本发明公开了一种平面交叉口左转待转区设置评估方法，涉及城市道路交叉口交通组织设计领域，步骤一、通过调查左转车流量来评估是否需要设置左转待行区；步骤二、通过计算左转待转区长度评判是否可以设置左转待行区；步骤三、通过绘制左转车辆行车轨迹评判是否可以设置左转待行区；步骤四、通过信号控制设置方式来评判是否可以设置左转待行区；相比原来常常需要资深交通工程师凭借经验判断，通过大量数据调查来印证实施效果，本评估方法更加科学合理，减少人力、物力投入。
1.一种平面交叉口左转待转区设置评估方法，其特征在于：所述的评估方法包含如下步骤：步骤一、通过调查左转车流量来评估是否需要设置左转待行区；
在高峰时段信号交叉口红灯期间，车辆在停车线前依次排队，随着红灯时间的延续，排队长度不断增长，在红灯结束时刻，出现最大排队车辆数，此时会出现以下三种情形：第一、最大排队车辆数可以在一绿灯时间内清空，剩余绿灯时间，此时评判为左转车道通行能力大于实际通行能力，不必设置左弯待转区；
第二、最大排队车辆数可以在一次绿灯时间内清空，无剩余绿灯时间，此时评判为左转车道通行能力等于实际通行能力，不必设置左弯待转区；
第三、最大排队车辆数不可以在一次绿灯时间内清空，此时评判为左转车道通行能力小于实际通行能力，需要设置左弯待转区；因此，在高峰时段内，若单位周期的红灯时间内左转车辆不可以在一次绿灯时间内清空，考虑设置左弯待转区；
步骤二、通过计算左转待转区长度评判是否可以设置左转待行区，随着左转待转区长度的增加，左转车的通行能力也会逐步提高，但当左转待转区能至少停放3辆车时，才能显现出左转车通行能力的提高幅度，假设小型车的长度约为4m，车间间隙约为1m，如左转待转区内需要停放3辆车，则空间长度L需要大于等于15m；
设L是左转车在左转待转区内需要停放空间长度，w1是左转行车轨迹起点与终点的横向距离，w2是左转行车轨迹起点与终点的纵向距离，将左转行车轨迹看作一段圆弧，假设其圆心在无限远处，通过弧长公式求L，假设w1≥w2，延长w2，延长线段长为y，使得w2+y的值等于弧长的半径R，即圆弧的圆心角θ为：
L≥15m时，交叉口的左转待转区长度符合适用条件；
步骤三、通过绘制左转车辆行车轨迹评判是否可以设置左转待行区；
在多个进口道设置左转待转区时，多股左转车流在通过交叉口时的安全距离必须符合相关的几何尺寸，以左转进口车道停止线为起点，左转进入出口车道为终点参考，绘制左转车辆行车轨迹；
左转车辆转弯轨迹在通过交叉口时保持一定的安全距离，避免发生车辆的冲突；据研究，机动车辆安全通过交叉所需要的最小距离取2米，因此，通过弧长公式验算需设左转待转区的左转行车轨迹起点与终点的横向距离w1和左转车行车轨迹起点与终点的纵向距离w2，检验弧长L是否达到15m；
另外，在多个进口道设置左转待转区时，两股左转车流在通过交叉口时的安全距离必须大于或等于2m，如达到以上两个条件，则可以评判该交叉口可以满足设置左转待转区的几何条件要求；
步骤四、通过信号控制设置方式来评判是否可以设置左转待行区；
左转待转区信号灯必须跟随不经过左弯待转区的流向同时亮起绿灯，让左转车辆安全进入左弯待转区，具体的设置方式共有3种，包括与对向直行同时放行，与行人同时放行，及与横向左转同时放行。
2.根据权利要求1所述的一种平面交叉口左转待转区设置评估方法，其特征在于：所述的步骤四中3种设置方式的适用情况如下所示：与对向直行同时放行的控制方式一般适用于对向直行车流较大的情况，这种设置方式在左弯待转区路口里使用率最高，因为这种设置方式通行效率较高，且适用于普遍的交叉口；
与行人同时放行的控制方式一般适用于路口设有行人专用相位，且左弯待转区的对向进口道车流量非常小或对向是单行道的情况，设置左弯待转区一侧的行人过街应在满足过街需求的前提下，提前结束通行时间以提供车辆进入待转区的时间；
与横向左转同时放行的控制方式一般适用于对向直行车流很小或没有直行车流，且设有左弯待转区的横向左转车流较大，横向的左转车行车轨迹不经过左弯待转区的情况，这种设置方式要求路口面积足够大，才能避免横向的左转车的行车轨迹不经过左弯待转区。
一种平面交叉口左转待转区设置评估方法
技术领域
[0001] 本发明涉及城市道路交叉口交通组织设计领域，具体为一种平面交叉口左转待转区设置评估方法。
背景技术
[0002] 城市信号控制交叉口是产生交通流冲突的主要位置，其通行能力的大小制约了整个路网的通行能力，左转车辆的通行与管理是制约信号交叉口通行能力的重点和难点。为了解决左转车流对交叉口的影响，提高左转车辆通行效率，充分利用交叉口的空间资源，左转待转区的设置是解决左转车流对交叉口影响的最佳方法。然而，在交叉口设置左转待转区中，对于评估是否可以设置左转待转区缺乏一套科学有效方法，常常需要资深交通工程师凭借经验判断，通过大量数据调查来印证实施效果，评估方法不科学，且耗费巨大的人力、物力。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于提供一种平面交叉口左转待转区设置评估方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
[0004] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种平面交叉口左转待转区设置评估方法包含如下步骤：
[0005] 步骤一、通过调查左转车流量来评估是否需要设置左转待行区；
[0006] 在高峰时段信号交叉口红灯期间，车辆在停车线前依次排队，随着红灯时间的延续，排队长度不断增长，在红灯结束时刻，出现最大排队车辆数，此时会出现以下三种情形：
[0007] 第一、最大排队车辆数可以在一绿灯时间内清空，剩余绿灯时间，此时评判为左转车道通行能力大于实际通行能力，不必设置左弯待转区；
[0008] 第二、最大排队车辆数可以在一次绿灯时间内清空，无剩余绿灯时间，此时评判为左转车道通行能力等于实际通行能力，不必设置左弯待转区；
[0009] 第三、最大排队车辆数不可以在一次绿灯时间内清空，此时评判为左转车道通行能力小于实际通行能力，需要设置左弯待转区；因此，在高峰时段内，若单位周期的红灯时间内左转车辆不可以在一次绿灯时间内清空，考虑设置左弯待转区；
[0010] 步骤二、通过计算左转待转区长度评判是否可以设置左转待行区，随着左转待转区长度的增加，左转车的通行能力也会逐步提高，但当左转待转区能至少停放3辆车时，才能显现出左转车通行能力的提高幅度，假设小型车的长度约为4m，车间间隙约为1m，如左转待转区内需要停放3辆车，则空间长度L需要大于等于15m；
[0011] 设L是左转车在左转待转区内需要停放空间长度，w1是左转行车轨迹起点与终点的横向距离，w2是左转行车轨迹起点与终点的纵向距离，将左转行车轨迹看作一段圆弧，假设其圆心在无限远处，通过弧长公式求L，假设w1≥w2，延长w2，延长线段长为y，使得w2+y的值等于弧长的半径R，即
[0012]
[0013] 圆弧的圆心角θ为：
[0014] (θ＝π，2π，3π，…)
[0015] 最后求得弧长L：
[0016] L＝(w2+y)·θ
[0017] 即
[0018]
[0019] L≥15m；因此交叉口的左转待转区长度符合适用条件；
[0020] 步骤三、通过绘制左转车辆行车轨迹评判是否可以设置左转待行区；
[0021] 在多个进口道设置左转待转区时，多股左转车流在通过交叉口时的安全距离必须符合相关的几何尺寸，以左转进口车道停止线为起点，左转进入出口车道为终点参考，绘制左转车辆行车轨迹；
[0022] 左转车辆转弯轨迹在通过交叉口时保持一定的安全距离，避免发生车辆的冲突；据研究，机动车辆安全通过交叉所需要的最小距离取2米，因此，通过弧长公式验算需设左转待转区的左转行车轨迹起点与终点的横向距离w1和左转车行车轨迹起点与终点的纵向距离w2，检验弧长L是否达到15m；
[0023] 另外，在多个进口道设置左转待转区时，两股左转车流在通过交叉口时的安全距离必须大于或等于2m，如达到以上两个条件，则可以评判该交叉口可以满足设置左转待转区的几何条件要求；
[0024] 步骤四、通过信号控制设置方式来评判是否可以设置左转待行区；
[0025] 左转待转区信号灯必须跟随不经过左弯待转区的流向同时亮起绿灯，让左转车辆安全进入左弯待转区，具体的设置方式共有3种，包括与对向直行同时放行，与行人同时放行，及与横向左转同时放行。
[0026] 进一步优选，所述的步骤四中3种设置方式的适用情况如下所示：
[0027] 与对向直行同时放行的控制方式一般适用于对向直行车流较大的情况，这种设置方式在左弯待转区路口里使用率最高，因为这种设置方式通行效率较高，且适用于普遍的交叉口；
[0028] 与行人同时放行的控制方式一般适用于路口设有行人专用相位，且左弯待转区的对向进口道车流量非常小或对向是单行道的情况，设置左弯待转区一侧的行人过街应在满足过街需求的前提下，提前结束通行时间以提供车辆进入待转区的时间；
[0029] 与横向左转同时放行的控制方式一般适用于对向直行车流很小或没有直行车流，且设有左弯待转区的横向左转车流较大，横向的左转车行车轨迹不经过左弯待转区的情况，这种设置方式要求路口面积足够大，才能避免横向的左转车的行车轨迹不经过左弯待转区，受客观道路条件限制，故这种设置方式在左弯待转区路口中使用率较低。
[0030] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：该方法通过梳理左转待转区的适用条件，结合交叉口的道路几何特征，计算出左转待转区长度以及车辆转向轨迹间距评判，与适用条件进行对比，从而评判设置左转待转区的科学性和合理性。
[0031] 这种方法只需测量交叉口左转行车轨迹起点与终点的横向距离，以及左转行车轨迹起点与终点的纵向距离，则可以计算左转待转区的长度，评判是否能达到临界值，相比原来常常需要资深交通工程师凭借经验判断，通过大量数据调查来印证实施效果，评估方法更加科学合理，减少人力、物力投入。
附图说明
[0032] 图1为实施例中平面信号交叉口四车道状态结构示意图；
[0033] 图2为实施例中步骤二中南北两股左转车流在通过交叉口状态结构示意图；
[0034] 图3为实施例中步骤二中弧长计算公式示意图；
[0035] 图4为步骤三中左转车辆行车轨迹示意图；
[0036] 图5为步骤四中交叉口的信号控制模式图。
具体实施方式
[0037] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0038] 实施例：如下图1所示，平面信号交叉口各进口均为四车道，车道宽为3.2-3.5米，在实施改造前路口未设置任何待行区和渠化设置。
[0039] 步骤一：通过调查左转车流量来评估是否需要设置左转待行区；
[0040] 经调查，该路口在晚高峰期间，南北左转车流量达到每小时600辆左右，超出道路通行能力，在红灯结束前最大排队车辆数不可以在一次绿灯时间内清空，此时评判为左转车道通行能力小于实际通行能力，需要设置左弯待转区。
[0041] 步骤二：通过计算左转待转区长度评判是否可以设置左转待行区；
[0042] 如下图2所示，根据实际测量结果，左转行车轨迹起点与终点的横向距离w1为13.3米，左转行车轨迹起点与终点的纵向距离w2为6.0米，南北两股左转车流在通过交叉口时的最小行车距离2.1米。
[0043] 如图3所示，根据弧长计算公式求解， 大于临界值15米，因此交叉口的左转待转区长度符合适用条件。
[0044] 步骤三：通过绘制左转车辆行车轨迹评判是否可以设置左转待行区如下图4所示，以左转进口车道停止线为起点，左转进入出口车道为终点参考，绘制左转车辆行车轨迹。
[0045] 步骤四：通过信号控制设置方式来评判是否可以设置左转待行区根据调查，该信号交叉口在晚高峰时间段内，采用的是南北直行、南北左转、东西直行和东西左转的4个相位放行模式，分别时间40秒，30秒，40秒和30秒，共计周期140秒，下图5为通过图形表示该交叉口的信号控制模式。
[0046] 因此，通过本发明适用条件评判，该信号交叉口左转待转区信号灯可跟随不经过左弯待转区的流向同时亮起绿灯，让左转车辆安全进入左弯待转区，属于对向直行同时放行的模式，符合设置左转待转区的适用条件。
[0047] 综上所述，该信号交叉口从左转车流量、左转待转区几何条件以及信号控制设置方式上，均能满足左转待转区设置的适用条件。因此，评判该信号交叉口适合设置左转待转区。
[0048] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
