十字路口三相星形控制系统及其控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于交通控制系统及其控制方法，具体设及一种十字路口=相星形控制系 统及其控制方法。
【背景技术】
[0002] 城市道路的平面交叉口普遍采用的是两相位，四相位和五相位信号控制。其中两 相位的工作方式是轮流开放不同的信号显示，依次对相交的两个不同方向的车辆给予通行 权。此方案虽然从时间上隔离了两个不同方向的车流，但左转车流仍与对向直行车流W及 非机动车造成冲突。一般情况下左转交通量远远小于直行交通量，使左转车辆很难获得可 穿越空挡，不能完全通过，进一步影响了下一周期的交通组织，常常使得整个交叉口交通完 全擁痕。之后人们采用优化信号配时的方式来提高交叉口效率，在原有两相位的基础上增 添、组合，如在交叉口设置左转专用信号灯，但此类方案通常会引起信号周期的增加，使直 行车流延误增大，达到的效果有限。
[0003] 信号控制研究的重点逐渐转到充分利用现有的道路设施上来，用低成本、见效快 的交通流组织和交通控制手段解决平面交叉口问题，改善道路交通运行状况，提高交叉口 效率。在国外，对于流量大的路口采用建造简易立交的方式，并通过相应的渠化设计来达到 顺杨交通的作用。或建造造型灵活多变的交叉口，充分顺应交通流。但此类交叉口需要精 细、系统的工程，而我国对于交叉口的建立一般较粗糖，短时间内无法进行大规模的改建， 因此国外的一些技术在国内无法有效应用。
【发明内容】
[0004] 本发明为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种十字路口=相星形 控制系统及其控制方法。
[0005] 本发明的技术方案是：一种十字路口星形同步左转控制系统，包括由南北车道、东 西车道组成的十字路口，所述的十字路口中的各支路中均包括双向的进口道、出口道，进口 道、出口道之间设置有转向车道，转向车道中纵向设置有禁停区，横向设置有护栏，禁停区、 护栏将转向车道分割为左转进口道、反向左转进口道、左转出口道和反向左转出口道，左转 进口道、反向左转进口道分别设置有SLl上游左转信号灯、SL2左转主信号灯，反向左转出 口道中设置有D2检测器，反向左转进口道设置有Dl检测器、DO检测器，所述的进口道设置 有流量检测器。
[0006] 所述的DO检测器为存在型检测器；所述的Dl检测器、D2检测器为通过型检测器。
[0007] 应用上述的十字路口星形同步左转控制系统的控制方法，所述的控制方法为定时 控制方法或感应控制方法； 所述的定时控制方法、感应控制方法均包括=相位，即东西直行相位、南北直行相位、 同步左转相位； 所述的定时控制方法，包括W下步骤： 东西直行相位、南北直行相位均有定时器固定控制，同步左转相位的绿灯放行时间与 反向左转进口道长度有关，左转绿灯时间必须满足能一次放行反向左转进口道内的全部排 队车辆，根据泊松流的概率分布确定反向左转进口道的车流排队数n设同步左转相位的总 周期为C3,左转绿灯时间为t理，则左转红灯时间为tigi=C3-ta，车辆到达符合泊松分 布，利用泊松流的概率分布
计算出当来车数量大于n的概率小于0时(一般取0.1)，此时n值为反向左转进口 道的车辆排队数。计算反向左转进口道的最佳长度LI,实测出交叉口各进口车道的大车率 HV，则反向左转进口道的最佳长度 Li= 5.SXnX(I-HV)+10XnXHV= 5. 5Xn+4.SXnXHV SLl上游左转信号灯与SL2左转主信号灯相互排斥，SL2左转主信号灯为绿灯时，SLl上游左转信号灯为红灯，SL2左转主信号灯为红灯时，SLl上游左转信号灯为绿灯，相对化2 左转主信号灯而言，SLl上游左转信号灯切换时间较左转主信号灯切换时间有几秒的滞后， 当SL2左转主信号灯由红灯变为绿灯时，经过几秒滞后时间之后，SLl上游左转信号灯由绿 灯经黄灯变为红灯； 所述的感应控制方法，包括W下步骤： 东西直行相位时，东西车道绿灯亮起后，首先判断是否达到最小绿灯时间，在最小绿灯 时间内，一直保持东西直行是绿灯；绿灯时间超过最小绿灯时间之后，通过十字路口各支路 中的检测器测定车头时距，如果车头时距小于预置时间，则继续判断是否达到最大绿灯时 间，达到最大绿灯时间则东西车道红灯亮起，南北车道绿灯亮起，未达到最大绿灯时间则继 续执行东西车道绿灯指令；如果车头时距大于预置时间，则东西车道红灯亮起，南北车道绿 灯亮起； 南北直行相位时，南北车道绿灯亮起后，首先判断是否达到最小绿灯时间，在最小绿灯 时间内，一直保持南北直行是绿灯；绿灯时间超过最小绿灯时间之后，通过十字路口各支路 中的检测器测定车头时距，如果车头时距小于预置时间，则继续判断是否达到最大绿灯时 间，达到最大绿灯时间则南北车道红灯亮起，东西车道绿灯亮起，未达到最大绿灯时间则继 续执行南北车道绿灯指令；如果车头时距大于预置时间，则南北车道红灯亮起，东西车道绿 灯亮起； 同步左转相位时，SL2左转主信号灯绿灯亮起，通过Dl检测器测量车头时距，如果车头 时距大于预置时间，则SL2左转主信号灯变为红灯，如果车头时距小于预置时间，则SL2左 转主信号灯保持绿灯亮起指令； SLl上游左转信号灯绿灯亮起，通过DO检测器判断是否有车存在，有车存在说明排队 车辆较多，则SLl上游左转信号灯变为红灯；无车存在则继续通过D2检测器判断是否有车 通过，如果有车通过则SLl上游左转信号灯变为红灯，如果无车通过SLl上游左转信号灯保 持绿灯亮起指令；SLl上游左转信号灯红灯亮起，判断同步左转是否完成，如果完成，通过 安全时间后上游左转信号灯变为绿灯。
[0008] 本发明能够通过转向车道实现四个方向左转车流同步放行，减小左转车流带来的 冲突，有效提高十字交叉口的通行效率，减小延误。避免了机动车与机动车在转向过程中的 彼此冲突，方便实用，适应性，实用性高。
【附图说明】
[0009] 图1是本发明的整体结构示意图； 图2是本发明中任意支路的结构示意图； 图3是本发明中东西直行、南北直行的控制流程图； 图4是本发明同步左转过程中上游左转信号灯化1的控制流程图； 图5是本发明同步左转过程中左转主信号灯化2的控制流程图； 图6是本发明中S相位配时图； 图7是本发明中S相位的示意图。
[0010] 其中： 1南北车道 2东西车道 3SL2左转主信号灯 4 第一车道 5转向车道 6第二车道 7护栏 8 SLl上游左转信号灯 9左转进入道 10反向左转进入道 11左转出口道 12反向左转出口道 13D2检测器 14 Dl检测器 15DO检测器 16禁停区 17流量检测器。
【具体实施方式】
[0011] W下，参照附图和实施例对本发明进行详细的说明： 如图1、2所示，一种十字路口星形同步左转控制系统，包括由南北车道2、东西车道1组 成的十字路口，所述的十字路口中的各支路中均包括双向的进口道4、出口道6,其特征在 于：进口道4、出口道6之间设置有转向车道5,转向车道5中纵向设置有禁停区16,横向设 置有护栏7,禁停区16、护栏7将转向车道5分割为左转进口道9、反向左转进口道10、左转 出口道11和反向左转出口道12,左转进口道9、反向左转进口道10分别设置有SLl上游左 转信号灯8、SL2左转主信号灯3,反向左转出口道12中设置有D2检测器13,反向左转进口 道10设置有Dl检测器14、DO检测器15,所述的进口道4设置有流量检测器17。
[001引所述的DO检测器15为存在型检测器；所述的Dl检测器14、D2检测器13为通过 型检测器。
[0013] 本发明中还设置有标志标线和隔离粧，车辆同步左转时，标志标线可W引导车辆 正确地从反向左转进口道10驶出，记过左转，驶入另一个路口的反向左转出口道12。在每 个方向的禁停区16右侧设置隔离粧。隔离粧可W引导车辆从左转进口道9通过禁停区16 驶入反向左转进口道10。标志标线和隔离粧共同引导车辆实现同步左转。
[0014] 如图3~7所示，一种应用上述的十字路口星形同步左转控制系统的控制方法， 所述的定时控制方法、感应控制方法均包括=相位，即东西直行相位、南北直行相位、 同步左转相位； 所述的定时控制方法，包括W下步骤： 东西直行相位、南北直行相位均有定时器固定控制。同步左转相位的绿灯放行时间与 反向左转进口道长度有关，左转绿灯时间必须满足能一次放行反向左转进口道内的全部排 队车辆。根据泊松流的概率分布确定反向左转进口道的车流排队数n设同步左转相位的总 周期为C3，左转绿灯时间为t理，则左转红灯时间为tigi=C3-ta，车辆到达符合泊松分 布，利用泊松流的概率分布
计算出当来车数量大于n的概率小于0时(一般取0.1)，此时n值为反向左转进口道 的车辆排队数。计算反向左转进口道的最佳长度L1。实测出交叉口各进口车道的大车率 HV，则反向左转进口道的最佳长度 Li= 5.SXnX(l-HV)+10XnXHV= 5. 5Xn+4.SXnXHV。
[0015]SLl上游左转信号灯8与SL2左转主