[发明专利]单进口轮流放行方式的四路环形交叉口交通信号控制方法

说明书

技术领域

本发明属于交通信号控制技术领域，涉及一种单进口轮流放行方式的四路环形交叉口交通信号控制方法。

背景技术

环形交叉是道路平面交叉的一种常见形式。环形交叉口是城市道路网络的重要节点，可以采用两种交通控制方法，即让行规则控制和交通信号控制。

机动车行经让行规则控制环形交叉口时，应遵循“入环车辆让环内车辆先行、环内车辆让出环车辆先行”的规则通行。实践证明，在较低或中等机动车交通负荷水平下，让行规则控制环形交叉口具有交通事故率低、通行效率高等优点。然而，随着机动车交通负荷水平的提高，环道车流趋于密集，车辆进出环道的难度加大，入环车辆不让行环内车辆、环内车辆不让行出环车辆、人车干扰严重等现象愈发频繁，由此导致交通事故频发、通行效率低下、行人和非机动车过街难等交通问题。提升交通控制等级成为应对让行规则控制环形交叉口面临诸多交通问题的一种有效途径，交通信号控制环形交叉口应运而生。

根据交通信号灯设置方式的不同，可以将环形交叉口的交通信号控制模式分为2类：⑴个别进口道控制（Metering Signalization）；⑵进口道和环道全控制（Full Signalization）。根据信号配时参数生成方式的不同，可以将环形交叉口的交通信号控制模式分为2类：⑴预设时间控制（Pre-timed Control）；⑵交通响应控制（Traffic Responsive Control）。目前，国外学者的研究多聚焦于“个别进口道控制+交通响应控制”；国内学者的研究多聚焦于“进口道和环道全控制+预设时间控制”。

进口道和环道全控制的四路环形交叉口可以采用2种交通组织方式：⑴多进口同步放行；⑵单进口轮流放行。多进口同步放行方式下，本向与对向的入环车辆同步获得通行权，进入环道的直行车辆可以顺利出环，左转车辆由于受到环道信号灯的阻滞，须在逆时针方向相邻的第2条环道停止线后等待第二次通行机会方能出环。一旦环道停止线后的左转车辆排队过长，将严重干扰出环车辆的正常通行，导致局部环道甚至整个环形交叉口陷入死锁状态，因此，多进口同步放行方式的适用性不佳。单进口轮流放行方式下，按照顺时针的顺序依次为各个进口道机动车相位赋予通行权，环道信号灯不会对入环车辆的正常通行造成明显的阻滞，基本消除了局部环道死锁的可能性，因此，单进口轮流放行方式具有普遍的适用性。

就通行空间和时间资源的结构性特征而言，环形交叉口明显区别于普通平面交叉口，传统的交通信号控制方法无法直接应用于环形交叉口。本发明面向采用“进口道和环道全控制+预设时间控制”的四路环形交叉口，从相位结构设计和信号配时设计两个层面，建立一种单进口轮流放行方式的四路环形交叉口交通信号控制方法，可以为环形交叉口的交通管理与控制工程实践提供理论依据和技术支撑。

发明内容

本发明的技术方案如下：

1.相位结构设计

相位结构设计的目的是基于平面交叉口的道路空间条件，根据道路使用者的通行需求特征和交通信号控制设备的技术条件，遵循一定的原则和步骤，为不同类型、不同走行方向的道路使用者赋予通行权，提供平等的通行机会，定义通行权的传承顺序，实现通行时间资源的战略分配。

1.1相位编号

相位编号是相位的惟一性标识。相位编号由单个英文大写字母和正整数构成，字母表示相位类型，数字表示序号。按照“北、东、南、西”的顺序，为各个相位命名。

四路环形交叉口具有4个进口道机动车相位（K1～K4）、4个环道机动车相位（R1～R4）和4个行人相位（F1～F4），如图1所示。进口道机动车相位和环道机动车相位采用的信号灯具均为圆形信号灯。相位冲突关系，如表1所示（“×”表示互为冲突）：