_n＝2；

当相位n控制直行和右转的机动车时，如果其下一个相位不控制待行区内的左转公交车，则λ_n＝3；如果其下一个相位控制待行区内的左转公交车，则λ_n＝4。

其它步骤及参数与具体实施方式一至三之一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是，所述步骤四一中计算交叉口初始周期时长C₀，单位为s；表达式为：

式中：I_n为交叉口相位n的绿灯间隔时间，s；N为交叉口的相位数；q_n为相位n所控制的各条车道交通流量的最大值，辆/h；S_n为相位n所控制的机动车流量最大的车道的饱和流率，辆/h。

q_n通过实际交通调查得到。如果相位n所控制的机动车流量最大的车道为直行车道，S_n等于1800辆/h；否则S_n等于1400辆/h；

其它步骤及参数与具体实施方式一至四之一相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是，所述步骤四二中确定交叉口的最小周期时长C_min和最大周期时长C_max，单位为s；表达式为：

式中：δ_n为中间变量，当相位n控制待行区内的左转公交车时，δ_n＝1，否则δ_n＝0。比如对于相位方案二中的相位1和相位2，分别取δ₁＝0、δ₂＝1。

其它步骤及参数与具体实施方式一至五之一相同。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是，所述步骤四三中确定交叉口的最佳周期时长C，单位为s；表达式为：

其它步骤及参数与具体实施方式一至六之一相同。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是，所述步骤五中计算禁止左转十字交叉口的各个相位绿灯时间；具体过程为：

步骤五一：给相位n赋予初始绿灯时间；具体过程为：

相位n的初始绿灯时间

等于0，即

步骤五二：计算控制待行区内左转公交车的相位的绿灯时间；具体过程为：

如果相位n控制待行区内的左转公交车，则δ_n＝1；

该相位的绿灯时间g_n计算方法如公式(6)所示：

式中：L_n为相位n控制的待行区的长度，单位为m；如果相位n控制多个待行区，则L_n为各个待行区长度中的最大值，多个为大于等于2个；为左转公交车的长度，单位为m；

更新相位n(δ_n＝1)的初始绿灯时间：

步骤五三：计算不控制待行区内左转公交车的相位的绿灯时间；具体过程为：

如果相位n不控制待行区内的左转公交车，则δ_n＝0；

该相位的绿灯时间g_n计算方法如公式(8)所示：

式中：δ_k为中间变量，

为相位k的初始绿灯时间(取值为公式7中的

)，q_k为相位k所控制的各条车道交通流量的最大值，辆/h，S_k为相位k所控制的机动车流量最大的车道的饱和流率，辆/h。

其它步骤及参数与具体实施方式一至七之一相同。

具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是，所述步骤六中生成左转公交车通行控制方案的适用条件；具体过程为：

左转公交车通行控制方案由禁止左转十字交叉口的车道渠化方案、禁止左转十字交叉口的相位方案、最佳周期时长C、各个相位的绿灯时间和各个相位的绿灯间隔时间共同组成；

适用条件是控制待行区内左转公交车的相位n(δ_n＝1)所控制的各条车道交通流量的最大值

十字交叉口禁止左转情况下左转公交车的通行控制方案包括交叉口渠化方案、交叉口相位方案、相位绿灯间隔时间、周期时长、相位绿灯时间。该通行控制方案的适用条件是控制待行区内左转公交车的相位n(δ_n＝1)的公交车流量

否则该相位待行区内每周期到达的公交车辆数将大于待行区的容纳能力，导致公交车排队上溯至进口车道，降低交叉口通行能力。

其它步骤及参数与具体实施方式一至八之一相同。

本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，本领域技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种禁左十字交叉口左转公交车通行控制方法，其特征在于：所述方法具体过程为：

步骤一：建立禁止左转十字交叉口的车道渠化方案；

步骤二：基于步骤一设计禁止左转十字交叉口的相位方案；

步骤三：基于步骤二计算禁止左转十字交叉口的相位绿灯间隔时间；

步骤四：基于步骤三计算禁止左转十字交叉口的最佳周期时长；具体过程为：

步骤四一：计算交叉口初始周期时长C₀，单位为s；

步骤四二：确定交叉口的最小周期时长C_min和最大周期时长C_max，单位为s；

步骤四三：确定交叉口的最佳周期时长C，单位为s；

步骤五：计算禁止左转十字交叉口的各个相位绿灯时间；

步骤六：生成左转公交车通行控制方案的适用条件。

2.根据权利要求1所述一种禁左十字交叉口左转公交车通行控制方法，其特征在于：所述步骤一中建立禁止左转十字交叉口的车道渠化方案；具体过程为：

车道渠化方案一：十字交叉口一条道路禁止左转情况下的车道渠化方案；

车道渠化方案二：十字交叉口两条道路均禁止左转情况下的车道渠化方案；

待行区设置在交叉口内部，沿着机动车的行进方向向右侧偏移，当公交车在待行区内停车时，不得阻碍后续直行车的通行；待行区的停车线距相交道路远端方向的边线为3.5米；待行区的宽度为3.3米。

3.根据权利要求1或2所述一种禁左十字交叉口左转公交车通行控制方法，其特征在于：所述步骤二中基于步骤一设计禁止左转十字交叉口的相位方案；具体过程为：

步骤一中的车道渠化方案一，设置相位1、相位2、相位3和相位4；

南北进口的左转公交车进入所在进口的最右侧车道；

当相位1显示绿灯时，南北直行和右转机动车通行，同时左转公交车越过停车线，进入待行区一和待行区二内停车等待；

当相位2显示绿灯时，待行区一和待行区二的公交车完成左转；

当相位3显示绿灯时，东西直行和右转机动车通行；

当相位4显示绿灯时，东西左转机动车通行；

步骤一中的车道渠化方案二，设置相位1、相位2、相位3和相位4；

各个进口的左转公交车进入所在进口的最右侧车道；

当相位1显示绿灯时，南北直行和右转机动车通行，同时南北方向的左转公交车先越过停车线，进入待行区一和待行区二内停车等待；

当相位2显示绿灯时，待行区一和待行区二的公交车完成左转；

当相位3显示绿灯时，东西直行和右转机动车通行，同时东西方向的左转公交车越过停车线，进入待行区三和待行区四内停车等待；

当相位4显示绿灯时，待行区三和待行区四的公交车完成左转。

4.根据权利要求3所述一种禁左十字交叉口左转公交车通行控制方法，其特征在于：所述步骤三中基于步骤二计算禁止左转十字交叉口的相位绿灯间隔时间；具体过程为：

相位n绿灯间隔时间I_n根据公式(1)计算：

式中：

为相位n机动车道停车线与机动车前进方向右侧待行区停车线之间的距离，单位为m；

为机动车的平均车速，单位为m/s；λ_n为中间变量；

当相位n控制待行区内的左转公交车时，λ_n＝1；

当相位n控制左转的普通社会车辆时，λ_n＝2；

当相位n控制直行和右转的机动车时，如果其下一个相位不控制待行区内的左转公交车，则λ_n＝3；如果其下一个相位控制待行区内的左转公交车，则λ_n＝4。

5.根据权利要求4所述一种禁左十字交叉口左转公交车通行控制方法，其特征在于：所述步骤四一中计算交叉口初始周期时长C₀，单位为s；表达式为：

式中：I_n为交叉口相位n的绿灯间隔时间，s；N为交叉口的相位数；q_n为相位n所控制的各条车道交通流量的最大值，辆/h；S_n为相位n所控制的机动车流量最大的车道的饱和流率，辆/h。

6.根据权利要求5所述一种禁左十字交叉口左转公交车通行控制方法，其特征在于：所述步骤四二中确定交叉口的最小周期时长C_min和最大周期时长C_max，单位为s；表达式为：

式中：δ_n为中间变量，当相位n控制待行区内的左转公交车时，δ_n＝1，否则δ_n＝0。

7.根据权利要求6所述一种禁左十字交叉口左转公交车通行控制方法，其特征在于：所述步骤四三中确定交叉口的最佳周期时长C，单位为s；表达式为：

8.根据权利要求7所述一种禁左十字交叉口左转公交车通行控制方法，其特征在于：所述步骤五中计算禁止左转十字交叉口的各个相位绿灯时间；具体过程为：

步骤五一：给相位n赋予初始绿灯时间；具体过程为：

相位n的初始绿灯时间

等于0，即

步骤五二：计算控制待行区内左转公交车的相位的绿灯时间；具体过程为：

如果相位n控制待行区内的左转公交车，则δ_n＝1；

该相位的绿灯时间g_n计算方法如公式(6)所示：

式中：L_n为相位n控制的待行区的长度，单位为m；如果相位n控制多个待行区，则L_n为各个待行区长度中的最大值，多个为大于等于2个；

为左转公交车的长度，单位为m；

更新相位n的初始绿灯时间：

步骤五三：计算不控制待行区内左转公交车的相位的绿灯时间；具体过程为：

如果相位n不控制待行区内的左转公交车，则δ_n＝0；

该相位的绿灯时间g_n计算方法如公式(8)所示：

式中：δ_k为中间变量，

为相位k的初始绿灯时间(取值为公式7中的

)，q_k为相位k所控制的各条车道交通流量的最大值，辆/h，S_k为相位k所控制的机动车流量最大的车道的饱和流率，辆/h。

9.根据权利要求8所述一种禁左十字交叉口左转公交车通行控制方法，其特征在于：所述步骤六中生成左转公交车通行控制方案的适用条件；具体过程为：

左转公交车通行控制方案由禁止左转十字交叉口的车道渠化方案、禁止左转十字交叉口的相位方案、最佳周期时长C、各个相位的绿灯时间和各个相位的绿灯间隔时间共同组成；

适用条件是控制待行区内左转公交车的相位n所控制的各条车道交通流量的最大值

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