[发明专利]信号交叉口右转专用车道实时动态控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于城市交叉口信号控制领域的方法，更具体的说，本发明涉及一种基于流量-集聚度的信号交叉口右转专用车道实时动态控制方法，属于交通信号控制领域的应用创新。

背景技术

交叉口信号控制是改善交叉口运行安全和效率的核心手段。目前，在制定交通控制方案时，人们往往更加关注直行和左转交通流，而对于右转交通流，则往往不对其进行信号控制。其理由是按照《道路交通安全法》规定：“机动车行经人行横道时，应当减速行驶；遇行人正在通过人行横道，应当停车让行”。但事实上，据统计只有不到1/3的右转车会主动让行非机动车和行人。在混合交通交叉口，机动车道绿灯起亮后，如果右转机动车不受控制，右转机动车轨迹将与按机动车绿灯行驶的非机动车与行人形成大量潜在冲突，同时很难出现供右转机动车穿越的间隙。若右转机动车强行穿越，势必会大大增加右转机动车与非机动车以及右转机动车与行人之间的冲突；同时右转机动车、非机动车及行人三者因避让引起的延误也会增加。因此，需要对右转车流进行动态的信号控制，以避开绿灯初期的饱和非机动车流和行人流，同时综合考虑右转机动车、直行非机动车、行人的延误和安全。右转机动车控制与传统的左转、直行机动车控制有本质区别，右转车流的动态信号控制方法一直缺乏量化研究。

欧美国家由于自行车以及行人的过街需求量较小，且右转机动车都需要停车让行，因而鲜见有相关右转车流信号控制方面的文献。而国内对此问题重视不够，导致右转机动车与非机动车、行人在争抢通行权的过程中屡屡有事故发生。因而建立右转车流信号控制方法对当前我国城市交通秩序的改善，以及交叉口安全和效益提升均大有裨益。

综上所述，当前研究还存在如下问题和挑战：

（1）在混合交通交叉口，同相位放行的右转车流与非机动车和行人都存在冲突，在进行右转机动车信号控制时，必须同时考虑两种冲突（机非冲突，机人冲突），因而也需要考虑两种冲突分别引发的延误；

（2）机动车右转时，要先后“穿越”非机动车流和双向“行人流”，因此在制定信号控制方案时，必须考虑机动车与非机动车、行人之间的时间-位移关系，以此修正控制时间；

（3）在进行右转车流控制效果评价时，不仅要考虑交通效率指标-延误，更需考虑由于冲突改善（恶化）带来的安全效益（损失）。也即同时兼顾和权衡安全（冲突）以及效率（延误）两个指标进行右转车流信号控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种信号交叉口右转专用车道实时动态控制方法。

本发明提出的信号交叉口右转专用车道实时动态控制方法，具体步骤如下： 

（1）根据前几个周期到达的右转机动车流量                                               、非机动车流量以及行人流量，对之进行加权平均，获得本周期预测到达的右转机动车流量、非机动车流量以及行人流量；

（2）据步骤(1)所述的本周期预测到达的右转机动车流量、非机动车流量以及行人流量，计算让行延误费用，冲突费用，信控延误费用；并计算最小综合费用；

（3）根据步骤(1)所述的本周期预测到达的右转机动车流量、非机动车流量以及行人流量，以及三个流量与控制时间关系，确定非机动车基本控制时间、行人流基本控制时间；

（4）根据预控制交叉口的渠化设计方案，得到右转车到达非机动车冲突区域时间和右转车到达行人冲突区域时间，并确定右转车基本控制时间；

（5）以1秒为单位时间开始运行右转禁行信号控制，在基本控制时间结束时，开始实时检测冲突区域的非机动车集聚度值、行人集聚度值；

（6）比较当前检测的非机动车集聚度值与非机动车临界控制集聚度阈值、以及行人集聚度值与行人临界控制集聚度阈值来确定是否需要延长单位控制时间，即判断是否大于或者大于。只要满足其一则延长一个△t，并返回至步骤(5)继续运行，直到均不满足时解除右转信号控制。

本发明中，步骤(2)中所述最小综合费用包括让行延误费用、冲突费用和信控延误费用；让行延误费用中所述的延误包括右转机动车让行延误，非机动车延误和行人延误，冲突费用中所述的冲突包括机动车-非机动车冲突和机动车-行人冲突，信控处误费用中所述信控延误包括右转机动车信控延误；

步骤（3）中基本控制时间的确定是通过比较不同控制时间下，不同到达流量（右转机动车、非机动车以及行人）通过冲突区综合费用的最小值来确定最优的右转车-非机动车基本控制时间初始值以及右转车-行人基本控制时间。