一种新型T型信号控制交叉囗交通设计与交通控制方法.pdf

一种提高T型信号控制交叉口通行能力的交通设计与交通控制方法，属于交通设计与交通控制领域。该技术方案将传统的T型信号控制交叉口相交路路段距交叉口一定距离内的左转车进口车道与左转车出口车道的位置进行掉换，将两股左转车流的冲突点转移到相交路的路段上来形成一个副交叉口，副交叉口利用时间差和信号控制使得两股左转车流能够安全换道，主交叉口两股左转车流在左转专用相位内能够同时通过主交叉口，右转车流利用右转专用匝道，右转匝道外侧设置渠化岛，方便行人和非机动车过街，该技术方案减少了主交叉口的信号相位数，增加了有效绿灯时间，减少了主干路的行车延误，能够提高交叉口的通行能力达30％以上，具有十分可观的经济效益。

1.  一种提高T型信号控制交叉口通行能力的交通设计与交通控制方法，其特征在于：将传统的T型信号控制交叉口相交路路段距交叉口一定距离内的左转车进口车道与左转车出口车道的位置进行掉换，将两股左转车流的冲突点转移到相交路的路段上来形成一个副交叉口，副交叉口利用时间差和信号控制使得两股左转车流能够安全换道，主交叉口两股左转车流在左转专用相位内能够同时通过主交叉口，右转车流利用右转专用匝道，右转匝道外侧设置渠化岛，方便行人和非机动车过街。

2.  根据权利要求1所述的一种提高T型信号控制交叉口通行能力的交通设计与交通控制方法，其特征在于根据交叉口不同的车流流量构成以及行人与非机动车过街流量的大小来确定交叉口的信号相位，最常见的信号相位方案包括相位1(主干路直行车流相位)、相位2(左转车流相位)和相位3(行人过街专用相位)共3个信号相位，当行人过街流量以及相交路的车流量都很小时，可以考虑将相位3(行人过街专用相位)与相位1和相位2合并，将相交路的过街行人相位安排在相位1，与右转车流共用一个相位，主干路的过街行人相位安排在相位2，与左转车流共用一个相位，信号控制变成两相位控制，更大地提高交叉口的通行能力。当车流量与行人过街流量都很大时，可以考虑修建行人过街地道，使地面道路都用于机动车通行，信号控制变成两相位控制，更大地提高交叉口的通行能力。

一种新型T型信号控制交叉口交通设计与交通控制方法
技术领域
本发明涉及一种提高T型信号控制交叉口通行能力的交通设计与交通控制方法，属于交通设计与交通控制领域。
本发明是按照车辆靠右行驶的交通规则来组织论述的，在车辆按左行驶的国家或地区使用本技术方案时只需要将“右”改为“左”，把“左”改为“右”即可。
背景技术
随着国民经济的高速发展和城市化进程的加快，我国机动车拥有量及道路交通量急剧增加，由此带来了大范围的交通堵塞以及交通事故的增加、环境污染的加剧和能源供应的紧张。交通问题已经成为国民经济进一步发展的瓶颈问题和事关可持续发展的全局性问题。以往解决交通问题通常的做法就是通过修路、造立交，不仅需要占用大量的资金，还对城市景观造成极大的影响，并且在土地资源十分紧张的中心城区已不大可行。因此借助科学化、现代化的交通设计与交通控制技术，通过构思、优化、整合现有的交通设施，充分利用现有道路面积提高交通通行能力，使现有道路交通设施发挥最大作用已成为一个十分急迫的问题。
城市道路交通的瓶颈大多集中在交叉口，交叉口是城市道路交通的咽喉，是造成行车延误的主要因素。据统计，在城市路网中，车辆在交叉口耽误的时间点全程行程时间的31％。同时各个方向的交通流在交叉口处不断地产生交叉、合流、分流冲突，使交叉口成为交通事故的多发点，在城市道路上发生的交通事故有60％以上发生在平面交叉口上。因此，正确地设计交叉口，并合理地组织交通，是保障城市道路交通安全与畅通的关键。
自上个世纪九十年代以来，国内许多交通工作者致力于城市交叉口的交通设计与交通控制的创新、改善工作。1998年山西的乔晓东先生在专利号为CN98125732.1的发明中提出了一种采用机动车迂回左转及非机动车和行人集中通过等方式的十字交叉口的布局与交通组织方法，适用于平交路口及高架桥下地面交通的管理与控制。其主要优点是可减少路口等候时间，有效提高路口通行能力。2000年同济大学杨晓光教授在专利号为CN00116469.4的发明中提出了一种提高城市环行交叉口车辆通行能力的方法，通过车道、停车线和信号灯的布置，使左转车进行两次停车，避免了与直行车在空间上的冲突，可达到充分利用时空资源，提高环行交叉口车辆通行能力2倍以上。2003年四川的雍尚平先生在专利号CN200310110876.3的发明中提出了一种新型的十字交叉口车道设置方式及其交通控制组织技术方案，在左转弯车驶入交叉口一定距离处开始设置一段专用左转弯车道，然后跨越车行道中心线和直行出口车道，在交叉口直行出口车道与右转出口车道之间设置专用左转弯车道，以驶入交叉口方向计算，车行道设置顺序从右到左依次为：右转弯车和直行车入口车道、直行车出口车道、左转弯车入口车道、左转弯车和右转弯车出口车道，当受道路条件限制，可把左转弯车出口车道和右转弯车出口车道合并。左转、直行、右转车流在信号灯控制下各行其道，把左转弯车和迎面直行车冲突点消灭在交叉口之外的交叉口路段上，提高交叉口20％～30％的通行能力。
以上技术对提高十字交叉口和环行交叉口的通行能力起到了很好的效果，但没有涉及对于T型交叉口的交通改善措施。
发明内容
传统的T型信号控制交叉口的设计图如图1所示。由于存在左转车流，主干路上的左转车流及对向直行车流和相交路上的左转车流在交叉口平面很小范围内形成交叉冲突，如图2所示。三股车流都需要占用同一空间资源，当交通量较大，可穿越间隙不足以使全部的交叉交通流安全快捷地通过时就必须使用信号控制，轮流给这三股交叉交通流分配一定时间的通行权，构成一个直行相位和二个左转专用机动车信号相位。当过街行人和非机动车较多时，还必须设计一个行人和非机动车过街专用相位，形成一个四相位的信号控制方案，如图3所示。由于信号相位越多，相位变换时损失时间就越多，有效绿灯时间就越少，通行能力就越低。左转专用相位期间主干路直行车流不能通行，主干路直行车流的延误大大增加，影响了主干路功能的发挥。为了减小每个信号周期内信号损失时间与周期长度之间的比值，提高交叉口的通行能力，以及为每个冲突交通流分配最小的绿灯时间，必须采用较长的信号周期长度。但信号周期越长，每个信号周期内各方向车流的平均排队长度就越长，就必须预留更多的停车待行空间，占用更多的土地资源，这对于土地资源紧张的中心城区影响很大。信号周期越长，过街行人闯红灯的概率就越大，发生交通事故的机率也就相应增大。并且信号周期过长，车辆通过交叉口的总延误就越大。
本发明在汲取了前人三项发明的基础上，针对传统T型信号控制交叉口交通设计与交通控制方案信号相位过多、信号周期过长、通行能力低的缺陷，提出了一个新型的T型信号控制交叉口交通设计与交通控制方案。
为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：
本技术方案将传统的T型信号控制交叉口相交路路段距交叉口一定距离内的左转车进口车道(驶入交叉口车道为进口车道，下同)与左转车出口车道(驶出交叉口车道为出口车道，下同)的位置进行掉换，如图4所示，将两股左转车流的冲突点转移到相交路的路段上来形成一个副交叉口，副交叉口利用时间差和信号控制使得两股左转车流能够安全换道，主交叉口两股左转交通流在左转专用相位内能够同时通过主交叉口，右转交通流利用右转专用匝道，右转匝道外侧设置渠化岛，方便行人和非机动车过街。该技术方案减少了主交叉口的信号相位数，增加了有效绿灯时间，减少了主干路地行车延误，能够提高交叉口的通行能力达30％以上，具有十分可观的经济效益。
本技术方案的设计遵循如下的原则：
(1)保证主干路的通畅。主干路在城市道路网有着特别重要的地位，承担着大部分的长途出行，改善主干路运营情况是提高城市路网交通容量的关键。因此要尽可能多地为主干路分配绿灯时间，减小主干路直行车流的停车次数与延误时间，尽可能使主干的转向车流能够快速地消散，避免其迟滞影响主干路的运营，提高主干路的服务水平，尽管有时是以牺牲相交路的停车次数与延误时间来实现的。
(2)尽量减少信号控制的相位数。信号相位数越少，信号损失时间越少，有效绿灯时间越多，通行能力越大，信号周期长度的调节弹性越大，越容易做到与相位信号控制交叉口的协调控制。
(3)尽量减少交通冲突点。冲突点越少，交通安全性越高。对于不能减少的交通冲突点可用信号控制在时间上进行分离，对于空间上分布紧密、时间上分离有困难的交通冲突点(如图2所示的两股左转交通流的交叉冲突点)可以在空间上进行分离，如图7所示，将两股左转交通流的交叉冲突点转移到相交路路段上来，空间分离后利用冲突点之间的时间差安排冲突交通流依次通过。
本技术方案的适用范围：
本技术方案适用于车流量比较大，左转车辆无法利用可穿越间隙通行，必须设立左转专用车道和左转专用相位的双向四车道以上主干路与有具有双向四车道以上(当相交路车道数少于四车道时，可在靠近交叉口50～100米范围内将其拓宽为双向四车道，具体拓宽的长度视相交路的左转交通量的大小而定)的相交路相交的T型信号控制交叉口。
附图说明
图1是传统T型信号控制交叉口设计图
图2是传统T型信号控制交叉口交通冲突示意图
图3是传统T型信号控制交叉口信号相位设计图
图4是新型T型信号控制交叉口设计图
图5是新型T型信号控制交叉口主交叉口设计详图
图6是新型T型信号控制交叉口副交叉口设计详图
图7是新型T型信号控制交叉口交通冲突示意图
图8是新型T型信号控制交叉口信号相位设计图
具体实施方式
在具体实施时，首先需要对车道、停车线和信号灯进行布置。如图4所示，相交道路必须有4条以上车道，对于2车道或3车道的相交路，在实施本方案时必须将交叉口附近50～100米范围内拓宽成双向4车道，右转车流必须设置右转专用匝道，主干路上必须设置左转专用车道。主交叉口(如图5所示)上的直行车道和左转车道进口车道在人行横道后设置停车线，并在前方可视位置设立信号灯，右转匝道在匝道上人行横道线后设置停车线，并在前方可视位置根据具体情况设置让行标志或信号灯，具体情况包括行人过街流量与右转车流量大小。副交叉口(如图6所示)在距主交叉口一定距离(高峰小时内每信号周期内左转车的平均排队长度)处设置两条停车线，并在其间设置双向信号灯，引导两股交通流交换车道。
接着，确定信号相位方案。信号相位方案是要根据交叉口不同的车流流量构成以及行人与非机动车过街流量的大小来确定，最常见的信号相位方案如图8所示，共设3个信号相位。当行人过街流量以及相交路的车流量都很小时，可以考虑将图8所示的行人过街专用相位3与相位1和相位2合并，将相交路的过街行人相位安排在相位1，与右转车流共用一个相位，主干路的过街行人相位安排在相位2，与左转车流共用一个相位，信号控制变成两相位控制，更大地提高交叉口的通行能力。当车流量与行人过街流量都很大时，可以考虑修建行人过街地道，使地面道路都用于机动车通行，信号控制变成两相位控制，更大地提高交叉口的通行能力。
在具体实施时还必须注意如下事项：
由于相交路四条车道中相邻车道的车流方向都是相反的，为了保证安全，防止侧向碰撞，每条车道宽度要加宽，建议采用3.5米以上，在主交叉口与副交叉口之间相交路中心线位置上最好采用栅栏分隔，防止不熟悉的驾驶员闯入对向车道发生交通事故。
当主干路有中央分隔带时，应考虑在主干路行人过街横道中央设立行人过街安全岛，采用行人二相位过街控制，尽量缩短行人过街信号的长度。
要进行广泛的宣传与教育，让公众接受这种新型设计方案
要有完善的指示标志提前给驾驶员前方交叉口控制信息，要有完善的地面标线对驾驶员的行驶轨迹进行渠化，左转专用车道路面最好采用不同颜色的彩色铺装，引导驾驶员顺利安全通过交叉口。