专利名称：左转车辆二次停车控制平面十字交叉口交通设计与交通控制方法
技术领域：
本发明涉及一种提高信号控制平面十字交叉口通行能力的交通设计与交通控制方法，属于交通设计与交通控制领域。
本发明是按照车辆靠右行驶的交通规则来组织论述的，在车辆靠左行驶的国家或地区使用本技术方案时只需要将“右”改为“左”，把“左”改为“右”即可。
背景技术：
城市道路交通的瓶颈大多集中在交叉口，交叉口是城市道路交通的咽喉，是造成行车延误的主要因素。据统计，在城市路网中，车辆在交叉口耽误的时间占全程行程时间的31％。同时各个方向的交通流在交叉口处不断地产生交叉、合流、分流冲突，使交叉口成为交通事故的多发点，在城市道路上发生的交通事故有60％以上发生在平面交叉口上。因此，正确地设计交叉口，并合理地组织交通，是保障城市道路交通安全与畅通的关键。
在传统的平面交叉口交通设计与交通控制中，为了分离不同进口道(驶入交叉口车道为进口道，下同)冲突交通流之间的冲突，往往采用信号控制的方式轮流给不同进口道交通流分配一定的时间通行权，这使得每一进口道的通行时间仅为路段通行时间的一半。为了弥补通行时间减少带来的交叉口通行能力的降低，往往通过拓宽交叉口的进口与出口道(驶出交叉口车道为出口道，下同)的红线宽度、缩小进口车道宽度、将道路中心线向出口道偏移占用出口道宽度来增加交叉口进出口车道数，利用“空间换取时间”的方式来解决。为了避免同一进口道不同转向交通流之间的相互干扰，往往采用划分转向车辆专用车道的方式从空间上予以分离。上述这些传统的技术在同济大学和上海市公安局交通巡逻警察总队于2001年共同编写的《上海市城市道路平面交叉口规划与设计规程》第11页至24页第四章平面交叉口规划与第五章平面交叉口设计中进行了详细的阐述，在此不多阐述，详情请参阅实质审查参考资料。
但由于历史原因，许多建成的交叉口周边的红线都没有加宽，使得现在要对交叉口进出口道进行拓宽来设置转向车辆专用车道时必须承担很大的拆迁工程，这在工程造价上往往无法接受，并且还会对城市的文脉与景观造成很大的破坏。而通过缩小进口车道宽度或占用出口道宽度的措施一般只能勉强多设置一条转向专用车道，不能满足转向车辆的需要，所以通常只能通过减少直行车辆的进口车道数来设置左转或右转专用车道。即使是新建路口，也往往由于用地的制约，无法保证同一信号相位时进口道驶入路口的车道数与出口车道数相等，最突出的是左转专用相位期间，由于用地的限制，往往只设置一条左转车辆专用车道，而出口车道数往往大于一条，这使得在左转专用信号相位期间进口道与出口道之间的通行能力不匹配，进口道的通行能力远小于出口道的通行通力，只得通过延长左转专用相位的长度来满足左转车流的通行，这使得有效绿灯时间的通行效率大打折扣，大大降低了交叉口的通行能力。
近年来，国内许多交通工作者致力于城市交叉口的交通设计与交通控制的创新、改善工作，提出了“远引交叉”的交通组织方法。所谓“远引交叉”指的是路口禁止左转弯，车辆先直行或右行通过路口后在适当地点掉头，再右转或直行通过路口完成左转。北京交管局的翟忠民高工在其2004年所著的《道路交通组织优化》一书第117页对“远引交叉”技术方案进行了详细的阐述，他指出了“远引交叉”技术存在着三大问题一是掉头点的车辆掉头半径是否足够，二是掉头点距导向车道的交织段是否足够，三是掉头点处相交流向上车流是否饱和。但是对于如何解决这三大问题，翟忠民高工并没有给出一个可行的方案。
发明内容
本发明在汲取了前人研究成果的基础上，针对传统的平面信号控制交叉口交通设计与交通控制方法存在的缺陷，提出了左转车辆二次停车控制平面十字交叉口交通设计与交通控制方法。该发明在左转车辆专用车道上设置两条停车线，对左转车辆实施二次停车控制，即将左转车辆专用车道的第一停车线后移，设置在距交叉口30～50米的地方(具体长度根据该进口道直行车辆每周期的平均排队长度来确定)，左转车辆专用车道的第一停车线至交叉口的这一段车道空间辟为左转车辆与直行车辆共用的车道，但左转车辆与直行车辆通过信号控制，在时间上相互分离，在该进口道左转车第一停车线红灯信号相位期间，所有到达的左转车辆都必须在此停车线前停车候行，而该期间到达的直行车辆可以越过直行车道与左转专用车道之间的分隔线停在候行的左转车辆前面候行。当该进口道直行车辆开始绿灯相位时，左转车第一停车线的信号变为绿灯相位，停车候行的左转车辆可以紧跟着停在前面的直行车辆行驶至交叉口内左转车辆停车待转区的第二停车线再次停车候行，当该进口道直行车辆绿灯相位结束时，该进口道左转车辆第二停车线的左转绿灯相位启动，候行的左转车辆通过交叉口。该方案通过将左转专用车道第一停车线至交叉口的这段车道空间设置为直行车辆与左转车辆共用的停车候行空间，并通过信号控制将它们在时间上分离，在不减少直行车辆车道数的情况下设置了左转专用车道，并且互不干扰，节约了用地，又提高了交叉口的通行能力。
本发明还针对传统的“远引交叉”交通组织方式存在的问题，将主干路左转车辆二次停车控制与次干路或支路的左转车辆“远引交叉”接合起来，提出了左转车辆二次停车控制+“远引交叉”平面十字交叉口设计方案。该方案中设置主干路的左转车辆左转专用相位，主干路左转车辆采用二次停车控制的方式通过交叉口，主干路左转车辆的第一停车线设置在次干路或支路掉头车辆掉头点之后，在该进口道左转车第一停车线红灯信号相位期间，所有到达的左转车辆都必须在此停车线前停车候行。次干路或支路的左转车辆采用“远引交叉”的方式进行控制，即先随右转车辆右转进入主干路出口道，然后停在主干路出口道外侧拓宽的掉头车辆停车待转区候行，在次干路或支路直行车辆绿灯相位时掉头驶入主干路的进口道停在左转车辆前候行。当该进口道直行车辆绿灯相位启动时，左转专用车道第一停车线的左转绿灯相位也跟着启动，次干路或支路的掉头车辆直行通过交叉口完成左转，主干路的左转车辆跟着掉头车辆行驶至交叉口内左转车辆停车待转区的第二停车线处再次停车候行，主干路直行车辆绿灯相位结束时，左转车辆第二停车线绿灯相位启动，左转车辆通过交叉口。
设置主干路左转专用相位后，有效地解决了传统的“远引交叉”交通组织方式中，主干路左转车辆先直行通过交叉口再掉头时转弯半径不足、交织段不足、掉头时与相交车流之间相互冲突，无法穿越的三大问题。次干路或支路的左转车辆停在主干路出口道外侧拓宽车道上待转，利用主干路出口道宽度和中央分隔带宽度之和作为掉头转弯的直径，有效地解决了掉头车辆转弯半径不足的问题，掉头车辆利用信号控制在次干路或支路直行车辆绿灯相位期间掉头，并将主干路左转车辆的第一停车线后移至掉头点之后，有效地避免了传统的“远引交叉”交通组织方式中存在的交织段不足、掉头时与相交车流之间相互冲突，无法穿越的问题。将主干路左转车道的第一停车线后移后，将左转车辆第一停车线至交叉口的这段车道空间作为左转车辆与掉头车辆共用的停车候行车道，利用信号控制将它们从时间上予以分离，将主干路左转车道的第二停车线前移，在交叉口内设置左转车辆停车待转区，主干路左转车辆在直行车辆绿灯相位时进入左转车辆停车待转区候行，充分利用了主干路进口道的时空资源，节约了用地，又提高了交叉口的通行能力。
图1是单条左转车道左转车辆二次停车控制平面十字交叉口设计图1为行人过街横道2为直行与右转车辆停车线3为行人与自行车道4为右转车辆专用车道5为直行车辆专用车道6为左转车辆与直行车辆共用停车候行车道7为左转车辆第一停车线8为左转专用车道9为左转车辆第二停车线10为左转车辆停车待转区图2是多条左转车道左转车辆二次停车控制平面十字交叉口设计图1为行人过街横道2为直行与右转车辆停车线3为行人与自行车道4为右转车辆专用车道5为直行车辆专用车道6为左转车辆与直行车辆共用停车候行车道7为第一条左转专用车道8为中央分隔带9为第二条左转专用车道第一停车线10为第二条左转专用车道11为左转车辆第二停车线12为左转车辆停车待转区13为行人过街安全岛14为第一条左转专用车道第一停车线图3是左转车辆二次停车控制+“远引交叉”平面十字交叉口设计图1为渠化岛2为右转车辆停车线3为直行车辆停车线4为行人与自行车道5为右转车辆专用车道6为直行车辆专用车道7为左转车辆与掉头车辆共用停车候行车道8为拓宽的左转专用车道9为中央分隔带10为掉头车辆行驶轨迹线11为左转专用车道第一停车线12为行人过街横道13为左转车辆第二停车线14为左转车辆停车待转区15为行人过待安全岛16为掉头车辆停车待转区17为掉头车辆停车线18为左转车辆专用车道
具体实施例方式
为了叙述方便，下面将接合附图依次对上述各设计方案进行详细的解释。
单条左转车道左转车辆二次停车控制平面十字交叉口设计方案单条左转车道左转车辆二次停车控制平面十字交叉口设计方案如图1所示。该方案适用于已经建成、受道路红线限制无法拓宽交叉口的进口道设置左转专用车道，但左转车与直行车流量都较大，左转车辆无法利用直行车辆的间隙通过，必须设置左转专用相位的交叉口。这类交叉口如果按照传统的设计方法，要设置左转车辆专用车道就必须减少直行车道数，减少直行车道数使得直行车辆绿灯相位期间的通行效率降低，必须延长直行绿灯相位长度满足直行车辆通行的需要，降低了交叉口的通行能力。该发明通过在左转专用车道上设置两条停车线对左转车辆实施二次停车控制，将左转车辆专用车道的第一停车线后移至距交叉口30～50米的地方(具体长度视该进口道直行车每周期的平均排队长度而定)，左转车辆专用车道的第一停车线至交叉口的这一段车道空间辟为左转车辆与直行车辆共用的停车候行车道，但通过信号控制将左转车辆与直行车辆在时间上相互分离，在该进口道左转车辆第一停车线红灯信号相位期间，所有到达的左转车辆都必须在此停车线前停车候行，而该期间到达的直行车辆可以越过直行车道与左转专用车道之间的分隔线停在候行的左转车辆前面候行。当该进口道直行车辆开始绿灯相位时，左转车辆第一停车线的信号变为绿灯相位，停车候行的左转车辆可以紧跟着停在前面的直行车辆行驶至交叉口内左转车辆停车待转区的左转车辆第二停车线再次停车候行，当该进口道直行车辆绿灯相位结束时，该进口道左转车辆第二停车线的左转绿灯相位启动，候行的左转车辆通过交叉口。该方案在不减少直行车辆车道数的情况下设置了左转专用车道，并且互不干扰，节约了用地，又提高了交叉口的通行能力。但是该设计方案也还存在着一些自身的缺陷，由于左转专用车道的第一停车线后移后，左转专用相位末期需要较长的清尾时间以保证所有越过第一停车线的左转车辆都通过交叉口，否则上一信号周期来不及通过交叉口而停在左转车辆第二停车线后的左转车辆将会阻挡下一信号周期直行车辆的通行，造成交叉口交通秩序的混乱。该设计方案的弊端可以通过下文所述的设置多条左转专用车道的办法来解决。
多条左转车道左转车辆二次停车控制平面十字交叉口设计方案多条左转车道左转车辆二次停车控制平面十字交叉口设计方案如图2所示。它针对上文所述的单条左转车道左转车辆二次停车控制平面十字交叉口设计方案中左转专用相位末期需要较长的清尾时间的缺陷，采用设置多条左转车道的办法来解决这一问题。该设计方案将进口道最靠左侧的第一条车道设置为左转车辆专用车道，该车道只允许左转车辆进入，直行车辆不得进入，这条车道的左转车辆第一停车线设置与直行车辆的停车线一致，紧挨在人行横道后，第二停车线设置在交叉口内左转车辆停车待转区前。该进口道左侧的第二条车道(有时还包括第三条车道)则设置为左转车辆与直行车辆共用的停车候行车道，该车道左转车辆的第一停车线后移至距交叉口30～50米的地方(具体长度视主干路直行车辆每周期的平均排队长度而定)，在该进口道左转车辆红灯相位期间到达的左转车辆先停在第一条车道第一停车线后，当第一条车道停满左转车辆时，后继的左转车辆必须在第二条车道(有时还包括第三条车道)的第一停车线前停车候行，而该期间到达的直行车辆可以越过第二条(或第三条)车道与第三条(或第四条)车道之间的车道分隔线停在左转车辆前面候行。当该进口道直行车辆开始绿灯相位时，停车候行的左转车辆可以紧跟着停在前面的直行车辆行驶至交叉口内左转车辆停车待转区的第二停车线处再次停车候行，当该进口道直行车辆绿灯相位结束时，该进口道左转车辆第二停车线绿灯相位启动，候行的左转车辆通过交叉口。在该进口道左转车辆绿灯相位术期的黄灯相位期间内越过了第二条车道(或第三条车道)的第一停车线的左转车辆在来不及通过第二停车线时，必须变更车道停在第一条车道的左转车辆第一停车线后面，从而腾出第二条车道(或第三条车道)供下一信号周期的直行车辆停车候行。该设计方案克服了上文所述的单条左转车道左转车辆二次停车控制平面十字交叉口设计方案左转专用相位末期需要较长的清尾时间的缺陷，充分利用了交叉口进口道的时空资源，在不减少直行车辆进口车道数的情况下增加了左转车辆进口车道的数量，实现了直行车辆与左转车辆的分离，节约了用地，又提高了交叉口的通行能力。该设计方案适用于车道数较多或有较宽的中央分隔带可以辟作左转专用车道的主干路。对于车道数较少并且没有较宽的中央分隔带的次干路或支路与主干路相交时，次干路或支路的左转车辆可以采用“远引交叉”的方法来解决，结合主干路多条左转车道左转车辆二次停车控制方案，即形成了下文所述的左转车辆二次停车控制+“远引交叉”平面十字交叉口设计方案。
左转车辆二次停车控制+“远引交叉”平面十字交叉口设计方案左转车辆二次停车控制+“远引交叉”平面十字交叉口设计如图3所示。该设计方案适用于车道数较多或有较宽的中央分隔带可以辟作左转专用车道的主干路与车道数较少并且没有较宽的中央分隔带的次干路或支路相交的平面十字交叉口。该方案中主干路的左转车辆采用二次停车控制，左转车辆的第一停车线后移至距交叉口30～50米(具体长度视次干路或支路每个信号周期左转车辆的数量而定)，次干路或支路左转车辆掉头点之后的地方，在该进口道左转车辆第一停车线红灯相位期间到达的左转车辆都必须在第一停车线前停车候行，左转车辆第一停车线前面利用中央分隔带拓宽而成的最靠左侧的第一条车道设置为左转车辆专用车道，该车道只允许左转车辆进入，直行车辆与掉头车辆不得进入。次干路或支路的左转车辆采用“远引交叉”的方式进行控制，即先随右转车辆右转进入主干路出口道，然后停在主干路出口道外侧拓宽的掉头车辆停车待转区候行，在次干路或支路直行车辆绿灯相位时掉头驶入主干路的进口道停在第二条车道(有时也包括第三条车道)左转车辆第一停车线前候行。主干路直行车辆不得越过车道分隔线侵占掉头车辆停车候行的空间。当该进口道直行车辆开始绿灯相位时，左转车辆第一停车线的信号变为绿灯相位，停车候行的左转车辆可以紧跟着停在前面的车辆行驶至交叉口内左转车辆停车待转区的第二停车线再次停车候行，当该进口道直行车辆绿灯相位结束时，该进口道左转车辆第二停车线的左转绿灯相位启动，候行的左转车辆通过交叉口。在该进口道左转车辆绿灯相位末期的黄灯相位期间内越过了左转车辆第一停车线的左转车辆在来不及通过第二停车线时，必须变更车道停在拓宽的左转专用车道上，从而腾出第二条车道(或第三条车道)供下一信号周期的掉头车辆停车候行。
该设计方案有如下的优点1、禁止次干路或支路的车辆直接左转，将传统的十字交叉口四相位信号控制变为三相位信号控制，信号相位数减少后信号损失时间也会减少，从而增加了有效绿灯时间，提高了交叉口通行能力。
2、掉头车辆先停在主干路出口道外侧拓宽的停车待转区候行，然后利用次干路或支路直行车辆绿灯相位掉头驶入主干路的进口道停车候行，以主干路出口道与中央分隔的宽度之和作为掉头车辆的转弯直径，有效地解决了传统的“远引交叉”交通组织方式中车辆掉头半径不足的问题。
3、掉头车辆利用信号控制，利用次干路或支路直行车辆绿灯相位掉头驶入主干路的进口道停车候行，而主干路的左转车辆将第一停车线后移至掉头点之后，利用二次停车进行控制，有效地解决了传统的“远引交叉”交通组织方式中掉头车辆交织段不足和与主干路出口道直行车辆和主干路进口道左转车辆之间的冲突无法穿越的问题。
4、设立主干路左转车辆专用相位，有效地解决了传统的“远引交叉”交通组织方式中主干路左转车先直行通过交叉口然后掉头时转弯半径不足、交织段不足和与对向进口道直行车辆之间发生冲突无法穿越的问题。
5、将主干路左转车道的第一停车线后移，将左转车辆第一停车线至交叉口的这段车道空间作为左转车辆与掉头车辆共用的停车候行车道，并利用信号控制将它们从时间上予以分离，将主干路左转车道的第二停车线前移，在交叉口内设置左转车辆停车待转区，主干路左转车辆在直行车辆绿灯相位时进入左转车辆停车待车区候行，充分利用了主干路进口道的时空资源，节约了用地，又提高了交叉口的通行能力。
6、将主干路进口道最靠左侧的第一条车道作为左转车辆专用车道，其它车辆不得进入，在该进口道左转车辆绿灯相位末期的黄灯相位期间内越过了左转车辆第一停车线的左转车辆在来不及通过第二停车线时，能够变更车道停在第一条车道左转专用车道的第一停车线后面，从而腾出第二条车道(或第三条车道)供下一信号周期的掉头车辆停车候行，避免了这些左转车辆阻碍下一周期掉头车辆的通行，克服了主干路左转专用相位末期需要较长的清尾时间的缺陷。
权利要求
1.一种提高信号控制平面十字交叉口通行能力的交通设计与交通控制方法，其特征在于在左转车辆专用车道上设置两条停车线，对左转车辆实施二次停车控制，即将左转车辆专用车道的第一停车线后移，左转车辆专用车道的第一停车线至交叉口的这一段车道空间辟为左转车辆与直行车辆共用的车道，但左转车辆与直行车辆通过信号控制，在时间上相互分离，在该进口道左转车第一停车线红灯信号相位期间，所有到达的左转车辆都必须在此停车线前停车候行，而该期间到达的直行车辆可以越过直行车道与左转专用车道之间的分隔线停在候行的左转车辆前面候行，当该进口道直行车辆开始绿灯相位时，左转车第一停车线的信号变为绿灯相位，停车候行的左转车辆可以紧跟着停在前面的直行车辆行驶至交叉口内左转车辆停车待转区的第二停车线再次停车候行，当该进口道直行车辆绿灯相位结束时，该进口道左转车辆第二停车线的左转绿灯相位启动，候行的左转车辆通过交叉口。
2.根据权利要求1所述的一种提高信号控制平面十字交叉口通行能力的交通设计与交通控制方法，其特征在于将进口道最靠左侧的第一条车道设置为左转车辆专用车道，该车道只允许左转车辆进入，直行车辆不得进入，这条车道的左转车辆第一停车线设置与直行车辆的停车线一致，紧挨在人行横道后，第二停车线设置在交叉口内左转车辆停车待转区前，该进口道左侧的第二条车道(有时还包括第三条车道)则设置为左转车辆与直行车辆共用的停车候行车道，该车道左转车辆的第一停车线后移至距交叉口30～50米的地方，在该进口道左转车辆红灯相位期间到达的左转车辆先停在第一条车道第一停车线后，当第一条车道停满左转车辆时，后继的左转车辆必须在第二条车道(有时还包括第三条车道)的第一停车线前停车候行，而该期间到达的直行车辆可以越过第二条(或第三条)车道与第三条(或第四条)车道之间的车道分隔线停在左转车辆前面候行，当该进口道直行车辆开始绿灯相位时，停车候行的左转车辆可以紧跟着停在前面的直行车辆行驶至交叉口内左转车辆停车待转区的第二停车线处再次停车候行，当该进口道直行车辆绿灯相位结束时，该进口道左转车辆第二停车线绿灯相位启动，候行的左转车辆通过交叉口，在该进口道左转车辆绿灯相位末期的黄灯相位期间内越过了第二条车道(或第三条车道)的第一停车线的左转车辆在来不及通过第二停车线时，必须变更车道停在第一条车道的左转车辆第一停车线后面，从而腾出第二条车道(或第三条车道)供下一信号周期的直行车辆停车候行。
3.根据权利要求1所述的一种提高信号控制平面十字交叉口通行能力的交通设计与交通控制方法，其特征在于将主干路左转车辆二次停车控制与次干路或支路的左转车辆“远引交叉”接合起来，主干路的左转车辆设置左转专用相位，主干路左转车辆采用二次停车控制的方式通过交叉口，主干路左转车辆的第一停车线设置在次干路或支路掉头车辆掉头点之后，在该进口道左转车第一停车线红灯信号相位期间，所有到达的左转车辆都必须在此停车线前停车候行，次干路或支路的左转车辆采用“远引交叉”的方式进行控制，即先随右转车辆右转进入主干路出口道，然后停在主干路出口道外侧拓宽的掉头车辆停车待转区候行，在次干路或支路直行车辆绿灯相位时掉头驶入主干路的进口道停在左转车辆前候行，当该进口道直行车辆绿灯相位启动时，左转专用车道第一停车线的左转绿灯相位也跟着启动，次干路或支路的掉头车辆直行通过交叉口完成左转，主干路的左转车辆跟着掉头车辆行驶至交叉口内左转车辆停车待转区的第二停车线处再次停车候行，主干路直行车辆绿灯相位结束时，左转车辆第二停车线绿灯相位启动，左转车辆通过交叉口。
全文摘要
一种提高平面十字交叉口通行能力的交通组织设计与交通控制方法，属于交通设计与交通控制领域。该方法在左转车辆专用车道上设置两条停车线，对左转车辆实施二次停车控制，通过将左转专用车道第一停车线至交叉口的这段车道空间设置为直行车辆与左转车辆共用的停车候行空间，并通过信号控制将它们在时间上分离，在不减少直行车辆车道数的情况下设置了左转专用车道，并且互不干扰，节约了用地，又提高了交叉口的通行能力。本发明还针对传统的“远引交叉”交通组织方式存在的问题，将主干路左转车辆二次停车控制与次干路或支路的左转车辆“远引交叉”接合起来，提出了左转车辆二次停车控制+“远引交叉”平面十字交叉口设计方案。
文档编号E01F9/08GK1776093SQ200510111239
公开日2006年5月24日 申请日期2005年12月8日 优先权日2005年12月8日
发明者钱红波 申请人:钱红波