CN111143956B - 一种基于慢行优先的彩色非机动车待行区的设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于慢行优先的彩色非机动车待行区的设计方法，首先采集设计交叉路口的交通数据，然后根据获取的交通数据，对所设计的交叉口进行非机动车待行区设置的可行性分析；并通过公式确定沿入口方向非机动车待行区的长度；根据非机动车待行区的长度，在交叉口信号灯相位信息中增加非机动车驶入信号相位；同时对非机动车待行区进行划分即非机动车待行危险区和非机动车待行安全区；最后对非机动车待行区的危险区和安全区分别进行对应的警示颜色标记，完成基于慢行优先的彩色非机动车待行区的设计。本发明通过计算公式得到非机动车待行区长度和允许非机动车驶入非机动车待行区的时间，在右转机动车或非机动车交通量较大的情况下同样适用。

Description

一种基于慢行优先的彩色非机动车待行区的设计方法

技术领域

本发明涉及交通工程中道路交通设计领域，具体涉及一种基于慢行优先的彩色非机动车待行区的设计方法。

背景技术

随着社会城市化进程的发展，市民对短途出行的需求大大增加；此外，随着城市共享单车、共享电动助力车的兴起，城市道路中非机动车的使用量呈现日益增长的趋势，因此，道路上机动车与非机动车争抢道路使用权的现象日益严重。特别地，在城市交叉口内，右转机动车辆与直行非机动车之间的冲突问题已经成为造成城市交通拥堵的一项重要原因，如何合理且有效地解决该问题是目前交通管理与控制领域需要重点解决的问题。目前国内外相关的研究并不多见，但是已有部分城市通过采取“非机动车待行区”的方式来尝试解决该问题，该方法能够有效提高道路通行效率，减少非机动车对右转机动车辆的干扰，确保待通行的人车安全，但同样地，该方法存在许多问题，主要表现在：1.没有明确的方法确定设置非机动车待行区的长度；2.非机动车待行区内与右转机动车行驶路线的冲突未得到解决，在非机动车交通量较大时，危险性不仅没有消除，反而更加严重。

申请号为201410206625.3的专利公开了两相位信号控制交叉口非机动车提前停车线设置方法，其主要方式是在直右车道前增加一部分区域给非机动车在此等待放行，该方法有效地增加了交叉口内非机动车的通行能力，但是该方法存在一定的隐患，首先，非机动车与机动车在同一个相位同时获得通行权，交通冲突严重，安全得不到保障；其次，该设计方法严重损失了机动车的道路通行权，在交叉口内容易造成机动车辆的大量拥堵；再次，该方法仅适用于双相位交叉口，其普适性较低。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于慢行优先的彩色非机动车待行区的设计方法，分析交叉口的渠化、相位方案，计算非机动车待行区的长度和允许非机动车驶入非机动车待行区的时间，并确定非机动车驶入待行区的时间点，更新现有信号灯的设置，缓解因交叉口内非机动车和右转机动车的冲突引发的拥堵和延误问题。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种基于慢行优先的彩色非机动车待行区的设计方法，包括以下步骤：

步骤1，采集设计交叉路口的如下交通数据，交叉口几何设计、交叉口的渠化情况、交叉口信号灯相位信息、非机动车流的运行速度、出口机动车道的宽度值、出口非机动车道的宽度值和人行横道外缘至同向右侧出口路缘线间距；

步骤2，根据步骤1获取的交通数据，对所设计的交叉口进行非机动车待行区设置的可行性分析；当所设计交叉口满足非机动车待行区的设置条件时，执行后续步骤；

步骤3，根据步骤1获取的交通数据，通过如下公式确定沿入口方向非机动车待行区的长度；

l＝d₁+d_s+w_b+w_m×n；

其中，l：进口非机动车待行区长度；d₁：人行横道外缘至右侧出口路缘线之间的距离；w_b：出口非机动车道宽度；w_m：右侧出口机动车道宽度；n：上一相位车辆运行轨迹与直行非机动车的冲突点至非机动车停止线之间的完整机动车道数；d_s：左转车流距非机动车待行区的安全距离；

步骤4，根据非机动车待行区的长度，在交叉口信号灯相位信息中增加非机动车驶入信号相位；非机动车驶入信号相位时间如下，

其中，t：非机动车进入待行区所需时间，即为红灯闪烁时间；v_b：非机动车进入待行区的平均速度；

步骤5，对非机动车待行区进行划分；非机动车待行区与右转车辆运行轨迹重合的部分为机非冲突区域，即非机动车待行危险区；非机动车待行区的剩余部分为无机非冲突区域，即非机动车待行安全区；

步骤6，对非机动车待行区的危险区和安全区分别进行对应的警示颜色标记，完成基于慢行优先的彩色非机动车待行区的设计。

优选的，步骤2中，设置条件如下：

1)交叉口须为信号控制交叉口，且相位数应不小于3；

2)对向车道的进口道不存在直左车道；

3)对向车道的信号控制方案不存在左转和直行同时放行的相位；

4)非机动放行的上一相位不能为对向直行。

优选的，步骤3中，安全距离既需要为机动车左转预留足够的侧向净空，其具体计算公式如下，

其中，d_s：左转车流距非机动车待行区的安全距离；V_c：交叉口左转车流的运行速度。

优选的，步骤3中，根据步骤1获取的交通数据，确定入口非机动车道宽度为非机动车待行区的宽度。

优选的，步骤4中，在交叉口信号灯相位信息中增加的非机动车驶入信号相位采用红灯闪烁显示，位于红灯变为绿灯前的红灯显示时间段内。

优选的，步骤5中，非机动车待行危险区的驶入侧向右转机动车道之间延伸设置右转机动车导流线。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明通过具体是计算公式得到非机动车待行区长度和允许非机动车驶入非机动车待行区的时间，在右转机动车或非机动车交通量较大的情况下同样适用，普适性较强；非机动车待行区内与右转机动车行驶路线的冲突得到解决，缓解交叉口内因右转机动车和非机动车冲突引起的拥堵和延误等问题；降低了堵塞时间，提高交叉口处的非机动车的通行能力，使得非机动车能及时驶出交叉口。

进一步的，对交叉路口设定条件，规范了非机动车待行区域的设计，保证了满足条件的情况下，非机动车待行区域的实用性。

进一步的，安全距离的确定，避免了非机动车与对向左转机动车的冲突，降低了堵塞问题。

进一步的，对非机动车信号进行设置，增加了非机动车进入非机动车待行区域的时间，减少了机动车与非机动车的冲突次数。

进一步的，非机动车待行区的划分为本向右转机动车道增设导流线，避免机动车在非机动车待行区域中与非机动车发生冲突，降低拥堵问题。

进一步的，同向非机动车待行区左侧范围不得超越机动车车道，右侧范围不得超越右转路口人行横道，规范了道路设计，避免了非机动车与机动车和行人之间的冲突问题。

附图说明

图1为本发明彩色非机动车待行区示意图；

图2为本发明在n＝1时的路口条件下的参数示意图；

图3为本发明在n＝2时的路口条件下的参数示意图；

图4为本发明的实例展示图。

图中：1为非机动车待行安全区；2为非机动车待行危险区。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

本发明提供一种基于慢行优先的彩色非机动车待行区的设计方法，分析交叉口的渠化、相位方案，计算非机动车待行区的长度和允许非机动车驶入非机动车待行区的时间，并确定非机动车驶入待行区的时间点，更新现有信号灯的设置，缓解因交叉口内非机动车和右转机动车的冲突引发的拥堵和延误问题，具体包括以下步骤：

步骤1，采集设计交叉路口的如下交通数据，交叉口几何设计、交叉口的渠化情况、交叉口信号灯相位信息、非机动车流的运行速度、出口机动车道的宽度值、出口非机动车道的宽度值和人行横道外缘至同向右侧出口路缘线间距；

步骤2，根据步骤1获取的交通数据，对所设计的交叉口进行非机动车待行区设置的可行性分析；当所设计交叉口满足非机动车待行区的设置条件时，执行后续步骤；

步骤3，根据步骤1获取的交通数据，通过如下公式确定沿入口方向非机动车待行区的长度；

l＝d₁+d_s+w_b+w_m×n；

其中，l：进口非机动车待行区长度；d₁：人行横道外缘至右侧出口路缘线之间的距离；w_b：出口非机动车道宽度；w_m：右侧出口机动车道宽度；n：上一相位车辆运行轨迹与直行非机动车的冲突点至非机动车停止线之间的完整机动车道数；d_s：左转车流距非机动车待行区的安全距离；

步骤4，根据非机动车待行区的长度，在交叉口信号灯相位信息中增加非机动车驶入信号相位；非机动车驶入信号相位时间如下，

其中，t：非机动车进入待行区所需时间，即为红灯闪烁时间；v_b：非机动车进入待行区的平均速度；

步骤5，对非机动车待行区进行划分；非机动车待行区与右转车辆运行轨迹重合的部分为机非冲突区域，即非机动车待行危险区；非机动车待行区的剩余部分为无机非冲突区域，即非机动车待行安全区；

步骤6，对非机动车待行区的危险区和安全区分别进行对应的警示颜色标记，完成基于慢行优先的彩色非机动车待行区的设计。

本发明下面将结合本发明中的附图，对本发明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条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

通过测量出口机动车道的宽度值、出口非机动车道的宽度值、人行横道外缘至右侧出口路缘线间距设计彩色非机动车待行区整体示意图如图1所示；

当本向直行的上一相位为东西左转放行相位时，南进口道直行非机动车与该相位车辆运行轨迹的冲突点至非机动车停止线之间的车道数为1，即n的取值为1，如图2所示；

当本向直行上一相位为南北左转放行相位时，南进口道直行非机动车与该相位车辆运行轨迹的冲突点至非机动车停止线之间的车道数为2，即n的取值为2，如图3所示。

本发明中针对交叉口内新增组织管理方法如下：

1)严令禁止非机动车越线停车；

2)停车线过于靠后，导致左转机动车行车轨迹不确定——建议增设导流线；

3)在交叉口处设置提醒标志牌，告知非机动车在红灯闪烁期间进入待行区。

对于可行性的分析，根据现状信号配时，判断非机动车待行区设计的可行性。当非机动车放行的上一相位不影响非机动车进入待行区时，可以设置，否则需要重新修改信号相序或重新进行信号配时。

实施例1：

以山东省滨州市博兴县新城二路与博城三路为例。该路口信号为传统四相位，先直行后左转，在东西或者南北左转最后几秒绿灯时间，南北或者东西直行方向的非机动车进入待行区。非机动车道待行区长度以及非机动车进入待行区时间的确定步骤为：

1、首先，测量交叉口左转车车速，各出口非机动车道、机动车道宽度，以及人行横道外缘至右侧出口道路缘线之间的距离。测量结果如表1所示。调查交叉口的现状信号配时，调查结果如表2所示。

表1设计所需的交叉口现状几何设计表

表2交叉口现状信号配时

2、计算非机动车待行区长度

首先，将实测左转车车速V_c＝25km/h代入非机动车待行区安全距离的计算公式，得d_s＝0.8175m，取整，有d_s＝1m。将d_s＝1m代入非机动车待行区长度计算公式，有东进口非机动车待行区长度l_东＝8.5m，西进口非机动车待行区长度l_西＝8.5m，南进口非机动车待行区长度l_南＝8.2m，北进口非机动车待行区长度l_北＝8.25m。

3、非机动车信号相位设计

取非机动车进入待行区的速度v_b＝5km/h，将l_东＝8.5m、l_西＝8.5m、l_南＝8.2m、l_北＝8.25m代入非机动车进入待行区的时间求解公式，有t₁＝6.12s、t₂＝5.94s，取整，有t₁＝7s、t₂＝6s；即东西向非机动车绿灯开始前的红灯闪烁时间为7s，南北向为6s。

最终得到非机动车待行区的设计方案，如图4所示。

本实施例中对非机动车待行区的危险区和安全区分别进行对应的警示颜色标记，在非机动车待行区域内，非机动车安全区可为绿色，表示该区域无机动车和非机动车冲突；非机动车危险区可为橙色，表示该区域存在机动车和非机动车冲突。

在交叉口信号灯相位信息中增加的非机动车驶入信号相位采用红灯闪烁显示，在现有行人信号灯显示方案的基础上，增加红灯闪烁显示方案；在红灯闪烁时间段内，非机动驶入本发明所优化的待行区，行人依旧被禁止通行。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种基于慢行优先的彩色非机动车待行区的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，采集设计交叉路口的如下交通数据，交叉口几何设计、交叉口的渠化情况、交叉口信号灯相位信息、非机动车流的运行速度、出口机动车道的宽度值、出口非机动车道的宽度值和人行横道外缘至同向右侧出口路缘线间距；

步骤2，根据步骤1获取的交通数据，对所设计的交叉口进行非机动车待行区设置的可行性分析；当所设计交叉口满足非机动车待行区的设置条件时，执行后续步骤；

所述设置条件如下：

1)交叉口须为信号控制交叉口，且相位数应不小于3；

2)对向车道的进口道不存在直左车道；

3)对向车道的信号控制方案不存在左转和直行同时放行的相位；

4)非机动放行的上一相位不能为对向直行；

步骤3，根据步骤1获取的交通数据，通过如下公式确定沿入口方向非机动车待行区的长度；

l＝d₁+d_s+w_b+w_m×n；

其中，l：进口非机动车待行区长度；d₁：人行横道外缘至右侧出口路缘线之间的距离；w_b：出口非机动车道宽度；w_m：右侧出口机动车道宽度；n：上一相位车辆运行轨迹与直行非机动车的冲突点至非机动车停止线之间的完整机动车道数；d_s：左转车流距非机动车待行区的安全距离；

所述安全距离既需要为机动车左转预留足够的侧向净空，其具体计算公式如下，

其中，d_s：左转车流距非机动车待行区的安全距离；V_c：交叉口左转车流的运行速度；

步骤4，根据非机动车待行区的长度，在交叉口信号灯相位信息中增加非机动车驶入信号相位；非机动车驶入信号相位时间如下，

其中，t：非机动车进入待行区所需时间，即为红灯闪烁时间；v_b：非机动车进入待行区的平均速度；

步骤5，对非机动车待行区进行划分；非机动车待行区与右转车辆运行轨迹重合的部分为机非冲突区域，即非机动车待行危险区；非机动车待行区的剩余部分为无机非冲突区域，即非机动车待行安全区；

步骤6，对非机动车待行区的危险区和安全区分别进行对应的警示颜色标记，完成基于慢行优先的彩色非机动车待行区的设计。

2.根据权利要求1所述的一种基于慢行优先的彩色非机动车待行区的设计方法，其特征在于，步骤3中，根据步骤1获取的交通数据，确定入口非机动车道宽度为非机动车待行区的宽度。

3.根据权利要求1所述的一种基于慢行优先的彩色非机动车待行区的设计方法，其特征在于，步骤4中，在交叉口信号灯相位信息中增加的非机动车驶入信号相位采用红灯闪烁显示，位于红灯变为绿灯前的红灯显示时间段内。

4.根据权利要求1所述的一种基于慢行优先的彩色非机动车待行区的设计方法，其特征在于，步骤5中，非机动车待行危险区的驶入侧向右转机动车道之间延伸设置右转机动车导流线。