[发明专利]降低单车延误的双进口道交叉口渠化设计及信号配时方法

权利要求书

1.一种降低单车延误的双进口道交叉口渠化设计及信号配时方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

(A)采集交叉口各个进口道的交通流量、流向和车型信息；

(B)根据步骤(A)中得到的交通流量、流向和车型信息，确定各个进口方向是否需要设置左转保护性相位，并根据结果将交叉口分为全左转保护交叉口、全左转不保护交叉口以及部分左转保护交叉口；

(C)根据步骤(A)中得到的交通流量、流向和车型信息，换算并修正各个进口方向的左转、直行、右转等效流量；

(D)根据步骤(B)中确定的交叉口类型及步骤(C)中换算得到的各个进口道的等效流量，以降低车延误为目标，确定交叉口的渠化设计方案；

(E)根据步骤(C)中得到的流量数据及步骤(D)中确定的交叉口渠化方案，确定交叉口信号配时。

2.根据权利要求1所述的降低单车延误的双进口道交叉口渠化设计及信号配时方法，其特征在于：

所述步骤(A)中，采集交叉口各个进口道的交通流量、流向信息包含1个高峰小时内东、西、南、北四个进口方向的左转车辆数N_东左、N_西左、N_南左、N_北左，直行车辆数N_东直、N_西直、N_南直、N_北直与右转车辆数N_东右、N_西右、N_南右、N_北右；车型信息包含1个高峰小时内东、西、南、北四个进口方向分流向的小型车比例P_东左小、P_东直小、P_东右小、P_西左小、P_西直小、P_西右小、P_南左小、P_南直小、P_南右小、P_北左小、P_北直小、P_北右小，大型车比例P_东左大、P_东直大、P_东右大、P_西左大、P_西直大、P_西右大、P_南左大、P_南直大、P_南右大、P_北左大、P_北直大、P_北右大；

所述步骤(B)包含以下步骤：

(B1)判断各个进口方向是否需要设置左转保护性相位；当某个进口方向的流量满足下面的一个条件时，则该进口方向需要设置左转保护性相位：

N_X左≥200veh/h

N_X左×N_Y直≥50000

其中，下标X代表进口方向东、西、南、北，下标Y代表进口道X的对向进口方向，对应依次为西、东、北、南；

(B2)修正进口方向左转保护性相位。根据步骤(B1)的结果，当东西(南北)两个进口方向中仅有一个进口方向需要设置左转保护性相位时，修正另一进口方向，使其同样设置左转保护性相位；

(B3)根据步骤(B2)修正后的进口方向左转保护性相位设置情况，将交叉口分为全左转保护交叉口、全左转不保护交叉口以及部分左转保护交叉口；

所述步骤(C)换算并修正各个进口方向的左转、直行、右转等效流量，进行流向的修正，车型的修正采用换算系数：小型车的当量换算系数取为1，大型车的当量换算系数取为2，换算修正后的等效流量分别记为N′_东左、N′_西左、N′_南左、N′_北左、N′_东直、N′_西直、N′_南直、N′_北直、N′_东右、N′_西右、N′_南右、N′_北右；

所述步骤(D)中以降低车延误为目标，确定交叉口的渠化设计方案，将根据步骤(B3)确定的不同交叉口类型分情况分别处理：

(DA)全左转保护交叉口；

(DA1)进口方向分组；将交叉口进口道分为两组，东西进口方向、南北进口方向分别为一组；

(DA2)确定进口道渠化方案选择集；对全左转保护交叉口，其各个进口方向的渠化方案为：方案1由内侧车道至外侧车道依次是：左转车道、直右车道，方案2由内侧车道至外侧车道依次是：左右转车道、直行车道，方案3由内侧车道至外侧车道依次是：左右转车道、直右车道；

(DA3)计算不同进口道渠化方案下的各进口道流量；根据上述步骤(C)换算得到等效流量及步骤(DA2)确定的进口道渠化方案选择集，分别计算不同渠化方案下的各进口道流量；方案1由内侧车道至外侧车道的流量依次是：方案2由内侧车道至外侧车道的流量依次是：方案3由内侧车道至外侧车道的流量依次是：其中，等式左边的上标Z及等式右边的下表Z代表同一进口道方向：东、西、南、北；

(DA4)计算进口方向分组的关键流量；根据步骤(DA3)计算得到的进口道流量，计算进口方向分组的关键流量；进口方向组的关键流量计算公式为：

东西进口方向组：

南北进口方向组：

其中，下表I、J、P、Q为步骤(DA2)中的进口道渠化方案选择集，其取值范围为1、2、3；

(DA5)确定渠化方案。若步骤(DA4)中得到I、J、P、Q均为唯一解，则交叉口的东、西、南、北四个进口方向的渠化方案为步骤(DA2)中对应的进口道渠化方案I、方案J、方案P、方案Q。若I、J、P、Q存在多组解，则选择使单车延误降低的渠化方案解，由下式确定：

东西进口方向组：

南北进口方向组：

其中，i、j、p、q的取值范围为步骤(DA4)中I、J、P、Q的解集；则此时，交叉口的东、西、南、北四个进口方向的渠化方案为步骤(DA2)中对应的进口道渠化方案i、方案j、方案p、方案q；

(DB)全左转不保护交叉口；

(DB1)进口方向分组。将交叉口进口道分为两组，东西进口方向、南北进口方向分别为一组；

(DB2)确定进口道渠化方案选择集；对全左转不保护交叉口，其各个进口方向的渠化方案为：方案1由内侧车道至外侧车道依次是：左转直行车道、右转车道，方案2由内侧车道至外侧车道依次是：左转直行车道、右转直行车道；

(DB3)计算不同进口道渠化方下的各进口道流量；根据上述步骤(C)换算得到等效流量及步骤(DB2)确定的进口道渠化方案选择集，分别计算不同渠化方案下的各进口道流量；方案1由内侧车道至外侧车道的流量依次是：方案2由内侧车道至外侧车道的流量依次是：其中，等式左边的上标z及等式右边的下标z代表同一进口道方向：东、西、南、北；

(DA4)计算进口方向分组的关键流量；根据步骤(DB3)计算得到的进口道流量，计算进口方向分组的关键流量；进口方向组的关键流量计算公式为：

东西进口方向组：

南北进口方向组：

其中，下标A、B、C、D为步骤(DB2)中的进口道渠化方案选择集，其取值范围为1、2；

(DB5)确定渠化方案。若步骤(DB4)中得到A、B、C、D均为唯一解，则交叉口的东、西、南、北四个进口方向的渠化方案则为步骤(DB2)中对应的进口渠化方案A、方案B、方案C、方案D；若A、B、C、D存在多组解，则选择使单车延误降低的渠化方案解，由下式确定：

东西进口方向组：

南北进口方向组：

其中，a、b、c、d的取值范围为步骤(DB4)中A、B、C、D的解集；则此时，交叉口的东、西、南、北四个进口方向的渠化方案为步骤(DB2)中对应的进口道渠化方案a、方案b、方案c、方案d；

(DC)部分左转保护交叉口；

首先对进口方向进行分组：将将交叉口进口道分为两组，东西进口方向、南北进口方向分别为一组，之后对需要设置左转保护相位的进口方向按照步骤(DA2)～(DA5)的操作确定对应进口方向的渠化方案，将不需要设置左转保护相位的进口方向按步骤(DB2)～(DB5)的操作确定对应进口方向的渠化方案；

所述步骤(E)确定交叉口信号配时采用Webster方法，且全左转保护交叉口、部分左转保护交叉口、全左转不保护交叉口的信号相位设置分别为4、3、2相位。