基于单口放行的四路环交设计方法

摘要

本发明提出了一种基于单口放行的四路环交设计方法。该方法从相邻进口和环道梯形存车区域两方面，对原有单口放行信号周期模型进行了改进，提出了改进的四路环形交叉口单口放行信号控制模式；并对其信号相位进行了协调设计，详细说明了相位协调时差计算的步骤；在交叉口通行能力和延误分析的基础上，对本信号控制模式的适用条件作了初步探讨。通行能力和延误分析结果表明，本信号控制模式提高交叉口通行能力达20%以上，减少延误达到30%以上。

主权项

一种提高环形交叉口通行能力的交通设计方法，其特征在于：在某相位结束前提前启动另一个相位的一股或多股车流，利用每条道路的进口与出口之间组成的梯形区域作为其下一进口车辆的存车区域；在环道上增设信号灯，控制进口的部分左转和直行车辆提前进入其梯形存车区域停车待行；各进口对应的两环道信号灯进行信号联动控制，减少各进口机动车等待时间，在某进口失去通行权之前，按顺时针将相邻进口车辆提前放行，使各进口的有效绿灯时间由各进口单独通行时间和两相邻进口共同的通行时间组成，并且使各进口放行获得的这两部分通行时间为连续的；两相邻进口相位切换时避免相位叠加时两放行进口的首车与尾车发生冲突，确保两相邻进口首尾车的良好衔接，使得环岛内的车流不间断，其信号控制相位按顺时针顺序依次进行，相位叠加通行时间按公式(1)计算，$t_{\mathrm{jh},i}=t_{\mathrm{jh}}+t_r-t_i=\frac{d_2}{v_s}+t_r-\frac{d_1+l_0}{v_m}---\left(1\right)$式中：t_jh、t_i分别为相位叠加时两放行进口的首车与尾车从停车线到冲突点的行驶时间，秒(s)；d₁、d₂分别为某进口和其相邻进口到冲突点的弧长，米(m)；v_s、v_w分别为相位叠加时两放行进口的首车与尾车在环道的行驶速度，米/秒(m/s)；t_r为驾驶员启动反应时间；l₀为车辆长度和车辆安全距离之和；环形交叉口周期模型C₁按公式(2)计算，$C_1=C_0-\underset{i=1}{\overset{4}{\Sigma }}{t}_{\mathrm{jh},i}---\left(2\right)$式中：C₀为Webster最佳周期；t_jh为相位叠加通行时间；在环形交叉口单口放行方法中梯形存车区域存放机动车容量按公式(3)计算，$Q_r=\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}\frac{\pi {\partial }_i}{180}(r_o+0.5w_i)/\mathrm{Lz}---\left(3\right)$式中：Q_r为梯形存车区域存放机动车总容量；r_o为环岛半径；w_i为第i条环道车道宽度；为第i条环道停车线中点和环岛中心三点连成的三角形之圆心角；Lz为每辆车占环道梯形存车区域平均实测长度；n为环道车道数量；提前放行到环道内的车辆数量应小于或等于环道梯形存车区域存车容量，放行时间使用定时信号控制，记这段提前放行绿灯时长为g_(h,i)，其计算公式为(4)式：$g_{(h,i)}=\frac{Q_{(r,i)}}{S_{(r,i)}}---\left(4\right)$式中：Q_(r,i)为进口i环道梯形存车区域容量；S_(r,i)为进口i环道饱和流率；环道梯形存车区域待行首车与放行进口的尾车协调使环道相位滞后，令该相位滞后时间为t_(i,1)，该相位滞后时间为放行进口i的尾车到达冲突点的时间与放行进口i+1进入环道待行的首车到达冲突点的时间差，如果该差值为负值，则延滞时间取0，具体计算公式如下：$t(i,1)=\left\{\begin{array}{cc}{t}_i-t_{i+1},& t_i\ge t_{i+1}\\ 0,& t_i<t_{i+1}\end{array}\right..$