[发明专利]一种左转短车道影响的交叉口可变导向车道控制方法

说明书

技术领域

本发明属于智能交通控制领域，涉及一种适用于有(无)左转短车道的设置可变导向车道交叉口的信号配时设计以及信号灯组与可变导向车道标志控制方法。

背景技术

近年来，城市交通拥堵问题越来越受关注，严重影响着人们的出行效率和生活质量。在许多交叉口，交通流常常具有潮汐特性，其表现是某一时段左转交通量明显大于直行交通量，而另一时段恰恰相反。为解决因交叉口各流向交通流分布不均衡引发的交通拥堵问题，交通工程师提出了可变导向车道控制技术。此时设置在交叉口随交通需求变化调节车辆行驶方向的车道被称为可变导向车道。

目前，可变导向车道控制技术与方法主要聚焦于两方面：

(1)源于工程实践，针对设置可变导向车道的具体情况，提出其实施条件、信号配时方法、主预信号协调控制方案、自适应控制算法等。这类方法的技术缺陷在于交叉口一般只设置一条可变导向车道、而且常忽略左转短车道对交叉口通行能力的影响。

(2)从数学建模角度，通过整合车道功能和信号配时两种设计提出一系列动态车道功能划分方法。这类方法的技术缺陷在于所述模型过于复杂且缺乏实施策略、其工程应用性欠佳。

从检索的国内外文献和资料来看，可变导向车道控制技术的理论研究相对滞后，国外鲜有相关方面的报道。我国于2009年发布了中华人民共和国国家标准GB 5768.3—2009《道路交通标志和标线》，其中增加了可变导向车道标线的设置原则与方法，但未提及可变导向车道标志。

事实上，可变导向车道影响着驾驶员行为，其控制效果又依赖于驾驶员行为。鉴于此，从驾驶员视角，本发明提出一种左转短车道影响的含可变导向车道交叉口信号配时设计与协调控制方法。

发明内容

基于离线或在线的交通需求数据，本发明提供一种适用于有(无)左转短车道的设置可变导向车道交叉口的信号配时设计与协调控制方法，其技术方案包括实施条件、技术架构、信号配时优化模型、信号灯组与可变导向车道标志控制规则。

1、实施条件

(1)面向三路、四路和五路交叉口，各进口道渠划不少于2条的车道，另可设置1条左转短车道(若短车道数大于1，本方法仍适用，但计算精度可能降低)；

(2)交叉口交通流具有明显潮汐特性，根据具体情况在1条或1条以上的进口道上均设置1条可变导向车道(若一条进口道上的可变导向车道数大于1，本方法仍适用，但可能需要调整某些进口车道的停车线位置以确保交通流运行安全)；

(3)对于可变导向车道，在地面上施划可变导向车道标线，在停车线处设置可变导向车道标志，在停车线后方30～50m处设置可变导向车道标志，根据具体情况此后可每隔50～100m重复设置可变导向车道标志1～2块；

(4)各进口道的右转车流均不受单独的信号控制；

(5)各交叉口信号相位数不少于2，相位结构设计方法采用已知方法。

2、技术架构

以图1所示四路交叉口为例，东、西进口道上分别渠划左转短车道、左转专用车道、可变导向车道和直右混行车道各1条，南、北进口道上分别渠划左转专用车道、直行车道和直右混行车道各1条。这里设可变导向车道的功能在每一个时段内为左转或直行。假设各进口道的右转车流均不受单独的信号控制，自西进口道起，按顺时针方向对图1中的左转车流使用奇数进行编号，分别设为M1,M3,M5和M7，与其冲突的直右车流使用偶数进行编号，分别设为M2,M4,M6和M8。图2为信号相位方案，东西向采用前置左转+后置左转方式，南北向采用专用左转+前置左转方式。

图1所示交叉口可扩展至2条以上的进口道上均存在1条左转短车道或可变导向车道的情形，可简化至2条以上的进口道上无左转短车道或可变导向车道的情形。对于任意一个进口道，图1所示交叉口可扩展至左转专用车道数、可变导向车道数或直行车道数多于1条或者存在右转专用车道的情形，可简化至无左转专用车道或直行车道的情形，其上左转短车道数或可变导向车道数可多于1条。图1所示交叉口还可扩展至五路交叉口，可简化至东西向或南北向为单行路的情形，也可简化至三路交叉口(如T型交叉口、Y型交叉口等)。