[发明专利]一种交叉口外侧辅路掉头车辆待行区设计及信控的方法

说明书

本发明涉及交叉口渠化设计与信号控制技术领域，本发明公开了一种交叉口外侧辅路掉头车辆待行区设计及信控的方法，步骤一、交叉口基本信息的收集；步骤二、待行区约束条件的设置和确定外侧辅路掉头待行区空间位置；步骤三、确定交叉口信号配时设计方案；步骤四、确定外侧辅路掉头待行区长度。该发明在无需改造交叉口周边用地的情况下，既满足内侧左转车辆通行需求，又有效消除其与外侧掉头车辆的冲突，保障交叉口运行的高效性、安全性、流畅性，同时经济性和实用性显著提升，具有重要的现实意义。

技术领域

本发明涉及交叉口渠化设计与信号控制技术领域，特别涉及一种交叉口外侧辅路掉头车辆待行区设计及信控的方法。

背景技术

我国城市交通系统以机动化出行为主，但因受限于规划土地利用与实际空间范围，城市道路供给难以满足日益增长的机动化出行需求，直接造成了交通拥堵，并伴生了包括环境污染及交通安全等问题在内的一系列阻碍城市进一步发展的问题，引发社会广泛关注。

然而，在城市道路交通系统，尤其是物理尺寸较大的主辅路分离交叉口，其左转车道分为内侧左转车道和外侧左转车道，内侧左转车道一般适用于小型车辆的左转，外侧左转车道一般适用于左转半径较大的大型车辆。目前对于主辅路分离且均设置了左转车道的交叉口，一般未对其掉头车辆的通行在时间或空间上进行限制。部分交叉口采用的是通过信号相位分离左转车辆与掉头车辆的方法来消除内侧左转车辆与外侧掉头车辆间的冲突，相关研究表明这类方法在理论上和实践上具有一定的实用价值。然而，采用这种方法，会增大交叉口信号周期长度，其他相位车辆通行需要等待的时间变长，对交叉口整体通行效率有所影响；而另一部分交叉口则通过禁止外侧辅路掉头车辆通行，引导外侧辅路上需要掉头的车辆通过先左转、后掉头、再右转来实现外侧辅路掉头目的。然而，这种方式的设置势必会增大外侧掉头车辆的绕行时间，同时对相邻方向车辆通行造成一定的延误。另外交叉口内侧左转车道及外侧左转车道均可用于掉头车辆通行的设计，由内侧左转车道的左转车辆与外侧左转车道的掉头车辆产生了冲突，特别是在外侧掉头车辆流量较大时，容易在冲突点造成交通拥堵，严重影响交通系统运行效率并带来安全隐患。

发明人基于上述主辅路分离交叉口，内侧左端车道和外侧左转车道同时左转存在的缺陷，研发了一种交叉口外侧辅路掉头车辆待行区设计及信控的方法，能够很好地解决上述内侧左端车道和外侧左转车道，同时左转存在冲突和拥堵的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术中存在的问题，提供了一种交叉口外侧辅路掉头车辆待行区设计及信控的方法，本发明人通过在外侧左转车道设置掉头车辆待行区，充分利用交叉口已有时空资源，有效分离外侧辅路左转车道的掉头车辆和内侧主路左转车辆，消除两者之间的冲突。掉头车辆待行区的使用需要对交叉口进行细致的渠化及信号配时方案设计，具体实施时，着重关注确定掉头车辆待行区的长度以及内侧主路左转车道的信号早断（即外侧主路掉头车辆通行时长），以确保车辆通行的合理性、安全性、流畅性。

本发明提供一种交叉口外侧辅路掉头车辆待行区设计及信控的方法：

步骤一、交叉口基本信息的收集：收集交叉口各个进口左转、直行、右转、掉头的车流量及车道数量，其中p=N，S，E，W，分别代表北进口、南进口、东进口、西进口，q=L、S、R、T，分别代表左转、直行、右转、掉头；同时收集交叉口车辆启动损失时间s，进口道车流的饱和流率pcu/h，高峰时段因子（分析道路通行能力时，表示高峰小时内交通量不平衡的修正系数），交叉口期望服务水平，进口道排队队列中连续两个车辆间的平均距离，车辆平均长度m，内侧主路左转车辆到达率辆/s，外侧辅路掉头车辆到达率辆/s；设定东西进口外侧辅路左转车辆行驶轨迹曲线、，内侧主路左转车辆轨迹曲线，东西进口外侧辅路左转车辆行驶轨迹曲线、和内侧主路左转车辆轨迹曲线均采用三次多项式函数表达；