[发明专利]平面十字路口四向绿波和具有四向绿波效果的区域协调控制及实现方法

说明书

采用交通信号控制技术，在城市路网的平面十字路口实行四向绿波及具有四向绿波效果的面控。设计方法主要为立体模型法，平面时距图法是该方法的简化，还包括既遵循立体模型法的思路又不必显示立体模型和平面时距图的其他数学模型、计算机程序、动画试错反推等方法。所有方法都遵守的原则是：在每路口的纵向道路时间立面和横向道路时间立面相交的时间轴上，分别让两个立面上各自双向绿波的上、下行信号阶段尽量重合或相交，若相离，则要让离开的时间能够插入其他相位，让纵向立面上的双向绿波的放行阶段与横向立面上的双向绿波的放行阶段彻底分开。据此，建立了综合或分立的具有设计、验证、仿真显示、报告数据、在线运行等功能的四向绿波模型、方法。

技术领域

本发明属于城市道路交通管理领域，涉及一种提高城市路网中平面交叉路口通行能力的方法，特别是城市道路交通信号控制技术。

背景技术

提高城市路网中平面交叉路口通行能力的方法有很多。一类是拓展道路空间、通过标志标线和隔离护栏的“渠化”，实现行人、非机动车、机动车的空间分离，以及实现不同行进方向车辆的车道分离；一类是结合“空间分离”发展城市道路交通信号控制技术，对交通参与者进行灵活的“时间分离”。

在城市道路交通信号控制技术中，把对一个平面交叉路口(以下简称为路口)的控制称为点控，把对一条道路上若干个相邻路口的协调控制称为线控，把对纵横相交道路的路口群协调控制叫区域控制或面控。

为提高城市路网中平面交叉路口的通行能力，线控和面控早就成为了重点研究的技术。其中线控技术已经摆脱了路口间距不相等的羁绊，进入了双向绿波的时代。本申请人2014年就在湖南长沙潇湘大道实现了省会城市交通主干道的长距离、多路口、快速度、大流量的双向绿波控制。

但是，在一个十字路口由两条双向绿波相交形成四向绿波，进而形成具有四向绿波效果的面控，目前还没有公开的文献及案例报道，就连GB/T 31418-2015《道路交通信号控制系统术语》中，还没有出现“四向绿波”这样的词条。

发明内容：

本发明克服了下列传统误区：

一是认为，在十字路口中，双向绿波道路的相位时间挤占了另一条相交道路的相位时间，牺牲了相交道路的通行能力。

二是由第一个误区延伸，不相信在一个十字路口可以由两条双向绿波相交形成四向绿波，更不相信能够形成达到四向绿波效果的面控。

三是把提高城市路网中平面交叉路口通行能力的途径，过分集中在对红绿灯控制设备、控制软件及传统经验公式的完善。

本发明认为：

一、四向绿波控制采用的信号阶段，与非四向绿波控制采用的信号相位是等效的。论述如下。

在同一个十字路口，当入口车道数、平均车头时距不变的情况下，将传统信号控制的“南、北直行→南、北左转”两个相位同四向绿波控制用到的“南或北入口单独放行→南、北直行→北或南入口单独放行”三个阶段相比较，南、北入口的左、直交通流所得到的通行时间是相等的，即通行能力是等效的。

同理，上述相等和等效对于东西入口当然也适用。

那么，一个路口的“南、北直行→南、北左转→东、西直行→东、西左转”四相位控制，与“南或北入口单独放行→南、北直行→北或南入口单独放行→东或西入口单独放行→东、西直行→西或东入口单独放行”六阶段控制是等效的；进一步，“南、北直行→南、北左转→东或西入口单独放行→东、西直行→西或东入口单独放行”，以及“东、西直行→东、西左转→南或北入口单独放行→南、北直行→北或南入口单独放行”，以及“南或北入口单独放行→北或南入口单独放行→东或西入口单独放行→西或东入口单独放行”等等，它们都是等效的。