[发明专利]一种信号交叉口直行待行区长度设计方法及系统

说明书

本发明公开了一种信号交叉口直行待行区长度设计方法及系统，该方法包括：采集相关交通数据；根据交通流三参数之间的基本关系，以及交通流密度适中时，速度与密度的格林希尔兹线性关系，计算在该道路口红灯时停车线后的最大直行排队车辆数；最后将该车辆数换算成以米为单位的直行车辆平均排队长度，计算最大排队车辆长度，去掉进口车道禁止变换车道线长度，即为直行待行区的长度。本发明可以很大程度上解决城市交通资源浪费问题，并且对交叉口处的交通堵塞情况有了针对性的改善方法，同时能快速提高生活效率和社会交通发展。

技术领域

本发明涉及道路交通设计领域，具体涉及一种直行待行区长度设计方法及系统。

背景技术

为了适应生产运输活动的发展，必须不断提升城市道路交叉口的通行能力，以缓解城市交叉口拥堵的困境。考虑到城市土地资源稀缺，对于现有的道路进行扩建困难，且修改城市交叉口渠化设计对于相关配套设施更新的成本需求较高。所以，优化交叉口的设计是改善道路交叉口通行能力的主要方向。在城市道路交叉口路段，直行车流交通流最大，调节直行车道将极大改善交叉口的通行能力。充分利用闲置的空间资源，设置直行待行区，可以提高交叉口运行效率、改善城市交叉口拥堵的现象。

目前国内外很多学者对优化等待区提高交叉口通行能力面进行了研究，但大多集中于验证设置直行等待区后的通行效率提升，缺少对于交叉口直行待行区长度的研究，且对公路平面交叉口直行待行区等候段规定不够具体，无法直接使用。因此，需提出一种计算信号交叉口直行待行区长度的方法，能合理分配车流量，有效改善交叉口处的交通堵塞情况，进而提高生活效率和促进社会交通发展。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：提供一种信号交叉口直行待行区长度设计方法及系统，分析红灯时长，运用格林希尔兹线性关系模型及最大排队长度计算直行等待区红灯时长内车辆排队长度。

本发明为解决以上技术问题而采用以下技术方案：

本发明提出一种信号交叉口直行待行区长度设计方法，具体包括以下步骤：

S1、采集交通数据；

S2、建立交叉口停车线处直行车道的格林希尔兹线性关系模型；

S3、根据交通流三参数之间的基本关系，以及当交通流密度适中时，速度与密度的格林希尔兹线性关系模型，计算交叉口停车线处直行车道的极大流量Q_m；

S4、结合交叉口停车线处直行车道的极大流量Q_m，计算在红灯时的交叉口停车线处直行车道极大车辆数N_m，并结合交叉口信号配时的实际情况，计算在红灯间隔内直行车辆的排队长度L；

S5、去掉进口车道禁止变换车道线长度，计算出交叉口的直行待行区长度S。

进一步，步骤S1中，采集的交通数据包括：交叉口入口处直行车道车辆的车速，红灯时长t，交叉口直行车道车辆的平均车长l₁，交叉口进口车道禁止变换车道线的长度X。

进一步，步骤S2中，模型的建立包括：通过交叉口直行车道车辆的平均车长l₁与红灯停车时相邻两辆车之间的安全距离l₂，计算出交叉口停车线处直行车道阻塞密度K_j，将K_j带入到格林希尔兹线性关系模型中，即可完成建模；K_j和格林希尔兹线性关系模型的具体公式如下：

其中，V为交叉口停车线处直行车道车辆的速度；V_f为交叉口停车线处直行车道车流密度趋于0，车辆的畅行速度；K为交叉口停车线处直行车道车辆的密度，h_d阻为交叉口停车线处直行车道车辆的阻塞车头间距，即红灯期间停止在直行弯车道上相邻两辆车之间的车头距离。