單個信號周期內(nèi)變換車道轉(zhuǎn)向功能的交叉口信號配時方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種單個信號周期內(nèi)變換車道轉(zhuǎn)向功能的交叉口信號配時方法，首先在交叉口車道功能固定的條件下進行常規(guī)的信號相位配時，計算得信號周期C，各相位時間T1、T2、T3。其次，在滿足基礎(chǔ)驗證的條件下，通過提高交叉口直行車道的飽和度，從而達到降低左轉(zhuǎn)車道飽和度，實現(xiàn)直行車道時空資源向左轉(zhuǎn)車道的轉(zhuǎn)移。最后，通過減少相位時間T2實現(xiàn)減小信號總周期C，進行優(yōu)化循環(huán)試算，并對計算結(jié)果進行服務(wù)水平評價，以實現(xiàn)交叉口時空資源的有效利用，減小交叉口信號平均延誤?？梢?，本發(fā)明能有效的對現(xiàn)有交叉口是否適用通行技術(shù)進行有效驗證，且能實現(xiàn)將單個信號周期內(nèi)某一相位剩余的時、空資源靈活利用至另一相位中。
【專利說明】單個信號周期內(nèi)變換車道轉(zhuǎn)向功能的交叉口信號配時方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及道路交通控制的【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種單個信號周期內(nèi)變換車道轉(zhuǎn)向功能的交叉口信號配時方法。
【背景技術(shù)】
[0002]為了更加充分利用交叉口的時空資源，將單個信號周期內(nèi)某一相位剩余的時、空資源靈活利用至另一相位中，提高道路交叉口通行能力，實現(xiàn)在不增加車道規(guī)模的前提下，單個信號周期內(nèi)靈活轉(zhuǎn)變某一進口車道的轉(zhuǎn)向功能，將多余的時空資源調(diào)用至所需之處，提高通行效率。本 申請人:在2012年10月11號申請了一項申請?zhí)枮?01220519142.5，名稱為“單個信號周期內(nèi)變換車道轉(zhuǎn)向功能的交叉口通行系統(tǒng)”的實用新型(以下簡稱“交叉口通行系統(tǒng)”)，并于2013年3月13號獲得授權(quán)。
[0003]在常規(guī)的信控平面交叉口條件下，其車道功能及信號配時是相對穩(wěn)定的，而對于所述“交叉口通行系統(tǒng)”而言，在單個信號周期內(nèi)某一車道的交通組織是發(fā)生變化的，既承擔(dān)部分直行交通組織，也承擔(dān)部分左轉(zhuǎn)交通組織。因此，常規(guī)的信號配時方法無法適用于此“通行技術(shù)”，應(yīng)在常規(guī)交叉口信號配時的基礎(chǔ)上進行技術(shù)拓展與改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明提出一種適用于交叉口通行系統(tǒng)的單個信號周期內(nèi)變換車道轉(zhuǎn)向功能的交叉口信號配時方法，有效的對現(xiàn)有交叉口是否適用單個信號周期內(nèi)變換車道轉(zhuǎn)向功能的交叉口通行系統(tǒng)進行有效驗證，且能實現(xiàn)將單個信號周期內(nèi)某一相位剩余的時、空資源靈活利用至另一相位中，提高交叉口的時空資源利用效率，提高交叉口通行能力，從而減少交叉口停車排隊和平均延誤，尤其適用在專利號為CN201220519142.5，名稱為“單個信號周期內(nèi)變換車道轉(zhuǎn)向功能的交叉口通行系統(tǒng)”中。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種單個信號周期內(nèi)變換車道轉(zhuǎn)向功能的交叉口信號配時方法，包括如下步驟:
[0006]步驟SlOl，進行常規(guī)信號配時設(shè)計:
[0007]計算交叉口信號周期總有效時間C，直行相位有效綠燈時間T1、左轉(zhuǎn)相位有效綠燈時間T2、右轉(zhuǎn)相位有效綠燈時間T3,以及直行、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)方向的飽和度的最大值依次為XpX2、X3及延誤值依次為D1、D2、D3，因為現(xiàn)有常規(guī)信號配時是基于“相位等飽和度”目標進行分配的，因此X1 X2 X3 ；
[0008]步驟S102，進彳了基礎(chǔ)驗證:
[0009]①驗證X0.8
[0010]是:進行下一步；
[0011]否:所述“單個信號周期內(nèi)變換車道轉(zhuǎn)向功能”不適用此交叉口，停止計算；
[0012]②驗證T1STjfJTft
[0013]是:進行下一步；[0014]否:所述“單個信號周期內(nèi)變換車道轉(zhuǎn)向功能”不適用此交叉口，停止計算；
[0015]其中，
[0016]Tftl:直行相位T1綠燈啟動瞬間，變向車道的排隊車輛及此刻已駛?cè)搿败嚨拦δ苷J定區(qū)”內(nèi)的行駛車輛，可以完全駛離停車線的時間；
[0017]Tff:車輛由“車道功能確認線”至駛離下游停車線的時間；
[0018]步驟S103，計算 T11:
[0019]指定直行車道目標飽和度Xfi=0.8，在固定信號周期總有效C、各相位有效綠燈時間TpH的基礎(chǔ)上，計算交通組織T11階段的時間=T11 ；
[0020]根據(jù)公式2S直(VC) X1=Q直以及S直(Ti+Tn/C) X直=Q直，
[0021]得出T11=OX1-XyT1Afi ;S直是直行專用進口道飽和流量，Q直:高峰時段東西向直行車到達量；
[0022]步驟S104，驗證 T11:
[0023]驗證T11 ≥ Tftl
[0024]是:采用T11
[0025]否:T11采用 Tjfl
[0026]步驟S105，計算 T12 及 Tft2:
[0027]T12=T1-T11
[0028]Tft2為東西左轉(zhuǎn)相位T2綠燈啟動瞬間，變向車道的排隊車輛及此刻已駛?cè)搿败嚨拦δ苷J定區(qū)”內(nèi)的行駛車輛，可以完全駛離停車線的時間(s);T#2由T12以及進口道車輛到達已知的分布規(guī)律進行推算(S)；
[0029]步驟S106,計算 T21:
[0030]T21=T2-T 行；
[0031]步驟S107，驗證 T21:
[0032]驗證T21 ≤ Tjf2
[0033]是，則計算調(diào)整后左轉(zhuǎn)方向的最大飽和度:
[0034]X2' =T2X2/ (T2+T21)
[0035]否，則以I秒為單位上調(diào)T11,下調(diào)T12，推算Tjf2，使Tjf2=T21，則計算調(diào)整后直行及左轉(zhuǎn)方向的最大飽和度:
[0036]X1' =ST1X1Z(VT11)
[0037]V =T2X2/(T2+Tft2)
[0038]計算自此，信號周期總有效時間C、有效綠燈時間I\、T2均不變，在交通組織中加入了 T11、T12、T21、T22，其中直行車道飽和度X1提高，左轉(zhuǎn)飽和度X2降低，T3保持不變，其飽和度X3也不變；
[0039]步驟S108，優(yōu)化循環(huán)試算:
[0040]①若步驟S104驗證為“是”，步驟S107驗證為“是”；
[0041]則以I秒為單位減少T2，并同步減少周期C，T1, T3, Tn、T12保持不變，開始循環(huán)試算:
[0042](I)計算 T21: T2/ =V -T 行
[0043](II)驗證 T21' ≥ Tft2[0044]是:則計算新一輪信號調(diào)整后各方向的最大飽和度:
【權(quán)利要求】
1.一種單個信號周期內(nèi)變換車道轉(zhuǎn)向功能的交叉口信號配時方法，其特征是依次包括如下步驟: 步驟S101，進行常規(guī)信號配時設(shè)計: 計算交叉口信號周期總有效時間C，直行相位有效綠燈時間T1、左轉(zhuǎn)相位有效綠燈時間T2、右轉(zhuǎn)相位有效綠燈時間T3,以及直行、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)方向的飽和度的最大值依次為XpX2、X3及延誤值依次為DpD2、D3，因為現(xiàn)有常規(guī)信號配時是基于“相位等飽和度”目標進行分配的，因此 X1 ≈ X2 ≈ X3 ； 步驟S102，進行基礎(chǔ)驗證: ①驗證X1C0.8 是:進行下一步； 否:所述“單個信號周期內(nèi)變換車道轉(zhuǎn)向功能”不適用此交叉口，停止計算； ②驗證T1≥Tftl+T行 是:進行下一步； 否:所述“單個信號周期內(nèi)變換車道轉(zhuǎn)向功能”不適用此交叉口，停止計算； 其中， Tftl:直行相位1\綠燈啟動瞬間，變向車道的排隊車輛及此刻已駛?cè)搿败嚨拦δ苷J定區(qū)”內(nèi)的行駛車輛，可以完全駛離停車線的時間； Tff:車輛由“車道功能確認線”至駛離下游停車線的時間； 步驟S103，計算T11: 指定直行車道目標飽和度Xfi=0.8，在固定信號周期總有效C、各相位有效綠燈時間1\、T2> T3的基礎(chǔ)上，計算交通組織T11階段的時間=T11 ； 根據(jù)公式2S直(L/C) X1=Q直以及S直(Ti+Tn/C) X直=Q直， 得出T11= (ZX1-Xfi)IVX直；Sfi是直行專用進口道飽和流量，Q直:高峰時段東西向直行車到達量； 步驟S104,驗證T11: 驗證 T11 ≥Tftl 是:米用T11 否=T11采用Tjfl 步驟S105，計算T12及Tft2:
Ti2_T「Tn Tft2為東西左轉(zhuǎn)相位T2綠燈啟動瞬間，變向車道的排隊車輛及此刻已駛?cè)搿败嚨拦δ苷J定區(qū)”內(nèi)的行駛車輛，可以完全駛離停車線的時間(S)5Tjf2由T12以及進口道車輛到達已知的分布規(guī)律進行推算(s); 步驟S106，計算T21:
丁21=丁2_丁行； 步驟S107，驗證T21: 驗證 T21 ≥Tft2 是，則計算調(diào)整后左轉(zhuǎn)方向的最大飽和度:
V=T2X2/(T2+T21)否，則以I秒為單位上調(diào)T11,下調(diào)T12，推算Tjf 2，使Tfi_2=T21，則計算調(diào)整后直行及左轉(zhuǎn)方向的最大飽和度: 計算自此，信號周期總有效時間C、有效綠燈時間1\、T2均不變，在交通組織中加入了Tn、T12、T21、T22，其中直行車道飽和度X1提高，左轉(zhuǎn)飽和度X2降低，T3保持不變，其飽和度X3也不變； 步驟S108，優(yōu)化循環(huán)試算: ①若步驟S104驗證為“是”，步驟S107驗證為“是”； 則以I秒為單位減少T2，并同步減少周期C，1\、T3、Tn、T12保持不變，開始循環(huán)試算: (I)計算T21=T2/ =V -T行 (II)驗證T2/ Tft2 是:則計算新一輪信號調(diào)整后各方向的最大飽和度:
X1" =Q 直 CT /S 直(VT11) X2" =Q左C' /SW +T2/ ) X3" =Q南北C' /S南北T3 其中， X1"，x2"，x3"為新一輪信號調(diào)整后東西直行、東西左轉(zhuǎn)、南北方向上最大飽和度； C':新一輪信號調(diào)整后周期時長(S); Q左:高峰時段東西向左轉(zhuǎn)車到達量(pcu/h)； Qm:高峰時段南北向車輛到達量(pcu/h)； S左:左轉(zhuǎn)專用進口道飽和流量(pcu/h)； Sm:南北向進口道飽和流量(pcu/h)； 否:則循環(huán)試算停止； (III)循環(huán)試算直至x2"W或驗證為“否”時完成； ②若步驟S104驗證為“是”，步驟S107驗證為“否”: 則按 X1' =2 (T T11)=T2X2/(T2+Tfi_2)計算出 X/、X2'，計算完成； ③若步驟S104驗證為“否”，步驟S107驗證為“是”: 進行循環(huán)試算①，但T11米用Tjfl,即若否一是，同是一是，但T11=Tjfl ； ④若步驟S104驗證為“否”，步驟S107驗證為“否”: 則按 X1' =2 /(T T11)=T2X2/(T2+Tfi_2)計算出 X/、X2'，計算完成； 步驟S109,計算延誤D1'、D2'、D3',驗證服務(wù)水平: 按照常規(guī)交叉口信號配時公式，計算調(diào)整后的各相位延誤D/、D2' ,D3/，并驗證交叉口服務(wù)水平: 若與常規(guī)配時相比，服務(wù)水平處于同一等級，或降低等級后仍屬于E級以上，則所述“單個信號周期內(nèi)變換車道轉(zhuǎn)向功能”可以適用在該交叉口上，畫出信號配時圖，配時結(jié)束；若交叉口服務(wù)水平降低至F級以下，則所述“單個信號周期內(nèi)變換車道轉(zhuǎn)向功能”不適用在該交叉口上，配時結(jié)束。
【文檔編號】G08G1/08GK103440774SQ201310377447
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月27日
【發(fā)明者】徐一峰, 王磊, 伊軒軒, 郭錦萍, 陳旻, 張方方, 蔡氧 申請人:上海市城市建設(shè)設(shè)計研究總院