CN1560810A - 路口机动车辆交通指挥系统 - Google Patents

Abstract

一种路口机动车辆交通指挥系统，其包括有信号指挥灯。行车指示标线，禁止停车区，其特征在于：在十字口外侧原直行和左转弯车道设置，长型或短型变向区。信号灯为四个相位，在所述的十字路口变向区的长度，宽度和数量可依情况增减。变向区的作用是提供两个方向车辆的储备和行驶。其特征：在变向区内的全部车道不设置固定的直行和左转弯车道，而是在一个信号周期内，按时间先后划分为直行和左转弯两个车道时段，两次被不同方向的车辆所使用。按时间的推移，两个时段相互转换，交替变更。形象的说，直行和左转弯车道，在一个信号周期内互相借用了一次。可俗称：“道路的二次利用”。通过设置变向区，在没有添加道路的情况下，却增加了车辆通行条数。从而提高了直行和左转弯车流量，达到70％－80％。

Description

路口机动车辆交通指挥系统

技术领域：

本发明涉及路口机动车辆交通指挥系统

背景技术：

现行主要干道路口采取的信号灯通常是四相位，也有主干分直行和左转弯相位，而次干道不分直行和左转弯的三相位。在设置直行和转弯信号灯相位时，一般都设置直行和左转弯专用车道。在直行时，左转车辆停驶于专用车道内，车道被占用；而在左转车辆左转时，直行车辆停驶于直行专用车道内，车道被占用不能通过车辆。为增加车流量，减少路口拥堵，一般采用路口拓宽的办法，来增加通行车道数，满足交通流量的巨大压力。

发明内容

本发明提供一种途径路口机动车，在一个信号灯周期内，直行和左转车辆，在不同的信号相位，先后两次使用同一条车道的方法，也可称为：直行和左转变向车道的方法，俗称：道路的两次利用。具体的说：将现行临近路口的左转弯和直行车道合二为一的组成；直行和左转弯车道变向区(以下简称：变向区)。

通过变向区的直行和左转弯车辆都相互借用了对方的车道，从而达到增加了各自的车道条数。在相同的时间内增加了车流量的路口机动车交通指挥系统。

本发明采用如下的方法：在路口外侧中部设置变向区，第一信号灯，第二信号灯，禁止停车区，直行和左转弯专用车道，和第一停车线与第二停车线。

在所述的四相位十字路口，四个路口外侧中部分别设置四个短型变向区。

在所述的四相位十字路口，四个路口外侧中部分别设置四个长型变向区。

上述变向区，可设四个，也可设两个，最少可设置一个，都是按照路口的情况而定。

一、变向区的宽度，长度

变向区的宽度，包括现行方案的直行和左转弯的全部车道，最低不少于两条(包括一条直行车道，一条左转车道)简称“1+1”还有其它几种形式，如一条左转车道，两条直行车道，简称“1+2”形式，其原理是相同的。为了简明的论述，本发明将以“1+1”的方式为主说明原理和方法。变向区的长度为：路口一个绿灯时间所放行的车辆数，按其停驶时一字顺序排列所需的长度。其计算方法如下：

变向区长度＝车头距离×绿灯时间÷车头时距

其中，车头距离指停驶前后两辆车的头到头的距离，一般小型车辆为6米。车头时距指连续两车通过车道或道路上同一点的时间，间隔一般情况小型车为2.5秒。变向区可分为短形和长型两种，短型是指一个绿灯时间放行车辆停驶的长度，可根据路口的不同情况采用。

二、变向区的时段，车辆驶入、储备、驶出的方法。

变向区的主要特征是变化，全部时间分为两个时段。即：直行时段和左转时段。直行时段变向区内的全部车道供直行车使用，左转时段变向区内的全部车道供左转弯车使用，变向区内的车道也可说是变向车道。上述两个时段由第一信号灯控制。停驶于变向区尾端外侧专用车道的车辆，遇直行时段，驶入变向区在第二停车线停车，此方法叫车辆两次停车，此时段变向区内有两条车道可供车辆储备之用。按“水往底处流”的常理，车辆自然的向前集聚，按两条车流依顺排列。遇左转时段，车辆依上述方法行驶储备于变向区内。变向区的车辆是由路口的第二信号灯控制放行通过路口。的车辆是由路口的第二信号灯控制放行通过路口。

三、变向区的作用：

变向区的作用是按照不同时段将一条车流聚集为两条车流储备于变向区内，为通过路口做为准备。形象的说车流由“细长变短粗”或“一长变两短”。变向区的两个时段交替变化。

四、信号指挥灯的位置，作用和配时。

在变向区的首尾处各设置一组信号指挥灯。其首处的为第二信号灯，其作用是控制由变向区放行通过路口的车辆，是由路口的四相位组成。第一信号灯位于变向区尾端，控制变向区的时段，由两相位组成也同时控制驶入变向区车辆的时间长短。

五、本发明的主要特征

1、在现有道路上设置变向区和其尾端的信号灯。

2、变向区的宽度，长度和信号灯的配时以及变向区的数量都是可以调整。

3、变向区设置的条件：凡在路口划分直行和左转专用车道，和其相匹配的信号灯相位的路口，均可设置变向区，划分两个时段交替变化，按时段划分不同方向的车辆。改变现行方案按固定区域划分不同方向的车辆。

4、一条车流驶入变向区变为两条车流驶出，在时间上减少了一半，车流量增加一倍。

5、第一信号是两相位，而第二信号灯是四相位，他们的时间是相同的。就为驶入变向区的车辆在时间上多出一倍，而达到进出变向区的车辆相匹配。

宗上所述：没有拓宽路口的车道条数，通过车道的两次使用，实际增加了车道条数。在相同的时间内提高了通过路口的车流量。按理论计算提高80％-90％。行人和非机动车通过路口与现行方案没有太大的调整，未改变其行为方式和习惯，只是对机动车通过路口的程序稍作调整，可以说是事半功倍。

图1、为现行四相位十字路口车辆行驶秩序示意图

图2、为本发明十字路口的平面详图

图3、为本发明实施例1四相位十字路口短型变向区车辆运行准备示意图

图4、图5、图6、图7分别为本发明实施例1，A、B、C、D四相位车辆运行示意图

图8、为本发明实施例2，四相位十字路口长型变向区车辆运行准备示意图

图9、图10、图11、图12分别为实施例2中，A、B、C、D四相位车辆运行示意图

图13、为本发明实施例1和实施例2的信号灯配时示意图

图14、为本发明实施例1和实施例2变向区的2种变形示意图

具体实施方案

参见图1所示，现行四相位十字路口车辆行驶秩序示意图。

如图所示：图1A为上下行车辆直行、图1B为上下行车辆左转弯、图1C为左右车直行、图1D为左右车辆左转弯。上述是现行十字路口，四相位车辆运行秩序示意图，从图1可以看出路口四个方向的道路上都有直行和左转弯车道各一条，所以每一个信号灯相位只有2条车道放行车辆。另外6条车道的车辆停驶，并占用车道。实属无耐。本发明的目的就是，在每一个信号灯相位有4条车道放行车辆，4条车道的车辆停驶。提高车流量90％。以上说明不包括右转弯车辆。

参见图2所示一种路口机动车辆交通指挥系统的平面详图：如图所示，包括直行车辆专用道1，左转弯车辆专用道2，第一信号灯3，禁止停车区4，变向区5，第二信号灯6，右转弯车辆专用道7，第一停车线8，第二停车线9。上述内容为了简明只标明十字路口一侧的平面详图。其3、4、6、8、9在图3-图12中不标出。从图3-图12只表示下例内容：

1、变向区编号(21-28)

2、车辆编号(1-12)

3、实线箭头表示车辆行驶，处于绿灯相位。

4、实线箭头加虑线表示机动车避让非机动车和行人，在其空隙行驶。

参见图3实施例1，一种十字路口机动车交通指挥系统包括，交通信号指挥灯，车辆编号，行车指示标线。在十字路口四个方向道路外侧中部的位置分别设置变向区21、22、23、24。信号灯为四个相位。更具体的说，图3是实施例1，车辆运行开始前的准备图。如图所示：车辆2、5、8、11分别驶入变向区21、22、23、24，他们是以一条车道单车流驶入，却以2条车道两车流储备于变向区内的。车辆1、4、7、10在变向区外侧的左转弯专用车道内停驶，变向区内储备了一个信号绿灯所放行的车辆，故称，短型变向区。

参见图4、图5、图6、图7实施例1所示：一种路口机动车交通指挥系统，信号灯为A、B、C、D四相位。具体的说，图4为信号灯A相位图。如图所示；车辆2、8从变向区21、23以双东流方式直行驶过路口，车辆1、7跟遂车辆2、8在变向区的尾车以一条车流变为2条车流，在变向区21、23内依顺储备。车辆6、12右转行驶，车辆3、9避让非机动车和行人，在其空隙行驶。车辆5、11因在实施例1图3准备图中储备完毕。但在连续信号灯周期时，车辆5、11须在信号灯A相位进入变向区22、24储备，在此说明。图5为路口信号灯B相位图，如图所示车辆5、11从变向区22、24以双车流方式直行驶过路口，车辆4、10跟遂车辆5、11在变向区内的尾车以一条车流变为两条车流在变向区22、24内依顺储备。车辆3、9右转行驶，车辆6、12避让非机动车和行人，在其空隙行驶。同时车辆1、7依然在本信号相位驶入变向区21、23依序储备。图6为路口信号灯C相位图，车辆1、7从变向区21、23以双车流方式左转变驶过路口，车辆2、8跟遂车辆1、7在变向区21、12内的尾车以一条车流变为两条车流储备于变向21、23。车辆3、6、9、12右转弯行驶。同时车辆4、10依然在本信号相位驶入变向区22、24依序储备。图7为路口信号灯D相位图，如图所示，车辆4、10从变向区22、24以两条车流左转弯驶过路口，车辆5、11跟遂车辆4、10在变向区内的尾车以一条车流变为两条车流在变向区22、24依顺储备。车辆3、6、9、12右转变行驶。同时车辆2、8依顺在本信号相位驶入变向区21、23依序储备。

到此为止一个信号周期经A、B、C、D四相位连续完成。在此说明一点；驶入变向区的车辆；均以A′、B′、C′、D′表示。举例说明：驶出变向区的车辆是A相位，驶入变向区的车辆是A′相位，分别由第二和第一信号灯控制。

宗上所述：驶入变向区的车辆使用了两个相位，而驶出变向区的车辆，只使用了一个信号相位，所以A′＝2A、B′＝2B、C′＝2C、D′＝2D。驶入变向区的车辆是一条车道一股车流，而驶出变向区的车辆却是2条车道两股车流。驶入驶出变向区的车流量基本平衡匹配。比较图1现行方案，在每相位车辆行驶的车道数都增加了一倍，达到4条，从而增加了车流量。

本发明是按照理想交通状态设计的，所取数据参数，也是交通自然状态。如车辆事故、故障、雨、雪天气。人为干扰等原因，无法预知，所以各种数据以最不利点为准。同时还须制订几套防止车辆拥堵有序行驶的方法：

1.渠化法：变向区和车辆专用道路必须渠化。

2.延时法：路口变向区因故，车辆受阻造成时间向后推移，可采取延时方法来补偿。

3.快速清障法：在路口变向区内发生的交通事故，(一般事故)须立即驶出或请出此区域。为了确定事故责任可安装电子监视系统，做为定责依据。

4.禁入法：路口变向区因故车辆行驶不畅可采取，十字路口四个方面的第一信号红灯禁止车辆驶入变向区，待变向区内的车辆行驶正常后，再行恢复。

5.人工指挥法：路口和变向区，特别是路口的车辆因故拥堵。十字路口四面红灯，由人工代替信号灯指挥车辆行驶。当然，上述情况可能出现，但非经常，须制订预案、措施、方法，以防万一。

参见图8实例2；一种十字路口四相位机动车交通指挥系统。其包括信号指挥灯，车辆编号，行车指示标线。在十字路口的四个方面的道路外侧中部的位置分别设置4个长型变向区25、26、27、28。信号灯为A、B、C、D四相位。更具体地说；图8是实施例2车辆运行开始前的准备图。如图所示：车辆2、8分别储备于变向区25、27的前半部；车辆1、7，车辆5、11约50％也分别储备于变向区25、27的后半部和变向区26、28的前半部，做好准备。此时段用时约1.5倍相位的时间。在变向区25、27内前后储备2个绿灯放行的车辆，故称为长型变向区。

参见图9、图10、图11、图12实施例2所示，一种路口机动车辆交通指挥系统。分别表示A、B、C、D信号相位。图9为信号A相位图，如图所示；车辆2、8从变向区25、27以双车流直行驶过路口，车辆1、7，车辆5、11的另外约50％的车辆也分别依图8继续储备于变向区25、27的尾部和变向区26、28的前部做好准备。车辆6、12右转行驶，车辆3、9避让非机动车。图10为信号B相位图，如图所示；车辆1、7以双车流方式左转弯通过路口，车辆2、8车辆4、10的约50％分别进入变向区25、27和变向区26、28储备，车辆3、6、9、12右转行驶。图11为信号C相位，如图所示；车辆5、11以双车流方式直行驶过路口，车辆2、8，车辆4、10的另外约50％按图10的方式继续储备于变向区，车辆3、9右转行驶车辆6、12避让非机动车。图12为信号D相位，如图所示；车辆4、10以双车流方式左转驶过路口，车辆1、7车辆5、11的约50％的车流分别进入变向区25、27变向区26、28内储备，车辆3、6、9、12右转行驶。

宗上所述，经过A、B、C、D四相位完成了一个信号周期。驶出变向区的车辆占用了一个相位的时间，以双车流方行驶，但是行车车道却增加一条。驶入变向区的车辆占用了两个相位时间，是以单车流方式驶入的，但在时间上增加了一倍。可以认定，驶入驶出变向区的车辆大体平衡，相比现行方案在车流量方面大约提高70％-80％。

图13-1为实施例1短型变向区，路口交通指挥系统信号灯配时示意图。如图所示：横向轴t表示时间，横向轴上边表示十字路口上下行车辆信号相位，其下边表示左右行车辆信号相位。A、B、C、D四个相位分别是，图4上下行直行相位；图5左右行直行相位；图6上下行左转相位；图7左右行左转相位。A′、B′、C′、D′表示对应上述4个相位而驶入变向区储备车辆的信号相位。上述的数量关系见图13-3所示。

图13-2实施例2：长型变向区路口交通指挥系统信号配时示意图，如图所示；横向轴t表示时间，其上边表示十字路口上下行车辆信号相位，其下边表示车辆左右行信号相位。A、B、和C、D、4个信号相位分别表示，图9、图10上下方向车辆直行和左转弯信号相位，图11、图12左右方向车辆直行和左转弯信号相位。A′、B′、C′、D′分别表示对应上述A、B、C、D，四个相位的车辆的变向区储备信号相位。相位A′B′和相位C′D′都是连续储备车辆，这样在变向区内就储备了两个信号绿灯所放行的车辆，故称为长型变向区。

参见图13-3为实施例1，路口机动车辆交通指挥系统相位配时的局部放大示意图。如图所示：F表示A′，C′相位之间，B′，D′相位之间的车辆清尾时间设定1-3秒为宜。E表示A、B、C、D之间的清尾时间，即现行方案黄色灯表示。E在本发明中的时间要加长，一般可先暂为5-10秒，而后再进行调整。其原因是；在一个变向区内两个时段分别交替，储备，行驶两个不同方向的车辆，应在本相位时段驶出变向区的车辆，必须放行干净，否则将阻挡下一信号相位车辆的正常行驶造成拥堵。所以E的清尾时间相对加长。E，F可在完成车辆清尾任务的基础上，可长可短，控制通行车辆的多少。同时在一定范围内，E，F可提前或后移，控制直行和左转弯信号相位的长短。如图所示；相位C由P、F、G组成，P在相位C′的尾部，相位C的前半部。G在相位A′的头部，相位C的后半部，在说明P、G之前先介绍一个概念-消散，是指在路口的道路上，一字顺序停驶的车辆遇绿灯时，车辆是一辆接一辆的起动，前后车辆的起动有时差，这种现象叫车辆消散，既然有时差，就有一个消散速度，这个波速是按平均每秒4.2m正负1.2m向后推移。由于客观存在消散波速，所以产生了P、G。如图所示：当C′相位向变向区储备车辆尚未结束时，相位C开始放行车辆通过路口，此刻相位C′依然进行车辆储备，此时P时段开始，直到相位C′结束P也结束。但相位C依然放行车辆通过路口。具体的说；C相位开始放行车辆，变向区头部的车辆已起动，由于消散波速存在的原因，在其中部的储备车辆尚未动，相位C′依然可向变区尾部储备车辆。车辆储备的速度小于车辆消散速度。当车辆储备的尾车时，消散波速也大体推移到此位置，C′相位和P时段同时结束，P段时是C′相位的延续，一直延续到占C相位大约57％的时间。此时相位C的尾车向路口行驶，经过F时段的清尾时间，A′相位的首车向变向区内储备，G时段开始，A′相位的首车跟遂C相位的尾车向路口行驶，当C相位的尾车通过第二停车线以后C相位结束，G时段也同时结束，G时段是A′相位提前储备的时段，大约提前到占C相位时间的35％。P，G时段的作用是利用车辆消散波速的时差延长C′，A′相位的时间，都是为了达到C′＞2C；A′＞2A的目的。为了更好的解释P，G的内容，举例说明；设定A，B，C，D均为40秒，车头时距取每辆车2.4秒，变向区内可储备两列16-17辆小型车，车头间距为6m±10％，变向区的长度96-102，取96m，车辆平均消散波度每秒4.2m，±1.2m。从相位C开始到变向区最后一辆储备车辆起动，用时约23秒，这个时段为P和C′相位同时结束。P占C相位的57.5％还余17秒：有两个作用；其一，经过约3秒的C′相位车辆清尾时间A′相位开始储备车辆到C相位结束，此时段为G，这是A′相位提前储备车辆，用时约为14秒，占C相位的35％。其二；相位C的尾车从变向区尾端向前行驶约90-96m，通过第二停车线驶过路口，用时17秒，平均速度5.6m/S。(以上计算以小型车为准)可以认定：A′＝C′＝P+B+G+2E＝92秒

    A′＝2A+12秒    C′＝2C+12秒

宗上所述；驶进变向区车辆占用的时间大于车辆驶出变向区的时间一倍以上。这样方保障车辆供大于求，才能提高路口直行和左转弯车辆的流量达到70％-80％。

参见图13-4.5实施例1和实施例2路口机动车交通指挥系统的信号配时和变向区变化示意图。如图所示；横向轴t表示时间，在t轴的上侧分别设有A，C相位和其对应的A′，C′相位和A，B相位与其对应的A′，B′相位。在t轴的下侧分别设有并例的BD相位的CD相位。图13-4.5与图13-1.2相比的区别在横向轴t的下侧。①没有C′D′和B′D′相位②C，D相位并列，B，D相位并列，而不单独设置。具体的说；在十字路口有主路与支路的区别，这种情况十分普通。主路设有直行和左转弯专用车道和专用信号灯相位，符合设置变向区的两个条件，所以设置变向区。支路只存在直行和左转弯专用车道，缺少设置变向区的一个条件，从而不能设置变向区，在支路直行和左转弯不分各自的信号相位，而车辆只能择机通过路口。与现行十字路口支路通过车辆的行驶方式相同。上述说明在十字路口的变向区设置的数量是可按实情调整的。

参见图13-6.7，实施例1，和例2，路口机动车交通指挥系统的配时变化示意图。如图所示；在横向轴t上C、D相位和B、D相位分别是A、B相位和A、C相位的时间的一半。与之对应的C′、D′和B′、D′相位也是A′B′相位和A′C′相位的时间的一半。具体的说，在十字路口直行车辆比左转弯车辆要多一些，所以直行相位比左转弯相位的时间长一些。如图所示；直行相位比左转弯相位的时间长一倍。与之对应的直行和左转弯储备信号相位的时间也长一倍。上述说明，在十字路的信号配时是可以调整。

参见图14-1.2路口机动车交通指挥系统，变向区宽度变化的示意图。从本发明的图1-图13所述变向区的宽度均以“1+1”的形式，既变向区对应，包括直行和左转弯车道路各一条；只是为了表述方便，但路口的情况是各种各样。如图14-1所示；变向区对应包括直行和左转弯车道各为2条，简称“2+2”。实际可看成2个“1+1”并列组成“2+2”形式。A′相位的部分时间车辆1以4条车道左转弯行驶通过路口，A′相位车辆2以2条车道，变4条车道进入变向区储备。C′相位的部分时间车辆2以4条车道直行通过路口，C′相位的全部时间车辆1以两条车道变4条车道进入变向区储备。

如图14-2所示，变向区对应2条直行车道1条左转车道，简称“1+2”。A′相位的部分时间车辆1，以3条车道左转弯驶过路口，A′相位的全部时间车辆2进入变向区以2条车道变3条车道储备。C′相位的部分时间车辆2以3条车道直行通过路口，C′相位的全部时间车辆1，以1条车道变3条车道储备于变向区。将左转弯专用道放置于两条直行车道中间，便于车辆1储备。放置于左侧也无碍。车辆2进入变向区有两种方法；一种是靠左侧的直行专用道负责变向区左转侧和中间的2条车道的储备，靠右的直行专用车道负责向变向区右侧1条车道储备车辆。另一种，左、右侧2条专用直行车道向变向区中间的车道，择机储备车辆，同时向变向区各自对应的车道储备车道，(以实线加虚线表示行车方向)，这种“1+2”的形式在路口比较常见。为达到左转和直行车辆的流量基本平衡，可将左转相位缩短，直行相位延长即可。图14-1.2表示变向区的宽度(车道条数)可以随路口的实际情况予以调整。

Claims (5)

1、一种路口机动车辆交通指挥系统，其包括有信号指挥灯行车指示线，标牌禁止停车区，第二停车线。其特征在于；在十字路口外侧，原直行和左转弯车道设置直行和左转弯车辆变向车道，在这个区域设置成为直行和左转弯车道变向区。供车辆储备和行驶，信号灯为四个相位。

2、根据权利要求1所述的路口机动车辆交通指挥系统，其特征在于；在所述的四相位十字路口外侧四方向的道路上设置4个短型车道变向区。

3、根据权利要求1所述的路口机动车辆交通指挥系统，其特征在于；在所述的四相位十字路口外侧四方向的道路上设置4个长型车道变向区。

4、根据权利要求1所述的路口机动车辆交通指挥系统其特征在于；所述的直行和左转弯车道变向区的数量，长度、宽度可依情况增减。

5、根据权利要求1所述的路口机动车交通指挥系统，其特征在于；在所述的变向区内全部车道，在路口一个信号周期内，可以划分为，直行车辆时段和左转弯车辆时段。按时间的推移，两个时段相互转换，交替变更。

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