大流量平面交叉口综合控制系统的制作方法

大流量交叉口综合控制系统，可作为普通平面交叉口的交通组织和控制，特别适用于十字交叉口、t形交叉口。属于道路交通技术领域，涉及一种平面交叉口交通结构。

背景技术：

传统平面交叉口采用入口方向车流都在入口方向处人行横道处等待信号灯控制通行，直行通过中间车道，右转车道靠外侧待转，或者和右侧直行车道合并，左转车道在内侧车道待转。经常由于左转靠前待转，占用了交叉口宝贵的道路资源，并影响了对向直行车道的通行。同时信号灯为了保证各向车流减少转向交叉点，多采用四相信号控制，导致车多时间少，各向车流在每个信号周期内分到的通行时间很少，排队长度和等待时间都大幅增加。

同时，由于采用了四相交通信号控制，在入口方向车流排队或通行期间，同侧的出口方向车道车辆很少，导致了交通资源的极大浪费。

胡昌碰申请的中国发明专利“平交口左转进口道迁移及其行驶方法”（申请号cn200910153745.0）给出了一种平交口左转进口道迁移及其行驶方法，包括两条双向车道相交道路和右转弯车道及左转弯车道组成。左转弯车道包括原设置在路口处进口道左侧的左转进口道，现将其道迁移至出口道右侧，并在远离路口原左转进口道往后段设置左转待越道、越道口、道口信号灯及在出口道道路中设置道区、道区信号灯、斜置信号灯。左转车辆从行车道驶入左转待越道等待绿灯放行，然后经越道口，斜越道区再驶入出口道右侧的左转进口道等待转弯。其不足之处在于：路口停车线梯形斜置，路口较杂乱。对路口的信号控制没有清楚的说明。在该专利申请中，各道口信号灯和斜置信号灯与同一双向直行车道信号灯是同步显红绿或稍有错开的，这样可能导致大量在绿灯快结束时通过路口的车辆，与跨线左转的车辆拥堵在路口，并且在左转车和右转车数量较少时，不能充分利用各出口车道的道路资源。导致出口方向车道长时间空置。

西安工程大学申请的中国发明专利“一种左转无冲突的平面道路交叉口疏导系统”（申请号cn201510433845.4）给出了一种交叉口的设计方案，在现有交叉路口任一道路行车方向的最左侧车道距离停车线一定位置处设置左转导引通道，在同侧路口反向的最右侧车道设置左转弯待转区，左转导引通道与左转弯待转区连接；其不足之处在于：与胡昌碰专利内容相同，仅增加最左侧车道距离停车线20~100米，同时车辆转弯空间小，且无深入研究，信号灯方面，其共有6种信号状态，信号状态多，操作复杂，且信号周期较长。可实施性较差。

华南理工大学申请的中国发明专利“一种交叉口两相位信号控制及渠化方法”（申请号cn201510275425.8）给出了一种交叉口两相位信号控制及渠化方法，包括交叉口的每一条道路在进口道方向均设置直行及右转车流通行车道；交叉口的每一条道路在进口道方向不可变段前方设置掉头车道，交叉口的每一条道路在出口方向均设置中央隔离带或拓宽的仅供左侧进口道方向的左转车流排队等待的直行车道；车辆进入交叉口，需要左转的车辆在右转车道与右转车流一起右转，然后左转车辆通过掉头车道进入仅供此左转车流排队等待的直行车道，实现左转。其不足之处在于：所有左转的车辆都要先右转，再左转。车辆掉头左转需要的转弯半径较大，车辆较多时，极容易产生拥堵和剐蹭。特别是大型车，更难以实现掉头转弯。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种提高效的平面交叉口通行能力的解决方案。它包括车道平面布置系统和交通信号控制系统两大部分。车道平面布置系统是将交叉口入口方向（3）左转车道调整至同侧出口车道（8）最外侧车道，在距离路口一定距离处设置左转待转线，和连接入口向和同侧出口向外侧的跨对向车道（7）。

交通信号控制系统在包括机动车设置三类红绿信号灯，一类行人和非机动车道信号灯。机动车信号灯分为直行+右转+左转主信号灯（15）；左转待跨对向车道信号灯（18）；出口向防撞信号灯（20）。左转待跨对向车道信号灯（18）的绿灯位于交叉方向主信号灯绿灯时段的后半段。出口向防撞信号灯（20）红绿信号和对应位置的左转待跨对向车道信号灯（18）的红绿信号相反。

主信号灯分为两相，每一相同时控制一个交叉方向的直行、右转、左转车辆。为了避免右转车辆和行人、非机动车辆相互交叉，使直行、右转、左转同时受控。当交叉方向a（1）上的主信号灯（15）绿灯亮起时，交叉方向a（1）的直行、右转、左转同时启动通过交叉口。由于一般左转和右转车辆数量小于直行车辆数，左转、右转车辆一般在绿灯的前半段绝大多数都已经通行完毕后，交叉方向b（2）出口向防撞信号灯（20）红灯将会亮起，后续再到达b出口向防撞信号灯（20）红灯处的出口向车辆将会停止。与此同时，交叉方向b（2）入口向左转待跨对向车道信号灯（18）的绿灯将会亮起，交叉方向b（2）的入口向的左转车辆将穿过跨对向车道（7），进入交叉方向b（2）出口方向外侧跨线后的左转待转车道（6）上待转。此后交叉方向a（1）上绿灯变成红灯，同时交叉方向b（2）上红灯变成绿灯，b出口向防撞信号灯（20）红灯也变成绿灯，交叉方向b（2）的直行、右转、左转车辆同时启动通过交叉口。在交叉方向b（2）的绿灯的后半段，与前述方式相同，交叉方向a（1）的入口方向的左转车辆也开始进入交叉方向a（1）的出口方向外侧跨线后的左转待转车道待转，直至交叉方向b（2）的绿灯变成红灯后，又开始一个新的信号周期的循环。

交叉方向a（1）和b（2）的行人和非机动车，各自在其主信号周期的绿灯的后半段通过交叉口。行人和非机动车信号灯（21）设置与左转待跨对向车道信号灯（18）一致。绿灯时段位于主信号灯绿灯时段的后半段，此时同向的右转和左转车辆已经很少，行人和非机动车通过路口将较为安全，行人和非机动车的此时通过交叉口。如为了更加安全，可以将该方向的左转和右转信号都由绿灯变成红灯。

为了便于入口方向左转顺利转弯并进入同侧出口方向外侧待转车道，跨对向车道（7）沿道路纵向方向的长度为30~40米。为了防止出口向的直行车辆与跨线左转车辆迎头碰撞，出口方向的防迎头撞停车线（12）设置在跨对向车道（7）前10~30米处。为了便于左转车辆顺利穿过交叉口，进入交叉口的出口车道，不发生与交叉方向等待的车辆发生剐蹭，入口侧直行、右转停车线（9）和跨越对向车道后的左转停车线（10）整体后移，设置于人行横道（14）前方5~15米处。

入口方向的直行、右转、左转用同一信号控制通行，这样是为了防止右转车辆如不受信号控制，容易干扰交叉方向的直行车辆，降低交叉方向的通行效率。同时如果右转车辆较多，可能会使出口向防撞信号灯（20）前排队的车辆太多，如果一直延伸到交叉口处，将对通行影响很大。在车道使用方面，直行和右转车流可以共用一条车道，也可以右转车辆单独在入口方向外侧占用1~2条车道。

跨越对向车道前的左转待转停车线（11）设置于人行道后的距离为：入口方向车流高峰期一个信号周期左转车数*单位车长（6~9米）。这个长度是为了满足同侧的出口方向的左转待转车道的排队车辆不会超出一个信号周期能容纳的数量，否则跨越对向车道后的左转待转车辆超出的长度可能会占用出口方向的直行车道，影响后续驶来的出口方向的车辆的通行。

掉头车辆和左转车辆共同利用入口侧的左转待转车道（4），共同受左转待转信号灯（18）控制，掉头车辆在左转待转停车线（11）后方5~10米处掉头。这样左转车辆和掉头车辆都可以利用同侧对向车道无车辆时的空档。同时掉头车辆在左转车的后方掉头，两者互不影响。

当左转车辆数量较多，导致待转车道较长时，设置两条及以上的左转待转车道和跨对向车道（7）。

入口方向左转待转线到十字路口之间的车道，可以供直行车使用。这样可以使主信号灯的绿灯时段，有更多的直行车可以通过路口。

三类机动车信号和一类非机动车信号由交通信号控制机统一控制。主信号灯（15）只有对应两个交叉方向的两相，两个交叉方向的车辆交互通过，大大减少了各个方向的停车等待时间。

这种大流量交叉口对公交车站设置也无太大影响，公交车站设置比较理想的位置有两个，一处在入口方向侧；另一处在出口方向跨对向车道（7）后方。如果出口方向跨对向车道（7）距离路口太远，也可以将公交站设置在跨线后的左转待转车道（6）内侧。只是这时上下公交车的乘客需要穿越跨线后的左转待转车道（6）。

附图说明

图1是本发明的十字路口交叉方向a主信号灯绿灯亮时前半段的路口状态。

图2是本发明的十字路口交叉方向a主信号灯绿灯亮时后半段的路口状态。

图3是本发明的十字路口交叉方向b主信号灯绿灯亮时前半段的路口状态。

图4是本发明的十字路口交叉方向b主信号灯绿灯亮时后半段的路口状态。

图5是本发明的t形路口交叉方向a主信号灯绿灯亮时前半段的路口状态。

图6是本发明的t形路口交叉方向a主信号灯绿灯亮时后半段的路口状态。

图7是本发明的t形路口交叉方向b主信号灯绿灯亮时前半段的路口状态。

图8是本发明的t形路口交叉方向b主信号灯绿灯亮时后半段的路口状态。

图9是本发明的十字路口和t形路口信号状态表。

具体实施方式

先计算各入口方向的左转车数量，由入口方向车流高峰期一个信号周期左转车数*单位车长（6~9米），可以算得跨越对向车道前的左转待转停车线（11）的位置，将交叉口入口方向（3）左转车道调整至同侧出口车道（8）最外侧车道，并连接入口向和同侧出口向外侧的跨对向车道（7）。

在跨越对向车道前的左转待转停车线（11）前方30米、后方10范围内的中央分隔带或隔离护栏去掉。

将路口停车线和中央隔离护栏后移至人行道线前方5~15米处。

选择公交车站设置位置，公交站优先设置在公交车站设置在入口方向侧，或在出口方向跨对向车道（7）后方。

在人行道线前方5~15米处设置主停车标线，包括直行、右转和左转车道。在入口方向的左转待转停车位置设置左转待转停车标线（11），该线也是掉头车辆待转线。在出口方向的跨对向车道（7）10~30米处，设置出口向防迎头撞停车线（12）。

在各路口的入口设置主信号灯（15），一般情况下，主信号灯（15）同时控制直行、右转和跨对向车道（7）后的左转车辆；（如为了保障过街的行人和非机动车安全，右转和跨对向车道（7）后的左转车辆可以单独设置信号灯；他们和出口向防撞信号灯（20）信号同步）；在入口方向的跨越对向车道前的左转待转停车线（11）前方，设置左转待跨对向车道信号灯（18）。在跨对向车道（7）前方10~30米处，设置防撞信号灯。

信号灯设置完毕后，调整信号控制机，为主信号灯（15）设置两相信号；左转待跨对向车道信号灯（18）的绿灯位于交叉方向主信号灯绿灯时段的后半段；出口向防撞信号灯（20）红绿信号和对应位置的左转待跨对向车道信号灯（18）的红绿信号相反；行人和非机动车信号灯（21）设置与左转待跨对向车道信号灯（18）一致。

车流运行。先一个交叉方向a（1）直行+右转+左转绿灯亮起，该交叉方向双向车流通行；绿灯当该绿灯亮了一半绿灯时长时，交叉方向b（2）的入口的左转待转信号灯（18）的绿灯亮起，交叉方向b（2）的出口向防撞信号灯（20）红灯亮起；交叉方向b（2）的左转待转车辆穿越对向车道，进入出口向外侧待转车道；同时交叉方向b（2）的行人和非机动车穿过路口后，交叉方向a（1）的主信号灯（15）的绿灯变为红灯；交叉方向b（2）的主信号灯的红灯变为绿灯，与交叉方向a（1）类似；交叉方向b（2）双向通行，随后交叉方向a（1）的左转和行人、非机动车也开始通行；至此完成了一个信号周期的过程，依此过程不断循环，交叉方向a（1）和b（2）的车流行人交互通过。