专利名称：多相位平面交叉口的交通信号控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种多相位平面交叉口的交通信号控制系统。
技术背景目前许多道路交叉口成为影响城市路网放行能力的“瓶颈”。道路交叉口存在不同流向的交通流，也存在由这些交通流产生的交通冲突点。其中最严重的冲突点是机动车的交叉冲突点，必须由交叉口交通信号控制系统负责从不同空间上和/或不同时间上进行安全分离。
一个平面十字交叉口存在的机动车与机动车交通流冲突点共有16个，如附图1所示。共涉及8种机动车交通流，那就是4个路段方向到达的左转机动车车流和直行机动车车流。每个机动车流涉及4个冲突点。在严格禁止整幅路权绿冲突的限制条件下，这8种机动车交通流中每次能够同时放行的最多只能是2种机动车流。因此，要把这8种机动车流都轮番放行一遍，一个信号周期至少应该设置4种信号相位。
对路段上双向8条车道连续的交通流而言，假设其通行能力为1。在整幅路权交通信号控制系统交叉口，由于原来连续的交通流必须分出一部分相位时间让相交道路的交通流通行，特别是又设置了左转弯专用放行相位，如按各相位平均用时计算，所让出的通行时间要达到3/4，为保证交通安全，冲突相位之间还要设置绿灯间隔时间，还应计入不可避免的减速、制动、停车或启动、加速、转向的时间损失。而交叉口入口处，为增加交叉口放行能力可以通过中心线偏移等方法把路段的4条车道拓宽为按2左、3直、1右、1掉头渠划的7条车道。但即使是这样，每相位放行的车道数最多也还只有双向6车道，又缩小成为路段上车道数的3/4。这样计算下来，此交通信号控制系统交叉口间断交通流的有效放行能力还不到路段连续车流放行能力的1/5。从而使交叉口成为严重影响城市路网放行能力的“瓶颈”。
但是，在交叉口进口设置的车道数不论怎么增多，也因交叉口空间毕竟有限，不可能达到路段车道数的数倍以上。因此平面交叉口交通信号控制系统的通行能力不可能等于所有相交路段上的通行能力之总和，永远处于交通路网的薄弱环节位置。特别是一些由繁忙路段相交形成的交叉口，更是成为提高路网通行能力的卡脖子的关键交叉口。
目前己有的改进糸统均没有解决如何利用目前环行交叉口占地面积大的特点使之在改造成十字交叉信号灯控制交叉口后尽可能提高交叉口放行能力的问题。
发明内容
本实用新型的目的是提供多相位平面交叉路口的交通信号控制系统，使其能在改造成十字交叉信号显示装置中解决提高交叉口放行能力的问题。
本实用新型采用在交叉口中心地域设有的直行机动车禁驶区的每一外侧设的一条半幅安全线上端设有只能赋予交通流进入前半幅路面的前半幅路权信号显示装置，控制直行和右转前半幅路权信号显示装置位于越过路口安全停止线的地面上空，越过半幅安全线外路口的地面上空和越过左转半幅安全线外的地面上空设有只能赋予交通流使用后半幅路面的后半幅路权信号显示装置，机动车掉头信号显示装置位于安全岛前端，行人过道上设有指示行人和非机动车道的信号显示装置，越过左转半幅安全线外的地面上空设有控制左转后半幅路权信号显示装置，所述的左转半幅安全线距驶出直行机动车禁驶区1-8米。
本实用新型的优点提出的一种半幅路权系统，在交叉口内路面上为交通流渠划的前半幅路面道路数量大于等于进口处渠划的同一交通流道路数量，小于等于该交通流出口道路数量。因为车道数量多了，就可以足够安全地提高该交通流在后半幅路权放行时的通行效率，提高了车流速度。
图1为传统的十字交叉口存在的机动车与机动车交通流冲突点示意图图2为本实用新型的结构示意图图3为传统的道路路权相位和相位顺序示意图图4为传统的路权交通冲突点示意图图5、图6、图7为本实用新型实施例的结构示意图图8为本实用新型对应整幅系统的直行和左转弯机动车流相位拓扑示意图图9、图10为本实用新型的道路路权相位和相位顺序示意图具体实施方案如图1至图10所示，多相位平面交叉口的交通信号控制系统由信号显示装置所组成，其结构是在交叉口中心地域设有的直行机动车禁驶区44的每一外侧设的一条半幅安全线42上端设有只能赋予交通流进入前半幅路面的前半幅路权信号显示装置，控制直行和右转前半幅路权信号显示装置位于越过路口安全停止线的地面上空，越过半幅安全线外路口的地面上空和越过左转半幅安全线外的地面上空设有只能赋予交通流使用后半幅路面的后半幅路权信号显示装置，机动车掉头信号显示装置位于安全岛前端，行人过道上设有指示行人和非机动车道的信号显示装置，越过左转半幅安全线外的地面上空设有控制左转后半幅路权信号显示装置，所述的左转半幅安全线距驶出直行机动车禁驶区1-8米。
所述的前半幅路权信号显示装置由直行前半幅路权信号显示装置和右转前半幅路权信号显示装置所组成。
所述的后半幅路权信号显示装置由直行后半幅路权信号显示装置和左转后半幅路权信号显示装置所组成。
本实用新型在交叉口的中心地域设有直行机动车禁驶区44；在直行机动车禁驶区外侧设有直行机动车通行道41，横跨该每条通行道有一条半幅安全线42，该半幅安全线距第一个右手入口左转弯机动车交通流所在的放行道路1-8米，距离进口近的半幅安全线内的路面是前半幅路面，距离出口近的半幅安全线外的路面是后半幅路面，前半幅路面的车道数量多于或等于进口直行机动车车道数量，小于或等于出口机动车车道数量；在直行机动车禁驶区内部设有左转弯机动车通行道33，横跨该每条通行道设有左转半幅安全线40，该左转半幅安全线距驶出直行机动车禁驶区1-8米，距离进口近的左转半幅安全线内的路面是前半幅路面，距离出口近的左转半幅安全线外的路面是后半幅路面，前半幅路面的车道数量多于或等于进口左转弯机动车车道数量，小于或等于出口机动车车道数量与对向右转弯机动车车道数量之差；所述的信号显示装置包括只能赋予交通流进入前半幅路面的前半幅路权信号显示装置；只能赋予交通流使用后半幅路面的为后半幅路权信号显示装置，所有信号显示装置各自安置在各自所指挥的交通流能明显看得到的地方，所述的控制直行和右转前半幅路权信号显示装置位于越过路口安全停止线45的地面上空，所述的控制左转后半幅路权信号显示装置位于越过左转半幅安全线外的地面上空。
所述的在直行机动车禁驶区外侧渠划的直行机动车通行道可以不是直线。
本实用新型所述的道路渠划包括己有的交叉路口、立交桥交叉路口和环行环岛交叉口所设有的车道、人行道。本实用新型所述的信号显示装置为信号灯或称相位，本实用新型所述的信号显示装置在图2、图5、图6、图7中信号显示装置用1～32的图号表示。
如图1所示，传统的十字交叉口存在的机动车与机动车交通流冲突点共有16个，共涉及8种机动车交通流，那就是4个路段方向到达的左转机动车车流和直行机动车车流。每个机动车流涉及4个冲突点。在严格禁止整幅路权绿冲突的限制条件下，这8种机动车交通流中每次能够同时放行的最多只能是2种机动车流。因此，要把这8种机动车流都轮番放行一遍，一个信号周期至少应该设置4种信号相位。
如图2所示，本实用新型在四面交叉路口进口处各设四条安全停止线45，每条安全停止线前依次设有掉头车道35、左转车道36、直行车道37、右转车道38和非机动车道39，越过安全停止线后横过各车道设有行人过道34，在行人过道中部渠划安全岛43。本实用新型在交叉口的中心地域设有直行机动车禁驶区44，在直行机动车禁驶区每一外侧各设有四条直行机动车通行道41，横跨该每条通行道有一条半幅安全线42，该半幅安全线距第一个右手入口左转弯机动车交通流所在的放行道路1-8米，距离进口近的半幅安全线内的路面是前半幅路面，距离出口近的半幅安全线外的路面是后半幅路面，前半幅路面的车道数量为4条多于进口3条直行机动车车道的数量。
在直行机动车禁驶区内部设有左转弯机动车通行道33，横跨该每条通行道设有左转半幅安全线40，该左转半幅安全线距驶出直行机动车禁驶区1-8米，距离进口近的左转半幅安全线内的路面是前半幅路面，距离出口近的左转半幅安全线外的路面是后半幅路面，前半幅路面的车道数量为3条多于2条进口左转弯机动车车道数量。
所述的信号显示装置包括只能赋予机动车交通流进入前半幅路面的前半幅路权信号显示装置1、3、5、7、9、11、13、15；只能赋予机动车交通流使用后半幅路面的为后半幅路权信号显示装置2、4、6、8、10、12、14、16，所有信号显示装置各自安置在各自所指挥的交通流能明显看得到的地方。所述的控制直行和右转前半幅路权信号显示装置5和26、13和28、1和25、9和27位于越过各自路口安全停止线的地面上空，所述的控制左转后半幅路权信号显示装置4、8、12、16位于越过左转半幅安全线外的地面上空。机动车掉头信号显示装置29、30、31、32位于安全岛前端。指示行人和非机动车道的信号显示装置17、18、19、20、21、22、23、24设在行人过道附近。
当允许南北向机动车直行时，直行的前半幅路权信号显示装置1、5和后半幅路权信号显示装置2、6为允许信号(或为绿灯)，此时允许南北向左转机动车进入前半幅路面的前半幅路权信号显示装置3、7亦为允许信号，左转后半幅路权信号显示装置4、8为禁行信号，南北向左转机动车只可进入左转半幅安全线内的前半幅路面。此时允许南北向非机动车和行人通行。其余信号显示装置均为禁行信号(或为红灯)。进而，禁止南北向机动车直行和行人通行，而允许南北向左转机动车通行时，左转后半幅路权信号显示装置4、8和3、7同为允许信号，此时允许东西向的直行机动车依东西向直行的前半幅路权信号显示装置9、13允许进入该向前半幅路面，同时允许南北向机动车掉头。依此类推循环，故不再累述。
如图3和图4所示，传统的道路路权相位和相位顺序示意图和传统的路权交通冲突点示意图，附图3中两相位之间的空格表示相位间的绿灯间隔时间，相位顺序是“相位1→相位2→相位3→相位4→相位5→相位6→相位7→相位8→”再到相位1的信号周期循环。
其实际效果是可以充分利用交叉口时间和空间资源尽可能多地无冲突放行交通流通过路口。其本质技术是将同一交通流的一次整幅路权控制分解而构成的先后二次控制的两个每次只有半幅路权的半幅交通流。显然，由同一种交通流分解而构成的两个半幅交通流之间不存在冲突点，所以这种分解不会增加原来交通流的冲突点数。而因为把原来有限的冲突点分散到多了一倍的半幅路权交通流上，却使每个半幅交通流可能与其它交通流产生的冲突点数也比整幅路权交通流减少了一半，自然所受到的绿冲突约束也减少了一半。
也就是说，半幅路权交通流打破了整幅路权绿冲突戒律的约束范围，使绿冲突戒律的约束范围大大缩小了。从而使交通冲突点变为图4的样子。
如图5所示，在交叉口中央设置了直行机动车禁驶区，这可以提供有效空间使左转车道的前半幅车道数量比进口处渠划道路数量多。直行车道的前半幅车道数量为4条，比进口车道数量多1条；而左转车道的前半幅车道数量为3条，也比进口车道数量多1条。附图5和附图2的区别是使在直行机动车禁驶区外侧的直行机动车通行道路不是直线，扩大了直行机动车禁驶区面积，也增加了左转车流前半幅待驶区的容量。其结构和图号与图2相同，故不再累述。
如图6所示，交叉口内中央的1-4条两向合用的左转弯车道和对称方向的1-4条两向合用的左转弯车道组成直行机动车禁驶区。该方案把交叉冲突点数量由16个减少为14个。其结构和图号与图2相同，故不再累述。
如图7所示，环行道路内的区域自然构成直行车禁驶区；直行车受半幅路权信号显示装置控制逆时针走环行道路。该方案既可以既使被拆除的环岛面积被充分利用，又可以保留部分绿化用地，美化环境，还可以让直行车行驶在保留的原环行道路上，减少道路施工量。更重要的是，这种改造可以彻底消除机动车在原环行交叉口行驶所需要的由外环到内环再到外环的交通合流、交织、分流潜在的冲突，提高了车流速度。其结构和图号与图2相同，故不再累述。
如图8至图10所示，可采用整幅路权系统相位和相位顺序的拓扑结构控制信号显示装置，本实用新型优于图3公知方案，提高了车流速度。两相位之间的空格表示相位间的绿灯间隔时间，各相位结构中的粗黑实线 表示放行机动车的绿灯信号灯组，空格表示红灯信号，而由绿灯信号向红灯信号过渡的黄灯信号则是用细直线—表示，三黑直线≡表示放行非机动车的绿灯信号，粗虚线 表示放行行人的绿灯信号，细虚线---表示停止放行行人进路的绿闪信号。半幅路权系统中涉及的信号控制装置是一种公知的标准计算机类产品。设计相位和相位顺序参数方案的技术人员不需要了解信号控制装置内部的硬件结构，也不需要了解厂家固化在信号控制装置内部的程序软件的具体流程图。故在本说明书中不需要对公知信号控制装置进行可实现性结构特征的详细描述，也不需要对厂家固化在公知信号控制装置内部的公知程序软件的具体流程图进行详细描述，尽管信号控制装置也属于一种电气领域的产品。
权利要求1.一种多相位平面交叉口的交通信号控制系统，由信号显示装置所组成，其特征是在交叉口中心地域设有的直行机动车禁驶区的每一外侧设的一条半幅安全线上端设有只能赋予交通流进入前半幅路面的前半幅路权信号显示装置，控制直行和右转前半幅路权信号显示装置位于越过路口安全停止线的地面上空，越过半幅安全线外路口的地面上空和越过左转半幅安全线外的地面上空设有只能赋予交通流使用后半幅路面的后半幅路权信号显示装置，机动车掉头信号显示装置位于安全岛前端，行人过道上设有指示行人和非机动车道的信号显示装置，越过左转半幅安全线外的地面上空设有控制左转后半幅路权信号显示装置，所述的左转半幅安全线距驶出直行机动车禁驶区1-8米。
2.如权利要求1所述的多相位平面交叉口的交通信号控制系统，其特征是所述的前半幅路权信号显示装置由直行前半幅路权信号显示装置和右转前半幅路权信号显示装置所组成。
3.如权利要求1所述的多相位平面交叉口的交通信号控制系统，其特征是所述的后半幅路权信号显示装置由直行后半幅路权信号显示装置和左转后半幅路权信号显示装置所组成。
专利摘要本实用新型涉及一种多相位平面交叉口的交通信号控制系统，采用在交叉口中心地域设有的直行机动车禁驶区的每一外侧设的一条半幅安全线上端设有只能赋予交通流进入前半幅路面的前半幅路权信号显示装置，控制直行和右转前半幅路权信号显示装置位于越过路口安全停止线的地面上空，越过半幅安全线外路口的地面上空和越过左转半幅安全线外的地面上空设有只能赋予交通流使用后半幅路面的后半幅路权信号显示装置，机动车掉头信号显示装置位于安全岛前端。本实用新型能在改造成十字交叉信号显示装置中解决提高交叉口放行能力的问题。
文档编号G08G1/00GK2904157SQ20052001138
公开日2007年5月23日 申请日期2005年4月8日 优先权日2004年4月14日
发明者王大海 申请人:王大海