消除十字信号交叉口左转相位的交通信号设置方法

摘要

本发明公开一种消除十字信号交叉口左转相位的交通信号设置方法，就是左转车辆进入信号控制交叉口时可通过右转掉头再直行或者直行掉头再右转的方法实现左转，从而减少交叉口信号相位数量和信号转换损失时间，达到提高交叉口通行能力的目的。本发明提出的设置方法，既能解决左转车辆带来的交叉口安全隐患，同时又能减少交叉口信号相位数量和信号转换损失时间，从而显著提高交叉口的通行效率。

说明书

技术领域

本发明属于交通工程领域，具体涉及一种消除十字信号交叉口左转相位的交通信号设置方法。

背景技术

传统的交叉口设计冲突点多，安全隐患大，双向两车道的十字路口存在32个潜在冲突点。车辆在一条车道上合流或者分流时就有可能会相互撞上；但最坏的情况发生在交叉口中间，即左转过来的车辆与迎面而来的直行车辆交汇产生碰撞。

然而左转车流的存在不仅仅带来了安全问题，更是增加了交叉口的信号相位数量，在一定程度上增加了交叉口延误，降低了交叉口的车辆通行效率。

交叉口作为整个路网交通运行的瓶颈，如何消除交叉口安全隐患以及提高其通行效率已成为解决城市交通问题的关键。

发明内容

基于以上不足之处本发明的目的在于提出一种消除十字信号交叉口左转相位的交通信号设置方法，解决左转车辆带来的安全隐患并提高交叉口的通行效率。基于此，在道路条件允许的情况下，拟让进入十字信号交叉口的左转车辆通过新的行驶路径实现左转，从而消除左转相位。

本发明所采用的技术如下：一种消除十字信号交叉口左转相位的交通信号设置方法，包括下列步骤：

步骤一：交叉口左转车流交通组织形式应按如下方式进行设置

南、北进口左转的车辆进入信号控制交叉口后通过右转掉头再直行的方式实现左转；

东、西进口左转的车辆进入信号控制交叉口后通过直行掉头再右转的方式实现左转；

并且应配有相应的交通标志，主要设置绕行标志和禁止标志，且绕行标志和禁止标志应设置在距离交叉口30～50m的位置；

步骤二：交叉口信号相位方案设置

(1)交叉口的信号灯组间应进行协调控制；包括3个信号灯组，其中2个信号灯组由两个信号灯组成，1个信号灯组由四个信号灯组成；

(2)各信号灯组的协调控制

采取此种左转交通组织方式的交叉口，各信号灯组信号相序方案，第一相位时：第一和第三信号灯组允许东西向车流直行；第二信号灯组允许东西向车流直行和右转；同时交叉口东西向行人放行；

第二相位时：第一信号灯组只允许由东向西行驶的车辆掉头行驶；第三信号灯组只允许由西至东行驶的车辆掉头行驶；第二信号灯组允许东西向车流右转，南北向车流直行和右转；同时交叉口南北向行人放行；

步骤三：判断道路条件是否满足设置要求

(1)要求设置掉头的道路其单幅宽度需达到12m以上，在有中央分隔带的道路上设置掉头效果更佳；

(2)路段开口距离的要求

为使进入交叉口的车辆能合理地利用上述方式进行左转，路段开口距交叉口的距离需同时满足以下两个要求

a.为避免第一相位时等待调头的车辆排队过长而溢出交叉口影响下一相位南北向直行的车辆和行人，应使路段开口距交叉口的距离达到一定的长度，如式(1)、(2)所示：

式中：L_东——如附图5中所示，东进口处路段开口距交叉口处的距离(m)；

L_西——如附图5中所示，西进口处路段开口距交叉口处的距离(m)；

V_{西口左转量}——西进口左转高峰车流量(pcu/h)；

V_{东口左转量}——东进口左转高峰车流量(pcu/h)；

t₁——第一相位的配时(s)；

d——左转车辆排队时的一般车头间距(m)，取5.5-6.0m；

n——单向允许掉头的车道数；

b.为保证第二相位时从南进口进入左转的第一辆车在第二相位结束时能抵达东进口停车线，以及从北进口进入左转的第一辆车在第二相位结束时能抵达西进口停车线，如式(3)、(4)所示：

式中：v_南左转——南进口左转车辆的平均车速(km/h)；

v_北左转——北进口左转车辆的平均车速(km/h)；

t₂——第二相位的配时(s)；

(3)路段开口间距S的要求。

左转车辆掉头时对中央分隔带开口间距有一定的要求，

单侧掉头时开口间距S≥4.5m，其中4.5m等于大型汽车车宽加上2米的行驶宽度，双侧掉头时开口间距S≥9m；

通常情形下，两个交叉口之间采用一个开口进行双向掉头，当两个交叉口之间的距离过大时，设置两个开口分别掉头；

用以下方法确定两个交叉口应该采用的掉头方式：

借助步骤三中(2)b的计算结果，得出交叉口(一)的L_东和交叉口(二)L_西的最大可能取值，即：当两个交叉口之间的路段总长L_S满足关系式(5)时，则证明两个交叉口之间间距过大，应设置两个开口分别掉头；反之，则两个交叉口之间采用一个开口双向掉头；

L_S-(L_东max+L_西max)≥100m(5)

本发明提出的设置方法，既能解决左转车辆带来的交叉口安全隐患，同时又能减少交叉口信号相位数量和信号转换损失时间，从而显著提高交叉口的通行效率。

附图说明

图1：交叉口各进口左转车辆交通流线图。

图2：交叉口设置的交通标志示意图a和b。

图3：各信号灯组位置示意图。

图4：各信号灯组第一、二相位示意图。

图5：步骤三中求中央分隔带范围的说明图。

图6：步骤三中判断两交叉口之间路段掉头方式的说明图。

图7：示例图。

图8：示例中交叉口各进口左转车辆交通流线图及交通标志设置位置图。

图9：示例中各信号灯组位置示意图。

图10：示例中各信号灯组第一相位示意图。

图11：示例中各信号灯组第二相位示意图。

具体实施方式

实施例1

步骤一：交叉口左转车流交通组织形式应按如下方式进行设置。

南、北进口左转的车辆进入信号控制交叉口后通过右转掉头再直行的方式实现左转，如附图1中的流线1-流线1，流线4-流线4。

东、西进口左转的车辆进入信号控制交叉口后通过直行掉头再右转的方式实现左转，如附图1中的流线2-流线2，流线3-流线3。

并且应配有相应的交通标志，主要设置绕行标志和禁止标志，设置位置及样式如附图1、2所示，南北进口设置绕行标志和禁止标志(a)；东西进口设置绕行标志和禁止标志(b)；且绕行标志和禁止标志(a)、(b)应设置在距离交叉口30～50m的位置。

步骤二：交叉口信号相位方案设置。

(1)使用上述左转交通组织形式，交叉口的信号灯组间应进行协调控制，以一个设置此种交通组织方式的交叉口为例，一共包括3个信号灯组，其中2个信号灯组由两个信号灯组成，1个信号灯组由四个信号灯组成，3个信号灯组间应协调控制。各信号灯组的位置如附图3所示。

(2)各信号灯组的协调控制。

采取此种左转交通组织方式的交叉口，各信号灯组信号相序方案应按附图四所示。第一相位时：信号灯组①、③允许东西向车流直行；信号灯组②允许东西向车流直行和右转；同时交叉口东西向行人放行。

第二相位时：信号灯组①只允许由东向西行驶的车辆掉头行驶；信号灯组③只允许由西至东行驶的车辆掉头行驶；信号灯组②允许东西向车流右转，南北向车流直行和右转；同时交叉口南北向行人放行。

步骤三：判断道路条件是否满足设置要求。

(1)因左转车辆可能含有大型客车(城市内)，为保证大型客车也能通过这种方式实现左转，则要求设置掉头的道路其单幅宽度需达到大型客车(或大型消防车)的最小转弯半径，即12m以上，并建议在有中央分隔带的道路上设置掉头效果更佳。

(2)路段开口距离的要求。

为使进入交叉口的车辆能合理地利用上述方式进行左转，路段开口距交叉口的距离需同时满足以下两个要求。

a.如附图5所示，为避免第一相位时等待调头的车辆排队过长而溢出交叉口影响下一相位南北向直行的车辆和行人，应使路段开口距交叉口的距离达到一定的长度，如式(1)、(2)所示：

式中：L_东——如附图5中所示，东出口路段开口位置(m)；

L_西——如附图5中所示，西出口路段开口位置(m)；

V_{西口左转量}——西进口左转高峰车流量(pcu/h)；

V_{东口左转量}——东进口左转高峰车流量(pcu/h)；

t₁——第一相位的配时(s)；

d——左转车辆排队时的一般车头间距(m)，一般可取5.5-6.0m；

n——单向允许掉头的车道数。

b.如附图5所示，为保证第二相位时从南进口进入左转的第一辆车在第二相位结束时能抵达东进口停车线，以及从北进口进入左转的第一辆车在第二相位结束时能抵达西进口停车线，路段开口位置的长度不应过长，如式(3)、(4)所示：

式中：v_南左转——南进口左转车辆的平均车速(km/h)；

v_北左转——北进口左转车辆的平均车速(km/h)；

t₂——第二相位的配时(s)。

(3)路段开口间距S的要求。

左转车辆掉头时对中央分隔带开口间距有一定的要求，S的位置如附图5所示。

单侧掉头时开口间距S≥4.5m，其中4.5m等于大型汽车车宽加上2米的行驶宽度。双侧掉头时开口间距S≥9m。

通常情形下，两个交叉口之间采用一个开口进行双向掉头，当两个交叉口之间的距离过大时，可设置两个开口分别掉头。可用以下方法确定两个交叉口应该采用的掉头方式：

如附图6所示，借助步骤三中(2)b的计算结果，得出交叉口(一)的L_东和交叉口(二)L_西的最大可能取值，即：当两个交叉口之间的路段总长L_S满足关系式(5)时，则证明两个交叉口之间间距过大，应设置两个开口分别掉头；反之，则两个交叉口之间采用一个开口双向掉头。

L_S-(L_东max+L_西max)≥100m(5)

实施例2

如附图7所示，信号交叉口两相交道路均为双向六车道，车道宽均为3.75m，中央分隔带宽5m，设置掉头的道路为有中央分隔带的那条，图7左侧及右侧的中央分隔带长40m，开口间距8m；图7中间两条分隔带长50m，开口间距15m。

并且经调查西进口左转高峰车流量V_{西口左转量}为280pcu/h，东进口左转高峰车流量V_{东口左转量}为350pcu/h，第一相位的配时t₁＝50s，第二相位的配时t₂＝50s，南、北进口左转车辆的平均车速v_左转＝15(km/h)；左转车辆排队时的最小车头间距d＝8m。

按如下步骤进行该交叉口消除左转相位的交通信号设计：

步骤一：交叉口左转车流交通组织形式应按如下方式进行设置。

由于道路左右两侧距离下一相邻交叉口距离较远，且开口只有8m，故此两处采用单侧掉头，两交叉口中间的道路相距较近，分隔带开口为15m，计划采用双侧掉头，在步骤三中再进行验证。

南、北进口左转的车辆进入信号控制交叉口后通过右转掉头再直行的方式实现左转，如附图8中的流线1-流线1，流线4-流线4。

东、西进口左转的车辆进入信号控制交叉口后通过直行掉头再右转的方式实现左转，如附图8中的流线2-流线2，流线3-流线3。

并且设置相应的交通标志，主要设置绕行标志和禁止标志，设置位置如附图8所示，标志具体样式如附图2所示，南北进口设置绕行标志(a)；东西进口设置绕行标志(b)；且绕行标志(a)、(b)设置在距离交叉口30～50m的位置。

步骤二：交叉口信号配时相位设置。

(1)使用上述左转交通组织形式，交叉口的信号灯组间应进行协调控制，该示例一共包括5个信号灯组，其中3个信号灯组由两个信号灯组成，2个信号灯组由四个信号灯组成，5个信号灯组间应协调控制。各信号灯组的位置如附图9所示。

(2)各信号灯组的协调控制。

采取此种左转交通组织方式的交叉口，各信号灯组信号相序方案应按附图10、附图11所示。第一相位时：信号灯组①、③、⑤允许东西向车流直行；信号灯组②、④允许东西向车流直行和右转；同时交叉口东西向行人放行。

第二相位时：信号灯组①只允许由东向西行驶的车辆掉头行驶；信号灯组⑤只允许由西至东行驶的车辆掉头行驶；信号灯组③允许东西向行驶的车辆同时掉头；信号灯组②、④允许东西向车流右转，南北向车流直行和右转；同时交叉口南北向行人放行。

步骤三：调查交叉口尺寸判断其是否达到设置要求。

(1)设置掉头的道路，其单幅宽度为3.75×3+5÷2＝13.75＞12m，能保证公交车能顺利掉头。

(2)中央分隔带长度的要求。

a.以交叉口(一)为例进行说明，为避免第一相位时等待调头的车辆排队过长而溢出交叉口影响下一相位南北向直行的车辆和行人，应使路段开口距交叉口的距离达到一定的长度。

对交叉口(一)西进口左转的车辆而言：

对交叉口(一)东进口左转的车辆而言：

同理计算得，对交叉口(二)西进口左转的车辆而言L_东＝40m≥16m；对交叉口(二)东进口左转的车辆而言L_西＝50m≥19.4m，均满足对中央分隔带长度的要求(1)。

b.如附图7所示，以交叉口(一)为例进行说明，为保证第二相位时从南进口进入左转的第一辆车在第二相位结束时能抵达东进口停车线，以及从北进口进入左转的第一辆车在第二相位结束时能抵达西进口停车线，中央分隔带的长度不应过长。

对交叉口(一)南进口左转的车辆而言：

对交叉口(一)北进口左转的车辆而言：

同理计算得，对交叉口(二)南进口左转的车辆而言L_东＝40m≤104m；对交叉口(二)北进口左转的车辆而言L_西＝50m≤104m，均满足对中央分隔带长度的要求(2)。

(3)中央分隔带开口间距S的要求。

在步骤一中已经进行假设，由于道路左右两侧距离下一相邻交叉口距离较远，且开口只有8m，故此两处采用单侧掉头，两交叉口中间的道路相距较近，分隔带开口为15m，计划采用双侧掉头。

借助步骤三中(2)b的计算结果，验证两交叉口间的路段是否可以采用双侧掉头，计算出交叉口(一)的L_东和交叉口(二)L_西的最大可能取值，即：L_东max＝104m，L_西max＝104m；两个交叉口之间的路段总长L_S＝50+50+15＝115m，又因为L_S-(L_东max+L_西max)＝-93m不满足关系式(5)时，则两个交叉口之间应采用一个开口双向掉头，故经验证步骤一中的假设成立。

又因为单侧掉头时要求开口间距S≥4.5m，双侧掉头时要求开口间距S≥9m。故中央分隔带的开口间距均满足掉头的要求。