道路平面交叉口無衝突交通模式設置及其控制方法
2023-09-14 23:12:50
專利名稱：道路平面交叉口無衝突交通模式設置及其控制方法
技術領域：
本發明的技術領域屬於道路交通工程，具體的說涉及一種與道路信號交叉 口管理與控制相關的交通模式設置及其控制方法。
技術背景平面交叉口作為城市道路的交通節點，其通行能力對城市路網容量的充分 發揮起到決定性的作用，這是由於平面交叉口是不同流向車輛產生衝突的集中 區域。減少平面交叉口的交通衝突，是提高城市道路通行能力的主要方法之一。 各城市通常用交通信號控制和交通渠化的方式減少交通衝突。但是左轉機動車 輛與對向直行機動車輛的衝突始終沒有的到很好的解決。目前在國內最常用的 方法就是設置左轉車輛待轉區和左轉車輛專用相位，這種方法雖然有效的消除 左轉機動車輛與對向直行機動車輛的衝突，但是延長了信號周期長度，降低了 通行效率。另外左轉非機動車輛與機動車輛之間的衝突，本向右轉車輛和對向 左轉車輛與非機動車、行人之間的衝突，掉頭車輛與對向直行車輛的衝突等均未得到很好的解決。目前也有相關的研究來解決上述問題，如
公開日為2006年2月8日，專 利申請號為CN200510021508.0，名稱為"城市幹道平交十字路口汽車、自行 車無衝突左轉的方法"的中國發明專利申請，提供了一種解決左轉衝突的方法， 但是該方法仍然存在一定不足，不能被實際應用。其主要不足之處在於(1) 使非機動車在道路中央與機動車並行左轉，會受到對向直行車與本 向左轉車的共同影響，降低非機動車行駛的安全性。(2) 路口中央的左轉車輛排隊區形狀不規則，容易造成車輛排隊混亂。(3) 路口中央的左轉車輛排隊區由於過於靠近路口中央，會影響與左轉車輛排隊區相鄰的垂直方向直行車以及對向直行車的行駛，並會使直行車輛蛇 行而減緩通過速度。(4) "用六個相位"才能完成一個信號周期，交通控制過程過於複雜，不 方便車輛通行。左轉機動車需三次停車、三次排隊、三組信號控制，造成車輛 行駛不便、起停次數過多、汙染較大。(5) 行人過街相位每個方向只有一個，時間過短，不能滿足過街要求，行人過街等候時間過長。(6) 左轉待轉車道"最左第二條車道"位於對向右轉車道和直行車道之 間，使左轉車流夾在兩股逆向車流之間，不利於行車安全。(7) 道路交叉口出口處需要設置右轉專用車道，對道路車道數要求較高 (交叉口處雙向必需有6根以上車道)，該現有技術中闡述的適用於雙向四車道的方法，施行難度較大，對車流不易控制，容易造成左轉車輛與對向直行車 輛的衝突。 發明內容本發明的目的是為克服現有技術中道路平面交叉口交通管理與控制的不 足，提出了一種新的各方向、各轉向的機動車流之間，機動車流與非機動車流 及行人之間均無交叉衝突的道路平面交叉口的交通模式設置及其控制方法。為了達到上述目的，本發明公開了一種道路平面交叉口無衝突交通模式設置，在平面交叉口上，依據與平面交叉口的相對方位，將所述道路分為N方向 路口、 S方向路口、 W方向路口和E方向路口四個路口，對於S方向路口，包 括有供機動車從S方向朝N方向行駛的M (M為大於或等於二的整數)條上行 機動車道，從N方向朝S方向行駛的M條下行機動車道，位於S方向路口的上 行機動車道前方的機動車右轉信號燈和機動車直形信號燈，位於S方向路口前 端並與該路口垂直的行人過街橫道及位於其兩端的行人過街等候區和非機動 車及行人信號燈，所述S方向路口還包括第一左轉排隊道和第二左轉排隊道；所述第一左轉排隊道設置在S方向路口的上行車道的最內側車道上，其前端具有第一左轉停車線及位於第一左轉停車線前方的第一左轉信號燈；第二左轉排隊道的前端以直線道路延伸到s方向路口的行人過街橫道，其最前端設置有第二左轉停車線以及位於第二左轉停車線前方的第二左轉信號燈，所述第二左轉排隊道的後端以曲線道路與第一左轉排隊道連接，並以第一左轉停車線為界； 所述第二左轉排隊道後端的曲線道路靠近交叉口側設置有停車讓行標線，用以 防止N方向路口的第一輛直行車早到後，W方向路口的右轉車以及E方向路口 的左轉車遲到後，與進入第二左轉排隊道的左轉車輛產生衝突；在平面交叉口 上，N方向路口、 W方向路口和E方向路口三個方向上的信號燈和地面塗刷標 志的設置與S方向路口一致。為了達到上述目的，本發明同時公開了一種適用於上述道路平面交叉口無 衝突交通模式設置的控制方法， 一個信號周期內依次包括四個控制相位，(1) 第一相位，在S""N方向上，機動車各方向停駛等候，直行和右轉機動車在停車線前 等候，左轉車輛在第一排隊道停車線前等候，第二左傳排隊道空閒，行人和非 機動車禁行等候；在E^W方向上，直行和右轉機動車通行，在第二左轉機動車排隊道的左 轉機動車通行，未通過第一排隊道停車線左轉機動車停駛等候，行人和非機動 車禁行等候；(2) 第二相位，在S""N方向上，直行和右轉機動車停駛等待，左轉車輛第一左傳排隊道 的車輛由第一左傳排隊道向第二左傳排隊道通行，第二左傳排隊道的車輛在第二左傳排隊道停車線前等候，行人和非機動車禁行等候；在E—W方向上，直行仍通行，右轉機動車停駛等待，第二左轉排隊道的車 輛已全部放行完畢，第二左轉排隊道空閒，上一相位未通過第一左轉停車線的 左轉機動車仍在第一左轉停車線前等候，行人和非機動車通行；(3) 第三相位，在S—N方向上，與第一相位時在E—W方向上的控制步驟相同； 在E—W方向上，與第一相位時在S—N方向上的控制步驟相同；(4) 第四相位，在S^N方向上，與第二相位時在E—W方向上的控制步驟相同；在E—W方向上，與第二相位時在S—N方向上的控制步驟相同。本發明的有益效果是在目前信號交叉路交通組織的基礎上，較為完善的解決了左轉機動車輛與對向直行機動車輛的衝突、左轉非機動車輛與機動車輛之間的衝突，本向右轉車輛和對向左轉車輛與非機動車、行人之間的衝突，掉 頭車輛與對向直行車輛的衝突。通過本發明公開的設置及其組織方法可使各方向、各轉向的機動車流之間，機動車流與非機動車流及行人之間均無交叉衝突。 本發明將目前信號交叉口的左轉專用相位合併到直行相位中，相對於傳統四相 位信號交叉口在一定程度上提高了通行能力。
圖1是本發明的交通模式設置圖。圖2是行人和非機動車二次過街示意圖。圖3是第一相位時的控制示意圖。圖4是第二相位時的控制示意圖。圖5是第三相位時的控制示意圖。圖6是第三相位時的控制示意圖。圖7是四個相位時的總控制表圖。圖8是公交站設置示意圖。附圖標記說明第一左轉排隊道1、第一左轉停車線2、第一左轉信號燈3、第二左轉排隊道4、第二左轉停車線5、第二左轉信號燈6、停車讓行線 7、行人過街等候區8、非機動車過街等候區9、機動車右轉信號燈10、機動車 直形信號燈ll、非機動車過街通道12、行人過街橫道13、非機動車及行人信 號燈14、機動車掉頭標誌15、直形與右轉機動車停車線16、非機動車路口隔 離帶17、中央綠化隔離帶18、控制點a。
具體實施方式
下面結合附圖和具體的實施例對本發明作進一步說明，實施例採用雙向六 車道平面信號交叉口的實施例。下面結合附圖對本實施例的交通模式設置進行說明對於左轉機動車輛與對向直行機動車輛的衝突，通過如下方法消除如圖 l所示， 一種道路平面交叉口無衝突交通模式設置，在平面交叉口上，依據與 平面交叉口的相對方位，將所述道路分為N(北)方向路口、 S(南)方向路口、 W (西)方向路口和E (東)方向路口四個路口，對於S方向路口，包括有供機動車從S方向朝N方向行駛的M (M為大於或等於二的整數)條上行機動車道， 從N方向朝S方向行駛的M條下行機動車道，位於S方向路口的上行機動車道 前方的機動車右轉信號燈10和機動車直形信號燈11，位於S方向路口前端並 與該路口垂直的行人過街橫道13及位於其兩端的行人過街等候區8和非機動 車及行人信號燈14，所述S方向路口還包括第一左轉排隊道1和第二左轉排隊 道4;所述第一左轉排隊道1設置在S方向路口的上行車道的最內側車道上， 其前端具有第一左轉停車線2及位於第一左轉停車線2前方的第一左轉信號燈 3;第二左轉排隊道4的前端以直線道路延伸到S方向路口的行人過街橫道13， 其最前端設置有第二左轉信號燈6，所述第二左轉排隊道4的後端以曲線道路與第一左轉排隊道1連接， 並以第一左轉停車線2為界；所述第二左轉排隊道4後端的曲線道路靠近交叉口側設置有停車讓行標線7，用以防止N方向路口的第一輛直行車早到後，W 方向路口的右轉車以及E方向路口的左轉車遲到後，與進入第二左轉排隊道的 左轉車輛產生衝突；在平面交叉口上，N方向路口、 W方向路口和E方向路口 三個方向上的信號燈和地面塗刷標誌的設置與S方向路口一致。上述設置中，還包括位於行人過街橫道13前側並與其平行的非機動車過 街通道12及位於其兩端的非機動車過街等候區9，非機動車的控制相位與行人 的控制相位相同，均由非機動車及行人信號燈14來控制。為了防止非機動車 過街等候區9的非機動車在等待時影響左傳車輛的運行，在非機動車過街等候 區9靠近交叉路口一側設置非機動車路口隔離帶18。上述設置中，第二左轉排隊道4的前端可以設置在S方向路口的下行車道 的任何一道或多道車道上，但是為了減少對道路資源的佔用以及與對向車流的 衝突，優選的設置是將其設置在最外側車道上。上述設置中，第一左轉信號燈3距第一左轉停車線2的距離以和第二左轉 信號燈6距第二左轉停車線5的距離在保證左轉車輛司機正常觀察的情況下視 交叉口情況而定。如果道路有中央綠化隔離帶18，第一左轉信號燈3可才有立 柱是設在中央綠化帶上，否則採用懸臂式設置在車輛行駛方向的右側人行道 上。第二左轉信號燈6採用懸臂式設置在車輛行駛方向的左側人行道上。為防止對向如vV方向第一輛直行車早到，垂直方向如^方向的右轉車以及 垂直方向如^方向的左轉車遲到，從而引起與進入第二左轉排隊道4的左轉車 輛產生衝突，在第二左轉排隊道4的彎道靠近交叉口側設置停車讓行標線7， 在第二左轉排隊道4內設置有與停車讓行線7齊平的控制點a。第二左轉排隊道長度L2的最小長度等於Qsl -qsl輛左轉機動車的排隊長度；上述長度成立的條件是當一個信號周期內S方向左轉車輛總數為Qsi;當S—N方向直行車輛開始通行時，從N方向直行停車線16到達S方向停車讓行線7的第一輛車所需時間為tN1， S方向第一左轉排隊道1的最後一輛車從停車線2到達控制點a的時間為tSn，在tN1-tSn-ti單位秒時間內其中t是為了保證 安全的間隔時間(一般為廣3秒)可以通過第一左轉停車線2的左轉機動車輛數為Qsi。為了消除掉頭車輛與對向直行車輛的衝突，通過在第一左轉排隊道1處設置掉頭標誌15，令掉頭車輛在此處按第一左轉信號燈3指示運行，掉頭車輛與第一左轉排隊道l內的左傳車輛的控制步驟相同。上述設置中，第一左轉排隊道1的第一左轉停車線2的位置由第二左轉排隊道4的長度厶決定，第一左轉排隊道1的長度為在第一左轉信號燈3的通行期間內左轉車輛和掉頭車輛所需的排隊長度。為了消除本向右轉車輛和對向左轉車輛與非機動車、行人之間的衝突，通過設置非機動車及行人專用控制相位、機動車右轉信號燈10及其專用控制相 位，第二左轉信號燈6及控制相位得以消除。為了消除左轉非機動車輛與機動車輛之間的衝突。如圖2所示，為非機動 車設置非機動車過街等候區9，左轉非機動車在非機動車非機動車過街等候區 9等候，通過非機動車過街通道12，以二次過街的方式在信號燈的控制下與行 人平行通行。例如，從W到N方向的左轉的非機動車在非機動車及行人信號燈 14的控制下，首先由W到E方向過街，再由S到N方向過街，以減少機動車和 非機動車之間的衝突。在上述設置的基礎上，如圖8所示，公交停靠站設置在第二左轉排隊道4 同一側並遠離交叉口處一固定距離L3。下面結合上述設置和附圖對本實施例的交通控制方法進行說明如圖7所示， 一個信號周期內依次包括四個控制相位，"等待"期間對應 信號燈的紅燈亮禁止通行，"通行"期間對應信號燈的綠燈亮可以通行，"空閒" 期間用於表明第二左轉通道4的用途改變為N_S方向直行通道的期間，每個相位的具體控制步驟是1. 第一相位，如圖3所示，在S—N方向上，機動車各方向停駛等候，直行和右轉機動車在停車線16前等候，左轉車輛在第一排隊道停車線2前等候，第二左傳排隊道4空閒，行 人和非機動車禁行等候；在E—W方向上，直行和右轉機動車通行，在第二左轉機動車排隊道4的 左轉機動車通行，未通過第一排隊道停車線2左轉機動車停駛等候，行人和非 機動車禁行等候;2. 第二相位，如圖4所示，在S—N方向上，直行和右轉機動車停駛等待，左轉車輛第一左傳排隊道 的車輛由第一左傳排隊道1向第二左傳排隊道4通行，第二左傳排隊道4的車 輛在第二左傳排隊道停車線5前等候，行人和非機動車禁行等候；在E—W方向上，直行仍通行，右轉機動車停駛等待，第二左轉排隊道4 的車輛已全部放行完畢，第二左轉排隊道4空閒，上一相位未通過第一排隊道 停車線2左轉機動車仍在第一排隊道停車線2前等候，行人和非機動車通行；以5"方向的為例，^方向左轉第二排隊道信號燈6應先由綠燈變為紅燈，"+^秒之後S方向左轉車輛第一排隊道的信號燈3由紅燈變為綠燈，其中 "^為^方向最後一輛左轉從^方向停車線5出發駛過6"方向左轉第二排隊道4 的時間，A是為了保證安全的間隔時間一般為廣3秒。如果r方向的右轉車以 及^方向的左轉車行駛較慢遲到，當^方向左轉車輛已經進入第二排隊道4時， 仍有車輛為通過停車讓行線7,則這些車輛在此線前做停車讓行。3. 第三相位，如圖5所示，在S^N方向上，與第一相位時在E—W方向上的控制步驟相同； 在E—W方向上，與第一相位時在S—N方向上的控制步驟相同； 其中以南進口 6"方向為例，W方向直行信號燈11應先由紅燈變為綠燈，^秒之後5"方向左轉車輛第一排隊道的信號燈3由綠燈變為紅燈，其中4為vV方向第一輛車從^方向直行停車線16到達6"方向停車讓行線所需時間， 4為^方向第一左轉機動車排隊道1的最後一輛車從停車線2到達控制點a的 時間，A是為了保證安全的間隔時間一般為廣3秒。 4.第四相位，如圖6所示，在S^N方向上，與第二相位時在E—W方向上的控制步驟相同； 在E—W方向上，與第二相位時在S—N方向上的控制步驟相同。 本發明中的交通標誌、標線、及交通信號燈的設置應符合相應國家標準，其具體設置不再詳細敘述。本領域的普通技術人員將會意識到，這裡所述的具體實施例是為了幫助讀 者理解本發明的原理，應被理解為本發明的保護範圍並不局限於這樣的特別陳述和實施例。
權利要求
1.一種道路平面交叉口無衝突交通模式設置，在平面交叉口上，依據與平面交叉口的相對方位，將所述道路分為N(北)方向路口、S(南)方向路口、W(西)方向路口和E(東)方向路口四個路口，對於S方向路口，包括有供機動車從S方向朝N方向行駛的M(M為大於或等於二的整數)條上行機動車道，從N方向朝S方向行駛的M條下行機動車道，位於S方向路口的上行機動車道前方的機動車右轉信號燈(10)和機動車直形信號燈(11)，位於S方向路口前端並與該路口垂直的行人過街橫道(13)及位於其兩端的行人過街等候區(8)和非機動車及行人信號燈(14)，其特徵在於，所述S方向路口還包括第一左轉排隊道(1)和第二左轉排隊道(4)；所述第一左轉排隊道(1)設置在S方向路口的上行車道的最內側車道上，其前端具有第一左轉停車線(2)及位於第一左轉停車線(2)前方的第一左轉信號燈(3)；第二左轉排隊道(4)的前端以直線道路延伸到S方向路口的行人過街橫道(13)，其最前端設置有第二左轉停車線(5)以及位於第二左轉停車線(5)前方的第二左轉信號燈(6)，所述第二左轉排隊道(4)的後端以曲線道路與第一左轉排隊道(1)連接，並以第一左轉停車線(2)為界；所述第二左轉排隊道(4)後端的曲線道路靠近交叉口側設置有停車讓行標線(7)，用以防止N方向路口的第一輛直行車早到後，W方向路口的右轉車以及E方向路口的左轉車遲到後，與進入第二左轉排隊道的左轉車輛產生衝突；在平面交叉口上，N方向路口、W方向路口和E方向路口三個方向上的信號燈和地面塗刷標誌的設置與S方向路口一致。
2. 根據權利要求1所述的道路平面交叉口無衝突交通模式設置，其特徵 在於，還包括位於行人過街橫道(13)前側並與其平行的非機動車過街通道(12) 及位於其兩端的非機動車過街等候區(9)。
3. 根據權利要求2所述的道路平面交叉口無衝突交通模式設置，其特徵在於，所述第二左轉排隊道(4)的前端設置在S方向路口的下行車道的最外 側車道上。
4. 根據權利要求3任一項所述的道路平面交叉口無衝突交通模式設置，其 特徵在於，在第二左轉排隊道(4)內設置有與停車讓行線(7)齊平的控制點 a，第二左轉排隊道長度U等於Qsl -qsl輛左轉機動車的排隊長度；上述長度 成立的條件是當一個信號周期內S方向左轉車輛總數為Qsl;當S—N方向直行 車輛開始通行時，從N方向直行停車線(16)到達S方向停車讓行線(7)的 第一輛車所需時間為tN1， S方向第一左轉排隊道(1)的最後一輛車從停車線(2)到達控制點a的時間為tSn,在tN1-U-1 (單位秒)時間內(其中仁 是為了保證安全的間隔時間一般為廣3秒)可以通過停車線(2)的左轉機動車輛數為Qsi。
5. 根據權利要求4所述的道路平面交叉口無衝突交通模式設置，其特徵在 於，在第一左轉排隊道(1)處設置掉頭標誌(15)，用以令掉頭車輛在此處按 信號燈指示掉頭。
6. 根據權利要求5所述的道路平面交叉口無衝突交通模式設置，其特徵在 於，第一左轉排隊道(1)的第一左轉停車線(2)的位置由第二左轉排隊道(4) 的長度厶決定，第一左轉排隊道(1)的長度為在第一左轉信號燈(3)的通行 期間內左轉車輛和掉頭車輛所需的排隊長度。
7. 根據權利要求1至6任一項所述的道路平面交叉口無衝突交通模式設 置，其特徵在於，所述公交停靠站設置在第二左轉排隊道(4)同一側並遠離 交叉口一固定距離。
8. —種適用於權利要求1至6任一項所述的道路平面交叉口無衝突交通模 式設置的控制方法，其特徵在於， 一個信號周期內依次包括四個控制相位，(1) 第一相位，在S"~N方向上，機動車各方向停駛等候，直行和右轉機動車在停車線(16) 前等候，左轉車輛在第一排隊道停車線(2)前等候，第二左傳排隊道(4)空 閒，行人和非機動車禁行等候；在E""W方向上，直行和右轉機動車通行，在第二左轉機動車排隊道(4) 的左轉機動車通行，未通過第一排隊道停車線(2)左轉機動車停駛等候，行 人和非機動車禁行等候；(2) 第二相位，在S^N方向上，直行和右轉機動車停駛等待，左轉車輛第一左傳排隊道 的車輛由第一左傳排隊道(1)向第二左傳排隊道(4)通行，第二左傳排隊道 (4)的車輛在第二左傳排隊道停車線(5)前等候，行人和非機動車禁行等候； 在E—W方向上，直行仍通行，右轉機動車停駛等待，第二左轉排隊道(4) 的車輛已全部放行完畢，第二左轉排隊道(4)空閒，上一相位未通過第一左 轉停車線(2)的左轉機動車仍在第一左轉停車線(2)前等候，行人和非機動車通行；(3) 第三相位，在S^N方向上，與第一相位時在E—W方向上的控制步驟相同； 在E—W方向上，與第一相位時在S—N方向上的控制步驟相同；(4) 第四相位，在S^N方向上，與第二相位時在E—W方向上的控制步驟相同； 在E—W方向上，與第二相位時在S—N方向上的控制步驟相同。 9.根據權利要求8所述的道路平面交叉口無衝突交通模式設置的控制方 法，其特徵在於，包括在第一左轉排隊道(1)處設置掉頭標誌(15)，用以令掉頭車輛在此處按第一左轉信號燈(3)指示掉頭，掉頭車輛與第一左轉排隊 道(1)內的左傳車輛的控制步驟相同。
全文摘要
本發明涉及一種與道路信號交叉口管理與控制相關的交通模式設置及其控制方法。本發明公開了一種道路平面交叉口無衝突交通模式設置，在平面交叉口上，依據與平面交叉口的相對方位，將所述道路分為N方向路口、S方向路口、W方向路口和E方向路口四個路口，對於S方向路口，所述S方向路口還包括第一左轉排隊道和第二左轉排隊道。本發明的有益效果是在目前信號交叉路交通組織的基礎上，較為完善的解決了左轉機動車輛與對向直行機動車輛的衝突、左轉非機動車輛與機動車輛之間的衝突，本向右轉車輛和對向左轉車輛與非機動車、行人之間的衝突。
文檔編號G08G1/08GK101256716SQ20081004459
公開日2008年9月3日 申請日期2008年4月11日 優先權日2008年4月11日
發明者南 張, 錦 曹, 杜進有 申請人:張 南;曹 錦;杜進有