CN109191873B - 一种交通合流点设置预信号灯的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种交通合流点设置预信号灯的方法及装置，所述方法包括：步骤1：根据进口道饱和度以及合流点(3)到交叉路口(4)的距离判断是否需要设置预信号灯；步骤2：如果判断结果为是，则在主道和辅道的合流处分别设置主道预信号灯(1)和辅道预信号灯(2)；步骤3：在设置预信号灯后，实时监控车流量，根据车流量与预定阈值的比较动态调整信号灯的开启、关闭；步骤4：在预信号灯处于正常工作状态时，将主道、辅道的信号灯与交叉路口(4)的信号灯(5)的配时相关联。本发明通过在主道、辅道的合流点设置预信号灯，避免出现从辅道进入主道的左转或掉头的车辆与主道直行的车辆发生抢道而造成拥堵的情况，降低了延误值，有效提高了道路通行能力。
Description
技术领域
本发明涉及交通控制技术领域，尤其涉及一种交通合流点设置预信号灯的方法及装置。
背景技术
目前许多城市道路都有设置辅道，辅道一般为双车道或机非混行车道。在交叉口进口道处，主干道与辅道的车辆均有各个方向的转向要求，形成了多个冲突点，辅道汇入城市主干道的左转、掉头车辆与城市主干道直行、右转车辆的冲突问题尤其严重，现状许多带辅道的城市主干道在交叉口未通过合理的设计解决上述问题，造成了交叉口的拥堵。
这类路口的问题，受影响的主要要素不是支路辅道而是干道的交通持续增加，或者***大交通把主要交通流引入到这类节点引起的。这种冲突不是规划有问题，但需要采取相应措施来解决。通常采取的措施是空间改善，即路口的渠化展宽，但受到有限的红线资源影响，这种措施的效果并非很理想，路口展宽后路导致交织车道更多，而实际有效车道服务水平并不能有效解决拥堵问题。其次采取的措施是时间改善，时间改善指的是增加左转或者左转右置的交通组织模式，但司机驾乘人员适应这种交通组织模式的周期长，其有效绿信比并不突出，实际效果延误或者排队仍然存在。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明提出一种交通合流点设置预信号灯的方法及装置，通过在主道、辅道的合流点(3)设置预信号灯，避免出现从辅道进入主道的左转或掉头的车辆与主道直行的车辆发生抢道而造成拥堵的情况，降低了延误值，有效提高了道路通行能力。
为实现上述目的，本发明提供了一种交通合流点设置预信号灯的方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1：根据进口道饱和度以及合流点(3)到交叉路口(4)的距离判断是否需要设置预信号灯；
步骤2：如果判断结果为是，则在主道和辅道的合流处分别设置主道预信号灯(1)和辅道预信号灯(2)；
步骤3：在设置预信号灯后，实时监控车流量，根据车流量与预定阈值的比较动态调整信号灯的开启、关闭；
步骤4：在预信号灯处于正常工作状态时，将主道、辅道的信号灯与交叉路口(4)的信号灯(5)的配时相关联。
根据本发明的另一个方面，所述步骤1包括：预先制作一个是否需要设置预信号灯的查询表，根据进口道饱和度以及合流点到交叉口的距离通过直接查表的方式来判断是否需要设置预信号。
根据本发明的另一个方面，所述步骤1包括：设置第一饱和度阈值和第二饱和度阈值，当饱和度大于第一阈值且小于第二阈值，并且所述距离小于或等于第一距离阈值时设置预信号灯。
根据本发明的另一个方面，所述第一距离阈值为230米。
根据本发明的另一个方面，所述步骤4中将主道、辅道的信号灯与交叉路口(4)的信号灯(5)的配时相关联包括：配置主道预信号灯(1)、辅道预信号灯(2)以及交叉路口(4)的信号灯(5)的亮灯时长和亮灯颜色，使得在同一亮灯时长内，主道与辅道的信号灯同时亮灯的颜色相异，辅道的信号灯与交叉路口(4)的信号灯(5)同时亮灯的颜色相同。
根据本发明的另一个方面，本发明还提出一种交通合流点设置预信号灯的装置，所述装置包括：
判断模块，用于根据进口道饱和度以及合流点(3)到交叉路口(4)的距离判断是否需要设置预信号灯；
设置模块，如果判断结果为是，则在主道和辅道的合流处分别设置主道预信号灯(1)和辅道预信号灯(2)；
检测模块，用于在设置预信号灯后，实时监控车流量，根据车流量与预定阈值的比较动态调整信号灯的开启、关闭；
关联模块，用于在预信号灯处于正常工作状态时，将主道、辅道的信号灯与交叉路口(4)的信号灯(5)的配时相关联。
根据本发明的另一个方面，所述设置模块还用于，预先制作一个是否需要设置预信号灯的查询表，根据进口道饱和度以及合流点到交叉口的距离通过直接查表的方式来判断是否需要设置预信号。
根据本发明的另一个方面，所述设置模块还用于，设置第一饱和度阈值和第二饱和度阈值，当饱和度大于第一阈值且小于第二阈值，并且所述距离小于或等于第一距离阈值时设置预信号灯。
根据本发明的另一个方面，所述第一距离阈值为230米。
根据本发明的另一个方面，所述关联模块还用于，配置主道预信号灯(1)、辅道预信号灯(2)以及交叉路口(4)的信号灯(5)的亮灯时长和亮灯颜色，使得在同一亮灯时长内，主道与辅道的信号灯同时亮灯的颜色相异，辅道的信号灯与交叉路口(4)的信号灯(5)同时亮灯的颜色相同。
通过参照以下附图及对本发明的具体实施方式的详细描述，本发明的特征及优点将会变得清楚。
附图说明
图1是本发明的交通合流点设置预信号灯的方法流程示意图；
图2是本发明的交通合流点设置预信号灯的装置结构示意图；
图3是本发明的在主道和辅道设置交通预信号灯的示意图。
附图标记说明：1、主道预信号灯；2、辅道预信号灯；3、合流点；4、交叉路口；5、交叉路口的信号灯。
具体实施方式
为了使本发明的技术方案更加清楚、明了，下面将结合附图作进一步详述，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1是本发明的交通合流点设置预信号灯的方法流程示意图。所述方法包括以下步骤：
步骤1：根据进口道饱和度以及合流点(3)到交叉路口(4)的距离判断是否需要设置预信号灯。
在一种实施方式中，可以预先设置第一饱和度阈值、第二饱和度阈值和第一距离阈值，将检测得到的饱和度与第一饱和度阈值和第二饱和度阈值进行比较，并将合流点(3)到交叉路口(4)的距离与第一距离阈值进行比较来判断是否需要在主道和辅道设置预信号灯。当饱和度小于或等于第一饱和度阈值，或者饱和度大于或等于第二饱和度阈值时不设置预信号灯。当饱和度大于第一阈值且小于第二阈值，并且所述距离小于或等于第一距离阈值时设置预信号灯。
在该实施方式中，优选地，所述第一饱和度阈值为0.6，第二饱和度阈值为1，所述第一距离阈值为230米。
在另一个实施方式中，可以不预先设置第一饱和度阈值和第二饱和度阈值，而是制作一个是否需要设置预信号灯的查询表，然后根据进口道饱和度以及合流点到交叉口的距离通过直接查表的方式来判断是否需要设置预信号。如表1所示，其中“√”代表建议设置预信号，“×”代表不建议设置预信号。
表1：预信号灯设置查询表
优选地，检测主道和辅道的合流处的饱和度具体为：在合流处设置地磁车辆检测器和信号控制机，所述信号控制机每隔两个小时统计交叉口车道流量值q和绿灯时间g，并由平均饱和度公式
计算该时间间隔内的交叉口车道平均饱和度X。
步骤2：如果步骤1中的判断结果为是，则在主道和辅道的合流处分别设置主道预信号灯(1)和辅道预信号灯(2)。如图3所示，当判断结果为是时，在主道和辅道的合流处分别设置主道预信号灯(1)和辅道预信号灯(2)。
步骤3：在设置预信号灯后，实时监控车流量，根据车流量与预定阈值的比较动态调整信号灯的开启、关闭。
此步骤中，车流量可以是预定时间段内通过主道和辅道合流处的车辆总数，实时监控车流量可以通过以下方式来实现：在主道和辅道的合流处设置地磁车辆检测器，检测预定时间段内通过的车辆总数，然后将车辆总数与预定的阈值进行比较，如果车辆总数小于第一阈值，则认为车流量小，如果车辆总数大于第二阈值，则认为车流量大，如果车辆总数在第一阈值和第二阈值之间，则认为车流量正常。
在实时检测了车流量后，动态调整信号灯的开启、关闭。例如，当流量正常或过大时，开启预信号灯正常工作；流量小时可以关闭信号灯进入节能状态或改变信号灯为连续闪烁的黄色。
步骤4：在预信号灯处于正常工作状态时，将主道、辅道的信号灯与交叉路口(4)的信号灯(5)的配时相关联。
此步骤中，将主道、辅道的信号灯与交叉路口(4)的信号灯(5)的配时相关联包括：配置主道预信号灯(1)、辅道预信号灯(2)以及交叉路口(4)的信号灯(5)的亮灯时长和亮灯颜色，使得在同一亮灯时长内，主道与辅道的信号灯同时亮灯的颜色相异，辅道的信号灯与交叉路口(4)的信号灯(5)同时亮灯的颜色相同。
例如，辅道预信号灯(2)亮绿灯时，主道预信号灯(1)亮红灯，同时交叉路口(4)的信号灯(5)亮绿灯；辅道预信号灯(2)亮红灯时，主道预信号灯(1)亮绿灯，同时交叉路口(4)的信号灯(5)亮红灯。当主线预信号红灯亮起时，辅路的预信号绿灯亮起，辅路车辆可快速进入左转、掉头车道，避免冲突。
本实施例提出的交通合流点设置预信号灯的方法，通过在主道、辅道的合流点设置预信号灯，避免出现从辅道进入主道的左转或掉头的车辆与主道直行的车辆发生抢道而造成拥堵的情况，降低了延误值，有效提高了道路通行能力。
图2是本发明的交通合流点设置预信号灯的装置结构示意图。本实施例提出的交通合流点设置预信号灯的装置包括：
判断模块，用于根据进口道饱和度以及合流点(3)到交叉路口(4)的距离判断是否需要设置预信号灯。
在一种实施方式中，可以预先设置第一饱和度阈值、第二饱和度阈值和第一距离阈值，判断模块将检测得到的饱和度与第一饱和度阈值和第二饱和度阈值进行比较，并将合流点(3)到交叉路口(4)的距离与第一距离阈值进行比较来判断是否需要在主道和辅道设置预信号灯。当饱和度小于或等于第一饱和度阈值，或者饱和度大于或等于第二饱和度阈值时不设置预信号灯。当饱和度大于第一阈值且小于第二阈值，并且所述距离小于或等于第一距离阈值时设置预信号灯。
在该实施方式中，优选地，所述第一饱和度阈值为0.6，第二饱和度阈值为1，所述第一距离阈值为230米。
在另一种实施方式中，可以不预先设置第一饱和度阈值和第二饱和度阈值，而是制作一个是否需要设置预信号灯的查询表，然后根据进口道饱和度以及合流点到交叉口的距离通过直接查表的方式来判断是否需要设置预信号。
如果判断模块的判断结果为是，则设置模块确定需要在主道和辅道的合流处分别设置主道预信号灯(1)和辅道预信号灯(2)。
检测模块，用于在设置预信号灯后，实时监控车流量，根据车流量与预定阈值的比较动态调整信号灯的开启、关闭。
车流量可以是预定时间段内通过主道和辅道合流处的车辆总数，检测模块实时监控车流量可以通过以下方式来实现：在主道和辅道的合流处设置地磁车辆检测器，检测预定时间段内通过的车辆总数，然后将车辆总数与预定的阈值进行比较，如果车辆总数小于第一阈值，则认为车流量小，如果车辆总数大于第二阈值，则认为车流量大，如果车辆总数在第一阈值和第二阈值之间，则认为车流量正常。
在实时检测了车流量后，检测模块动态调整信号灯的开启、关闭。例如，当流量正常或过大时，开启预信号灯正常工作；流量小时可以关闭信号灯进入节能状态或改变信号灯为连续闪烁的黄色。
关联模块，用于在预信号灯处于正常工作状态时，将主道、辅道的信号灯与交叉路口(4)的信号灯(5)的配时相关联。
关联模块配置主道预信号灯(1)、辅道预信号灯(2)以及交叉路口(4)的信号灯(5)的亮灯时长和亮灯颜色，使得在同一亮灯时长内，主道与辅道的信号灯同时亮灯的颜色相异，辅道的信号灯与交叉路口(4)的信号灯(5)同时亮灯的颜色相同。
例如，辅道预信号灯(2)亮绿灯时，主道预信号灯(1)亮红灯，同时交叉路口(4)的信号灯(5)亮绿灯；辅道预信号灯(2)亮红灯时，主道预信号灯(1)亮绿灯，同时交叉路口(4)的信号灯(5)亮红灯。当主线预信号红灯亮起时，辅路的预信号绿灯亮起，辅路车辆可快速进入左转、掉头车道，避免冲突。
优选地，所述设置模块还用于，当饱和度小于或等于第一饱和度阈值，或者饱和度大于或等于第二饱和度阈值时不设置预信号灯。
优选地，所述设置模块还用于，当饱和度大于第一阈值且小于第二阈值，并且所述距离小于或等于第一距离阈值时设置预信号灯。
本实施例提出的交通合流点设置预信号灯的装置，其中各个功能模块所执行的方法与方法实施例中的相同，此处不再赘述。通过在主道、辅道的合流点设置预信号灯，避免出现从辅道进入主道的左转或掉头的车辆与主道直行的车辆发生抢道而造成拥堵的情况，降低了延误值，有效提高了道路通行能力。
下面给出本发明的一个仿真应用。深南大道是深圳市一条东西向主干道，全长25.6公里，横跨罗湖，福田和南山区，连接蔡屋围与南头。深南大道与竹子林四路交叉口东进口道每小时交通量达到4000辆，其中深南大道辅路有1500pcu/h，主线2500pcu/h。深南大道辅道汇入主干道的左转、掉头车辆与主干道直行、右转车辆的冲突较为严重。
在深南大道主辅路汇入点设置预信号，实现辅道进入交通主干道节点联动组织，改善城市干道节点通行能力。当主线预信号红灯亮起时，辅路的预信号绿灯亮起，辅路车辆可快速进入左转、掉头车道，避免冲突。
依据调查数据，利用专业的微观交通仿真软件VISSIM对深南大道与竹子林四路交叉口高峰时段交通运行现状和实施改善措施后的交通运行状况分别进行了仿真，得出了传统方案与改善方案车均延误值，如下表。
表2：传统方案与改善方案车均延误值
从仿真效果可以看出，设置预信号的方案比进口道左转右置的方案效果要好，降低了延误值，有效提高通行能力。
下表给出了不同主辅流量比例下各方案车均延误值。
表3：不同主辅流量比例下各方案车均延误值
通过VISSIM仿真软件研究深南大道主辅路交通组织模式的准入条件和设置标准，仿真得到不同进口道饱和度下主辅路汇入点距离停车线位置与车均延误变化的关系，见表4。
表4：设置预信号的延误与未设置预号的延误值之差
可以看出，在进口道饱和度较低的情况下，由于车辆可穿越时距较大，设置预信号反而会使延误升高；在进口道饱和度达到0.65及以上，由于车辆可穿越时距减小，此时设置预信号会使延误降低；当进口道饱和度超过0.95达到F级的时候，车辆排队长度会超过汇入点与停止线的距离，影响主线的交通运行状况，此时不建议设置预信号。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种交通合流点设置预信号灯的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1：根据进口道饱和度以及合流点(3)到交叉路口(4)的距离判断是否需要设置预信号灯，其中，设置第一饱和度阈值和第二饱和度阈值，当饱和度大于第一饱和度阈值且小于第二饱和度阈值，并且所述距离小于或等于第一距离阈值时设置预信号灯；
步骤2：如果判断结果为是，则在合流点(3)的主道和辅道分别设置主道预信号灯(1)和辅道预信号灯(2)；
步骤3：在设置预信号灯后，实时监控车流量，根据车流量与预定阈值的比较动态调整预信号灯的开启、关闭，其中，如果车流量小于预定阈值，则关闭预信号灯，如果车流量大于预定阈值，则开启预信号灯正常工作；
步骤4：在预信号灯处于正常工作状态时，将主道、辅道的预信号灯与交叉路口(4)的信号灯(5)的配时相关联，其中，配置主道预信号灯(1)、辅道预信号灯(2)以及交叉路口(4)的信号灯(5)的亮灯时长和亮灯颜色，使得在同一亮灯时长内，主道与辅道的预信号灯同时亮灯的颜色相异，辅道的预信号灯(2)与交叉路口(4)的信号灯(5)同时亮灯的颜色相同。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1替换为：根据进口道饱和度以及合流点(3)到交叉路口(4)的距离判断是否需要设置预信号灯，其中，预先制作一个是否需要设置预信号灯的查询表，根据进口道饱和度以及合流点到交叉路口的距离通过直接查表的方式来判断是否需要设置预信号灯。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一距离阈值为230米。
4.一种交通合流点设置预信号灯的装置，其特征在于，所述装置包括：
判断模块，用于根据进口道饱和度以及合流点(3)到交叉路口(4)的距离判断是否需要设置预信号灯，其中，设置第一饱和度阈值和第二饱和度阈值，当饱和度大于第一饱和度阈值且小于第二饱和度阈值，并且所述距离小于或等于第一距离阈值时设置预信号灯；
设置模块，如果判断结果为是，则在合流点(3)的主道和辅道分别设置主道预信号灯(1)和辅道预信号灯(2)；检测模块，用于在设置预信号灯后，实时监控车流量，根据车流量与预定阈值的比较动态调整预信号灯的开启、关闭，其中，如果车流量小于第一车流量阈值，则关闭预信号灯，如果车流量大于第一车流量阈值，则开启预信号灯正常工作；
关联模块，用于在预信号灯处于正常工作状态时，将主道、辅道的预信号灯与交叉路口(4)的信号灯(5)的配时相关联，其中，配置主道预信号灯(1)、辅道预信号灯(2)以及交叉路口(4)的信号灯(5)的亮灯时长和亮灯颜色，使得在同一亮灯时长内，主道与辅道的预信号灯同时亮灯的颜色相异，辅道的预信号灯(2)与交叉路口(4)的信号灯(5)同时亮灯的颜色相同。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述设置模块还用于，预先制作一个是否需要设置预信号灯的查询表，根据进口道饱和度以及合流点到交叉路口的距离通过直接查表的方式来判断是否需要设置预信号灯。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第一距离阈值为230米。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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