专利名称：一种减少机动车停车次数以及油耗和尾气排放的交通控制方法
技术领域：
本发明涉及高速公路出入口、收费站以及城市道路拥堵路段的机动车交通控制技术。
背景技术：
当前针对城市机动车交通拥堵和公路机动车交通拥堵缓解一般考虑的方案是减少和调整交通需求、增加供给或者优化交通系统，指标方面着重考虑通过前述的方案如何减少车辆的排队长度、延误以及拥堵的疏散时间以及停车次数，间接的来减少排放和油耗。对已经形成拥堵的情况下，如何减少拥堵中因车辆缓慢挪动而带来的油耗排放以及减少驾驶员工作强度没有进行过具体的研究，没有提出过直接有效的方法。目前这方面的工作也没有引起注意。
发明内容
本发明的目的是针对现有管理方法和思路的不足，提出一种实施简单，投入成本低并且效果显著的专门针对城市道路和公路机动车交通拥堵的控制技术，能够有效减少排放和油耗，并且能明显降低驾驶员的劳动强度。本发明通过以下技术方案予以实现在拥堵发生后并达到预设的拥堵程度后，在距离拥堵起点或者收费站I的上游一定距离处设置第一根临时拥堵停车线2，并配合设置第一组临时拥堵信号灯3控制临时拥堵停车线2的放行周期和绿灯时长，在拥堵点或者收费站I的拥堵还有一定数量车辆未消散时，临时拥堵停车线2后面的车辆由临时拥堵信号灯3控制先停止，待下游的拥堵点或者收费站I的拥堵车辆接近消散完毕，再由临时拥堵信号灯3控制临时拥堵停车线2后面的车辆放行，进入拥堵点或者收费站1，避免了后续车辆过早进入拥堵点或者收费站1，在拥堵区内缓慢跟车行驶，频繁加减速以及启动和刹车，并在临时拥堵停车线后创造了相对稳定的并且可预计的停车时间，为驾驶员临时关闭发动机决策提供了有效时间；在拥堵特别严重的情况下还可以设置第二根临时拥堵停车线4和第二组临时拥堵信号灯5控制第一临时拥堵停车线2上游的车辆放行，使得在第一临时拥堵停车线2后还有一定数量车辆未消散时，上游的后续车辆先停止，待第一临时拥堵停车线2后车辆接近消散完毕，第二临时拥堵停车线4后的车辆再通过第二临时拥堵信号灯5放行进入第一停车线，这样可以在第一停车线的基础上进一步减少拥堵引起的车辆怠速和频繁启动刹车，并创造了相对稳定的并且可预计的停车时间，为驾驶员临时关闭发动机决策提供了有效时间。在第一和第二临时拥堵停车线前以及车辆排队路段中可以设置一定数量的可变交通指示标志，提醒排队驾驶员距离下一次绿灯开启的时间长度，便于驾驶员做出是否关闭发动机的决策。本发明的主要应用参数如下(不限于以下几种)I、启用本方法预设条件，比如拥堵点后的排队长度Lq，拥堵车队速度Vq ；
2、第一临时拥堵停车线距离拥堵点或收费站的距离L1 ；3、第一临时拥堵停车线每周期放行车队长度Q1 ；4、第一临时拥堵信号灯放行周期C1 ；5、第一临时拥堵信号灯绿灯时间Tg1 ；6、第二临时拥堵停车线距离常发拥堵地点的距离L2 ；7、第二临时拥堵停车线每周期放行车队长度Q2 ；8、第二临时拥堵信号灯放行周期C2 ；
9、第二临时拥堵信号灯绿灯时间Tg2。本发明中有以下几点需要进一步说明I、根据各个拥堵区域的不同特征，本方法中的临时拥堵停车线位置可以是固定的也可以是可移动的，同样对应的信号灯组也是可固定可移动的。2、是否设置第二临时拥堵停车线和第二临时拥堵信号灯可以根据拥堵情况的严重程度做好相应预案，达到对应的条件再进行启动。3、信号灯的周期和绿灯时间可以固定也可以是不定的，可以通过信号机控制，也可以临时采用手动控制，另外还可以采用感应控制的形式。4、临时拥堵停车线和临时拥堵信号灯组以及交通指示标志等设备可以作为一组专用设备灵活使用。本发明的积极效果是在不降低交通效率的前提下，即不增加车辆延误和降低道路通行能力的条件下，仅需要投入较小成本就可显著降低交通拥堵带来的机动车油耗、排放以及驾驶员劳动量，对社会、政府以及个人都有益处，符合国家和世界当前的绿色低碳的可持续发展趋势，也适应当前国内的严重交通拥堵情况。此外本方法还能够改善拥堵路段上下匝道以及收费站的交通秩序，减少更多不必要的低效交通。
图I是本发明对原交通拥堵排队交通控制情况的调整方式示意图。图中1——拥堵点或收费站2—第一临时拥堵停车线3——第一临时拥堵信号灯4—第二临时拥堵停车线5——第二拥堵临时信号灯
具体实施例方式首先、本方法需要根据拥堵点或者收费站在拥堵时的疏散交通能力Ca(车/小时)、拥堵点上游车辆的到达流率Qa(车/小时)、第一和第二临时拥堵停车线绿灯时间的饱和流率Sp S2,上游拥堵车流到达的持续时间T，以及运动车车辆间的平均车头间距ht，设计好第一临时拥堵信号灯和第二临时拥堵信号灯的信号周期Cp C2和放行绿灯时间Tgl、Tg2,以及第一临时拥堵停车线距离拥堵点或收费站的距离L1和第二临时拥堵停车线距离第一临时拥堵停车线的距离L2。其中第一临时拥堵信号灯的周期长度C1由上一轮放行到拥堵点或者收费站I的车辆消散时间决定，第一临时拥堵信号灯的绿灯时间Tg1决定了这一轮放行到拥堵点的车辆数量，也决定了第一组临时信号灯组下一轮的信号周期时长，这两个参数可以是固定的，也可以根据流量调节，第一临时拥堵停车线2距离拥堵点或收费站I的距离L1必须大于第一临时拥堵信号灯组3每周期绿灯时间放出的车辆在拥堵点或收费站I后的排队加上绿灯时间内上一周期拥堵点或收费站I没有消散完毕的车辆排队总长度，其中要考虑到车辆在运动中的排队距离会变长的因素。第二临时拥堵信号灯组的周期长度C2由第一停车线后的排队消散时间决定，第二组临时信号灯组的绿灯时间Tg2决定了这一轮放行到第一停车线车辆的数量，也决定了第二组临时信号灯下一轮的信号周期时长，这两个参数可以是固定的，也可以根据流量调节，第二临时拥堵停车线距离第一临时拥堵停车线的距离L2必须大于第二临时拥堵信号灯5每周期绿灯时间放出的车辆在第一临时拥堵停车线2后的排队加上一周期没有在第一临时拥堵停车线2上游消散完毕的车辆排队总长度，其中要考虑到车辆在运动中的排队距离会变长的因素。然后，当交通拥堵或者车辆排队达到一定程度的时候(比如总排队长度达到预设的启用本方法的排队长度Lq，或者拥堵车队的车辆速度降低到预设的启用本方法的速度 Vq)，启用临时拥堵停车线和第一临时拥堵信号灯以及对应的交通指示标牌，通过拥堵点到第一临时拥堵停车线的距离以及拥堵疏散的速度确定第一临时拥堵信号灯的周期和绿灯时间，这个周期和时间可以设为固定，也可以根据实时流量和现场的实际情况采用人工或者感应控制的方式，以达到最好的效果。在拥堵消散到一定程度(总排队长度小于预设的长度Lq)，取消第一临时拥堵信号控制和第一临时拥堵停车线的使用，回复到正常状态。然后、当交通拥堵非常严重时(比如第一临时拥堵停车线后的总排队到一定长度或者车辆速度降低到一定程度后)，在第一临时拥堵停车线和第一临时拥堵信号灯已经启用的情况下，启用第二临时拥堵停车线和第二临时拥堵信号灯以及对应的交通指示标牌，通过第一临时拥堵停车线到第二临时拥堵停车线的距离以及拥堵疏散的速度确定第二临时拥堵信号灯的周期和绿灯时间，这个周期和时间可以设为固定，也可以采用人工或者感应控制的方式，以达到最好的效果。在拥堵消散到一定程度(第一临时拥堵停车线后的总排队长度小于预设的长度)，取消第二临时拥堵信号控制和第二临时拥堵停车线的使用。本发明方法的启用条件不一定完全依靠排队长度和车速，也可以采用其他的交通拥堵相关指标。对于主要控制参数的确定，提出一种计算固定周期和绿灯时间方案的简化参数建议公式1, =」(Qa-Cayr / S'2, C1 = Tg1S1ZCa> Tg1Siht^Tg2 = Tg'S'」(Qa ITg'IS'-\IC'yr IS25> C2 = Tg2S2C1S1ZTg1> Tg2S2ht参数的确定不限于以上公式，只要根据本方法原理，结合实际情况可以采取其他的参数计算方法。
权利要求
1.一种减少机动车停车次数以及油耗和尾气排放的交通控制方法，其特征在于在距离拥堵起点或者收费站(I)的上游一定距离处设置第一临时拥堵停车线(2)，并配合设置第一临时拥堵信号灯(3)控制第一临时拥堵停车线处车辆的放行周期和绿灯时长。
2.根据权利要求I所述的一种减少机动车停车次数以及油耗和尾气排放的交通控制方法，其特征在于在第一临时拥堵停车线(2)上游一定距离处设置第二临时拥堵停车线(4)和第二临时拥堵信号灯(5)控制第二临时拥堵停车线处车辆放行的周期和绿灯时长。
3.根据权利要求I或2所述的一种减少机动车停车次数以及油耗和尾气排放的交通控制方法，其特征在于其所述的临时拥堵信号灯与非拥堵情况下的交通控制无关。
4.根据权利要求I或2所述的一种减少机动车停车次数以及油耗和尾气排放的交通控制方法，其特征在于上游设置的临时拥堵停车线和临时拥堵信号灯可以设置为可移动式或固定式。
5.根据权利要求I或2所述的一种机动车减少停车次数以及油耗和尾气排放的交通控制方法，其特征在于控制的信号周期与绿灯时间可以是固定式的或者人工式的，也可以是采用感应控制的方式。
6.根据权利要求I或2所述的一种减少机动车停车次数以及油耗和尾气排放的交通控制方法，其特征在于第一临时拥堵信号灯的周期长度Cl由上一轮放行到拥堵点或者收费站(I)的车辆消散时间决定，第一临时拥堵信号灯的绿灯时间Tgl决定了这一轮放行到拥堵点的车辆数量，也决定了第一组临时信号灯组下一轮的信号周期时长，这两个参数可以是固定的，也可以根据流量调节，第一停车线距离拥堵点或收费站的距离LI必须大于第一组临时信号灯组(3)每周期绿灯时间放出的车辆在拥堵点后的排队加上绿灯时间内上一周期拥堵点或收费站(I)没有消散完毕的车辆排队总长度，其中要考虑到车辆在运动中的排队距离会变长的因素。
7.根据权利要求2所述的一种减少机动车停车次数以及油耗和尾气排放的交通控制方法，其特征在于第二组临时信号灯组的周期长度C2由第一停车线后的排队消散时间决定，第二组临时信号灯组的绿灯时间Tg2决定了这一轮放行到第一停车线车辆的数量，也决定了第二组临时信号灯组下一轮的信号周期时长，这两个参数可以是固定的，也可以根据流量调节，第二临时拥堵停车线距离第一临时拥堵停车线的距离L2必须大于第二组临时拥堵信号灯(5)每周期绿灯时间放出的车辆在第一临时拥堵停车线(2)后的排队加上一周期没有在第一临时拥堵停车线上游消散完毕的车辆排队总长度，其中要考虑到车辆在运动中的排队距离会变长的因素。
8.根据权利要求2或7所述的一种减少机动车停车次数以及油耗和尾气排放的交通控制方法，其特征在于在第一和第二临时拥堵停车线前以及车辆排队路段中可以设置一定数量的可变交通指示标志，提醒排队驾驶员距离下一次绿灯开启的时间长度，便于驾驶员做出是否关闭发动机的决策。
全文摘要
本发明涉及一种减少机动车停车次数以及油耗和尾气排放的交通控制方法，属于城市机动车交通和公路机动车交通管理范畴。方法在不减少通行能力和增加拥堵时间的情况下，减少由于拥堵引起的停车次数、油耗以及排放。方法通过在拥堵点上游设置固定的或者可移动的第一第二临时拥堵停车线和第一第二临时拥堵信号灯组控制车辆有规律的进入拥堵区，避免大量车辆的频繁启动刹车以及怠速慢行，从而达到控制目的。方法可以应用在1)高速公路收费站、出入口以及事故发生点出的常态化交通拥堵区域；2)城市道路的快速路上下匝道以及常态化的拥堵路段区域。
文档编号G08G1/07GK102881158SQ201210387218
公开日2013年1月16日 申请日期2012年10月12日 优先权日2012年10月12日
发明者王园园, 曹颖 申请人:王园园, 曹颖