[发明专利]交叉口直行车使用对向左转道的动态车道设计及信控方法

权利要求书

1.交叉口直行车使用对向左转道的动态车道设计及信控方法，具体步骤如下，其特征在于,

步骤1：收集基本信息步骤，可后续步骤提供数据支持，具体收集以下信息：交叉口各个进口左转、直行、右转的车流量V_pq及车道数量n_pq，其中p＝N,S,E,W，分别代表北进口、南进口、东进口、西进口，q＝L,S,R，分别代表左转、直行、右转，叉口车辆启动损失时间l，进口道车流的饱和流率s，高峰时段因子PHF，交叉口期望服务水平v/c，左转车辆通过停车线的平均速度v_L，直行车通过停车线的平均速度v_S，研究方向上的交叉口宽度w，本交叉口停车线至上游交叉口渠化起始点的距离L_up，进口道排队队列中连续两个车辆间的平均距离d，车辆平均长度 使用动态车道左转的车辆到达率λ；

步骤2：确定动态车道空间位置和交叉口信号配时方案步骤具体包括：

(1)确定动态车道空间位置，对于直行出口车道数小于进口车道数的交叉口，本方法提出的动态车道位于直行出口车道与对向进口车道之间；

(2)确定主信号相位配时，主信号是指交叉口控制四个方向车辆通行的信号，在设置动态车道后，为避免直行车辆和对向左转车辆发生冲突，保障交叉口运行的安全性，提出与动态车道相匹配的主信号配时方案；

根据采集到的交叉口流量流向信息，确定交叉口主信号的周期时长C_des，以及各相位绿灯时长g_i，i＝1,2,3,4，表示交叉口主信号第一、二、三、四相位，黄灯时长y，全红时长ar；

(3)确定预信号相位配时，为保证动态车道运行的安全性，为动态车道设置预信号以控制北进口左转车辆进入动态车道的时机，预信号灯头的位置处于动态车道的起始点，当允许北进口左转车辆通行时，预信号灯头显示绿色左转箭头，反之显示红色左转箭头；

步骤3：计算动态车道长度取值范围步骤，将预信号最大绿灯时长大于第一相位绿灯时长作为约束条件，即可求出动态车道长度L_D的取值范围；

预信号最大绿灯时长可根据公式①求出：

其中，ε₁、ε₂为安全因子，建议取值为2，根据约束条件，可得到动态车道长度L_D的可用范围为

步骤4：确定动态车道长度步骤具体包括：

(1)判定动态车道初始长度与独立性条件的关系，独立性条件是指，设置动态车道后，由预信号禁止通行导致的对向左转车辆排队不能延伸至上游交叉口范围，根据独立性条件，动态车道长度最大值L_m可根据公式②确定：

ζ表示由预信号禁止通行导致的对向左转车辆排队延伸至上游交叉口范围的概率，建议取值为10％；

由于公式②在求解L_m时存在难度，为便于应用，采用数值验算法，具体操作如下：1)在动态车道长度L_D的取值范围中，任取一个值作为动态车道长度，并带入公式②，检验P(N_m)与ζ的大小关系；2)若P(N_m)≤ζ成立，则动态车道长可确定为否则重新选择一个值作为动态车道长度，再次带入公式②中验算，直至得到满足条件的动态车道长度

在确定动态车道长度时，为便于应用，建议将动态车道长度与原有对向左转车道长度保持一致，带入公式②检验，若满足要求即可最终确定动态车道长度若不满足要求则按照上述数值验算法继续操作；

(2)确定预信号启停时间，在确定动态车道长度后，根据公式①，可计算得到预信号早断时间t₁，因此预信号的启停时间点为：预信号绿灯在其终止前g_pre时间启动，在第一相位绿灯终止前t₁时刻终止。

2.根据权利要求1所述的交叉口直行车使用对向左转道的动态车道设计及信控方法，其特征在于：步骤2中确定动态车道空间位置，直接将原有对向左转车道设置为动态车道。