一种基于交叉口车辆轮放的可逆短车道信号控制方法
【专利摘要】本发明公开一种基于交叉口车辆轮放的可逆短车道信号控制方法，在交叉口的东、南、西、北方向四个进口分别利用对向车道设置一段可逆短车道，在四个出口道处各设置一组可逆短车道指示灯，在四个进口停车线右侧各设一组左转预信号灯，主信号灯在交叉口处采用各进口道所有车辆顺时针或逆时针轮放的四相位方式，设置主信号灯和左转预信号灯之间的相位差，可逆短车道指示灯和左转预信号灯同步转换；协调主信号与左转预信号之间的相位差，计算公用周期时长和分配绿灯时间，从时间上控制左转车流与出口道车流的冲突，避免配时不当引起的左转车流堵塞，充分利用进出口的土地资源，增加了进口道车道数，增加了交叉口的通行能力。
【专利说明】-种基于交叉口车辆轮放的可逆短车道信号控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于城市道路交通控制领域，具有涉及平面交叉口进口左转机动车利用逆 向车道通行的一种信号控制方法。
【背景技术】
[0002] 随着城市经济快速发展，有限的城市道路用地已无法满足日益剧增的汽车保有 量，交叉口拥堵情况愈加频繁，造成交叉口处多次停车、交叉口通行质量下降、噪声污染、汽 车尾气排放量增加等各种交通问题。交叉口处经常发生出口道车辆较少，而进口道上车辆 排队过长，造成多次停车情况。如何在有限的几何空间内设计不仅能保存现有的建筑而不 进行大量的拆除改造工程又能满足日益剧增的交通需求的交叉口是个亟待解决的问题。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是为克服十字交叉口空间有限而无法满足交通需求的不足，提出一 种基于车辆轮放的可逆短车道信号控制方法，设置方向可逆短车道，并结合车辆轮放的放 行方式使左转车辆能够安全利用可逆短车道通行，提高信号交叉口通行能力和车道使用效 率。
[0004] 本发明采用的技术方案是具有以下步骤： (1) 在十字交叉口中间位置设主信号灯，在交叉口的东、南、西、北方向四个进口分别利 用对向车道设置一段可逆短车道，可逆短车道的前侧线与进口停车线的横向延长线重合； 在四个出口道处各设置一组可逆短车道指示灯，以提示出口车辆是否可通行其前方的可逆 短车道；在四个进口停车线右侧各设一组左转预信号灯，以控制相应的左转车辆变道进入 可逆短车道通行，而直行和右转车辆不受控制； (2) 主信号灯在交叉口处采用各进口道所有车辆顺时针或逆时针轮放的四相位方式， 设置主信号灯和左转预信号灯之间的相位差； (3) 当西进口车辆开始放行并且北进口直行车辆的尾车完全通过南出口的可逆短车道 时，南进口的左转预信号灯显示为绿灯，提示南进口的左转车辆可进入可逆短车道行驶，可 逆短车道指示灯显示为红色信号；当南进口车辆开始放行时，南进口的左转车辆利用可逆 短车道通行；南进口的左转预信号灯比南进口车辆放行提前结束，进入可逆短车道的左转 车辆完全通过停车线，此时可逆短车道指示灯显示为绿色信号；其余进口的左转预信号灯 和可逆短车道指示灯显示方法与此雷同。
[0005] 本发明与现有技术相比具有以下有益效果： 本发明设置了左转预信号灯、可逆短车道指示灯，并且协调主信号与左转预信号之间 的相位差，科学计算公用周期时长和分配绿灯时间，从时间上控制左转车流与出口道车流 的冲突，避免配时不当引起的左转车流堵塞，利用交叉口有限的几何空间，合理利用紧张的 城市道路用地，充分利用进出口的土地资源，增加了进口道车道数，增加了交叉口的通行能 力，减少了车辆的延误和停车次数。
【专利附图】
【附图说明】
[0006] 图1是本发明基于交叉口车辆轮放的可逆短车道信号控制方法的十字交叉口的 信号控制及通行示意的俯视图； 图2是图1中南方向的可逆短车道的放大的标线设置图； 图3是交叉口主信号、左转机动车预信号的相位设置图，图中：白色表示绿灯，灰色表 示黄灯，黑色表示红灯； 图4是本发明的控制流程图； 图中=1.主信号灯；2、5、8、11.左转预信号灯；3、6、9、12.可逆短车道指示灯；4、7、10、 13.可逆短车道的末端。
【具体实施方式】
[0007] 如图1所示的十字交叉口，在十字交叉口中间位置设的信号灯为主信号灯1，将十 字交叉道路分为N(北）方向进口、E(东）方向进口、S(南）方向进口和W(西）方向进口这 四个进口。在十字交叉口分别利用对向车道设置如图2所示的一段可逆短车道。可逆短车 道的前侧线是与进口停车线的横向延长线重合的双黄虚线a，提示左转进口车辆在此处按 照主信号的控制灯行驶，出口车辆按照可逆短车道指示灯的指示行驶。可逆短车道的右侧 线是外虚内实黄线表外虚内实黄线袖勺内侧是实黄线、外侧是虚黄线，提示直左车道内的 左转车辆可以按照前方的左转预信号灯变道进入可逆短车道，而可逆短车道中的车辆不可 以跨越此线行驶。可逆短车道的左侧是双黄实线c，提示车道内的车辆均不可跨越此处双 黄实线di行变道。可逆短车道的后侧是内虚外实黄线4内虚外实黄线亦勺内侧是虚黄 线、外侧是实黄线，内虚外实黄线或!示车道内的出口道车辆可跨越此线继续行驶，未进入 此车道的出口道车辆不可跨越此线行驶。
[0008] 可逆短车道的前后距离长为人，即前侧的双黄虚线a与可逆短车道后端e之间的 距离或者可逆短车道的外虚内实黄线6的距离，可逆短车道的长度人大于30m并且小于 60m〇
[0009] 在交叉口的四个进口道停车线右侧设置一组信号灯，称为左转预信号灯，控制相 应的左转车流变道进入可逆短车道通行，而直行和右转车辆不受该信号控制。具体是：在东 方向进口道停车线右侧设置一组左转预信号灯5,在南方向进口道停车线右侧设置一组左 转预信号灯8,在西方向进口道停车线右侧设置一组左转预信号灯11，在北方向进口道停 车线右侧设置一组左转预信号灯2。当左转预信号灯2、5、8、11显示为绿灯时，左转车辆通 过观测后方来车情况进行变道进入相应的可逆短车道，当左转预信号灯2、5、8、11显示为 红灯时，左转车辆不能变道进入可逆短车道。
[0010] 在各出口道处设置一组道路通行指示灯，为可逆短车道指示灯(此车道指示灯可 使用主信号灯的信号杆)，提示出口车辆前方的可逆短车道是否通行。具体是：在东出口道 处设置一组可逆短车道指示灯6,在南出口道处设置一组可逆短车道指示灯9,在西出口道 处设置一组可逆短车道指示灯12,在北出口道处设置一组道可逆短车道指示灯3。可逆短 车道指示灯3、6、9、12采用2种信号指示：Γ显示绿色箭头"丨"信号，表示该车道通行； f显示红色"X"信号，表示车道处于封闭状态，禁止通行。
[0011] 本发明适用于出口车道至少要大于1条、右转进口车道数少于出口道的车道数的 交叉口。当进口道左转车流进入可逆短车道时，该进口道的车道组的车道功能不发生改变。
[0012] 以图1所示南（S)进口的左转预信号灯8和可逆短车道指示灯9为例说明左转预 信号灯8与可逆短车道指示灯9工作原理，其它进口的左转预信号灯和可逆短车道指示灯 的工作原理与南进口的雷同，不再赘述。交叉口各进口车辆放行次序为逆时针次序：南进 口、东进口、北进口、西进口。当交叉口的西进口车辆开始放行并且北进口直行车辆的尾车 完全通过南出口的可逆短车道时，南进口的左转预信号灯8显示为绿灯，提示南进口的左 转车辆进入可逆短车道行驶，可逆短车道指示灯9显示为红色"X"信号；当交叉口的南进 口车辆开始放行时，南进口的左转车辆利用可逆短车道通行；南进口左转预信号灯8要比 南进口车辆放行提前结束，以确保进入可逆短车道的左转车辆能够完全通过停车线，此时， 可逆短车道指示灯9显示为绿色箭头"丨"信号。
[0013]此外，左转预信号灯8和可逆短车道指示灯9需要同步转换，以确保车辆可以安全 进入和通过可逆短车道。
[0014] 主信号灯1的相位是：在交叉口处采用各进口道所有车辆（即直行机动车、左转机 动车、右转机动车)轮放的四相位方式：南（S)信号、东（E)信号、北（N)信号、西（W)信号(顺 时针或逆时针放行，下文以逆时针放行为例)。
[0015]为了避免左转机动车进入可逆短车道时与出口道其他通行车辆发生冲突，需要科 学设置主信号和左转信号之间的相位差。参见图3,北方向的左转预信号灯2要分别比主信 号的东信号绿灯开始时刻晚7:v开始，比主信号北信号绿灯结束时刻早心结束；东方向的 左转预信号灯5要分别比主信号的南信号绿灯开始时刻晚^开始，比主信号东信号绿灯结 束时刻早结束；南方向的左转预信号灯8要分别比主信号的西信号绿灯开始时刻晚（ 开始，比主信号南信号绿灯结束时刻早ζ结束；西方向的左转预信号灯11要分别比主信 号的北信号绿灯开始时刻晚开始，比主信号西信号绿灯结束时刻早^结束。
[0016]设交叉口东（Ε)、西（W)、南（S)、北（N)四个进口的直行机动车通过交叉口的速度 分别为：6、心G、K，单位m/s;左转机动车进入进口道的速度分别为：I、tv、&、V单位m/ s。设东进口直行车停车线和西出口可逆短车道的末端13之间的距离为Ze，，单位m，西进 口直行车停车线和东出口可逆短车道的末端7之间的距离为Zw，南进口直行车停车线和北 出口可逆短车道的末端4之间的距离为Zs,北进口直行车停车线和南出口可逆短车道的末 端10之间的距离为4。东进口可逆短车道长度为人，西进口可逆短车道长度为Λ，南进口 可逆短车道长度为，北进口可逆短车道长度为厶。则东方向左转预信号灯5与主信号的 南信号的相位差& (左转预信号绿灯晚于主信号绿灯）为： Ts =JLw /Vw1-2 (1) 式中：2表示相位转换的安全时间，单位是s，确保车辆在相位结束时候可以安全通过， 不发生事故。以下所有式中的2的意义相同。
[0017]东方向左转预信号灯5与主信号的东信号的相位差(左转预信号绿灯早于主信 号东信号绿灯结束）为：
【权利要求】
1. 一种基于交叉口车辆轮放的可逆短车道信号控制方法，其特征是具有以下步骤： (1)在十字交叉口中间位置设主信号灯，在交叉口的东、南、西、北方向四个进口分别利 用对向车道设置一段可逆短车道，可逆短车道的前侧线与进口停车线的横向延长线重合； 在四个出口道处各设置一组可逆短车道指示灯，以提示出口车辆是否可通行其前方的可逆 短车道；在四个进口停车线右侧各设一组左转预信号灯，以控制相应的左转车辆变道进入 可逆短车道通行，而直行和右转车辆不受控制； (2)主信号灯在交叉口处采用各进口道所有车辆顺时针或逆时针轮放的四相位方式， 设置主信号灯和左转预信号灯之间的相位差； (3)当西进口车辆开始放行并且北进口直行车辆的尾车完全通过南出口的可逆短车道 时，南进口的左转预信号灯显示为绿灯，提示南进口的左转车辆可进入可逆短车道行驶，可 逆短车道指示灯显示为红色信号；当南进口车辆开始放行时，南进口的左转车辆利用可逆 短车道通行；南进口的左转预信号灯比南进口车辆放行提前结束，进入可逆短车道的左转 车辆完全通过停车线，此时可逆短车道指示灯显示为绿色信号；其余进口的左转预信号灯 和可逆短车道指示灯显示方法与此雷同。
2. 根据权利要求1所述可逆短车道信号控制方法，其特征是：步骤（2)中，东方向
交叉口的速度，匕、6、^分别是东、南、西、北四个进口的左转车辆进入进口道的速度，Af 是西进口直行车停车线和东出口可逆短车道的末端之间的距离，4是东进口直行车停车线 和西出口可逆短车道的末端之间的距离，Zs是南进口直行车停车线和北出口可逆短车道的 末端之间的距离，4是北进口直行车停车线和南出口可逆短车道的末端之间的距离，厶、厶、 4、4分别是东、南、西、北进□可逆短车道长度。
3. 根据权利要求1所述可逆短车道信号控制方法，其特征是：可逆短车道指示灯采用2 种信号指示，显示绿色箭头"丨"信号表示该车道通行，显示红色"X"信号表示该车道禁止 通行。
4. 根据权利要求1所述可逆短车道信号控制方法，其特征是：可逆短车道的前侧线是 与进口停车线的横向延长线重合的双黄虚线a，提示左转进口车辆在此处按照主信号的控 制灯行驶，出口车辆按照可逆短车道指示灯的指示行驶；可逆短车道的右侧线是外虚内实 黄线表提示直左车道内的左转车辆可按照前方的左转预信号灯变道进入可逆短车道，而可 逆短车道中的车辆不可以跨越此线行驶；可逆短车道的左侧是双黄实线c，提示车道内的 车辆均不可跨越此处进行变道；可逆短车道的后侧是内虚外实黄线4提示车道内的出口 道车辆可跨越此线继续行驶，未进入此车道的出口道车辆不可跨越此线行驶。
5.根据权利要求4所述可逆短车道信号控制方法，其特征是：可逆短车道的长度厶大 于30m且小于60m。
【文档编号】G08G1/07GK104504915SQ201410656232
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年11月18日 优先权日:2014年11月18日
【发明者】张鹏, 汪小渟, 常玉林, 宋乐, 张艳妮, 韩烁 申请人:江苏大学