CN115482678A - 一种针对双向单行线左转的分时变向车道和信号控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种针对双向单行线左转的分时变向车道和信号控制方法，该车道包括单行口A1、单行口A2、单行口B1、单行口B2、双行口C1、双行口C2、L滞停区，信号控制方法包括：(1)基于道路信号配时改变常规相位设置；(2)在双向单行线采用不同相位同一道路的不同方向车道；(3)通过信号配时计算，配算出具体道路最适宜方案。本发明是一种在双向单行线条件下优化行人等待时间过长为目的设计方案，尤其适用于道路较宽的双向单行线十字路口，提高行人的通行效率。

Description

一种针对双向单行线左转的分时变向车道和信号控制方法

技术领域

本发明涉及交通组织技术领域，具体涉及一种针对双向单行线左转的分时变向车道及信号控制方法。

背景技术

由于河流，山谷的限制，会在城市道路交通网络中出现路段与两条相邻的双向单行线交汇形成的交叉口，对于此类交叉口的信号控制往往会衍生出一系列的问题，因为垂直于单行线的道路跨度过大，导致传统的信号控制在针对此类交叉口时，会出现行人等待时间过长、以及车辆行进分配不合理等情况，需要改变传统观念对这种特殊的交叉口进行信号控制和渠化设计。

现有技术中路面上应用的双向单行线十字路口往往采用三相位设计，即左转单独占一个相位，而车流量的限制与其车道的位置造成了时间配比的不合适，此时行人既不能通行，道路上的车辆也无法实现空间时间上利用最大化。

发明内容

本发明目的：在于提供一种针对双向单行线左转的分时变向车道及信号控制方法，通过在十字路口中设计滞停区，使车辆在不同相位行驶方向不同，解决在渠化口的行人等待时间过长，以及车流量分配的不合理的问题。

为实现以上功能，本发明设计一种针对双向单行线左转的分时变向车道，包括单行口A1、单行口A2、单行口B1、单行口B2、双行口C1、双行口C2、L 滞停区；

其中，单行口A1包括三条由西至东的单行车道1、2、3，单行口A2包括三条由西至东的单行车道8、9、10，单行口B1包括三条由东至西的单行车道 15、16、17，单行口B2包括三条由东至西的单行车道22、23、24，双行口C1 包括两条相邻的由北至南的单行车道4、5，以及两条相邻的由南至北的单行车道6、7，双行口C2包括两条相邻的由北至南的单行车道18、19，以及两条相邻的由南至北的单行车道20、21，L滞停区包括南北方向的车道11、12、13、14；

其中单行口A1的车道1、2、3分别与单行口A2的车道10、9、8相对但不相接，单行口A1与单行口A2之间构成区域E，单行口B1的车道15、16、17 分别与单行口B2的车道24、23、22相对但不相接，单行口B1与单行口B2之间构成区域F；

区域E与区域F连线所在位置、双行口C1方向、双行口C2方向三者平行，双行口C1、双行口C2位于区域E与区域F整体的外侧，且双行口C1与区域E 相接，双行口C2与区域F相接，单行口A1、单行口A2所在方向与单行口B1、单行口B2所在方向彼此保持预设间距，该间距区域与区域E、区域F连线相交位置为L滞停区；

区域E北侧与L滞停区相接，区域E南侧与双行口C1相接，区域E西侧与单行口A1相接，区域E东侧与单行口A2相接；区域F北侧与双行口C2相接，区域F南侧与L滞停区相接，区域F西侧与单行口B2相接，区域F东侧与单行口B1相接；

位于单行口A1的车道1上的车辆可直行进入单行口A2的各车道，或左转进入L滞停区的车道11或车道13，位于单行口B1的车道15上的车辆可直行进入单行口B2的各车道，或左转进入L滞停区的车道14或车道12。

作为本发明的一种优选技术方案：L滞停区的车道12、13分别均包括预设长度的弧线型斜向待行区域，其中车道12的弧线型斜向待行区域与车道12北侧一端相接，车道13的弧线型斜向待行区域与车道13南侧一端相接。

本发明还提供一种针对双向单行线左转的分时变向信号控制方法，基于所述的一种针对双向单行线左转的分时变向车道，将车道上各车辆的行驶方向划分为三个相位，其中三个相位包括第一相位、第二相位、第三相位，并基于预设信号周期，依次进行第一相位、第二相位、第三相位的如下切换：

A.第一相位的车道上各车辆的行驶方向如下：

位于双行口C1的车道6、7，以及单行口B2的车道18、19上的车辆停止待行；

位于单行口A1的车道1、2、3上的直行车辆行驶至单行口A2的车道，位于单行口A1的车道1上的左转车辆行驶至L滞停区的车道13后停止待行，位于单行口A1的车道1上的调头车辆行驶至L滞停区的车道11后，继续行驶至单行口B2的车道完成调头，位于单行口A1的车道3上的右转车辆行驶至双行口C1的车道4或车道5；

位于单行口B1的车道15、16、17上的直行车辆行驶至单行口B2的车道，位于单行口B1的车道15上的左转车辆行驶至L滞停区的车道12后停止待行，位于单行口B1的车道15上的调头车辆行驶至L滞停区的车道14后，继续行驶至单行口A2的车道完成调头，位于单行口B1的车道17上的右转车辆行驶至双行口C2的车道20或车道21；

B.第一相位持续预设时间后，进入第二相位，第二相位的车道上各车辆的行驶方向如下：

位于单行口A1的车道1、2、3，以及单行口B1的车道15、16、17上的车辆停止待行；

位于L滞停区的车道12上的车辆行驶至双行口C1的车道4或车道5，位于双行口C2的车道18、19上的直行车辆经过L滞停区的车道12，行驶至双行口 C1的车道4或车道5，双行口C2的车道18、19上的左转车辆行驶至L滞停区的车道11上停止待行；

位于L滞停区的车道13上的车辆行驶至双行口C2的车道20或车道21，位于双行口C1的车道6、7上的直行车辆经过L滞停区的车道13，行驶至双行口 C2的车道20或车道21，双行口C1的车道6、7上的左转车辆行驶至L滞停区的车道14上停止待行；

位于双行口C2的车道18上的右转车辆行驶至单行口B2的车道，位于双行口C1的车道7上的右转车辆行驶至单行口A2的车道；

C.第二相位持续预设时间后，进入第三相位，第三相位的车道上各车辆的行驶方向如下：

位于L滞停区的车道11上的车辆左转行驶进入单行口A2的车道，L滞停区的车道14上的车辆左转行驶进入单行口B2的车道，其他各车道上的车辆停止待行；

D.第三相位持续预设时间后，进入第一相位。

作为本发明的一种优选技术方案：所述预设信号周期的计算方法如下式：

其中：

L＝∑_j(L_s+I-A)

式中，L_s为启动损失时间，A为黄灯时长，I为绿灯间隔时间，C₀为预设信号周期，Y为组成全部信号相位的各个最大流量比y之和，其计算如下式：

其中，Y≤0.9,j为一个信号周期内的相位数，y_j为第j相位的流量比，y′_j为 y_j对位流量比，q_d为交通设计量，其单位为pcu/h，s_d为设计饱和流量，其单位为pcu/h。

作为本发明的一种优选技术方案：在L滞停区的车道12、13上的弧线型斜向待行区域、单行口A1的车道1的北侧、以及单行口B1的车道15南侧设置调头转向灯，在第一相位时，调头转向灯闪烁表示可以转向，在其他相位时调头转向灯不闪烁表示不可以转向。

有益效果：相对于现有技术，本发明的优点包括：

本发明设计了提供一种针对双向单行线左转的分时变向车道及信号控制方法，提出一种新的车道概念，针对双向线进行相位的合并来达到总相位时间的减少，解决了传统车道及信号控制方法无法实现交叉口的分时变向的问题。。

附图说明

图1是根据本发明实施例提供的双向单行线左转的分时变向车道的示意图；

图2是根据本发明实施例提供的弧线型斜向待行区域的示意图；

图3是根据本发明实施例提供的第一相位的示意图；

图4是根据本发明实施例提供的第二相位的示意图；

图5是根据本发明实施例提供的第三相位的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

参照图1，本发明实施例提供的一种针对双向单行线左转的分时变向车道，包括单行口A1、单行口A2、单行口B1、单行口B2、双行口C1、双行口C2、 L滞停区；

其中，单行口A1包括三条由西至东的单行车道1、2、3，单行口A2包括三条由西至东的单行车道8、9、10，单行口B1包括三条由东至西的单行车道 15、16、17，单行口B2包括三条由东至西的单行车道22、23、24，双行口C1 包括两条相邻的由北至南的单行车道4、5，以及两条相邻的由南至北的单行车道6、7，双行口C2包括两条相邻的由北至南的单行车道18、19，以及两条相邻的由南至北的单行车道20、21，L滞停区包括南北方向的车道11、12、13、14；

其中单行口A1的车道1、2、3分别与单行口A2的车道10、9、8相对但不相接，单行口A1与单行口A2之间构成区域E，单行口B1的车道15、16、17 分别与单行口B2的车道24、23、22相对但不相接，单行口B1与单行口B2之间构成区域F；

区域E与区域F连线所在位置、双行口C1方向、双行口C2方向三者平行，双行口C1、双行口C2位于区域E与区域F整体的外侧，且双行口C1与区域E 相接，双行口C2与区域F相接，单行口A1、单行口A2所在方向与单行口B1、单行口B2所在方向彼此保持预设间距，该间距区域与区域E、区域F连线相交位置为L滞停区；

区域E北侧与L滞停区相接，区域E南侧与双行口C1相接，区域E西侧与单行口A1相接，区域E东侧与单行口A2相接；区域F北侧与双行口C2相接，区域F南侧与L滞停区相接，区域F西侧与单行口B2相接，区域F东侧与单行口B1相接；

位于单行口A1的车道1上的车辆可直行进入单行口A2的各车道，或左转进入L滞停区的车道11或车道13，位于单行口B1的车道15上的车辆可直行进入单行口B2的各车道，或左转进入L滞停区的车道14或车道12。

在一个实施例中，单行口A1的车道1、2、3分别与单行口A2的车道10、 9、8对应位于同一直线上，单行口B1的车道15、16、17分别与单行口B2的车道24、23、22对应位于同一直线上，车道4、11、18位于同一直线上，车道5、 12、19位于同一直线上，车道6、13、20位于同一直线上，车道7、14、21位于同一直线上，并且L滞停区位于车道15、24所在直线以及车道1、10所在直线之间，L滞停区北侧为车道15、24所在直线，L滞停区南侧为车道1、10所在直线；

在一个实施例中，参照图2，L滞停区的车道12、13分别均包括预设长度的弧线型斜向待行区域，其中车道12的弧线型斜向待行区域与车道12北侧一端相接，车道13的弧线型斜向待行区域与车道13南侧一端相接。

本发明实施例还提供一种针对双向单行线左转的分时变向信号控制方法，基于所述的一种针对双向单行线左转的分时变向车道，将车道上各车辆的行驶方向划分为三个相位，其中三个相位包括第一相位、第二相位、第三相位，并基于预设信号周期，依次进行第一相位、第二相位、第三相位的如下切换：

A.参照图3，第一相位的车道上各车辆的行驶方向如下：

位于双行口C1的车道6、7，以及单行口B2的车道18、19上的车辆停止待行；

位于单行口A1的车道1、2、3上的直行车辆行驶至单行口A2的车道，位于单行口A1的车道1上的左转车辆行驶至L滞停区的车道13后停止待行，位于单行口A1的车道1上的调头车辆行驶至L滞停区的车道11后，继续行驶至单行口B2的车道完成调头，位于单行口A1的车道3上的右转车辆行驶至双行口C1的车道4或车道5；

位于单行口B1的车道15、16、17上的直行车辆行驶至单行口B2的车道，位于单行口B1的车道15上的左转车辆行驶至L滞停区的车道12后停止待行，位于单行口B1的车道15上的调头车辆行驶至L滞停区的车道14后，继续行驶至单行口A2的车道完成调头，位于单行口B1的车道17上的右转车辆行驶至双行口C2的车道20或车道21；

B.参照图4，第一相位持续预设时间后，进入第二相位，第二相位的车道上各车辆的行驶方向如下：

位于单行口A1的车道1、2、3，以及单行口B1的车道15、16、17上的车辆停止待行；

位于L滞停区的车道12上的车辆行驶至双行口C1的车道4或车道5，位于双行口C2的车道18、19上的直行车辆经过L滞停区的车道12，行驶至双行口 C1的车道4或车道5，双行口C2的车道18、19上的左转车辆行驶至L滞停区的车道11上停止待行；

位于L滞停区的车道13上的车辆行驶至双行口C2的车道20或车道21，位于双行口C1的车道6、7上的直行车辆经过L滞停区的车道13，行驶至双行口 C2的车道20或车道21，双行口C1的车道6、7上的左转车辆行驶至L滞停区的车道14上停止待行；

位于双行口C2的车道18上的右转车辆行驶至单行口B2的车道，位于双行口C1的车道7上的右转车辆行驶至单行口A2的车道；

C.参照图5，第二相位持续预设时间后，进入第三相位，第三相位的车道上各车辆的行驶方向如下：

位于L滞停区的车道11上的车辆左转行驶进入单行口A2的车道，L滞停区的车道14上的车辆左转行驶进入单行口B2的车道，其他各车道上的车辆停止待行；

D.第三相位持续预设时间后，进入第一相位。

在一个实施例中，以南京市秦淮区秣陵北路的双向单行线十字路口为例，各车道交通设计量q_ds(单位pcu/h)如表1所示：

表1

各方向进口车道各类矫正系数f(F_i)都取0.76，启动损失时间L_s取4s，黄灯时长A定为3s，绿灯间隔时间(即全红时间)I取5s。所述预设信号周期的计算方法如下式：

其中：

L＝∑_j(L_s+I-A)

式中，C₀为预设信号周期，Y为组成全部信号相位的各个最大流量比y之和，其计算如下式：

其中，Y≤0.9,j为一个信号周期内的相位数，y_j为第j相位的流量比，y′_j为 y_j对位流量比，q_d为交通设计量，其单位为pcu/h，s_d为设计饱和流量，其单位为pcu/h，在本实施例中，饱和流量s_d(单位pcu/h)取值根据表2及下式计算：

表2

车道	s<sub>bi</sub>
		直行车道	1550～1750，平均1650
左转车道	1450～1650，平均1550
		右转车道	1350～1550，平均1450

其中：

s_d＝s_bi*f(F_i)

本实施例中对于q_d的计算时，在第一相位将左转车辆并入第二相位直行车辆的过程中，左转车流量通过矫正系数f₁₀₀为0.45改变其原来的车流量大小，即：

q_d＝q_ds*f_i

各个相位的周期为其最大流量比在总流量比Y所占比例与预设信号周期C₀的乘积。

本实施例中预设信号周期为81s，其中南北走向的绿灯时间为37s，同样对于四相位方案进行信号配时计算最佳周期为127s，其中南北走向的绿灯时间为 37s，通过比较本发明所设计的信号控制方法对行人通过马路时间具有明显优化。

在L滞停区的车道12、13上的弧线型斜向待行区域、单行口A1的车道1 的北侧、以及单行口B1的车道15南侧设置调头转向灯，在第一相位时，调头转向灯闪烁表示可以转向，在其他相位时调头转向灯不闪烁表示不可以转向。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (5)

1.一种针对双向单行线左转的分时变向车道，其特征在于，包括单行口A1、单行口A2、单行口B1、单行口B2、双行口C1、双行口C2、L滞停区；

其中，单行口A1包括三条由西至东的单行车道1、2、3，单行口A2包括三条由西至东的单行车道8、9、10，单行口B1包括三条由东至西的单行车道15、16、17，单行口B2包括三条由东至西的单行车道22、23、24，双行口C1包括两条相邻的由北至南的单行车道4、5，以及两条相邻的由南至北的单行车道6、7，双行口C2包括两条相邻的由北至南的单行车道18、19，以及两条相邻的由南至北的单行车道20、21，L滞停区包括南北方向的车道11、12、13、14；

其中单行口A1的车道1、2、3分别与单行口A2的车道10、9、8相对但不相接，单行口A1与单行口A2之间构成区域E，单行口B1的车道15、16、17分别与单行口B2的车道24、23、22相对但不相接，单行口B1与单行口B2之间构成区域F；

区域E与区域F连线所在位置、双行口C1方向、双行口C2方向三者平行，双行口C1、双行口C2位于区域E与区域F整体的外侧，且双行口C1与区域E相接，双行口C2与区域F相接，单行口A1、单行口A2所在方向与单行口B1、单行口B2所在方向彼此保持预设间距，该间距区域与区域E、区域F连线相交位置为L滞停区；

区域E北侧与L滞停区相接，区域E南侧与双行口C1相接，区域E西侧与单行口A1相接，区域E东侧与单行口A2相接；区域F北侧与双行口C2相接，区域F南侧与L滞停区相接，区域F西侧与单行口B2相接，区域F东侧与单行口B1相接；

位于单行口A1的车道1上的车辆可直行进入单行口A2的各车道，或左转进入L滞停区的车道11或车道13，位于单行口B1的车道15上的车辆可直行进入单行口B2的各车道，或左转进入L滞停区的车道14或车道12。

2.根据权利要求1所述的一种针对双向单行线左转的分时变向车道，其特征在于，L滞停区的车道12、13分别均包括预设长度的弧线型斜向待行区域，其中车道12的弧线型斜向待行区域与车道12北侧一端相接，车道13的弧线型斜向待行区域与车道13南侧一端相接。

3.一种针对双向单行线左转的分时变向信号控制方法，其特征在于，基于权利要求1或2所述的一种针对双向单行线左转的分时变向车道，将车道上各车辆的行驶方向划分为三个相位，其中三个相位包括第一相位、第二相位、第三相位，并基于预设信号周期，依次进行第一相位、第二相位、第三相位的如下切换：

A.第一相位的车道上各车辆的行驶方向如下：

位于双行口C1的车道6、7，以及单行口B2的车道18、19上的车辆停止待行；

位于单行口A1的车道1、2、3上的直行车辆行驶至单行口A2的车道，位于单行口A1的车道1上的左转车辆行驶至L滞停区的车道13后停止待行，位于单行口A1的车道1上的调头车辆行驶至L滞停区的车道11后，继续行驶至单行口B2的车道完成调头，位于单行口A1的车道3上的右转车辆行驶至双行口C1的车道4或车道5；

位于单行口B1的车道15、16、17上的直行车辆行驶至单行口B2的车道，位于单行口B1的车道15上的左转车辆行驶至L滞停区的车道12后停止待行，位于单行口B1的车道15上的调头车辆行驶至L滞停区的车道14后，继续行驶至单行口A2的车道完成调头，位于单行口B1的车道17上的右转车辆行驶至双行口C2的车道20或车道21；

B.第一相位持续预设时间后，进入第二相位，第二相位的车道上各车辆的行驶方向如下：

位于单行口A1的车道1、2、3，以及单行口B1的车道15、16、17上的车辆停止待行；

位于L滞停区的车道12上的车辆行驶至双行口C1的车道4或车道5，位于双行口C2的车道18、19上的直行车辆经过L滞停区的车道12，行驶至双行口C1的车道4或车道5，双行口C2的车道18、19上的左转车辆行驶至L滞停区的车道11上停止待行；

位于L滞停区的车道13上的车辆行驶至双行口C2的车道20或车道21，位于双行口C1的车道6、7上的直行车辆经过L滞停区的车道13，行驶至双行口C2的车道20或车道21，双行口C1的车道6、7上的左转车辆行驶至L滞停区的车道14上停止待行；

位于双行口C2的车道18上的右转车辆行驶至单行口B2的车道，位于双行口C1的车道7上的右转车辆行驶至单行口A2的车道；

C.第二相位持续预设时间后，进入第三相位，第三相位的车道上各车辆的行驶方向如下：

位于L滞停区的车道11上的车辆左转行驶进入单行口A2的车道，L滞停区的车道14上的车辆左转行驶进入单行口B2的车道，其他各车道上的车辆停止待行；

D.第三相位持续预设时间后，进入第一相位。

4.根据权利要求3所述的一种针对双向单行线左转的分时变向信号控制方法，其特征在于，所述预设信号周期的计算方法如下式：

其中：

L＝∑_j(L_s+I-A)

式中，L_s为启动损失时间，A为黄灯时长，I为绿灯间隔时间，C₀为预设信号周期，Y为组成全部信号相位的各个最大流量比y之和，其计算如下式：

其中，Y≤0.9,j为一个信号周期内的相位数，y_j为第j相位的流量比，y′_j为y_j对位流量比，q_d为交通设计量，其单位为pcu/h，s_d为设计饱和流量，其单位为pcu/h。

5.根据权利要求3所述的一种针对双向单行线左转的分时变向信号控制方法，其特征在于，基于权利要求2所述的一种针对双向单行线左转的分时变向车道，在L滞停区的车道12、13上的弧线型斜向待行区域、单行口A1的车道1的北侧、以及单行口B1的车道15南侧设置调头转向灯，在第一相位时，调头转向灯闪烁表示可以转向，在其他相位时调头转向灯不闪烁表示不可以转向。

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