CN111402602B - 一种左转移位、展宽与二次停车组合信号优先系统及其应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种左转移位、展宽与二次停车组合信号优先系统及其应用方法，通过在交叉处设计展宽，同时将交叉口出口处的左转车辆移位，再结合主信号灯和次信号灯间的联动控制，从时空的维度上解决交叉口处左转和对向直行车流间的冲突；同时，该方法提升了交叉口信号优先控制的效率：由于交叉口处的信号相位由4减少为3，使得交叉口处的时间利用效率进一步提升，加上对交叉口空间的展宽利用，交叉口时空资源利用效率均得到有效提升。

Description

一种左转移位、展宽与二次停车组合信号优先系统及其应用 方法

技术领域

本发明涉及交通信号控制技术领域，尤其是一种左转移位、展宽与二次停车组合信号优先系统及其应用方法。

背景技术

现阶段而言，我国城市的交通拥堵问题是较为严重的。根据百度、高德等互联网/地图企业的数据显示，我国目前有15％左右的城市通勤高峰受到了交通拥堵的威胁，有59％的城市通勤高峰处于缓行的状态，仅有26％的城市通勤不受拥堵的影响，交通运行状态相对较好。为了缓解城市中日益严重的交通拥堵问题，交通信号绿波、信号优先控制等方法已经被证明有效，并被广泛的用于城市的日常交通治堵实践中。

传统的信号优先方法包括了信号配时方案的优化、信号组织方案的优化、主次/上下游信号灯的联动控制、特种车辆优先等方面，而在具体实现信号优先的技术手段上，包括信号灯的迟起早断、信号相位的插入、对特定转向车流的处理、二次停车等方法均被用于信号优先控制的实践之中。此外，依托信号优先控制，在某一道路断面/方向/区域上，多个信息灯所组成的交通信号绿波也在部分城市应用，但是由于信号绿波的实施条件相对苛刻，影响了其实施的效果，整体上不如信号优先控制的应用广泛。

由于左转车流与对向直行车流间存在固有的时空冲突，在城市中流量交大/地位重要的十字交叉口通常会设计左转保护相位，用于隔离左转车流与直行车流。这种采用时间换空间的做法，虽然保证了交叉口运行的安全性，但是基于此进行的交叉口信号优先控制设计将具有其固有的局限，无法完全释放交叉口处的通行效率存量。由此，有学者提出了包括二次停车、左转移位等方法，进一步激发交叉口处的通能能力与效率，也取得了一定的效果，但是没有一种多方式组合的控制方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种左转移位、展宽与二次停车组合信号优先系统及其应用方法，交叉口时空资源利用效率均得到有效提升。

为解决上述技术问题，本发明提供一种左转移位、展宽与二次停车组合信号优先系统，包括：数据采集模块、主停车线、次停车线、主信号灯、次信号灯、数据处理模块及实时控制模块；

所述数据采集模块用于采集交叉口流量数据；

进口方向i设计3个进口车道，由道路中心线向外侧依次为第一进口车道、第二进口车道、第三进口车道，第三进口车道外侧设置1个展宽车道；所述交叉口处进口方向i的3个进口车道均设置主停车线；其中，i表示交叉口的四个进口方向，i取值为1到4的整数，分别代表从正北方向开始，按照顺时针走向依次经过的进口方向；

交叉口处进口方向i的上游距离主停车线D的距离处，在第一进口车道、第二进口车道、第三进口车道、展宽车道设置次停车线；其中，D表示主停车线到次停车线之间的距离；

所述主信号灯安置于交叉口处进口方向i的3个进口车道主停车线上方，其中第一进口车道的信号灯为直行信号灯以及左转信号灯、第二进口车道为直行信号灯、第三进口车道的信号灯为直右信号灯；

所述次信号灯安置于交叉口处进口方向i第一进口车道处、第二进口车道处、第三进口车道处、展宽车道处的次停车线上方，信号灯依次为左转信号灯、直行信号灯、右转信号灯、直行信号灯；

所述数据处理模块根据数据采集模块的信息，在次停车线和主停车线之间的区域，计算进口方向i的流量比，确定关键流量比，判断信号控制的启用，实现交叉口处的信号优先控制；

所述实时控制模块对主信号灯和次信号灯进行实时控制。

优选的，主信号灯和次信号灯均采用3相位控制，其中，相位1的绿灯时长G¹为下式值四舍五入后的结果：

Y₁(C₀-9)/(Y₁+Y₂+Y₃)，

相位2的绿灯时长G²为下式值四舍五入后的结果：

Y₂(C₀-9)/(Y₁+Y₂+Y₃)，

相位3的绿灯时长G³为下式值四舍五入后的结果：

Y₃(C₀-9)/(Y₁+Y₂+Y₃)，

其中，Y₁、Y₂、Y₃分别表示相位1、相位2、相位3的关键流量比，所述主信号灯和次信号的信号周期均为C₀，

表示对18/(1-Y₁-Y₂-Y₃)的值向上取整。

优选的，D的取值应该满足：D＝min(LL₁,LL₂,LL₃,LL₄,max(G¹,G²,G³)hv/(h+v))，其中，LL₁、LL₂、LL₃、LL₄分别表示进口方向1、2、3、4的最长进口车道长度，h为车辆间的最小车头时距，v为车辆的平均车速。

优选的，实时控制模块控制流程具体为：

(1)控制时间段划分：

将一天的任一时刻HH:MM:SS转化为以秒为单位的时间TT，TT＝3600*HH+60*MM+SS，随后将TT划分为6个主控制时间段，其中，主控制时间段1的范围包括0～G¹、1*C₀～1*C₀+G¹、2*C₀～2*C₀+G¹、…、f*C₀～f*C₀+G¹、…，主控制时间段2的范围包括G¹～G¹+3、1*C₀+G¹～1*C₀+G¹+3、2*C₀+G¹～2*C₀+G¹+3、…、f*C₀+G¹～f*C₀+G¹+3、…，主控制时间段3的范围包括G¹+3～G¹+G²+3、1*C₀+G¹+3～1*C₀+G¹+G²+3、2*C₀+G¹+3～2*C₀+G¹+G²+3、…、f*C₀+G¹+3～f*C₀+G¹+G²+3、…，主控制时间段4的范围包括G¹+G²+3～G¹+G²+6、1*C₀+G¹+G²+3～1*C₀+G¹+G²+6、2*C₀+G¹+G²+3～2*C₀+G¹+G²+6、…、f*C₀+G¹+G²+3～f*C₀+G¹+G²+6、…，主控制时间段5的范围包括G¹+G²+6～G¹+G²+G³+6、1*C₀+G¹+G²+6～G¹+1*C₀+G²+G³+6、2*C₀+G¹+G²+6～G¹+2*C₀+G²+G³+6、…、f*C₀+G¹+G²+6～G¹+f*C₀+G²+G³+6、…，主控制时间段6的范围包括G¹+G²+G³+6～G¹+G²+G³+9、G¹+1*C₀+G²+G³+6～G¹+1*C₀+G²+G³+9、G¹+2*C₀+G²+G³+6～G¹+2*C₀+G²+G³+9、…、G¹+f*C₀+G²+G³+6～G¹+f*C₀+G²+G³+9、…，其中f为周期的序号，f为正整数且f≤86400/c₀；

同时将TT划分为6个辅控制时间段，其中，辅控制时间段1的范围包括0-D/v～G¹-D/v、1*C₀-D/v～1*C₀+G¹-D/v、2*C₀-D/v～2*C₀+G¹-D/v、…、f*C₀-D/v～f*C₀+G¹-D/v、…，辅控制时间段2的范围包括G¹-D/v～G¹+3-D/v、1*C₀-D/v+G¹～1*C₀+G¹+3-D/v、2*C₀+G¹-D/v～2*C₀+G¹+3-D/v、…、f*C₀+G¹-D/v～f*C₀+G¹+3-D/v、…，辅控制时间段3的范围包括G¹+3-D/v～G¹+G²+3-D/v、1*C₀+G¹+3-D/v～1*C₀+G¹+G²+3-D/v、2*C₀+G¹+3-D/v～2*C₀+G¹+G²+3-D/v、…、f*C₀+G¹+3-D/v～f*C₀+G¹+G²+3-D/v、…，辅控制时间段4的范围包括G¹+G²+3-D/v～G¹+G²+6-D/v、1*C₀+G¹+G²+3-D/v～1*C₀+G¹+G²+6-D/v、2*C₀+G¹+G²+3-D/v～2*C₀+G¹+G²+6-D/v、…、f*C₀+G¹+G²+3-D/v～f*C₀+G¹+G²+6-D/v、…，辅控制时间段5的范围包括G¹+G²+6-D/v～G¹+G²+G³+6-D/v、1*C₀+G¹+G²+6-D/v～G¹+1*C₀+G²+G³+6-D/v、2*C₀+G¹+G²+6-D/v～G¹+2*C₀+G²+G³+6-D/v、…、f*C₀+G¹+G²+6-D/v～G¹+f*C₀+G²+G³+6-D/v、…，辅控制时间段6的范围包括G¹+G²+G³+6-D/v～G¹+G²+G³+9-D/v、G¹+1*C₀+G²+G³+6-D/v～G¹+1*C₀+G²+G³+9-D/v、G¹+2*C₀+G²+G³+6-D/v～G¹+2*C₀+G²+G³+9-D/v、…、G¹+f*C₀+G²+G³+6-D/v～G¹+f*C₀+G²+G³+9-D/v、…；

(2)主信号灯实时控制：

若当前时刻属于主控制时间段1时，进口方向1的第一进口车道的直行主信号灯、第二进口车道主信号灯、第三进口车道主信号灯，进口方向3的第一进口车道的直行主信号灯、第二进口车道主信号灯、第三进口车道主信号灯，进口方向2的第一进口车道的左转主信号灯，进口方向4的第一进口车道的左转主信号灯均为绿灯；进口方向2的第一进口车道的直行主信号灯、第二进口车道主信号灯、第三进口车道主信号灯，进口方向4的第一进口车道的直行主信号灯、第二进口车道主信号灯、第三进口车道主信号灯，进口方向1的第一进口车道的左转主信号灯，进口方向3的第一进口车道的左转主信号灯均为红灯；

若当前时刻属于主控制时间段2时，进口方向1的第一进口车道的直行主信号灯、第二进口车道主信号灯、第三进口车道主信号灯，进口方向3的第一进口车道的直行主信号灯、第二进口车道主信号灯、第三进口车道主信号灯，进口方向2的第一进口车道的左转主信号灯，进口方向4的第一进口车道的左转主信号灯均为黄灯；进口方向2的第一进口车道的直行主信号灯、第二进口车道主信号灯、第三进口车道主信号灯，进口方向4的第一进口车道的直行主信号灯、第二进口车道主信号灯、第三进口车道主信号灯，进口方向1的第一进口车道的左转主信号灯，进口方向3的第一进口车道的左转主信号灯均为红灯；

若当前时刻属于主控制时间段3时，进口方向2的第一进口车道的直行主信号灯、第二进口车道主信号灯、第三进口车道主信号灯，进口方向4的第一进口车道的直行主信号灯、第二进口车道主信号灯、第三进口车道主信号灯，进口方向1的第一进口车道的左转主信号灯，进口方向3的第一进口车道的左转主信号灯均为绿灯；进口方向1的第一进口车道的直行主信号灯、第二进口车道主信号灯、第三进口车道主信号灯，进口方向3的第一进口车道的直行主信号灯、第二进口车道主信号灯、第三进口车道主信号灯，进口方向2的第一进口车道的左转主信号灯，进口方向4的第一进口车道的左转主信号灯均为红灯；

若当前时刻属于主控制时间段4时，进口方向2的第一进口车道的直行主信号灯、第二进口车道主信号灯、第三进口车道主信号灯，进口方向4的第一进口车道的直行主信号灯、第二进口车道主信号灯、第三进口车道主信号灯，进口方向1的第一进口车道的左转主信号灯，进口方向3的第一进口车道的左转主信号灯均为黄灯；进口方向1的第一进口车道的直行主信号灯、第二进口车道主信号灯、第三进口车道主信号灯，进口方向3的第一进口车道的直行主信号灯、第二进口车道主信号灯、第三进口车道主信号灯，进口方向2的第一进口车道的左转主信号灯，进口方向4的第一进口车道的左转主信号灯均为红灯；

若当前时刻属于主控制时间段5时，全部进口方向的主信号灯均为红灯；

若当前时刻属于主控制时间段6时，全部进口方向的主信号灯均为红灯；

(3)次信号灯实时控制：

若当前时刻属于辅控制时间段1时，进口方向1第二进口车道处次信号灯、第三进口车道处次信号灯，进口方向3第二进口车道处次信号灯、第三进口车道处次信号灯，进口方向2第一进口车道处次信号灯，进口方向4第一进口车道处次信号灯均为绿灯；进口方向1第一进口车道处次信号灯、展宽车道处次信号灯，进口方向3第一进口车道处次信号灯、展宽车道处次信号灯，进口方向2第二进口车道处次信号灯、第三进口车道处次信号灯、展宽车道处次信号灯，进口方向4第二进口车道处次信号灯、第三进口车道处次信号灯、展宽车道处次信号灯均为红灯；

若当前时刻属于辅控制时间段2时，进口方向1第二进口车道处次信号灯、第三进口车道处次信号灯，进口方向3第二进口车道处次信号灯、第三进口车道处次信号灯，进口方向2第一进口车道处次信号灯，进口方向4第一进口车道处次信号灯均为黄灯；进口方向1第一进口车道处次信号灯、展宽车道处次信号灯，进口方向3第一进口车道处次信号灯、展宽车道处次信号灯，进口方向2第二进口车道处次信号灯、第三进口车道处次信号灯、展宽车道处次信号灯，进口方向4第二进口车道处次信号灯、第三进口车道处次信号灯、展宽车道处次信号灯均为红灯；

若当前时刻属于辅控制时间段3时，进口方向2第二进口车道处次信号灯、第三进口车道处次信号灯，进口方向4第二进口车道处次信号灯、第三进口车道处次信号灯，进口方向1第一进口车道处次信号灯，进口方向3第一进口车道处次信号灯均为绿灯；进口方向2第一进口车道处次信号灯、展宽车道处次信号灯，进口方向4第一进口车道处次信号灯、展宽车道处次信号灯，进口方向1第二进口车道处次信号灯、第三进口车道处次信号灯、展宽车道处次信号灯，进口方向3第二进口车道处次信号灯、第三进口车道处次信号灯、展宽车道处次信号灯均为红灯；

若当前时刻属于辅控制时间段4时，进口方向2第二进口车道处次信号灯、第三进口车道处次信号灯，进口方向4第二进口车道处次信号灯、第三进口车道处次信号灯，进口方向1第一进口车道处次信号灯，进口方向3第一进口车道处次信号灯均为黄灯；进口方向2第一进口车道处次信号灯、展宽车道处次信号灯，进口方向4第一进口车道处次信号灯、展宽车道处次信号灯，进口方向1第二进口车道处次信号灯、第三进口车道处次信号灯、展宽车道处次信号灯，进口方向3第二进口车道处次信号灯、第三进口车道处次信号灯、展宽车道处次信号灯均为红灯；

若当前时刻属于辅控制时间段5时，进口方向1展宽车道处次信号灯，进口方向2展宽车道处次信号灯，进口方向3展宽车道处次信号灯，进口方向4展宽车道处次信号灯均为绿灯；其他次信号灯均为红灯；

若当前时刻属于辅控制时间段6时，进口方向1展宽车道处次信号灯，进口方向2展宽车道处次信号灯，进口方向3展宽车道处次信号灯，进口方向4展宽车道处次信号灯均为黄；其他次信号灯均为红灯。

相应的，一种左转移位、展宽与二次停车组合信号优先系统的应用方法，包括如下步骤：

(1)交叉口流量数据采集；

所述采集数据包括进口方向i上的高峰小时交通流量Q_i，进口方向i上的高峰小时左转交通流量

进口方向i上的高峰小时直行交通流量

进口方向i上的高峰小时右转交通流量

(2)车道及展宽设计；

进口方向i设计3个进口车道，由道路中心线向外侧依次进行编号标记，分别记为的第一进口车道、第二进口车道、第三进口车道；进口方向i设置有长度为D_i的道路展宽段，路段展宽的方式为向道路外侧展宽，展宽车道数为1个，其编号标记为展宽车道；

出口方向i设计3个出口车道，由道路中心线向外侧依次进行编号，分别为第一出口车道、第二出口车道、第三出口车道；

(3)主停车线设计；

交叉口处进口方向i的3个进口车道设置主停车线，展宽车道不设置主停车线；

(4)次停车线设计；

交叉口处进口方向i的上游距离主停车线D的距离处，在第一进口车道、第二进口车道、第三进口车道、展宽车道设置次停车线；

(5)进口车道交通流向设计；

在次停车线和主停车线之间的区域，为可变车道设计：当进口方向i为第一相位或者第三相位时，进口方向i第一进口车道为直行车道、第二进口车道为直行车道、第三进口车道为直右车道；当进口方向i为第二相位时，进口方向i第一进口车道为左转车道、第二进口车道、第三进口车道禁止车辆驶入；其中，该区域内的左转、直行、右转车辆均由进口方向i该区域的上游驶入，该区域内的左转车辆驶离区域后进入进口方向i_L的展宽车道，该区域内的右转车辆驶离区域后进入进口方向i_R的第三出口车道，该区域内的直行车辆驶离区域后进入进口方向i_TH的第一、第二、第三出口车道；其中，

在次停车线上游区域，进口方向i第一进口车道为左转车道、第二进口车道为直行车道、第三进口车道为直右车道；其中，该区域内的左转、直行、右转车辆均由进口方向i该区域上游驶入，该区域内的左转车辆驶离区域后进入进口方向i的第一进口车道，该区域内的右转车辆驶离区域后进入进口方向i的第三出口车道，该区域内的直行车辆驶离区域后进入进口方向i的第一、第二、第三出口车道；

(6)展宽车道交通流向设计；

进口方向i的展宽车道为直行车道；其车辆由进口方向i_E的左转车辆，从进口方向i_E的次停车线和主停车线之间的区域驶入，其中

车辆驶离展宽车道后，进入进口方向i的第一出口车道；

(7)主信号灯和次信号灯安置；

在相应车道上分别安置主信号灯和次信号灯：交叉口处进口方向i的3个进口车道主停车线上方均安装主信号灯，其中第一进口车道的信号灯为直行信号灯以及左转信号灯、第二进口车道为直行信号灯、第三进口车道的信号灯为直右信号灯，全部信号灯均朝向进口车道的上游方向；

交叉口处进口方向i第一进口车道处、第二进口车道处、第三进口车道处的次停车线上方均设置次信号灯，信号灯依次为左转信号灯、直行信号灯、右转信号灯，全部信号灯均朝向进口车道的上游方向；

交叉口处进口方向i展宽车道的次停车线上方设置次信号灯，信号灯为直行信号灯，信号灯朝向展宽车道的下游方向；

(8)流量比计算；

在次停车线和主停车线之间的区域，进口方向i第一进口车道的左转流量比

第一进口车道的直行流量比

第二进口车道的流量比

第三进口车道的流量比

分别可由下式计算得到：

其中，S^LT、S^TH、S^RT分别为左转车道、直行车道、直右车道的饱和流量；

(9)关键流量比计算；

相位1的关键流量比

相位2的关键流量比

相位3的关键流量比

(10)信号控制启用判断；

当满足Y₁+Y₂+Y₃≤Y_max时，启用本发明所述的一种左转移位、车道展宽与二次停车组合的信号优先控制方法；否则，仍采用传统的多相位信号控制方法，其中，Y_max为交叉口的最大流量比。

本发明的有益效果为：通过在交叉处设计展宽，同时将交叉口出口处的左转车辆移位，再结合主信号灯和次信号灯间的联动控制，从时空的维度上解决交叉口处左转和对向直行车流间的冲突；同时，该方法提升了交叉口信号优先控制的效率：由于交叉口处的信号相位由4减少为3，使得交叉口处的时间利用效率进一步提升，加上对交叉口空间的展宽利用，交叉口时空资源利用效率均得到有效提升。

附图说明

图1为本发明的交叉口渠化设计及信号设备安装示意图。

具体实施方式

一种左转移位、展宽与二次停车组合信号优先系统，包括：数据采集模块、主停车线、次停车线、主信号灯、次信号灯、数据处理模块及实时控制模块；

所述数据采集模块用于采集交叉口流量数据；

进口方向i设计3个进口车道，由道路中心线向外侧依次为第一进口车道、第二进口车道、第三进口车道，第三进口车道外侧设置1个展宽车道；所述交叉口处进口方向i的3个进口车道均设置主停车线；其中，i表示交叉口的四个进口方向，i取值为1到4的整数，分别代表从正北方向开始，按照顺时针走向依次经过的进口方向；

交叉口处进口方向i的上游距离主停车线D的距离处，在第一进口车道、第二进口车道、第三进口车道、展宽车道设置次停车线；其中，D表示主停车线到次停车线之间的距离；

所述主信号灯安置于交叉口处进口方向i的3个进口车道主停车线上方，其中第一进口车道的信号灯为直行信号灯以及左转信号灯、第二进口车道为直行信号灯、第三进口车道的信号灯为直右信号灯；

所述次信号灯安置于交叉口处进口方向i第一进口车道处、第二进口车道处、第三进口车道处、展宽车道处的次停车线上方，信号灯依次为左转信号灯、直行信号灯、右转信号灯、直行信号灯；

所述数据处理模块根据数据采集模块的信息，在次停车线和主停车线之间的区域，计算进口方向i的流量比，确定关键流量比，判断信号控制的启用，实现交叉口处的信号优先控制；

所述实时控制模块对主信号灯和次信号灯进行实时控制。

相应的，一种左转移位、展宽与二次停车组合信号优先系统的应用方法，包括如下步骤：

(1)交叉口流量数据采集；

所述采集数据包括进口方向i上的高峰小时交通流量Q_i，进口方向i上的高峰小时左转交通流量

进口方向i上的高峰小时直行交通流量

进口方向i上的高峰小时右转交通流量

(2)车道及展宽设计；

进口方向i设计3个进口车道，由道路中心线向外侧依次进行编号标记，分别记为的第一进口车道、第二进口车道、第三进口车道；进口方向i设置有长度为D_i的道路展宽段，路段展宽的方式为向道路外侧展宽，展宽车道数为1个，其编号标记为展宽车道；

出口方向i设计3个出口车道，由道路中心线向外侧依次进行编号，分别为第一出口车道、第二出口车道、第三出口车道；

(3)主停车线设计；

交叉口处进口方向i的3个进口车道设置主停车线，展宽车道不设置主停车线；

(4)次停车线设计；

交叉口处进口方向i的上游距离主停车线D的距离处，在第一进口车道、第二进口车道、第三进口车道、展宽车道设置次停车线；

(5)进口车道交通流向设计；

在次停车线和主停车线之间的区域，为可变车道设计：当进口方向i为第一相位或者第三相位时，进口方向i第一进口车道为直行车道、第二进口车道为直行车道、第三进口车道为直右车道；当进口方向i为第二相位时，进口方向i第一进口车道为左转车道、第二进口车道、第三进口车道禁止车辆驶入；其中，该区域内的左转、直行、右转车辆均由进口方向i该区域的上游驶入，该区域内的左转车辆驶离区域后进入进口方向i_L的展宽车道，该区域内的右转车辆驶离区域后进入进口方向i_R的第三出口车道，该区域内的直行车辆驶离区域后进入进口方向i_TH的第一、第二、第三出口车道；其中，

在次停车线上游区域，进口方向i第一进口车道为左转车道、第二进口车道为直行车道、第三进口车道为直右车道；其中，该区域内的左转、直行、右转车辆均由进口方向i该区域上游驶入，该区域内的左转车辆驶离区域后进入进口方向i的第一进口车道，该区域内的右转车辆驶离区域后进入进口方向i的第三出口车道，该区域内的直行车辆驶离区域后进入进口方向i的第一、第二、第三出口车道；

(6)展宽车道交通流向设计；

进口方向i的展宽车道为直行车道；其车辆由进口方向i_E的左转车辆，从进口方向i_E的次停车线和主停车线之间的区域驶入，其中

车辆驶离展宽车道后，进入进口方向i的第一出口车道；

(7)主信号灯和次信号灯安置；

在相应车道上分别安置主信号灯和次信号灯：交叉口处进口方向i的3个进口车道主停车线上方均安装主信号灯，其中第一进口车道的信号灯为直行信号灯以及左转信号灯、第二进口车道为直行信号灯、第三进口车道的信号灯为直右信号灯，全部信号灯均朝向进口车道的上游方向；

交叉口处进口方向i第一进口车道处、第二进口车道处、第三进口车道处的次停车线上方均设置次信号灯，信号灯依次为左转信号灯、直行信号灯、右转信号灯，全部信号灯均朝向进口车道的上游方向；

交叉口处进口方向i展宽车道的次停车线上方设置次信号灯，信号灯为直行信号灯，信号灯朝向展宽车道的下游方向；

(8)流量比计算；

在次停车线和主停车线之间的区域，进口方向i第一进口车道的左转流量比

第一进口车道的直行流量比

第二进口车道的流量比

第三进口车道的流量比

分别可由下式计算得到：

其中，S^LT、S^TH、S^RT分别为左转车道、直行车道、直右车道的饱和流量；

(9)关键流量比计算；

相位1的关键流量比

相位2的关键流量比

相位3的关键流量比

(10)信号控制启用判断；

当满足Y₁+Y₂+Y₃≤Y_max时，启用本发明所述的一种左转移位、车道展宽与二次停车组合的信号优先控制方法；否则，仍采用传统的多相位信号控制方法，其中，Y_max为交叉口的最大流量比。

实施例1：

一种左转移位、展宽与二次停车组合信号优先系统，包括数据采集模块、主停车线、次停车线、主信号灯、次信号灯、数据处理模块及实时控制模块；

所述数据采集模块用于采集交叉口流量数据；

进口方向i设计3个进口车道，由道路中心线向外侧依次为第一进口车道、第二进口车道、第三进口车道，第三进口车道外侧设置1个展宽车道；所述交叉口处进口方向i的3个进口车道均设置主停车线；其中，i表示交叉口的四个进口方向，i取值为1到4的整数，分别代表从正北方向开始，按照顺时针走向依次经过的进口方向；

交叉口处进口方向i的上游距离主停车线D的距离处，在第一进口车道、第二进口车道、第三进口车道、展宽车道设置次停车线；其中，D表示主停车线到次停车线之间的距离；

所述主信号灯安置于交叉口处进口方向i的3个进口车道主停车线上方，其中第一进口车道的信号灯为直行信号灯以及左转信号灯、第二进口车道为直行信号灯、第三进口车道的信号灯为直右信号灯；

所述次信号灯安置于交叉口处进口方向i第一进口车道处、第二进口车道处、第三进口车道处、展宽车道处的次停车线上方，信号灯依次为左转信号灯、直行信号灯、右转信号灯、直行信号灯；

所述数据处理模块根据数据采集模块的信息，在次停车线和主停车线之间的区域，计算进口方向i的流量比，确定关键流量比，判断信号控制的启用，实现交叉口处的信号优先控制；

所述主信号灯和次信号灯均采用3相位控制，其中，相位1的绿灯时长G¹为下式值四舍五入后的结果：Y₁(C₀-9)/(Y₁+Y₂+Y₃)，相位2的绿灯时长G²为下式值四舍五入后的结果：Y₂(C₀-9)/(Y₁+Y₂+Y₃)，相位3的绿灯时长G³为下式值四舍五入后的结果：Y₃(C₀-9)/(Y₁+Y₂+Y₃)，其中，Y₁、Y₂、Y₃分别表示相位1、相位2、相位3的关键流量比，所述主信号灯和次信号的信号周期均为C₀，

表示对18/(1-Y₁-Y₂-Y₃)的值向上取整。

所述实时控制模块对主信号灯和次信号灯进行实时控制。主信号灯和次信号灯实时控制具体为：

S1，控制时间段划分：

将一天的任一时刻HH:MM:SS转化为以秒为单位的时间TT，TT＝3600*HH+60*MM+SS，随后将TT划分为6个主控制时间段，其中，主控制时间段1的范围包括0～G¹、1*C₀～1*C₀+G¹、2*C₀～2*C₀+G¹、…、f*C₀～f*C₀+G¹、…，主控制时间段2的范围包括G¹～G¹+3、1*C₀+G¹～1*C₀+G¹+3、2*C₀+G¹～2*C₀+G¹+3、…、f*C₀+G¹～f*C₀+G¹+3、…，主控制时间段3的范围包括G¹+3～G¹+G²+3、1*C₀+G¹+3～1*C₀+G¹+G²+3、2*C₀+G¹+3～2*C₀+G¹+G²+3、…、f*C₀+G¹+3～f*C₀+G¹+G²+3、…，主控制时间段4的范围包括G¹+G²+3～G¹+G²+6、1*C₀+G¹+G²+3～1*C₀+G¹+G²+6、2*C₀+G¹+G²+3～2*C₀+G¹+G²+6、…、f*C₀+G¹+G²+3～f*C₀+G¹+G²+6、…，主控制时间段5的范围包括G¹+G²+6～G¹+G²+G³+6、1*C₀+G¹+G²+6～G¹+1*C₀+G²+G³+6、2*C₀+G¹+G²+6～G¹+2*C₀+G²+G³+6、…、f*C₀+G¹+G²+6～G¹+f*C₀+G²+G³+6、…，主控制时间段6的范围包括G¹+G²+G³+6～G¹+G²+G³+9、G¹+1*C₀+G²+G³+6～G¹+1*C₀+G²+G³+9、G¹+2*C₀+G²+G³+6～G¹+2*C₀+G²+G³+9、…、G¹+f*C₀+G²+G³+6～G¹+f*C₀+G²+G³+9、…，其中f为周期的序号，f为正整数且f≤86400/c₀；

同时将TT划分为6个辅控制时间段，其中，辅控制时间段1的范围包括0-D/v～G¹-D/v、1*C₀-D/v～1*C₀+G¹-D/v、2*C₀-D/v～2*C₀+G¹-D/v、…、f*C₀-D/v～f*C₀+G¹-D/v、…，辅控制时间段2的范围包括G¹-D/v～G¹+3-D/v、1*C₀-D/v+G¹～1*C₀+G¹+3-D/v、2*C₀+G¹-D/v～2*C₀+G¹+3-D/v、…、f*C₀+G¹-D/v～f*C₀+G¹+3-D/v、…，辅控制时间段3的范围包括G¹+3-D/v～G¹+G²+3-D/v、1*C₀+G¹+3-D/v～1*C₀+G¹+G²+3-D/v、2*C₀+G¹+3-D/v～2*C₀+G¹+G²+3-D/v、…、f*C₀+G¹+3-D/v～f*C₀+G¹+G²+3-D/v、…，辅控制时间段4的范围包括G¹+G²+3-D/v～G¹+G²+6-D/v、1*C₀+G¹+G²+3-D/v～1*C₀+G¹+G²+6-D/v、2*C₀+G¹+G²+3-D/v～2*C₀+G¹+G²+6-D/v、…、f*C₀+G¹+G²+3-D/v～f*C₀+G¹+G²+6-D/v、…，辅控制时间段5的范围包括G¹+G²+6-D/v～G¹+G²+G³+6-D/v、1*C₀+G¹+G²+6-D/v～G¹+1*C₀+G²+G³+6-D/v、2*C₀+G¹+G²+6-D/v～G¹+2*C₀+G²+G³+6-D/v、…、f*C₀+G¹+G²+6-D/v～G¹+f*C₀+G²+G³+6-D/v、…，辅控制时间段6的范围包括G¹+G²+G³+6-D/v～G¹+G²+G³+9-D/v、G¹+1*C₀+G²+G³+6-D/v～G¹+1*C₀+G²+G³+9-D/v、G¹+2*C₀+G²+G³+6-D/v～G¹+2*C₀+G²+G³+9-D/v、…、G¹+f*C₀+G²+G³+6-D/v～G¹+f*C₀+G²+G³+9-D/v、…；

S2，主信号灯实时控制：

若当前时刻属于主控制时间段1时，进口方向1的第一进口车道的直行主信号灯、第二进口车道主信号灯、第三进口车道主信号灯，进口方向3的第一进口车道的直行主信号灯、第二进口车道主信号灯、第三进口车道主信号灯，进口方向2的第一进口车道的左转主信号灯，进口方向4的第一进口车道的左转主信号灯均为绿灯；进口方向2的第一进口车道的直行主信号灯、第二进口车道主信号灯、第三进口车道主信号灯，进口方向4的第一进口车道的直行主信号灯、第二进口车道主信号灯、第三进口车道主信号灯，进口方向1的第一进口车道的左转主信号灯，进口方向3的第一进口车道的左转主信号灯均为红灯；

若当前时刻属于主控制时间段2时，进口方向1的第一进口车道的直行主信号灯、第二进口车道主信号灯、第三进口车道主信号灯，进口方向3的第一进口车道的直行主信号灯、第二进口车道主信号灯、第三进口车道主信号灯，进口方向2的第一进口车道的左转主信号灯，进口方向4的第一进口车道的左转主信号灯均为黄灯；进口方向2的第一进口车道的直行主信号灯、第二进口车道主信号灯、第三进口车道主信号灯，进口方向4的第一进口车道的直行主信号灯、第二进口车道主信号灯、第三进口车道主信号灯，进口方向1的第一进口车道的左转主信号灯，进口方向3的第一进口车道的左转主信号灯均为红灯；

若当前时刻属于主控制时间段3时，进口方向2的第一进口车道的直行主信号灯、第二进口车道主信号灯、第三进口车道主信号灯，进口方向4的第一进口车道的直行主信号灯、第二进口车道主信号灯、第三进口车道主信号灯，进口方向1的第一进口车道的左转主信号灯，进口方向3的第一进口车道的左转主信号灯均为绿灯；进口方向1的第一进口车道的直行主信号灯、第二进口车道主信号灯、第三进口车道主信号灯，进口方向3的第一进口车道的直行主信号灯、第二进口车道主信号灯、第三进口车道主信号灯，进口方向2的第一进口车道的左转主信号灯，进口方向4的第一进口车道的左转主信号灯均为红灯；

若当前时刻属于主控制时间段4时，进口方向2的第一进口车道的直行主信号灯、第二进口车道主信号灯、第三进口车道主信号灯，进口方向4的第一进口车道的直行主信号灯、第二进口车道主信号灯、第三进口车道主信号灯，进口方向1的第一进口车道的左转主信号灯，进口方向3的第一进口车道的左转主信号灯均为黄灯；进口方向1的第一进口车道的直行主信号灯、第二进口车道主信号灯、第三进口车道主信号灯，进口方向3的第一进口车道的直行主信号灯、第二进口车道主信号灯、第三进口车道主信号灯，进口方向2的第一进口车道的左转主信号灯，进口方向4的第一进口车道的左转主信号灯均为红灯；

若当前时刻属于主控制时间段5时，全部进口方向的主信号灯均为红灯；

若当前时刻属于主控制时间段6时，全部进口方向的主信号灯均为红灯；

S3，次信号灯实时控制：

若当前时刻属于辅控制时间段1时，进口方向1第二进口车道处次信号灯、第三进口车道处次信号灯，进口方向3第二进口车道处次信号灯、第三进口车道处次信号灯，进口方向2第一进口车道处次信号灯，进口方向4第一进口车道处次信号灯均为绿灯；进口方向1第一进口车道处次信号灯、展宽车道处次信号灯，进口方向3第一进口车道处次信号灯、展宽车道处次信号灯，进口方向2第二进口车道处次信号灯、第三进口车道处次信号灯、展宽车道处次信号灯，进口方向4第二进口车道处次信号灯、第三进口车道处次信号灯、展宽车道处次信号灯均为红灯；

若当前时刻属于辅控制时间段2时，进口方向1第二进口车道处次信号灯、第三进口车道处次信号灯，进口方向3第二进口车道处次信号灯、第三进口车道处次信号灯，进口方向2第一进口车道处次信号灯，进口方向4第一进口车道处次信号灯均为黄灯；进口方向1第一进口车道处次信号灯、展宽车道处次信号灯，进口方向3第一进口车道处次信号灯、展宽车道处次信号灯，进口方向2第二进口车道处次信号灯、第三进口车道处次信号灯、展宽车道处次信号灯，进口方向4第二进口车道处次信号灯、第三进口车道处次信号灯、展宽车道处次信号灯均为红灯；

若当前时刻属于辅控制时间段3时，进口方向2第二进口车道处次信号灯、第三进口车道处次信号灯，进口方向4第二进口车道处次信号灯、第三进口车道处次信号灯，进口方向1第一进口车道处次信号灯，进口方向3第一进口车道处次信号灯均为绿灯；进口方向2第一进口车道处次信号灯、展宽车道处次信号灯，进口方向4第一进口车道处次信号灯、展宽车道处次信号灯，进口方向1第二进口车道处次信号灯、第三进口车道处次信号灯、展宽车道处次信号灯，进口方向3第二进口车道处次信号灯、第三进口车道处次信号灯、展宽车道处次信号灯均为红灯；

若当前时刻属于辅控制时间段4时，进口方向2第二进口车道处次信号灯、第三进口车道处次信号灯，进口方向4第二进口车道处次信号灯、第三进口车道处次信号灯，进口方向1第一进口车道处次信号灯，进口方向3第一进口车道处次信号灯均为黄灯；进口方向2第一进口车道处次信号灯、展宽车道处次信号灯，进口方向4第一进口车道处次信号灯、展宽车道处次信号灯，进口方向1第二进口车道处次信号灯、第三进口车道处次信号灯、展宽车道处次信号灯，进口方向3第二进口车道处次信号灯、第三进口车道处次信号灯、展宽车道处次信号灯均为红灯；

若当前时刻属于辅控制时间段5时，进口方向1展宽车道处次信号灯，进口方向2展宽车道处次信号灯，进口方向3展宽车道处次信号灯，进口方向4展宽车道处次信号灯均为绿灯；其他次信号灯均为红灯；

若当前时刻属于辅控制时间段6时，进口方向1展宽车道处次信号灯，进口方向2展宽车道处次信号灯，进口方向3展宽车道处次信号灯，进口方向4展宽车道处次信号灯均为黄；其他次信号灯均为红灯；

实施例2：

在我国某大城市的建成区选择了一个主干路与主干路相交的交叉口进行该发明的实施例测试，如图1所示，该交叉口各方向的进口车道数量为3、出口车道数量为3。

S1，交叉口流量数据采集；

所述交叉口流量数据采集与统计中，采集的交叉口流量数据包括了进口方向i上的高峰小时交通流量Q_i均等于625pcu/h，进口方向i上的高峰小时左转交通流量

均等于50pcu/h，进口方向i上的高峰小时直行交通流量

均等于500pcu/h，进口方向i上的高峰小时右转交通流量

均等于75pcu/h；

S2，车道及展宽设计；

进口方向i设计3个进口车道，由道路中心线向外侧依次进行编号标记，分别记为的第一进口车道、第二进口车道、第三进口车道；进口方向i设置有长度为D_i的道路展宽段，路段展宽的方式为向道路外侧展宽，展宽车道数为1个，其编号标记为展宽车道；

出口方向i设计3个出口车道，由道路中心线向外侧依次进行编号，分别为第一出口车道、第二出口车道、第三出口车道；

S3，主停车线设计；

交叉口处进口方向i的3个进口车道设置主停车线，展宽车道不设置主停车线；

S4，次停车线设计；

交叉口处进口方向i的上游距离主停车线D的距离处，在第一进口车道、第二进口车道、第三进口车道、展宽车道设置次停车线；

该步骤中，D需要在后续信号方案计算时，在获得各个相位的绿灯时长后，计算得到。

S5，进口车道交通流向设计；

在次停车线和主停车线之间的区域，为可变车道设计：当进口方向i为第一相位或者第三相位时，进口方向i第一进口车道为直行车道、第二进口车道为直行车道、第三进口车道为直右车道；当进口方向i为第二相位时，进口方向i第一进口车道为左转车道、第二进口车道、第三进口车道禁止车辆驶入；其中，该区域内的左转、直行、右转车辆均由进口方向i该区域的上游驶入，该区域内的左转车辆驶离区域后进入进口方向i_L的展宽车道，该区域内的右转车辆驶离区域后进入进口方向i_R的第三出口车道，该区域内的直行车辆驶离区域后进入进口方向i_TH的第一、第二、第三出口车道；其中，

在次停车线上游区域，进口方向i第一进口车道为左转车道、第二进口车道为直行车道、第三进口车道为直右车道；其中，该区域内的左转、直行、右转车辆均由进口方向i该区域上游驶入，该区域内的左转车辆驶离区域后进入进口方向i的第一进口车道，该区域内的右转车辆驶离区域后进入进口方向i的第三出口车道，该区域内的直行车辆驶离区域后进入进口方向i的第一、第二、第三出口车道；

S6，展宽车道交通流向设计；

进口方向i的展宽车道为直行车道；其车辆由进口方向i_E的左转车辆，从进口方向i_E的次停车线和主停车线之间的区域驶入，其中

车辆驶离展宽车道后，进入进口方向i的第一出口车道；

S7，主信号灯和次信号灯安置；

在相应车道上分别安置主信号灯和次信号灯：交叉口处进口方向i的3个进口车道主停车线上方均安装主信号灯，其中第一进口车道的信号灯为直行信号灯以及左转信号灯、第二进口车道为直行信号灯、第三进口车道的信号灯为直右信号灯，全部信号灯均朝向进口车道的上游方向；

交叉口处进口方向i第一进口车道处、第二进口车道处、第三进口车道处的次停车线上方均设置次信号灯，信号灯依次为左转信号灯、直行信号灯、右转信号灯，全部信号灯均朝向进口车道的上游方向；

交叉口处进口方向i展宽车道的次停车线上方设置次信号灯，信号灯为直行信号灯，信号灯朝向展宽车道的下游方向；

S8，流量比计算；

在次停车线和主停车线之间的区域，进口方向i第一进口车道的左转流量比

计算结果为0.03、第一进口车道的直行流量比

计算结果为0.116、第二进口车道的流量比

计算结果为0.116、第三进口车道的流量比

计算结果为0.12；

S9，关键流量比计算；

相位1的关键流量比

相位2的关键流量比

相位3的关键流量比

S10，信号控制启用判断；

根据数据计算的结果，满足Y₁+Y₂+Y₃≤Y_max，启用本发明所述的一种左转移位、车道展宽与二次停车组合的信号优先控制方法。上式中，由于该交叉为主干路相交，所以Y_max等于0.9；

在明确启用本发明方法后，进行主信号灯控制和次信号灯控制，其中，主信号灯和次信号灯均采用3相位控制，其中，主信号灯和次信号的信号周期均为C₀＝25s，相位1的绿灯时长G¹计算结果为7s，相位2的绿灯时长G²计算结果为7s，相位3的绿灯时长计算结果为2s。

本实施例中h＝2s，v＝10m/s，LL₁、LL₂、LL₃、LL₄均等于80米，计算得到D等于11.6米。

最后，就可以对主信号灯和次信号灯进行实时控制。

本发明通过在交叉口上游设置二次停车，并对交叉口进行展宽设置，同时结合左转移位，从时间与空间两个层面消除左转与直行车流之间的冲突，实现十字交叉口的三相位控制，减少车辆在交叉口处运行的延误，提升交通系统运行的效率。

Claims (5)

1.一种左转移位、展宽与二次停车组合信号优先系统，其特征在于，包括：数据采集模块、主停车线、次停车线、主信号灯、次信号灯、数据处理模块及实时控制模块；

所述数据采集模块用于采集交叉口流量数据；

进口方向i设计3个进口车道，由道路中心线向外侧依次为第一进口车道、第二进口车道、第三进口车道，第三进口车道外侧设置1个展宽车道；所述交叉口处进口方向i的3个进口车道均设置主停车线；其中，i表示交叉口的四个进口方向，i取值为1到4的整数，分别代表从正北方向开始，按照顺时针走向依次经过的进口方向；

交叉口处进口方向i的上游距离主停车线D的距离处，在第一进口车道、第二进口车道、第三进口车道、展宽车道设置次停车线；其中，D表示主停车线到次停车线之间的距离；

进口车道交通流向设计；

在次停车线和主停车线之间的区域，为可变车道设计：当进口方向i为第一相位或者第三相位时，进口方向i第一进口车道为直行车道、第二进口车道为直行车道、第三进口车道为直右车道；当进口方向i为第二相位时，进口方向i第一进口车道为左转车道、第二进口车道、第三进口车道禁止车辆驶入；其中，该区域内的左转、直行、右转车辆均由进口方向i该区域的上游驶入，该区域内的左转车辆驶离区域后进入进口方向i_L的展宽车道，该区域内的右转车辆驶离区域后进入进口方向i_R的第三出口车道，该区域内的直行车辆驶离区域后进入进口方向i_TH的第一、第二、第三出口车道；其中，

在次停车线上游区域，进口方向i第一进口车道为左转车道、第二进口车道为直行车道、第三进口车道为直右车道；其中，该区域内的左转、直行、右转车辆均由进口方向i该区域上游驶入；

展宽车道交通流向设计；

进口方向i的展宽车道为直行车道；其车辆由进口方向i_E的左转车辆，从进口方向i_E的次停车线和主停车线之间的区域驶入，其中

车辆驶离展宽车道后，进入进口方向i的第一出口车道；

所述主信号灯安置于交叉口处进口方向i的3个进口车道主停车线上方，其中第一进口车道的信号灯为直行信号灯以及左转信号灯、第二进口车道为直行信号灯、第三进口车道的信号灯为直右信号灯；

所述次信号灯安置于交叉口处进口方向i第一进口车道处、第二进口车道处、第三进口车道处、展宽车道处的次停车线上方，信号灯依次为左转信号灯、直行信号灯、右转信号灯、直行信号灯；

所述数据处理模块根据数据采集模块的信息，在次停车线和主停车线之间的区域，计算进口方向i的流量比，确定关键流量比，判断信号控制的启用，实现交叉口处的信号优先控制；

所述实时控制模块对主信号灯和次信号灯进行实时控制。

2.如权利要求1所述的左转移位、展宽与二次停车组合信号优先系统，其特征在于，主信号灯和次信号灯均采用3相位控制，其中，相位1的绿灯时长G¹为下式值四舍五入后的结果：

Y₁(C₀-9)/(Y₁+Y₂+Y₃)，

相位2的绿灯时长G²为下式值四舍五入后的结果：

Y₂(C₀-9)/(Y₁+Y₂+Y₃)，

相位3的绿灯时长G³为下式值四舍五入后的结果：

Y₃(C₀-9)/(Y₁+Y₂+Y₃)，

其中，Y₁、Y₂、Y₃分别表示相位1、相位2、相位3的关键流量比，所述主信号灯和次信号的信号周期均为C₀，

表示对18/(1-Y₁-Y₂-Y₃)的值向上取整。

3.如权利要求2所述的左转移位、展宽与二次停车组合信号优先系统，其特征在于，D的取值应该满足：D＝min(LL₁,LL₂,LL₃,LL₄,max(G¹,G²,G³)hv/(h+v))，其中，LL₁、LL₂、LL₃、LL₄分别表示进口方向1、2、3、4的最长进口车道长度，h为车辆间的最小车头时距，v为车辆的平均车速。

4.如权利要求2所述的左转移位、展宽与二次停车组合信号优先系统，其特征在于，实时控制模块控制流程具体为：

(1)控制时间段划分：

将一天的任一时刻HH:MM:SS转化为以秒为单位的时间TT，TT＝3600*HH+60*MM+SS，随后将TT划分为6个主控制时间段，其中，主控制时间段1的范围包括0～G¹、1*C₀～1*C₀+G¹、2*C₀～2*C₀+G¹、…、f*C₀～f*C₀+G¹、…，主控制时间段2的范围包括G¹～G¹+3、1*C₀+G¹～1*C₀+G¹+3、2*C₀+G¹～2*C₀+G¹+3、…、f*C₀+G¹～f*C₀+G¹+3、…，主控制时间段3的范围包括G¹+3～G¹+G²+3、1*C₀+G¹+3～1*C₀+G¹+G²+3、2*C₀+G¹+3～2*C₀+G¹+G²+3、…、f*C₀+G¹+3～f*C₀+G¹+G²+3、…，主控制时间段4的范围包括G¹+G²+3～G¹+G²+6、1*C₀+G¹+G²+3～1*C₀+G¹+G²+6、2*C₀+G¹+G²+3～2*C₀+G¹+G²+6、…、f*C₀+G¹+G²+3～f*C₀+G¹+G²+6、…，主控制时间段5的范围包括G¹+G²+6～G¹+G²+G³+6、1*C₀+G¹+G²+6～G¹+1*C₀+G²+G³+6、2*C₀+G¹+G²+6～G¹+2*C₀+G²+G³+6、…、f*C₀+G¹+G²+6～G¹+f*C₀+G²+G³+6、…，主控制时间段6的范围包括G¹+G²+G³+6～G¹+G²+G³+9、G¹+1*C₀+G²+G³+6～G¹+1*C₀+G²+G³+9、G¹+2*C₀+G²+G³+6～G¹+2*C₀+G²+G³+9、…、G¹+f*C₀+G²+G³+6～G¹+f*C₀+G²+G³+9、…，其中f为周期的序号，f为正整数且f≤86400/c₀；

同时将TT划分为6个辅控制时间段，其中，辅控制时间段1的范围包括0-D/v～G¹-D/v、1*C₀-D/v～1*C₀+G¹-D/v、2*C₀-D/v～2*C₀+G¹-D/v、…、f*C₀-D/v～f*C₀+G¹-D/v、…，辅控制时间段2的范围包括G¹-D/v～G¹+3-D/v、1*C₀-D/v+G¹～1*C₀+G¹+3-D/v、2*C₀+G¹-D/v～2*C₀+G¹+3-D/v、…、f*C₀+G¹-D/v～f*C₀+G¹+3-D/v、…，辅控制时间段3的范围包括G¹+3-D/v～G¹+G²+3-D/v、1*C₀+G¹+3-D/v～1*C₀+G¹+G²+3-D/v、2*C₀+G¹+3-D/v～2*C₀+G¹+G²+3-D/v、…、f*C₀+G¹+3-D/v～f*C₀+G¹+G²+3-D/v、…，辅控制时间段4的范围包括G¹+G²+3-D/v～G¹+G²+6-D/v、1*C₀+G¹+G²+3-D/v～1*C₀+G¹+G²+6-D/v、2*C₀+G¹+G²+3-D/v～2*C₀+G¹+G²+6-D/v、…、f*C₀+G¹+G²+3-D/v～f*C₀+G¹+G²+6-D/v、…，辅控制时间段5的范围包括G¹+G²+6-D/v～G¹+G²+G³+6-D/v、1*C₀+G¹+G²+6-D/v～G¹+1*C₀+G²+G³+6-D/v、2*C₀+G¹+G²+6-D/v～G¹+2*C₀+G²+G³+6-D/v、…、f*C₀+G¹+G²+6-D/v～G¹+f*C₀+G²+G³+6-D/v、…，辅控制时间段6的范围包括G¹+G²+G³+6-D/v～G¹+G²+G³+9-D/v、G¹+1*C₀+G²+G³+6-D/v～G¹+1*C₀+G²+G³+9-D/v、G¹+2*C₀+G²+G³+6-D/v～G¹+2*C₀+G²+G³+9-D/v、…、G¹+f*C₀+G²+G³+6-D/v～G¹+f*C₀+G²+G³+9-D/v、…；

(2)主信号灯实时控制：

若当前时刻属于主控制时间段1时，进口方向1的第一进口车道的直行主信号灯、第二进口车道主信号灯、第三进口车道主信号灯，进口方向3的第一进口车道的直行主信号灯、第二进口车道主信号灯、第三进口车道主信号灯，进口方向2的第一进口车道的左转主信号灯，进口方向4的第一进口车道的左转主信号灯均为绿灯；进口方向2的第一进口车道的直行主信号灯、第二进口车道主信号灯、第三进口车道主信号灯，进口方向4的第一进口车道的直行主信号灯、第二进口车道主信号灯、第三进口车道主信号灯，进口方向1的第一进口车道的左转主信号灯，进口方向3的第一进口车道的左转主信号灯均为红灯；

若当前时刻属于主控制时间段2时，进口方向1的第一进口车道的直行主信号灯、第二进口车道主信号灯、第三进口车道主信号灯，进口方向3的第一进口车道的直行主信号灯、第二进口车道主信号灯、第三进口车道主信号灯，进口方向2的第一进口车道的左转主信号灯，进口方向4的第一进口车道的左转主信号灯均为黄灯；进口方向2的第一进口车道的直行主信号灯、第二进口车道主信号灯、第三进口车道主信号灯，进口方向4的第一进口车道的直行主信号灯、第二进口车道主信号灯、第三进口车道主信号灯，进口方向1的第一进口车道的左转主信号灯，进口方向3的第一进口车道的左转主信号灯均为红灯；

若当前时刻属于主控制时间段3时，进口方向2的第一进口车道的直行主信号灯、第二进口车道主信号灯、第三进口车道主信号灯，进口方向4的第一进口车道的直行主信号灯、第二进口车道主信号灯、第三进口车道主信号灯，进口方向1的第一进口车道的左转主信号灯，进口方向3的第一进口车道的左转主信号灯均为绿灯；进口方向1的第一进口车道的直行主信号灯、第二进口车道主信号灯、第三进口车道主信号灯，进口方向3的第一进口车道的直行主信号灯、第二进口车道主信号灯、第三进口车道主信号灯，进口方向2的第一进口车道的左转主信号灯，进口方向4的第一进口车道的左转主信号灯均为红灯；

若当前时刻属于主控制时间段4时，进口方向2的第一进口车道的直行主信号灯、第二进口车道主信号灯、第三进口车道主信号灯，进口方向4的第一进口车道的直行主信号灯、第二进口车道主信号灯、第三进口车道主信号灯，进口方向1的第一进口车道的左转主信号灯，进口方向3的第一进口车道的左转主信号灯均为黄灯；进口方向1的第一进口车道的直行主信号灯、第二进口车道主信号灯、第三进口车道主信号灯，进口方向3的第一进口车道的直行主信号灯、第二进口车道主信号灯、第三进口车道主信号灯，进口方向2的第一进口车道的左转主信号灯，进口方向4的第一进口车道的左转主信号灯均为红灯；

若当前时刻属于主控制时间段5时，全部进口方向的主信号灯均为红灯；

若当前时刻属于主控制时间段6时，全部进口方向的主信号灯均为红灯；

(3)次信号灯实时控制：

若当前时刻属于辅控制时间段1时，进口方向1第二进口车道处次信号灯、第三进口车道处次信号灯，进口方向3第二进口车道处次信号灯、第三进口车道处次信号灯，进口方向2第一进口车道处次信号灯，进口方向4第一进口车道处次信号灯均为绿灯；进口方向1第一进口车道处次信号灯、展宽车道处次信号灯，进口方向3第一进口车道处次信号灯、展宽车道处次信号灯，进口方向2第二进口车道处次信号灯、第三进口车道处次信号灯、展宽车道处次信号灯，进口方向4第二进口车道处次信号灯、第三进口车道处次信号灯、展宽车道处次信号灯均为红灯；

若当前时刻属于辅控制时间段2时，进口方向1第二进口车道处次信号灯、第三进口车道处次信号灯，进口方向3第二进口车道处次信号灯、第三进口车道处次信号灯，进口方向2第一进口车道处次信号灯，进口方向4第一进口车道处次信号灯均为黄灯；进口方向1第一进口车道处次信号灯、展宽车道处次信号灯，进口方向3第一进口车道处次信号灯、展宽车道处次信号灯，进口方向2第二进口车道处次信号灯、第三进口车道处次信号灯、展宽车道处次信号灯，进口方向4第二进口车道处次信号灯、第三进口车道处次信号灯、展宽车道处次信号灯均为红灯；

若当前时刻属于辅控制时间段3时，进口方向2第二进口车道处次信号灯、第三进口车道处次信号灯，进口方向4第二进口车道处次信号灯、第三进口车道处次信号灯，进口方向1第一进口车道处次信号灯，进口方向3第一进口车道处次信号灯均为绿灯；进口方向2第一进口车道处次信号灯、展宽车道处次信号灯，进口方向4第一进口车道处次信号灯、展宽车道处次信号灯，进口方向1第二进口车道处次信号灯、第三进口车道处次信号灯、展宽车道处次信号灯，进口方向3第二进口车道处次信号灯、第三进口车道处次信号灯、展宽车道处次信号灯均为红灯；

若当前时刻属于辅控制时间段4时，进口方向2第二进口车道处次信号灯、第三进口车道处次信号灯，进口方向4第二进口车道处次信号灯、第三进口车道处次信号灯，进口方向1第一进口车道处次信号灯，进口方向3第一进口车道处次信号灯均为黄灯；进口方向2第一进口车道处次信号灯、展宽车道处次信号灯，进口方向4第一进口车道处次信号灯、展宽车道处次信号灯，进口方向1第二进口车道处次信号灯、第三进口车道处次信号灯、展宽车道处次信号灯，进口方向3第二进口车道处次信号灯、第三进口车道处次信号灯、展宽车道处次信号灯均为红灯；

若当前时刻属于辅控制时间段5时，进口方向1展宽车道处次信号灯，进口方向2展宽车道处次信号灯，进口方向3展宽车道处次信号灯，进口方向4展宽车道处次信号灯均为绿灯；其他次信号灯均为红灯；

若当前时刻属于辅控制时间段6时，进口方向1展宽车道处次信号灯，进口方向2展宽车道处次信号灯，进口方向3展宽车道处次信号灯，进口方向4展宽车道处次信号灯均为黄；其他次信号灯均为红灯。

5.一种左转移位、展宽与二次停车组合信号优先系统的应用方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)交叉口流量数据采集；

采集数据包括进口方向i上的高峰小时交通流量Q_i，进口方向i上的高峰小时左转交通流量Q_i ^LT，进口方向i上的高峰小时直行交通流量Q_i ^TH，进口方向i上的高峰小时右转交通流量Q_i ^RT；

(2)车道及展宽设计；

进口方向i设计3个进口车道，由道路中心线向外侧依次进行编号标记，分别记为第一进口车道、第二进口车道、第三进口车道；进口方向i设置有长度为D_i的道路展宽段，路段展宽的方式为向道路外侧展宽，展宽车道数为1个，其编号标记为展宽车道；

出口方向i设计3个出口车道，由道路中心线向外侧依次进行编号，分别为第一出口车道、第二出口车道、第三出口车道；

(3)主停车线设计；

交叉口处进口方向i的3个进口车道设置主停车线，展宽车道不设置主停车线；

(4)次停车线设计；

交叉口处进口方向i的上游距离主停车线D的距离处，在第一进口车道、第二进口车道、第三进口车道、展宽车道设置次停车线；

(5)进口车道交通流向设计；

在次停车线和主停车线之间的区域，为可变车道设计：当进口方向i为第一相位或者第三相位时，进口方向i第一进口车道为直行车道、第二进口车道为直行车道、第三进口车道为直右车道；当进口方向i为第二相位时，进口方向i第一进口车道为左转车道、第二进口车道、第三进口车道禁止车辆驶入；其中，该区域内的左转、直行、右转车辆均由进口方向i该区域的上游驶入，该区域内的左转车辆驶离区域后进入进口方向i_L的展宽车道，该区域内的右转车辆驶离区域后进入进口方向i_R的第三出口车道，该区域内的直行车辆驶离区域后进入进口方向i_TH的第一、第二、第三出口车道；其中，

在次停车线上游区域，进口方向i第一进口车道为左转车道、第二进口车道为直行车道、第三进口车道为直右车道；其中，该区域内的左转、直行、右转车辆均由进口方向i该区域上游驶入；

(6)展宽车道交通流向设计；

进口方向i的展宽车道为直行车道；其车辆由进口方向i_E的左转车辆，从进口方向i_E的次停车线和主停车线之间的区域驶入，其中

车辆驶离展宽车道后，进入进口方向i的第一出口车道；

(7)主信号灯和次信号灯安置；

在相应车道上分别安置主信号灯和次信号灯：交叉口处进口方向i的3个进口车道主停车线上方均安装主信号灯，其中第一进口车道的信号灯为直行信号灯以及左转信号灯、第二进口车道为直行信号灯、第三进口车道的信号灯为直右信号灯，全部信号灯均朝向进口车道的上游方向；

交叉口处进口方向i第一进口车道处、第二进口车道处、第三进口车道处的次停车线上方均设置次信号灯，信号灯依次为左转信号灯、直行信号灯、右转信号灯，全部信号灯均朝向进口车道的上游方向；

交叉口处进口方向i展宽车道的次停车线上方设置次信号灯，信号灯为直行信号灯，信号灯朝向展宽车道的下游方向；

(8)流量比计算；

在次停车线和主停车线之间的区域，进口方向i第一进口车道的左转流量比

第一进口车道的直行流量比

第二进口车道的流量比

第三进口车道的流量比

分别可由下式计算得到：

其中，S^LT、S^TH、S^RT分别为左转车道、直行车道、直右车道的饱和流量；

(9)关键流量比计算；

相位1的关键流量比

相位2的关键流量比

相位3的关键流量比

(10)信号控制启用判断；

当满足Y₁+Y₂+Y₃≤Y_max时，启用一种左转移位、车道展宽与二次停车组合的信号优先控制方法；否则，仍采用传统的多相位信号控制方法，其中，Y_max为交叉口的最大流量比。

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