[發明專利]降低單車延誤的雙進口道交叉口渠化設計及信號配時方法

有效

• 申請號: 201210402569.1
• 申請日: 2012-10-22
• 公開（公告）號: CN102881174A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 王煒;華雪東;楊敏
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G08G1/07
• 分類號: G08G1/07;G08G1/08
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種降低單車延誤的雙進口道交叉口渠化設計及信號配時方法，其特征在于：該方法包括如下步驟：

(A)采集交叉口各個進口道的交通流量、流向和車型信息；

(B)根據步驟(A)中得到的交通流量、流向和車型信息，確定各個進口方向是否需要設置左轉保護性相位，并根據結果將交叉口分為全左轉保護交叉口、全左轉不保護交叉口以及部分左轉保護交叉口；

(C)根據步驟(A)中得到的交通流量、流向和車型信息，換算并修正各個進口方向的左轉、直行、右轉等效流量；

(D)根據步驟(B)中確定的交叉口類型及步驟(C)中換算得到的各個進口道的等效流量，以降低車延誤為目標，確定交叉口的渠化設計方案；

(E)根據步驟(C)中得到的流量數據及步驟(D)中確定的交叉口渠化方案，確定交叉口信號配時。

2.根據權利要求1所述的降低單車延誤的雙進口道交叉口渠化設計及信號配時方法，其特征在于：

所述步驟(A)中，采集交叉口各個進口道的交通流量、流向信息包含1個高峰小時內東、西、南、北四個進口方向的左轉車輛數N_東左、N_西左、N_南左、N_北左，直行車輛數N_東直、N_西直、N_南直、N_北直與右轉車輛數N_東右、N_西右、N_南右、N_北右；車型信息包含1個高峰小時內東、西、南、北四個進口方向分流向的小型車比例P_東左小、P_東直小、P_東右小、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，大型車比例P_東左大、P_東直大、P_東右大、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；

所述步驟(B)包含以下步驟：

(B1)判斷各個進口方向是否需要設置左轉保護性相位；當某個進口方向的流量滿足下面的一個條件時，則該進口方向需要設置左轉保護性相位：

N_X左≥200veh/h

N_X左×N_Y直≥50000

其中，下標X代表進口方向東、西、南、北，下標Y代表進口道X的對向進口方向，對應依次為西、東、北、南；

(B2)修正進口方向左轉保護性相位。根據步驟(B1)的結果，當東西(南北)兩個進口方向中僅有一個進口方向需要設置左轉保護性相位時，修正另一進口方向，使其同樣設置左轉保護性相位；

(B3)根據步驟(B2)修正后的進口方向左轉保護性相位設置情況，將交叉口分為全左轉保護交叉口、全左轉不保護交叉口以及部分左轉保護交叉口；

所述步驟(C)換算并修正各個進口方向的左轉、直行、右轉等效流量，進行流向的修正，車型的修正采用換算系數：小型車的當量換算系數取為1，大型車的當量換算系數取為2，換算修正后的等效流量分別記為N′_東左、N′_西左、N′_南左、N′_北左、N′_東直、N′_西直、N′_南直、N′_北直、N′_東右、N′_西右、N′_南右、N′_北右；

所述步驟(D)中以降低車延誤為目標，確定交叉口的渠化設計方案，將根據步驟(B3)確定的不同交叉口類型分情況分別處理：

(DA)全左轉保護交叉口；

(DA1)進口方向分組；將交叉口進口道分為兩組，東西進口方向、南北進口方向分別為一組；

(DA2)確定進口道渠化方案選擇集；對全左轉保護交叉口，其各個進口方向的渠化方案為：方案1由內側車道至外側車道依次是：左轉車道、直右車道，方案2由內側車道至外側車道依次是：左右轉車道、直行車道，方案3由內側車道至外側車道依次是：左右轉車道、直右車道；

(DA3)計算不同進口道渠化方案下的各進口道流量；根據上述步驟(C)換算得到等效流量及步驟(DA2)確定的進口道渠化方案選擇集，分別計算不同渠化方案下的各進口道流量；方案1由內側車道至外側車道的流量依次是：方案2由內側車道至外側車道的流量依次是：方案3由內側車道至外側車道的流量依次是：其中，等式左邊的上標Z及等式右邊的下表Z代表同一進口道方向：東、西、南、北；

(DA4)計算進口方向分組的關鍵流量；根據步驟(DA3)計算得到的進口道流量，計算進口方向分組的關鍵流量；進口方向組的關鍵流量計算公式為：

東西進口方向組：

南北進口方向組：

其中，下表I、J、P、Q為步驟(DA2)中的進口道渠化方案選擇集，其取值范圍為1、2、3；

(DA5)確定渠化方案。若步驟(DA4)中得到I、J、P、Q均為唯一解，則交叉口的東、西、南、北四個進口方向的渠化方案為步驟(DA2)中對應的進口道渠化方案I、方案J、方案P、方案Q。若I、J、P、Q存在多組解，則選擇使單車延誤降低的渠化方案解，由下式確定：

東西進口方向組：

南北進口方向組：

其中，i、j、p、q的取值范圍為步驟(DA4)中I、J、P、Q的解集；則此時，交叉口的東、西、南、北四個進口方向的渠化方案為步驟(DA2)中對應的進口道渠化方案i、方案j、方案p、方案q；

(DB)全左轉不保護交叉口；

(DB1)進口方向分組。將交叉口進口道分為兩組，東西進口方向、南北進口方向分別為一組；

(DB2)確定進口道渠化方案選擇集；對全左轉不保護交叉口，其各個進口方向的渠化方案為：方案1由內側車道至外側車道依次是：左轉直行車道、右轉車道，方案2由內側車道至外側車道依次是：左轉直行車道、右轉直行車道；

(DB3)計算不同進口道渠化方下的各進口道流量；根據上述步驟(C)換算得到等效流量及步驟(DB2)確定的進口道渠化方案選擇集，分別計算不同渠化方案下的各進口道流量；方案1由內側車道至外側車道的流量依次是：方案2由內側車道至外側車道的流量依次是：其中，等式左邊的上標z及等式右邊的下標z代表同一進口道方向：東、西、南、北；

(DA4)計算進口方向分組的關鍵流量；根據步驟(DB3)計算得到的進口道流量，計算進口方向分組的關鍵流量；進口方向組的關鍵流量計算公式為：

東西進口方向組：

南北進口方向組：

其中，下標A、B、C、D為步驟(DB2)中的進口道渠化方案選擇集，其取值范圍為1、2；

(DB5)確定渠化方案。若步驟(DB4)中得到A、B、C、D均為唯一解，則交叉口的東、西、南、北四個進口方向的渠化方案則為步驟(DB2)中對應的進口渠化方案A、方案B、方案C、方案D；若A、B、C、D存在多組解，則選擇使單車延誤降低的渠化方案解，由下式確定：

東西進口方向組：

南北進口方向組：

其中，a、b、c、d的取值范圍為步驟(DB4)中A、B、C、D的解集；則此時，交叉口的東、西、南、北四個進口方向的渠化方案為步驟(DB2)中對應的進口道渠化方案a、方案b、方案c、方案d；

(DC)部分左轉保護交叉口；

首先對進口方向進行分組：將將交叉口進口道分為兩組，東西進口方向、南北進口方向分別為一組，之后對需要設置左轉保護相位的進口方向按照步驟(DA2)～(DA5)的操作確定對應進口方向的渠化方案，將不需要設置左轉保護相位的進口方向按步驟(DB2)～(DB5)的操作確定對應進口方向的渠化方案；

所述步驟(E)確定交叉口信號配時采用Webster方法，且全左轉保護交叉口、部分左轉保護交叉口、全左轉不保護交叉口的信號相位設置分別為4、3、2相位。