[发明专利]一种十字型交叉口交通信号灯设置的判别方法

说明书

技术领域

本发明属于城市交通技术领域，特别涉及了一种十字型交叉口交通信号灯设置的判别方法。

背景技术

道路交叉口是交通拥堵、交通事故及交通污染等交通问题的主要发生区域。交叉口的这些交通问题，归根到底是交叉口交通控制方式不合理，控制方法不得当的问题。其中，交叉口是否需要设置信号灯是能否缓解前述交通问题所面临的首要难题：如果对不需要设置信号灯的交叉口设置信号灯，将大大增加车辆在交叉口范围内的交通延误，降低交叉口交通运行效率；反之，如不对需要设置信号灯的交叉口设置信号灯，将导致该交叉口交通运行混乱，造成较为严重的交通安全隐患。而对于道路交叉口来说，十字型交叉口数量最大，问题最多，对十字型交叉口开展研究将最具代表性，并能够更好的缓解道路交叉口的交通问题。因此，如何更加准确、直观的判断十字型交叉口信号灯设置条件是缓解交叉口交通拥堵、减少交通事故、降低交通污染的当务之急。

发明内容

为了解决上述背景技术提出的技术问题，本发明旨在提供一种十字型交叉口交通信号灯设置的判别方法，利用交叉口主-支路当量车流定量确定交叉口设置交通信号灯的阈值条件，可为城市交通管理部门精细化判别交叉口控制方式提供有效的参考依据。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

一种十字型交叉口交通信号灯设置的判别方法，包括以下步骤：

(1)选取无交通信号灯控制的十字型交叉口作为判别对象；

(2)获取该十字型交叉口的交通特征数据集，包括交叉口几何特征、车流量特征以及车辆载客特征，根据该数据集对交叉口的各进口方向进行编号，并计算交叉口当量交通流特征参数，包括各进口方向各转向车道日均高峰小时当量交通流量，主、支路当量交通流不均衡系数以及各进口方向当量交通流左、右转比例；

(3)根据交叉口当量交通流特征，建立无交通信号灯控制十字型交叉口乘客总延误计算模型，并对模型中各参数指标进行标定，该模型中的延误由低优先级车辆等待高优先级车辆通过无交通信号灯控制的十字型交叉口而产生；

(4)根据交叉口当量交通流量特征，确定该十字型交叉口信号配时方案，包括交叉口信号相位结构和相序、初始信号周期以及各信号相位绿灯时间，并建立该信号配时方案条件下交叉口乘客总延误计算模型；

(5)建立主-支路当量车流计算模型，并确定主-支路当量车流阈值图，从而判断该十字型交叉口是否需要设置交通信号灯。

进一步地，步骤(2)的具体过程如下：

(21)连续采集n天该十字型交叉口的车流量特征和车辆载客特征，每天的采集时段为交通高峰时段；所述交叉口几何特征包括该交叉口各进口方向的各转向车道的数量和几何尺寸；所述车流量特征为单位时间内各进口方向各转向车道通过的车辆数，且需按照车辆类型进行分类统计；所述车辆载客特征为单位时间内各进口方向各转向车道通过每辆车的载客人数；

(22)交叉口各进口方向按照车流量特征进行编号，将各进口方向左转、直行和右转车流量之和最大的进口方向编为#1进口方向，其对向进口方向编号为#2，剩余两个进口方向中左转、直行和右转车流量之和较大的编为#3进口方向，其对向进口方向编号为#4；#1、#2进口方向对应的道路为该交叉口的主路，#3、#4进口方向对应的道路为该交叉口的支路；

(23)先计算交叉口各进口方向各转向车道在高峰小时的日均车流量，然后根据日均车流量计算交叉口各进口方向各转向车道日均高峰小时当量交通流量：

上式中，为#i进口方向M转向车道的当量车流量，i＝1,2,3,4，表示4个进口方向，M＝L,T,R，依次表示左转车道、直行车道、右转车道；分别为#i进口方向M转向车道在高峰小时的小型车、中型车和大型车的日均车流量；PCE^(小)、PCE^(中)、PCE^(大)分别为小型车、中型车和大型车的当量换算系数；

(24)主、支路当量交通流不均衡系数是交叉口主路、支路流量较大进口方向的当量交通流量与主路、支路总当量交通流量的比值，计算公式如下；