[发明专利]一种无冲突的两相位交叉口交通组织系统及信号配时方法

权利要求书

1.一种无冲突的两相位交叉口交通组织系统的信号配时方法，所述无冲突的两相位交叉口交通组织系统包括主信号交叉口M和辅信号交叉口，所述辅信号交叉口分为西进口的辅信号交叉口PW、南进口的辅信号交叉口PS、东进口的辅信号交叉口PE和北进口的辅信号交叉口PN；对于主信号交叉口M的西进口，以西进口车流的前进方向为参考方向；在西进口的辅信号交叉口PW的上游，参考方向的右侧最外向车道为右转车道，右转车道左侧的车道为直行车道，直行车道左侧的为左转车道，右转车道、直行车道和左转车道的行车方向与西进口行车方向相同；在西进口的辅信号交叉口PW的下游，即在辅信号交叉口PW与主信号交叉口M之间，右侧最外向车道为右转车道，右转车道左侧的车道为逆向右转车道，逆向右转车道的行车方向与西进口行车方向相反；逆向右转车道左侧的车道为直行车道，直行车道左侧的车道为左转车道，直行车道和左转车道的行车方向与西进口行车方向相同；所述无冲突的两相位交叉口交通组织系统还包括主信号灯、西进口辅信号灯、南进口辅信号灯、东进口辅信号灯和北进口辅信号灯；所述主信号灯用于控制主信号交叉口M；所述西进口辅信号灯、南进口辅信号灯、东进口辅信号灯和北进口辅信号灯分别用于控制辅信号交叉口PW、辅信号交叉口PS、辅信号交叉口PE和辅信号交叉口PN，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

对于东、西、南和北进口到来的直行车流，当直行辅信号相位绿灯启亮后，直行车流从辅信号交叉口停车线行驶到达主信号交叉口M停车线，且直行车流到达主信号交叉口M停车线时，直行主信号相位绿灯刚好启亮；对于东、西、南和北进口到来的左转车流，当左转主信号相位绿灯启亮后，左转车流从主信号交叉口M停车线到达辅信号交叉口停车线，且左转车流到达辅信号交叉口停车线时，右转辅信号相位绿灯刚好启亮；其具体为：

对于西进口到来的直行车流，当辅信号交叉口PW的直行辅信号相位PW(2i-1)绿灯启亮后，直行车辆从辅信号交叉口PW停车线行驶到主信号交叉口M停车线，且行驶到主信号交叉口M停车线时，主信号交叉口的直行主信号相位M(2i-1)绿灯刚好启亮，主信号交叉口直行主信号相位M(2i-1)绿灯启亮与辅信号交叉口PW的直行辅信号相位PW(2i-1)绿灯启亮的间隔时间为对于南进口到来的左转车流，南进口左转主信号相位M(2i-1)绿灯启亮后，左转车辆从主信号交叉口M停车线行驶到达辅信号交叉口PW停车线，且左转车辆行驶到达辅信号交叉口PW停车线时，辅信号交叉口PW的右转辅信号相位PW(2i)绿灯刚好启亮，辅信号交叉口PW的右转辅信号相位PW(2i)绿灯启亮与南进口左转主信号相位M(2i-1)绿灯启亮的间隔时间为和相加等于辅信号交叉口PW 的直行辅信号相位PW(2i-1)的时长，即和相加等于直行辅信号相位PW(2i-1)的绿灯时长和黄灯时长相加；其中：PW(2i-1)为西进口辅信号灯的第2i-1个相位，PW(2i)为西进口辅信号灯的第2i个相位，M(2i-1)为主信号灯的第2i-1个相位；

对于东进口到来的直行车流，当辅信号交叉口PE的直行辅信号相位PE(2i-1)绿灯启亮后，直行车辆从辅信号交叉口PE停车线行驶到达主信号交叉口M停车线，且行驶到主信号交叉口M停车线时，主信号交叉口的直行主信号相位M(2i-1)绿灯刚好启亮，直行主信号相位M(2i-1)绿灯启亮与辅信号交叉口PE的直行辅信号相位PE(2i-1)绿灯启亮的间隔时间为对于北进口到来的左转车流，北进口左转主信号相位M(2i-1)绿灯启亮后，左转车辆从主信号交叉口M停车线行驶到达辅信号交叉口PE停车线，且当左转车辆到达辅信号交叉口PE停车线时，辅信号交叉口PE的右转辅信号相位PE(2i)绿灯刚好启亮，右转辅信号相位PE(2i)绿灯启亮与北进口左转主信号相位M(2i-1)绿灯启亮的间隔时间为和相加等于直行辅信号相位PE(2i-1)时长，即和相加等于直行辅信号相位PE(2i-1)的绿灯时长和黄灯时长相加；其中：PE(2i-1)为东进口辅信号灯的第2i-1个相位，PE(2i)为东进口辅信号灯的第2i个相位，M(2i-1)为主信号灯的第2i-1个相位；

对于南进口到来的直行车流，当辅信号交叉口PS的直行辅信号相位PS(2i)绿灯启亮后，直行车辆从辅信号交叉口PS停车线行驶到达主信号交叉口M停车线，且当直行车辆行驶到达主信号交叉口M停车线时，主信号交叉口直行主信号相位M(2i)绿灯刚好启亮，直行主信号相位M(2i)绿灯启亮与辅信号交叉口PS的直行辅信号相位PS(2i)绿灯启亮的间隔时间为对于东进口到来的左转车流，东进口左转主信号相位M(2i)绿灯启亮后，左转车辆从主信号交叉口M停车线行驶到达辅信号交叉口PS停车线，且当左转车辆行驶到达辅信号交叉口PS停车线时，辅信号交叉口PS的右转辅信号相位PS(2i+1)绿灯刚好启亮，右转辅信号相位PS(2i+1)绿灯启亮与东进口左转主信号相位M(2i)绿灯启亮的间隔时间为和相加等于直行辅信号相位PS(2i)时长，即和相加等于直行辅信号相位PS(2i)的绿灯时长和黄灯时长相加；其中：PS(2i+1)为南进口辅信号灯的第2i+1个相位，PS(2i)为南进口辅信号灯的第2i个相位，M(2i)为主信号灯的第2i个相位；

对于北进口到来的直行车流，当辅信号交叉口PN的直行辅信号相位PN(2i)绿灯启亮后，直行车辆从辅信号交叉口PN停车线行驶到达主信号交叉口M停车线，且当直行车辆行驶到达主信号交叉口M停车线时，主信号交叉口的直行主信号相位M(2i)绿灯刚好启亮，直行主信号相位M(2i)绿灯启亮与辅信号交叉口PN的直行辅信号相位PN(2i)绿灯启亮的间隔时间为对于西进口到来的左转车流，西进口左转主信号相位M(2i)绿灯启亮后，左转车辆从主信号交叉口M停车线行驶到达辅信号交叉口PN停车线，当左转车辆行驶到达辅信号交叉口PN停车线时，辅信号交叉口PN的右转辅信号相位PN(2i+1)绿灯刚好启亮，右转辅信号相位PN(2i+1)绿灯启亮与西进口左转主信号相位M(2i)绿灯启亮的间隔时间为和相加等于直行辅信号相位PN(2i)的时长，即和相加等于直行辅信号相位PN(2i)的绿灯时长和黄灯时长相加；其中：PN(2i+1)为北进口辅信号灯的第2i+1个相位，PN(2i)为北进口辅信号灯的第2i个相位；

具体计算公式如下：

左转主信号相位绿灯关闭时刻与对应的右转辅信号相位绿灯关闭时刻的间隔不小于最后一辆左转车辆从主信号交叉口M停车线到辅信号交叉口停车线所需时间；其具体为：

南进口左转主信号相位M(2i-1)绿灯关闭时刻与辅信号交叉口PW的右转辅信号相位PW(2i)绿灯关闭时刻的间隔时间必须不小于南进口左转主信号相位M(2i-1)最后一辆左转车辆从主信号交叉口M停车线到达辅信号交叉口PW停车线所需时间

北进口左转主信号相位M(2i-1)绿灯关闭时刻与辅信号交叉口PE的右转辅信号相位PE(2i)绿灯关闭时刻间隔时间必须不小于北进口左转主信号相位M(2i-1)最后一辆左转车辆从主信号交叉口M停车线到达辅信号交叉口PE停车线所需时间

东进口左转主信号相位M(2i)绿灯关闭时刻与辅信号交叉口PS的右转辅信号相位PS(2i+1)绿灯关闭时刻间隔时间必须不小于东进口左转主信号相位M(2i)最后一辆左转车辆从主信号交叉口M停车线到达辅信号交叉口PS停车线所需时间

西进口左转主信号相位M(2i)绿灯关闭时刻与辅信号交叉口PN的右转辅信号相位PN(2i+1)绿灯关闭时刻间隔时间必须不小于西进口左转主信号相位M(2i)最后一辆左转车辆从主信号交叉口M停车线到达辅信号交叉口PN停车线所需时间具体满足条件如下：

所述左转主信号相位绿灯关闭时刻与对应的右转辅信号相位绿灯关闭时刻的最小时间间隔为：

其中：L_b1、L_b3、L_b2、L_b4分别为西、东、南、北进口道上的逆向右转车道长度，单位为米；分别为南、北、东、西方向到来的左转车辆在主信号交叉口M的行驶轨迹长度，单位为米；为在相位M(2i-1)从南方向到来的左转车辆的速度，为在相位M(2i-1)从北方向到来的左转车辆的速度，为在相位M(2i)从东方向到来的左转车辆的速度，为在相位M(2i)从西方向到来的左转车辆的速度，单位为米/秒；

对于辅信号交叉口PW、辅信号交叉口PS、辅信号交叉口PE和辅信号交叉口PN，直行辅信号相位绿灯关闭时刻与直行主信号相位绿灯关闭时刻的间隔不小于最后一辆直行车辆从辅信号交叉口停车线到主信号交叉口M停车线所需时间；其具体为：

辅信号交叉口PW的直行辅信号相位PW(2i-1)绿灯关闭时刻与直行主信号相位M(2i-1)绿灯关闭时刻间隔时间必须不小于直行辅信号相位PW(2i-1)最后一辆直行车辆从辅信号交叉口PW停车线到达主信号交叉口M停车线所需时间

辅信号交叉口PE的直行辅信号相位PE(2i-1)绿灯关闭时刻与直行主信号相位M(2i-1)绿灯关闭时刻间隔时间必须不小于直行辅信号相位PE(2i-1)最后一辆直行车辆从辅信号交叉口PE停车线到达主信号交叉口M停车线所需时间

辅信号交叉口PS的直行辅信号相位PS(2i)绿灯关闭时刻与直行主信号相位M(2i)绿灯关闭时刻间隔时间必须不小于直行辅信号相位PS(2i)最后一辆直行车辆从辅信号交叉口PS停车线到达主信号交叉口M停车线所需时间

辅信号交叉口PN的直行辅信号相位PN(2i)绿灯关闭时刻与直行主信号相位M(2i)绿灯关闭时刻间隔时间必须不小于直行辅信号相位PN(2i)最后一辆直行车辆从辅信号交叉口PN停车线到达主信号交叉口M停车线所需时间具体满足条件如下：

所述直行辅信号相位绿灯关闭时刻与直行主信号相位绿灯关闭时刻的最小时间间隔为：

其中：为西进口方向到来的直行车辆在辅信号交叉口PW行驶轨迹长度，为东进口方向到来的直行车辆在辅信号交叉口PE行驶轨迹长度，为南进口方向到来的直行车辆在辅信号交叉口PS行驶轨迹长度，为北进口方向到来的直行车辆在辅信号交叉口PN行驶轨迹长度，单位是米；

为在相位M(2i-1)从西进口方向到来的直行车辆的速度，为在相位M(2i-1)从东进口方向到来的直行车辆的速度，为在相位M(2i)从南进口方向到来的直行车辆的速度，为在相位M(2i)从北进口方向到来的直行车辆的速度，单位为米/秒；

所述主信号相位M(2i)的相位时长等于主信号相位M(2i)的绿灯时间加上黄灯时间

其中：为相位PW(2i+1)与相位M(2i+1)绿灯启亮时刻的时间间隔，为相位M(2i-1)与相位PW(2i)绿灯关闭时刻的时间间隔，为相位PW(2i)的黄灯时间，为相位M(2i-1)的黄灯时间；为相位PE(2i+1)与相位M(2i+1)绿灯启亮时刻的时间间隔，为相位M(2i-1)与相位PE(2i)绿灯关闭时刻的时间间隔，为相位PE(2i)的黄灯时间，为相位M(2i-1)的黄灯时间；

同理，主信号相位M(2i+1)的相位时长等于相位M(2i+1)的绿灯时间加上黄灯时间

其中：为相位PS(2i+2)与相位M(2i+2)绿灯启亮时刻的时间间隔，为相位M(2i)与相位PS(2i+1)绿灯关闭时刻的时间间隔，为相位PS(2i+1)的黄灯时间，为相位M(2i)的黄灯时间；

为相位PN(2i+2)与相位M(2i+2)绿灯启亮时刻的时间间隔，为相位M(2i)与相位PN(2i+1)绿灯关闭时刻的时间间隔，为相位PN(2i+1)的黄灯时间，为相位M(2i)的黄灯时间。

2.根据权利要求1所述的一种无冲突的两相位交叉口交通组织系统的信号配时方法，其特征在于，所述主信号相位M(2i-1)的绿灯启亮后，西进口直行车辆穿过主信号交叉口M停车线到达东进口辅信号交叉口PE直行停车线对齐的出口道断面所需时间为北进口左转车辆驶出主信号交叉口M停车线，穿过辅信号交叉口PE右转停车线到达东进口辅信号交叉口PE直行停车线对齐的出口道断面所需时间为与之差为北进口左转车辆与西进口直行车辆到达合流点的时间差

所述主信号相位M(2i-1)绿灯启亮后，东进口直行车辆穿过主信号交叉口M停车线到达西进口辅信号交叉口PW直行停车线对齐的出口道断面所需时间为南进口左转车辆驶出主信号交叉口M停车线，穿过辅信号交叉口PW右转停车线到达西进口辅信号交叉口PW直行停车线对齐的出口道断面所需时间为与之差为南进口左转车辆与东进口直行车辆到达合流点的时间差

所述主信号相位M(2i)绿灯启亮后，南进口直行车辆穿过主信号交叉口M停车线到达北进口辅信号交叉口PN直行停车线对齐的出口道断面所需时间为西进口左转车辆驶出主信号交叉口M停车线，穿过辅信号交叉口PN右转停车线到达北进口辅信号交叉口PN直行停车线对齐的出口道断面所需时间为与之差为西进口左转车辆与南进口直行车辆到达合流点的时间差

所述主信号相位M(2i)绿灯启亮后，北进口直行车辆穿过主信号交叉口M停车线到达南进口辅信号交叉口PS直行停车线对齐的出口道断面所需时间为东进口左转车辆驶出主信号交叉口M停车线，穿过辅信号交叉口PS右转停车线到达南进口辅信号交叉口PS直行停车线对齐的出口道断面所需时间为与之差为东进口左转车辆与北进口直行车辆到达合流点的时间差

通过控制左转车辆与直行车辆到达合流点的时间差，使左转车辆与直行车辆同时到达合流点；

所述以及的计算方法为：

其中：为北进口到来的左转车辆在对应的辅信号交叉口PE的行驶轨迹长度，单位是米，为南进口到来的左转车辆在对应的辅信号交叉口PW的行驶轨迹长度，为西进口到来的左转车辆在对应的辅信号交叉口PN的行驶轨迹长度，为东进口到来的左转车辆在辅信号交叉口PS的行驶轨迹长度；L^PE、L^PW、L^PN、L^PS分别为辅信号交叉口PE、PW、PN、PS沿进口道车流方向的长度，单位为米，为西进口到来的直行车辆在主信号交叉口的行驶轨迹长度，为东进口到来的直行车辆在主信号交叉口的行驶轨迹长度，为南进口到来的直行车辆在主信号交叉口的行驶轨迹长度，为北进口到来的直行车辆在主信号交叉口的行驶轨迹长度。