CN101256716A - 道路平面交叉口无冲突交通模式设置及其控制方法 - Google Patents

道路平面交叉口无冲突交通模式设置及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种与道路信号交叉口管理与控制相关的交通模式设置及其控制方法。本发明公开了一种道路平面交叉口无冲突交通模式设置，在平面交叉口上，依据与平面交叉口的相对方位，将所述道路分为N方向路口、S方向路口、W方向路口和E方向路口四个路口，对于S方向路口，所述S方向路口还包括第一左转排队道和第二左转排队道。本发明的有益效果是：在目前信号交叉路交通组织的基础上，较为完善的解决了左转机动车辆与对向直行机动车辆的冲突、左转非机动车辆与机动车辆之间的冲突，本向右转车辆和对向左转车辆与非机动车、行人之间的冲突。

Description

道路平面交叉口无冲突交通模式设置及其控制方法
技术领域
本发明的技术领域属于道路交通工程，具体的说涉及一种与道路信号交叉口管理与控制相关的交通模式设置及其控制方法。
背景技术
平面交叉口作为城市道路的交通节点，其通行能力对城市路网容量的充分发挥起到决定性的作用，这是由于平面交叉口是不同流向车辆产生冲突的集中区域。减少平面交叉口的交通冲突，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号控制和交通渠化的方式减少交通冲突。但是左转机动车辆与对向直行机动车辆的冲突始终没有的到很好的解决。目前在国内最常用的方法就是设置左转车辆待转区和左转车辆专用相位，这种方法虽然有效的消除左转机动车辆与对向直行机动车辆的冲突，但是延长了信号周期长度，降低了通行效率。另外左转非机动车辆与机动车辆之间的冲突，本向右转车辆和对向左转车辆与非机动车、行人之间的冲突，掉头车辆与对向直行车辆的冲突等均未得到很好的解决。
目前也有相关的研究来解决上述问题，如公开日为2006年2月8日，专利申请号为CN200510021508.0，名称为“城市干道平交十字路口汽车、自行车无冲突左转的方法”的中国发明专利申请，提供了一种解决左转冲突的方法，但是该方法仍然存在一定不足，不能被实际应用。
其主要不足之处在于：
(1)使非机动车在道路中央与机动车并行左转，会受到对向直行车与本向左转车的共同影响，降低非机动车行驶的安全性。
(2)路口中央的左转车辆排队区形状不规则，容易造成车辆排队混乱。
(3)路口中央的左转车辆排队区由于过于靠近路口中央，会影响与左转车辆排队区相邻的垂直方向直行车以及对向直行车的行驶，并会使直行车辆蛇行而减缓通过速度。
(4)“用六个相位”才能完成一个信号周期，交通控制过程过于复杂，不方便车辆通行。左转机动车需三次停车、三次排队、三组信号控制，造成车辆行驶不便、起停次数过多、污染较大。
(5)行人过街相位每个方向只有一个，时间过短，不能满足过街要求，行人过街等候时间过长。
(6)左转待转车道“最左第二条车道”位于对向右转车道和直行车道之间，使左转车流夹在两股逆向车流之间，不利于行车安全。
(7)道路交叉口出口处需要设置右转专用车道，对道路车道数要求较高(交叉口处双向必需有6根以上车道)，该现有技术中阐述的适用于双向四车道的方法，施行难度较大，对车流不易控制，容易造成左转车辆与对向直行车辆的冲突。
发明内容
本发明的目的是为克服现有技术中道路平面交叉***通管理与控制的不足，提出了一种新的各方向、各转向的机动车流之间，机动车流与非机动车流及行人之间均无交叉冲突的道路平面交叉口的交通模式设置及其控制方法。
为了达到上述目的，本发明公开了一种道路平面交叉口无冲突交通模式设置，在平面交叉口上，依据与平面交叉口的相对方位，将所述道路分为N方向路口、S方向路口、W方向路口和E方向路口四个路口，对于S方向路口，包括有供机动车从S方向朝N方向行驶的M(M为大于或等于二的整数)条上行机动车道，从N方向朝S方向行驶的M条下行机动车道，位于S方向路口的上行机动车道前方的机动车右转信号灯和机动车直形信号灯，位于S方向路口前端并与该路口垂直的行人过街横道及位于其两端的行人过街等候区和非机动车及行人信号灯，所述S方向路口还包括第一左转排队道和第二左转排队道；所述第一左转排队道设置在S方向路口的上行车道的最内侧车道上，其前端具有第一左转停车线及位于第一左转停车线前方的第一左转信号灯；第二左转排队道的前端以直线道路延伸到S方向路口的行人过街横道，其最前端设置有第二左转停车线以及位于第二左转停车线前方的第二左转信号灯，所述第二左转排队道的后端以曲线道路与第一左转排队道连接，并以第一左转停车线为界；所述第二左转排队道后端的曲线道路靠近交叉口侧设置有停车让行标线，用以防止N方向路口的第一辆直行车早到后，W方向路口的右转车以及E方向路口的左转车迟到后，与进入第二左转排队道的左转车辆产生冲突；在平面交叉口上，N方向路口、W方向路口和E方向路口三个方向上的信号灯和地面涂刷标志的设置与S方向路口一致。
为了达到上述目的，本发明同时公开了一种适用于上述道路平面交叉口无冲突交通模式设置的控制方法，一个信号周期内依次包括四个控制相位，
(1)第一相位，
在S-N方向上，机动车各方向停驶等候，直行和右转机动车在停车线前等候，左转车辆在第一排队道停车线前等候，第二左传排队道空闲，行人和非机动车禁行等候；
在E-W方向上，直行和右转机动车通行，在第二左转机动车排队道的左转机动车通行，未通过第一排队道停车线左转机动车停驶等候，行人和非机动车禁行等候；
(2)第二相位，
在S-N方向上，直行和右转机动车停驶等待，左转车辆第一左传排队道的车辆由第一左传排队道向第二左传排队道通行，第二左传排队道的车辆在第二左传排队道停车线前等候，行人和非机动车禁行等候；
在E-W方向上，直行仍通行，右转机动车停驶等待，第二左转排队道的车辆已全部放行完毕，第二左转排队道空闲，上一相位未通过第一左转停车线的左转机动车仍在第一左转停车线前等候，行人和非机动车通行；
(3)第三相位，
在S-N方向上，与第一相位时在E-W方向上的控制步骤相同；
在E-W方向上，与第一相位时在S-N方向上的控制步骤相同；
(4)第四相位，
在S-N方向上，与第二相位时在E-W方向上的控制步骤相同；
在E-W方向上，与第二相位时在S-N方向上的控制步骤相同。
本发明的有益效果是：在目前信号交叉路交通组织的基础上，较为完善的解决了左转机动车辆与对向直行机动车辆的冲突、左转非机动车辆与机动车辆之间的冲突，本向右转车辆和对向左转车辆与非机动车、行人之间的冲突，掉头车辆与对向直行车辆的冲突。通过本发明公开的设置及其组织方法可使各方向、各转向的机动车流之间，机动车流与非机动车流及行人之间均无交叉冲突。本发明将目前信号交叉口的左转专用相位合并到直行相位中，相对于传统四相位信号交叉口在一定程度上提高了通行能力。
附图说明
图1是本发明的交通模式设置图。
图2是行人和非机动车二次过街示意图。
图3是第一相位时的控制示意图。
图4是第二相位时的控制示意图。
图5是第三相位时的控制示意图。
图6是第三相位时的控制示意图。
图7是四个相位时的总控制表图。
图8是公交站设置示意图。
附图标记说明：第一左转排队道1、第一左转停车线2、第一左转信号灯3、第二左转排队道4、第二左转停车线5、第二左转信号灯6、停车让行线7、行人过街等候区8、非机动车过街等候区9、机动车右转信号灯10、机动车直形信号灯11、非机动车过街通道12、行人过街横道13、非机动车及行人信号灯14、机动车掉头标志15、直形与右转机动车停车线16、非机动车路口隔离带17、中央绿化隔离带18、控制点a。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步说明，实施例采用双向六车道平面信号交叉口的实施例。
下面结合附图对本实施例的交通模式设置进行说明：
对于左转机动车辆与对向直行机动车辆的冲突，通过如下方法消除：如图1所示，一种道路平面交叉口无冲突交通模式设置，在平面交叉口上，依据与平面交叉口的相对方位，将所述道路分为N(北)方向路口、S(南)方向路口、W(西)方向路口和E(东)方向路口四个路口，对于S方向路口，包括有供机动车从S方向朝N方向行驶的M(M为大于或等于二的整数)条上行机动车道，从N方向朝S方向行驶的M条下行机动车道，位于S方向路口的上行机动车道前方的机动车右转信号灯10和机动车直形信号灯11，位于S方向路口前端并与该路口垂直的行人过街横道13及位于其两端的行人过街等候区8和非机动车及行人信号灯14，所述S方向路口还包括第一左转排队道1和第二左转排队道4；所述第一左转排队道1设置在S方向路口的上行车道的最内侧车道上，其前端具有第一左转停车线2及位于第一左转停车线2前方的第一左转信号灯3；第二左转排队道4的前端以直线道路延伸到S方向路口的行人过街横道13，其最前端设置有第二左转停车线5以及位于第二左转停车线5前方的第二左转信号灯6，所述第二左转排队道4的后端以曲线道路与第一左转排队道1连接，并以第一左转停车线2为界；所述第二左转排队道4后端的曲线道路靠近交叉口侧设置有停车让行标线7，用以防止N方向路口的第一辆直行车早到后，W方向路口的右转车以及E方向路口的左转车迟到后，与进入第二左转排队道的左转车辆产生冲突；在平面交叉口上，N方向路口、W方向路口和E方向路口三个方向上的信号灯和地面涂刷标志的设置与S方向路口一致。
上述设置中，还包括位于行人过街横道13前侧并与其平行的非机动车过街通道12及位于其两端的非机动车过街等候区9，非机动车的控制相位与行人的控制相位相同，均由非机动车及行人信号灯14来控制。为了防止非机动车过街等候区9的非机动车在等待时影响左传车辆的运行，在非机动车过街等候区9靠近交叉路口一侧设置非机动车路口隔离带18。
上述设置中，第二左转排队道4的前端可以设置在S方向路口的下行车道的任何一道或多道车道上，但是为了减少对道路资源的占用以及与对向车流的冲突，优选的设置是将其设置在最外侧车道上。
上述设置中，第一左转信号灯3距第一左转停车线2的距离以和第二左转信号灯6距第二左转停车线5的距离在保证左转车辆司机正常观察的情况下视交叉口情况而定。如果道路有中央绿化隔离带18，第一左转信号灯3可才有立柱是设在中央绿化带上，否则采用悬臂式设置在车辆行驶方向的右侧人行道上。第二左转信号灯6采用悬臂式设置在车辆行驶方向的左侧人行道上。
为防止对向如N方向第一辆直行车早到，垂直方向如W方向的右转车以及垂直方向如E方向的左转车迟到，从而引起与进入第二左转排队道4的左转车辆产生冲突，在第二左转排队道4的弯道靠近交叉口侧设置停车让行标线7，在第二左转排队道4内设置有与停车让行线7齐平的控制点a。
第二左转排队道长度L2的最小长度等于QS1-qS1辆左转机动车的排队长度；上述长度成立的条件是当一个信号周期内S方向左转车辆总数为QS1；当S-N方向直行车辆开始通行时，从N方向直行停车线16到达S方向停车让行线7的第一辆车所需时间为tN1，S方向第一左转排队道1的最后一辆车从停车线2到达控制点a的时间为tSn，在tN1-tSn-t1单位：秒时间内其中t1是为了保证安全的间隔时间(一般为1~3秒)可以通过第一左转停车线2的左转机动车辆数为qS1。
为了消除掉头车辆与对向直行车辆的冲突，通过在第一左转排队道1处设置掉头标志15，令掉头车辆在此处按第一左转信号灯3指示运行，掉头车辆与第一左转排队道1内的左传车辆的控制步骤相同。
上述设置中，第一左转排队道1的第一左转停车线2的位置由第二左转排队道4的长度L2决定，第一左转排队道1的长度为在第一左转信号灯3的通行期间内左转车辆和掉头车辆所需的排队长度。
为了消除本向右转车辆和对向左转车辆与非机动车、行人之间的冲突，通过设置非机动车及行人专用控制相位、机动车右转信号灯10及其专用控制相位，第二左转信号灯6及控制相位得以消除。
为了消除左转非机动车辆与机动车辆之间的冲突。如图2所示，为非机动车设置非机动车过街等候区9，左转非机动车在非机动车非机动车过街等候区9等候，通过非机动车过街通道12，以二次过街的方式在信号灯的控制下与行人平行通行。例如，从W到N方向的左转的非机动车在非机动车及行人信号灯14的控制下，首先由W到E方向过街，再由S到N方向过街，以减少机动车和非机动车之间的冲突。
在上述设置的基础上，如图8所示，公交停靠站设置在第二左转排队道4同一侧并远离交叉口处一固定距离L3。
下面结合上述设置和附图对本实施例的交通控制方法进行说明：
如图7所示，一个信号周期内依次包括四个控制相位，“等待”期间对应信号灯的红灯亮禁止通行，“通行”期间对应信号灯的绿灯亮可以通行，“空闲”期间用于表明第二左转通道4的用途改变为N-S方向直行通道的期间，每个相位的具体控制步骤是：
1.第一相位，如图3所示，
在S-N方向上，机动车各方向停驶等候，直行和右转机动车在停车线16前等候，左转车辆在第一排队道停车线2前等候，第二左传排队道4空闲，行人和非机动车禁行等候；
在E-W方向上，直行和右转机动车通行，在第二左转机动车排队道4的左转机动车通行，未通过第一排队道停车线2左转机动车停驶等候，行人和非机动车禁行等候；
2.第二相位，如图4所示，
在S-N方向上，直行和右转机动车停驶等待，左转车辆第一左传排队道的车辆由第一左传排队道1向第二左传排队道4通行，第二左传排队道4的车辆在第二左传排队道停车线5前等候，行人和非机动车禁行等候；
在E-W方向上，直行仍通行，右转机动车停驶等待，第二左转排队道4的车辆已全部放行完毕，第二左转排队道4空闲，上一相位未通过第一排队道停车线2左转机动车仍在第一排队道停车线2前等候，行人和非机动车通行；
以S方向的为例，E方向左转第二排队道信号灯6应先由绿灯变为红灯，tE1n+t1秒之后S方向左转车辆第一排队道的信号灯3由红灯变为绿灯，其中tE1n为E方向最后一辆左转从E方向停车线5出发驶过S方向左转第二排队道4的时间，t1是为了保证安全的间隔时间一般为1~3秒。如果W方向的右转车以及E方向的左转车行驶较慢迟到，当S方向左转车辆已经进入第二排队道4时，仍有车辆为通过停车让行线7，则这些车辆在此线前做停车让行。
3.第三相位，如图5所示，
在S-N方向上，与第一相位时在E-W方向上的控制步骤相同；
在E-W方向上，与第一相位时在S-N方向上的控制步骤相同；
其中以南进口S方向为例，N方向直行信号灯11应先由红灯变为绿灯，tN1-tSn-t1秒之后S方向左转车辆第一排队道的信号灯3由绿灯变为红灯，其中tN1为N方向第一辆车从N方向直行停车线16到达S方向停车让行线所需时间，tSn为S方向第一左转机动车排队道1的最后一辆车从停车线2到达控制点a的时间，t1是为了保证安全的间隔时间一般为1~3秒。
4.第四相位，如图6所示，
在S-N方向上，与第二相位时在E-W方向上的控制步骤相同；
在E-W方向上，与第二相位时在S-N方向上的控制步骤相同。
本发明中的交通标志、标线、及交通信号灯的设置应符合相应国家标准，其具体设置不再详细叙述。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的具体实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。

Claims (9)

1.一种道路平面交叉口无冲突交通模式设置，在平面交叉口上，依据与平面交叉口的相对方位，将所述道路分为N(北)方向路口、S(南)方向路口、W(西)方向路口和E(东)方向路口四个路口，对于S方向路口，包括有供机动车从S方向朝N方向行驶的M(M为大于或等于二的整数)条上行机动车道，从N方向朝S方向行驶的M条下行机动车道，位于S方向路口的上行机动车道前方的机动车右转信号灯(10)和机动车直形信号灯(11)，位于S方向路口前端并与该路口垂直的行人过街横道(13)及位于其两端的行人过街等候区(8)和非机动车及行人信号灯(14)，其特征在于，所述S方向路口还包括第一左转排队道(1)和第二左转排队道(4)；所述第一左转排队道(1)设置在S方向路口的上行车道的最内侧车道上，其前端具有第一左转停车线(2)及位于第一左转停车线(2)前方的第一左转信号灯(3)；第二左转排队道(4)的前端以直线道路延伸到S方向路口的行人过街横道(13)，其最前端设置有第二左转停车线(5)以及位于第二左转停车线(5)前方的第二左转信号灯(6)，所述第二左转排队道(4)的后端以曲线道路与第一左转排队道(1)连接，并以第一左转停车线(2)为界；所述第二左转排队道(4)后端的曲线道路靠近交叉口侧设置有停车让行标线(7)，用以防止N方向路口的第一辆直行车早到后，W方向路口的右转车以及E方向路口的左转车迟到后，与进入第二左转排队道的左转车辆产生冲突；在平面交叉口上，N方向路口、W方向路口和E方向路口三个方向上的信号灯和地面涂刷标志的设置与S方向路口一致。
2.根据权利要求1所述的道路平面交叉口无冲突交通模式设置，其特征在于，还包括位于行人过街横道(13)前侧并与其平行的非机动车过街通道(12)及位于其两端的非机动车过街等候区(9)。
3.根据权利要求2所述的道路平面交叉口无冲突交通模式设置，其特征在于，所述第二左转排队道(4)的前端设置在S方向路口的下行车道的最外侧车道上。
4.根据权利要求3任一项所述的道路平面交叉口无冲突交通模式设置，其特征在于，在第二左转排队道(4)内设置有与停车让行线(7)齐平的控制点a，第二左转排队道长度L2等于QS1-qS1辆左转机动车的排队长度；上述长度成立的条件是当一个信号周期内S方向左转车辆总数为QS1；当S-N方向直行车辆开始通行时，从N方向直行停车线(16)到达S方向停车让行线(7)的第一辆车所需时间为tN1，S方向第一左转排队道(1)的最后一辆车从停车线(2)到达控制点a的时间为tSn，在tN1-tSn-t1(单位：秒)时间内(其中t1是为了保证安全的间隔时间一般为1~3秒)可以通过停车线(2)的左转机动车辆数为qS1。
5.根据权利要求4所述的道路平面交叉口无冲突交通模式设置，其特征在于，在第一左转排队道(1)处设置掉头标志(15)，用以令掉头车辆在此处按信号灯指示掉头。
6.根据权利要求5所述的道路平面交叉口无冲突交通模式设置，其特征在于，第一左转排队道(1)的第一左转停车线(2)的位置由第二左转排队道(4)的长度L2决定，第一左转排队道(1)的长度为在第一左转信号灯(3)的通行期间内左转车辆和掉头车辆所需的排队长度。
7.根据权利要求1至6任一项所述的道路平面交叉口无冲突交通模式设置，其特征在于，所述公交停靠站设置在第二左转排队道(4)同一侧并远离交叉口一固定距离。
8.一种适用于权利要求1至6任一项所述的道路平面交叉口无冲突交通模式设置的控制方法，其特征在于，一个信号周期内依次包括四个控制相位，
(1)第一相位，
在S-N方向上，机动车各方向停驶等候，直行和右转机动车在停车线(16)前等候，左转车辆在第一排队道停车线(2)前等候，第二左传排队道(4)空闲，行人和非机动车禁行等候；
在E-W方向上，直行和右转机动车通行，在第二左转机动车排队道(4)的左转机动车通行，未通过第一排队道停车线(2)左转机动车停驶等候，行人和非机动车禁行等候；
(2)第二相位，
在S-N方向上，直行和右转机动车停驶等待，左转车辆第一左传排队道的车辆由第一左传排队道(1)向第二左传排队道(4)通行，第二左传排队道(4)的车辆在第二左传排队道停车线(5)前等候，行人和非机动车禁行等候；
在E-W方向上，直行仍通行，右转机动车停驶等待，第二左转排队道(4)的车辆已全部放行完毕，第二左转排队道(4)空闲，上一相位未通过第一左转停车线(2)的左转机动车仍在第一左转停车线(2)前等候，行人和非机动车通行；
(3)第三相位，
在S-N方向上，与第一相位时在E-W方向上的控制步骤相同；
在E-W方向上，与第一相位时在S-N方向上的控制步骤相同；
(4)第四相位，
在S-N方向上，与第二相位时在E-W方向上的控制步骤相同；
在E-W方向上，与第二相位时在S-N方向上的控制步骤相同。
9.根据权利要求8所述的道路平面交叉口无冲突交通模式设置的控制方法，其特征在于，包括在第一左转排队道(1)处设置掉头标志(15)，用以令掉头车辆在此处按第一左转信号灯(3)指示掉头，掉头车辆与第一左转排队道(1)内的左传车辆的控制步骤相同。
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