一種信號控制的交叉路口特殊車道及其通行能力計算方法技術

本發明專利技術提供的信號控制的交叉路口特殊車道，由于具有特殊寬度車道，特殊寬度車道中又設置有第一窄車道和第二窄車道，既能作為大車行駛車道，也可作為兩輛小型車的行駛車道，而且寬度范圍在5.0～5.2m，所以可以在不顯著增加車道寬度的條件下，就可以充分利用現有道路資源，提高城市信號控制的交叉路口的通行能力。另外，本發明專利技術提供的上述信號控制的交叉路口特殊車道的通行能力的計算方法，能計算出相比常規車道，本發明專利技術的信號控制的交叉路口特殊車道通行能力得到大幅度的提高。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種交叉路口車道及其通行能力計算方法，具體涉及一種信號控制的交叉路口特殊車道。
技術介紹
信號控制交叉路口是城市道路交通的瓶頸節點，車道設置是影響其運行水平的關鍵因素。目前的設置是針對設置具有獨立功能的車道展開的，但受限于交叉路口道路空間資源，尤其是對于城市路網中最為密集的次支路系統，由于道路本身路幅較窄，即使通過縮減車道寬度，也往往無法增設一條滿足大型車通行的標準車道。設置在交叉路口的車道的種類，主要根據以下幾種設計方式得到：1、根據《公路與城市道路設計手冊》，每條車道的寬度主要決定于行駛車輛車身的寬度和橫向安全距離，它與設計車型和車速有關，具體可由我國交通部公式或薩馬哈也夫公式計算；2、美國的《A policy on geometric design of highways and streets》中建議采用3.6m的標準車道，但在交叉路口低流量低車速的情況下可采用2.74m及以下的車道；3、根據《城市道路車道寬度取值合理性研究》、《挖掘道路潛力提高通行能力》和《窄車道在杭州市道路綜合整治工程中的應用》等報告，在我國北京、上海、杭州等地的工程實踐中，通過壓縮車道寬度節約道路資源并規范駕駛行為提高道路通行能力均取得了良好的效果。但上述得到的交叉路口車道，對實際解決交叉路口的通行能力有一定提高，但均沒有將道路資源得到最充分利用：方法1是確定車道寬度的理論方法，主要可用來檢驗車道寬度取值的合理性；方法2和3是實際應用的相關成果，這些成果一方面反映出車道寬度取值逐漸減小的趨勢，但另一方面這些成果均要求每條車道應滿足所有設計車型正常通行的需求，未考慮車道的組合使用。對于城市道路，由于需要滿足公共汽車等大型車的通行要求，按照以往車道必須滿足所有車型的理念，每條車道都必須設置得足夠寬，這限制了窄車道的廣泛使用。但實際運行中，城市道路上最常見的車型是小型車，按大型車通行要求設計的車道對于小型車而言車道寬度過寬，造成道路資源的浪費。
技術實現思路
本專利技術是為解決上述問題而提出的，目的在于結合城市道路以小型車為主車輛構成特征，以及交叉路口行駛車速較低的交通運行特征，提出一種信號控制的交叉路口特殊車道及其通行能力的計算方法。本專利技術采用了以下技術方案：一種信號控制的交叉路口特殊車道，被設置在城市道路的有信號控制的交叉路口，用于提高該交叉路口的通行能力，其特征在于，包括：特殊寬度車道，設置在交叉路口，兩邊采用常規車道分界線，特殊寬度車道包括：第一窄車道，設置在特殊寬度車道中，用于作為小型車輛的行駛車道；以及第二窄車道，與第一窄車道并列設置在特殊寬度車道中，用于作為小型車輛的行駛車道，其中，當有大車進入交叉路口時，特殊寬度車道作為大車的行駛車道，第一窄車道與第二窄車道之間具有短虛線，當窄車道上行駛小型車輛時，該短虛線用于作為各個窄車道之間的車道分界線，特殊寬度車道上的交通流受同一信號相位控制。本專利技術提供的信號控制的交叉路口特殊車道，還可以具有這樣的特征：其中，第一窄車道與第二窄車道車道功能設置為相同。本專利技術提供的信號控制的交叉路口特殊車道，還可以具有這樣的特征：其中，第一窄車道與第二窄車道的車道功能可設置為相同，也可設置為不相同。本專利技術提供的信號控制的交叉路口特殊車道，還可以具有這樣的特征：其中，從交叉路口的展寬段起始點至該交叉路口停車線為特殊寬度車道的長度，長度的范圍在30～120m，兩個常規車道分界線之間的距離為特殊寬度車道的寬度，寬度的范圍在5.0～5.2m，相應的第一窄車道與第二窄車道的寬度均在2.5～2.6m的范圍。本專利技術提供的信號控制的交叉路口特殊車道，還可以具有這樣的特征：其中，交叉路口的大車率小于30％。本專利技術還提供一種上述的信號控制的交叉路口特殊車道的通行能力的計算方法，其特征在于，包括以下步驟：設定進入信號控制的交叉路口特殊車道時，前后兩輛大車之間的小型車的車輛數為n，步驟一，當信號控制的交叉路口特殊車道上的大車率為ph時，計算進入信號控制的交叉路口特殊車道的小型車的車輛數為n的概率分布P(n)，由式(1)計算得出：P(n)＝ph(1-ph)n-1 (1)式(1)中，P(n)表示小型車車隊中車輛數等于n的概率，ph可通過交通預測得到；步驟二，計算進入不同窄車道的小型車的數量概率，并設定n1、n2和n3分別為只允許在第一窄車道通行的小型車輛數、只允許在第二窄車道通行的小型車輛數和允許在兩條窄車道上任意一條通行的小型車輛數，車輛數的單位為veh，且n1、n2和n3之和為步驟一中的n，則n1、n2和n3的概率P(n1,n2,n3|n)由式(2)計算： P ( n 1 , n 2 , n 3 | n ) = n ! n 1 ! n 2 ! n 3 ! P p 1 n 1 P p 2 n 2 P p 3 n 3 - - - ( 2 ) ]]>式(2)中，Pp1、Pp2和Pp3分別表示n1、n2和n3各自占總數為n的小型車輛中的比例，三者之和等于1，再通過式(3)進一步計算：P(n,n1,n2,n3)＝P(n1,n2,n3|n)P(n) (3)式(3)中，P(n,n1,n2,n3)表示只允許在第一窄車道通行、只允許在第二窄車道通行和在兩條窄車道均允許通行的車輛數分別為n1、n2和n3及它們的和為n的概率；步驟三，計算小型車兩車并排行駛時的比例：小型車無法按兩車并排行駛狀態通行的數量可由式(4)確定，m＝max{|n1-n2|-n3,mod(n,2)本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種信號控制的交叉路口特殊車道，被設置在城市道路的有信號控制的交叉路口，用于提高該交叉路口的通行能力，其特征在于，包括：特殊寬度車道，設置在所述交叉路口，兩邊采用常規車道分界線，所述特殊寬度車道包括：第一窄車道，設置在所述特殊寬度車道中，用于作為小型車輛的行駛車道；以及第二窄車道，與所述第一窄車道并列設置在所述特殊寬度車道中，用于作為小型車輛的行駛車道，其中，當有大車進入所述交叉路口時，所述特殊寬度車道作為大車的行駛車道，所述第一窄車道與所述第二窄車道之間具有短虛線，當所述窄車道上行駛小型車輛時，該短虛線用于作為各個窄車道之間的車道分界線，所述特殊寬度車道上的交通流受同一信號相位控制。

【技術特征摘要】
1.一種信號控制的交叉路口特殊車道，被設置在城市道路的有信號控制的交叉路口，用于提高該交叉路口的通行能力，其特征在于，包括：特殊寬度車道，設置在所述交叉路口，兩邊采用常規車道分界線，所述特殊寬度車道包括：第一窄車道，設置在所述特殊寬度車道中，用于作為小型車輛的行駛車道；以及第二窄車道，與所述第一窄車道并列設置在所述特殊寬度車道中，用于作為小型車輛的行駛車道，其中，當有大車進入所述交叉路口時，所述特殊寬度車道作為大車的行駛車道，所述第一窄車道與所述第二窄車道之間具有短虛線，當所述窄車道上行駛小型車輛時，該短虛線用于作為各個窄車道之間的車道分界線，所述特殊寬度車道上的交通流受同一信號相位控制。2.如權利要求1所述的信號控制的交叉路口特殊車道，其特征在于：其中，所述第一窄車道與所述第二窄車道車道功能設置為相同。3.如權利要求1所述的信號控制的交叉路口特殊車道，其特征在于：其中，所述第一窄車道與所述第二窄車道的車道功能設置為不相同。4.如權利要求1所述的信號控制的交叉路口特殊車道，其特征在于：其中，從所述交叉路口的展寬段起始點至該交叉路口的停車線為所述特殊寬度車道的長度，所述長度的范圍在30～120m，所述兩個常規車道分界線之間的距離為所述特殊寬度車道的寬度，所述寬度的范圍在5.0～5.2m，所述第一窄車道與所述第二窄車道的長度均在30～120m的范圍，其寬度均在2.5～2.6m的范圍。5.如權利要求1所述的信號控制的交叉路口特殊車道，其特征在于：其中,所述交叉路口的大車率小于30％。6.一種如權利要求1至5任意一項所述的信號控制的交叉路口特殊車道的通行能力計算方法，其特征在于，包括以下步驟：設定進入所述信號控制的交叉路口特殊車道時，前后兩輛大車之間的小型車的車輛數為n，步驟一，當所述信號控制的交叉路口特殊車道上的大車率為ph時，計算進入所述信號控制的交叉路口特殊車道的所述小型車的車輛數為n的概率分布P(n)，由式(1)計算得出：P(n)＝ph(1-ph)n-1 (1)式(1)中，P(n)表示小型車車隊中車輛數等于n的概率，ph可通過交通預測得到；步驟二，計算進入不同窄車道的小型車的數量概率，設定n1、n2和n3分別為只允許在第一窄車道通行的小型車輛數、只允許在第二窄車道通行的小型車輛數和允...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙靖，汪濤，
申請(專利權)人：上海理工大學，
類型：發明
國別省市：上海;31