[发明专利]基于通行能力模型优化的借对向车道左转的信号控制方法

说明书

本发明公开一种基于通行能力模型优化的借对向车道左转的信号控制方法，该方法包括如下步骤：步骤1：对交叉口进行借道左转的渠化设计和信号控制方案设计；步骤2：在步骤1的基础上，借对向车道左转的车道长度L_c和预信号相位P1的信号时长的选择，建立以通行能力最大为目标的优化模型，找到使该方案下交叉口通行能力最大的借道左转车道长度L_c和P1的信号时长。本发明可以提高左转机动车通行能力，降低进口道延误，提高交叉口的整体运行效率。

技术领域：

本发明涉及一种基于通行能力模型优化的借对向车道左转的信号控制方法，属于交通管理与控制技术领域。

背景技术：

作为城市道路的关键节点和瓶颈，交叉口的通行能力决定和制约了城市路网的通行效率。在有限的交叉口设施空间内，对交通流进行引导疏散，合理分配时空资源，提高交叉口的供给能力，是城市交通运输管理的当务之急。

在交叉口内，左转车流与对向直行车流、邻向直行车流的冲突是影响整个交叉口运行效率的重要因素，特别是在左转车流量较大的交叉口，车流冲突、车辆滞留而引起的排队拥塞严重约束了交叉口的通行能力。对此，管理部门和研究学者提出了一些非常规性对策来减少左转车流与直行车流的冲突或是重新组织各方向车流通行权，从而提升交叉口通行能力和服务水平。Esawey等总结了传统U型车道(the conventional median U-turn，MUT)、特殊U型车道、超级中间车道(the superstreet medianSSM)、环型车道、壶型车道等十余种非常规主线交叉口渠化方式的优缺点、适用性、研究现状和评价方法，指出延误分析和安全性分析是交叉口优化研究中最常用的评价方式。成卫、Bie Y等提出了存在有轨电车交叉口处的钩型弯设计和基于延误分析的优化，通过左转车借右侧进口车道完成转弯的交通组织方法，实现左转机动车与直行机动车、电车的时空分离，避免了这几类车流间的冲突，但该方法只适用于左转车流量较低的交叉口。借道左转是一种在交叉口现有车道设置基本不变的情况下、为了保证更多的左转车辆可以快速通过交叉口、借用对向出口车道进行左转的交通组织方式，近年来在中国邯郸、呼和浩特、昆明等地区得到了实际应用。该方法适用于有专用左转信号相位且左转车流量较大的交叉口，通过设置预信号灯和进出口道之间的可变车道开口，来提高交叉口内左转车流可用的时空资源。但研究中开放借道的车道并没有得到时间最大化的利用。

总体来说，目前对借道左转的研究大多停留在适用性、实用性的层面，信号控制方案设计则多是基于传统交叉口信控方案，对预信号进行数值上的调整，缺少科学依据。

发明内容：

本发明的目的是针对上述存在的问题提供一种基于通行能力模型优化的借对向车道左转的信号控制方法，旨在针对交叉口进行借道左转组织方案下的信号控制，并以交叉口通行能力最大为目标优化信号配时方案，最后通过VISSIM仿真实验进行结果验证，验证了该控制方法的优化效果。

本发明的上述目的可通过以下技术方案来实现：

一种基于通行能力模型优化的借对向车道左转的信号控制方法，该方法包括如下步骤：

步骤1：对交叉口进行借道左转的渠化设计和信号控制方案设计；

步骤2：在步骤1的基础上，借对向车道左转的车道长度L_c和预信号相位P1的信号时长的选择，建立以通行能力最大为目标的优化模型，找到使该方案下交叉口通行能力最大的借道左转车道长度L_c和P1的信号时长。

所述的基于通行能力模型优化的借对向车道左转的信号控制方法，步骤1中所述的对交叉口进行借道左转的渠化设计和信号控制方案设计的具体方法是：