[发明专利]信号控制交叉口动态货车专用进口道设置与运行管理方法

说明书

技术领域

本发明属于交通管理控制领域，具体涉及一种信号控制交叉口动态货车专用进口道设置与运用管理方法。

背景技术

随着我国社会快速的城市化、工业化及机动化过程，客货运交通持续发展，公路系统特别是城市近郊区公路不仅承担着以小汽车为主的通勤交通，还承担着以货车为主的货物运输的需求。由于车辆性能、载重等原因，在信号控制交叉口绿灯启亮后，货车的启动时间(车辆从静止状态到正常速度行驶所花费的时间)相比小汽车一般较长。根据上海市多个交叉口的实际观察结果表明，小客车启动时间为4.0-6.0秒，而大货车启动时间为8.0-12.0秒。启动时间的差异导致排在大货车后面的小汽车启动时间损失严重，从而形成“启动瓶颈”；另外货车行驶车速较低，与客车之间相互干扰严重，龙其是大货车之间相互超车形成的“移动瓶颈”，致使交叉口进口道饱和流率及通行能力损失严重，且由于小汽车及货车之间的相互干扰导致安全事故频发，大大影响了交叉口的通行效率和安全服务水平。

随着智能交通系统（ITS）的发展，车辆的检测手段越来越多样化，不仅可以动态采集交叉口的交通流量，还可以区分不同车型，这些检测技术包括：牌照识别技术（可通过车牌关联车型数据库区分）、环形线圈（又称为地感线圈，通过车重、车长区分）、微波雷达以及视频检测（视频车辆检测器由设置在现场门架或路侧立柱上的定焦摄像机和视频处理器所组成，通过车长区分）等。信号控制交叉口动态货车专用进口道设置正是基于可变车道技术的动态管理理念，根据交叉口上游检测的车流量和车型组成数据，面向静态控制和动态控制两个层面的需要，考虑交通效率和安全，对交叉口进口道的车道功能进行动态优化配置的新技术。设置动态客货专用道对于交通组织优化，提高信号交叉口交通效率和安全有着非常重要的现实意义。

发明内容

本发明是在考虑客货车辆在信号控制交叉口进口道的启动和消散行为的差异性，为了减少和消除客货车流之间的相互影响，提高交通效率和安全，针对客货混行道路交叉口，提出一种信号控制交叉口动态货车专用进口道设置与运用管理方法。

本发明有如下三个特点：

一、与传统的路段设置专用道或者可变车道不同，本发明利用交叉口渠化设计后，进口道一般展宽的现实情况，仅将进口道设置为可变车道。这样在不影响路段通行能力的同时，大大提高交叉口的运行效率和安全；

二、根据实时检测的不同进口道的车辆排队长度，可在信息检测技术支撑下进行进口道车道功能的动态调整；

三、本发明提出的“排队长度均衡”原则调整进口道车道功能，可兼顾不同进口道的公平通行需求，引导不同车型交通参与者自觉服从车道信号管理，有利于该技术方法的推广实施。

本发明提出的信号控制交叉口动态货车专用进口道设置与运行管理方法，具体步骤如下：

（1）：第n个周期x个直行车道流量值、交通组成货车比例的获取：

在每个信号周期，通过上游设置双线圈检测器，在车辆经过双线圈检测器时，根据两个线圈振荡电路的频率变化、线圈长度以及车辆经过线圈的时长确定车长;将确定的车长和振荡电路的最大频率改变值的二元素对车型进行分类，从而获得每个车道直行车流量和货车比例。根据第n个周期前几个周期到达的X个直行车道流量值、交通组成货车比例，对之进行加权平均，获得本周期预测到达的X个直行车道流量值、交通组成货车比例；

（2）：实施1个货车专用进口道，x-1个客车专用进口道的交通流量阈值(，)，交通组成货车比例阈值（，）的确定：

将X个直行车道流量值、交通组成货车比例代入交通模型，计算得到在实施客货车专用进口道交叉口模型的上游车流量Q’’(，)情况下，当货车占所有车型比例值P’’(，)时，使得交叉口评价指标延误，安全指标；得到x-1个客车专用进口道的交通流量阈值(，)，交通组成货车比例阈值（，）；

（3）：专用进口道设置判断：

1)  若第n个周期直行车道上游交通量与交通组成货车比例未一并达到阈值，保持直行车道下游进口道客货混行不变，上游双线圈检测器进行n+1个周期直行车道交通量与n+1个周期交通组成的检测；

2)  若第n个周期直行车道上游交通量与交通组成货车比例均达到阈值，在直行车道启动设置独立货车专用进口道，通过交叉口上游路边LED车道功能指示标志的指示（见图2），使货车、客车各行其道；