一种道路系统中的菱形立交控制方法

文档序号:6735484阅读:700来源:国知局
一种道路系统中的菱形立交控制方法
【专利摘要】一种道路系统中的菱形立交控制方法,针对采用信号控制菱形立交地面部分,将其内部路段的部分车道设置为可逆车道,在一个信号周期的不同时段,分别供两个方向的左转交通使用。该控制方法具体包括空间设置、信号控制和车道控制三部分:对于空间设置,包括可逆车道设置和车道功能划分;对于信号控制,包括交叉口相位相序设置和信号配时;对于车道控制,包括可逆车道在信号周期各时段中的通行方向。该方法能更为高效地利用菱形立交内部路段的时空资源,从而提高交叉口的通行能力,解决或缓解交通拥堵。
【专利说明】一种道路系统中的菱形立交控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于交通工程和交通信息及控制系统领域,涉及交叉口车道布置、信号控制【技术领域】,更具体地说,涉及一种菱形立交控制方法。
【背景技术】
[0002]菱形立交是城市道路系统中常用的一种立交形式,其地面部分由两条引道和一条相交道路构成,形成了两个平面交叉口,分别处理主线两个方向的转向交通。菱形立交地面部分的主要特征为两个平面交叉口间距较短,因此需要特殊的信号控制方案对其联动控制。如何高效利用菱形立交两个平面交叉口间的内部路段,是提高菱形立交运行效率的关键。然而,目前的控制方法都是在确定菱形立交各车道方向和功能的基础上进行的,虽然可逆车道已在处理城市干道潮汐交通中得到了应用,但也是对车道进行分时段控制,未见有关于可逆车道动态控制及其在菱形立交优化控制的研究,并且也未检索到这类方法的发明专利。
[0003]经对现有技术的文献检索发现,有关信号控制平面交叉口的优化设置方法,主要有以下几种:
[0004]1、三相位信号控制方法。该方法为地面道路的直行交通、所有内部路段上的交通以及阻道交通分别设置了一个相位。该方法在《Highway Capacity Manual 2000》有详细介绍。
[0005]2、四相位信号控制方法。该方法为菱形立交四个入口(两个相交地面道路入口和两个快速路辅路入口)分别设置了一个专用相位,该相位期间,车辆可同时通过菱形立交地面的两个交叉口。该方法在《Highway Capacity Manual 2000》有详细介绍。
[0006]3、美国德克萨斯州交通运输研究所(TTI)方法。该方法见于Venglar, S.等的“Passer III_98Application and User’s Guide,,和 Nelson, E.J.等的 “ ImplementingActuated Control of Diamond Interchanges.Journal of TransportationEngineering”。在四相位信号控制方法的基础上,引入了重叠相位,在阻道交通通行相位期间,允许对向地面交通驶入内部路段,但不能驶入该内部路段。这样可以提高内部路段的利用率,从而提高菱形立交地面部分的总体运行效率。
[0007]4、分盆菱形立交设置方法(Diverging Diamond Interchange, DDI)。该方法见于 Chlewicki, G.等的 “New Interchange and Intersection Designs: The SynchronizedSplit-Phasing Intersection and the Diverging Diamond Interchange,,一文,将地面相交道路在立交范围内部路段的来往交通流向互换,即对于采用右行规则的地区,立交内部路段的某流向交通将在对向交通的左侧通行。如此,虽然对于地面来往两个直行交通需要互相穿越两次,但可使左转交通不受对向交通的影响,从而通过减少交叉口相位数,提高其通行能力。
[0008]方法I是传统的控制方法,通行规则简单,但随着交通需求的不断增加,由于内部路段的长度限制,可能造成车辆排队溢出,使交叉口无法正常运行。[0009]方法2也是传统的控制方法,针对方法I中内部路段排队溢出的问题,采用了四相 位的相位相序方案,可以使排队长度最小化。该方法虽然减小了排队的负面影响,但由于降 低内部路段的利用效率,造成主要流向的有效绿信比减少,导致通行能力降低。[0010]方法3在方法2的基础上,通过设置重叠相位,提高了内部路段的利用效率,其通 行效率一般均优于方法I和方法2。但由于在一个方向设置了相位差后,另一个方向必须米 用相反的相位差,因此,通常无法同时满足两个方向同时达到最理想的相位差设置要求。[0011]方法4是一种新型的处理菱形立交地面部分交通的方法,通过对各流向交通的重 新组织,减少了交叉口相位数,提高了通行能力。但该方法需要改变常规的通行规则,将靠 右行规则改为靠左侧通行,不符合驾驶员的驾驶习惯,可能存在安全隐患。同时,需禁止快 速路辅路的直行流向,对于城市道路,这一流向不能忽略,它需要通过路网绕行才能到达目 的地,不仅增加了这部分车流的行程时间,同时也增加了相邻路段和交叉口的交通量。
【发明内容】
[0012]针对现有技术的缺陷,本发明的目的是提供一种基于动态可逆车道的菱形立交控 制方法,该方法针对采用信号控制菱形立交地面部分,将其内部路段的部分车道设置为可 逆车道,通过合理的交叉口空间设置、信号控制和车道控制设置,提高交叉口的通行能力。 其核心思想是利用可逆车道,在一个信号周期的不同时段,分别供两个方向的左转交通使 用,提高内部路段的使用效率。[0013]本发明的技术方案如下:[0014]一种道路系统中的菱形立交控制方法,将菱形立交内部路段的部分车道设置为可 逆车道,通过对其动态控制,在信号周期的不同时段分别供两个方向的左转交通使用,更为 高效地利用菱形立交内部路段的时空资源,从而提高交叉口的通行能力。[0015]该控制方法具体包括空间设置、信号控制和车道控制三部分;所述空间设置,包括 可逆车道设置和车道功能划分;所述信号控制,包括交叉口相位相序设置和信号配时;所 述车道控制,包括可逆车道在信号周期各时段中的通行方向。[0016]该方法包括交叉口空间设置、信号控制和车道控制三部分:[0017]对于空间设置,如图1所示,在菱形立交内部路段的中间两条车道设置为可变车 道,在信号周期的不同时间段内,可分别作为两个方向的左转车道使用。内部道路的其余车 道作为直行车道使用。[0018]对于信号控制,包括相位相序设置和信号配时设置。其中,为便于内部路段左转车 辆的及时清空,信号相位相序应按图2进行设置,即各进口绿灯开始时刻及绿灯时长应满 足式(1)-(14)的要求。信号配时参数设置以往的设置方法均适用。需要注意的是,菱形立 交的两个地面交叉口周期时长应一致,以保证良好的协调控制效果,如式(15)所示。并且, 为了保证通行安全,两个方向利用可逆车道左转的车流禁止同时存在于内部路段中,因此, 两个地面交叉口的相位差应满足式(16)和式(17)的要求。[0019]Θ 2J=0, V/ = 2,3(I)[0020]Θ 3J= Φ 22+ ω 22,32, Vj = 1,2,3(2)
【权利要求】
1.一种道路系统中的菱形立交控制方法,其特征在于:将菱形立交内部路段的部分车道设置为可逆车道,通过对其动态控制,在信号周期的不同时段分别供两个方向的左转交通使用以提高菱形立交内部路段的时空资源的利用率从而提高交叉口的通行能力。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:该控制方法具体包括空间设置、信号控制和车道控制三部分;所述空间设置,包括可逆车道设置和车道功能划分;所述信号控制,包括交叉口相位相序设置和信号配时;所述车道控制,包括可逆车道在信号周期各时段中的通行方向。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于: 所述空间设置是指将菱形立交内部路段的中间两条车道设置为可变车道,在信号周期的不同时间段内可分别作为两个方向的左转车道使用,内部道路的其余车道作为直行车道使用。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于: 所述信号控制,包括相位相序设置:各进口绿灯开始时刻及绿灯时长满足以下式(1)-(14)的要求:
5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于: 菱形立交的两个地面交叉口周期时长应一致满足下式(15)的要求:C1=C2(15) C1为左侧交叉口的周期时长;C2为左侧交叉口的周期时长。
6.根据权利要求2所述的方法,其特征在于: 两个方向利用可逆车道左转的车流禁止同时存在于内部路段中,两个地面交叉口的相位差满足下式(16)和式(17)的要求:
7.根据权利要求2所述的方法,其特征在于:所述车道控制与信号相位相序设置对应,可逆车道上允许车流由左侧交叉口向右侧交叉口通行的开始时刻和持续时长分别由下式(18)、(19)确定:
8.根据权利要求2所述的方法,其特征在于:可逆车道上允许车流由右侧交叉口向左侧交叉口通行的开始时刻和持续时长分别由下式(20)、(21)确定:
【文档编号】G08G1/07GK103500510SQ201310398030
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年9月4日 优先权日:2013年9月4日
【发明者】云美萍, 赵靖 申请人:同济大学
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1