專利名稱：在信號交叉口一種新型的車道設置方式及其交通控制組織的制作方法
(一)所屬技術領域本技術方案是應用于城市交通組織技術領域本技術方案是按車輛靠右行駛的國家和地區(qū)的交通來組織論述，若車輛靠左行駛的國家和地區(qū)的信號交叉口交通組織采用本技術方案就把本技術方案中所有提及的“左”改為“右”，“右”改為“左”，交叉口直行車入口(即交叉口直行車駛入段)改在駛入交叉口方向上在車行道中心線的左側，交叉口直行車出口(即交叉口直行車駛出段)改在駛入交叉口方向上在車行道中心線的右側，左轉彎、右轉彎專用車道的設置及其交通組織按照本技術方案論述的右轉彎、左轉彎車道的設置及其交通組織技術作相應調整。
背景技術：
目前，不管是中等城市、大城市，還是建成了城市快速路、輕軌、地鐵的特大城市，信號交叉口交通組織都在城市交通組織中占著非常重要的地位。信號交叉口交通組織得好壞，直接影響城市交通的組織水平、管理能力，以及城市道路系統(tǒng)的服務能力。對主要的信號交叉口，在進行交通組織時，目前都把左轉彎車道設置在交叉口直行車道與車行道中心線之間，有的把專用左轉彎車道延伸接近于交叉口中心，以便左轉彎車在信號燈轉為綠燈時能夠快速地通過交叉口，如四川省成都市中心區(qū)人民商場處大型信號交叉口的左轉彎車道組織(注車輛駛入交叉路口段稱為“交叉口入口”，車輛駛出交叉路口段稱為“交叉口出口”，下面提到的交叉口入口、出口均為此含義)。若左轉彎車是在給直行車為綠燈的時間內通過交叉口，由于左轉彎車轉彎時與迎面直行車有交通沖突，左轉彎車會影響或嚴重影響直行車交通；當左轉彎交通流量較大時，就需要給左轉彎車流專門設置左轉信號燈，但由于左轉彎車在轉彎時會占用較多的信號燈時間，即使增加左轉彎車道數，交叉口通行能力也會隨著左轉彎交通流量的增加而降低。當交叉口交通流量增大到一定程度時，由于左轉彎車轉彎時存在嚴重的缺點(轉彎時與迎面直行車有沖突點，轉彎半徑小、速度慢，轉彎時間長)，即使增大交叉口面積，增加直行或左轉彎車道數也不能相應地增大交叉口的設計通行能力，因此也只有通過擴建交叉口用地建立互通式立交橋或半互通式立交橋解決交通問題了。但問題是建立互通式立交橋或半互通式立交橋不但要花費數成千上萬元的資金，占用大量土地，而且交叉口附近的商業(yè)營業(yè)房、鋪面還要降價貶值。如何解決這個難題，本專利提供了一種投資非常小而又切實可行的解決方法。

發(fā)明內容交叉口交通流分為入口交通流(即駛入交叉口的交通流)和出口交通流(即離開交叉口的交通流)，入口交通流包括右轉彎車入口交通流、直行車入口交通流、左轉彎車入口交通流，出口交通流包括左轉彎車出口交通流、直行車出口交通流、右轉彎車出口交通流。傳統(tǒng)的交叉口交通組織是按照靠右行駛來組織的，入口車道設置在車行道中心線的右邊(以駛入交叉口方向計算)，出口車道設置在車行道中心線的左邊(以駛入交叉口方向計算)，即車行道設置方式從右到左(以駛入交叉口方向計算)依次為右轉彎車入口車道、直行車入口車道、左轉彎車入口車道、出口車道(包括左轉彎車、直行車和右轉彎車出口車道)。當然按靠右行駛來組織交通時左轉彎車出口車道、直行車出口車道和右轉彎車出口車道可混用，在交叉口可以不表示出來。為了提高交叉口的通行能力，克服左轉彎車在轉彎時存在的缺點，避免左轉彎車在轉彎時與迎面直行車發(fā)生沖突或節(jié)省給左轉彎車專門分配的綠燈時間，在特大城市、大城市以及中等城市主干道與主干道相交的信號交叉口、主干道與次干道相交的信號交叉口以及次干道與次干道相交的信號交叉口，在左轉彎車駛入交叉口一定距離處開始設置一段專用左轉彎車道，然后跨越車行道中心線和直行出口車道，在交叉口直行出口車道與右轉出口車道之間設置專用左轉彎車道，入口、出口車行道設置順序以駛入交叉口方向計算從右到左依次為右轉彎入口車道(一條或數條或與直行車道混用)、直行入口車道(一條或數條)、直行出口車道(一條或數條)、左轉彎入口車道(一條或數條)、左轉彎出口車道(一條或數條或與右轉彎出口車道混用)、右轉彎出口車道(一條或數條)；當受道路條件限制時，如果直行入口車道較少，可把右轉彎入口車道作為右轉入口和直行入口混合車道；如果左轉彎車出口交通和右轉彎車出口交通量較小或受交叉口條件限制，可把左轉彎車出口車道和右轉彎車出口車道合并為一條。右轉彎車流、直行車流、左轉彎車流在交叉口信號燈控制下按照各自的車道行駛；在同路段上迎面直行車交通為紅燈期間內，讓左轉彎車在路口駛入段提前越過道路中心線和直行車出口車道，然后駛入設置在直行車出口車道與右轉彎車出口車道之間的左轉彎入口車道內；在左轉彎車流信號燈為綠燈時，駛入設置在直行出口車道與右轉彎出口車道之間的左轉彎入口車道內的車輛就可直接左轉離開交叉口。
在左轉彎車流從交叉口駛入段跨越車行道中心線的前方位置，設置左轉彎車流信號燈，以避免與迎面直行車出口交通發(fā)生沖突。
交叉口左轉彎車道線從車道入口到出口應設置完整，以便駕駛員容易識別。
為了提高交叉口通行能力，在離交叉口一定范圍(比如50米)內，一方面可去掉機動車道與非機動車道之間的隔離帶，盡可能增加交叉口入口和出口的車道數，在交叉口駛入、駛出段的非機動車道上劃定一個車行道作為右轉彎車道；另一方面可省去交叉口人行道路緣石或降低人行道路緣石高度，使得非機動車能平穩(wěn)、順利地利用人行道離開交叉口，間接地擴大交叉口的設計通行能力。
車道寬度確定根據城市道路設計手冊，“交叉口設附加車道線時，直行車道的寬度可由3.25(大型車)～3.0(小型車)米縮窄到3.0(大型車)～2.75米(小型車)”。采用本技術方案時，對交叉口駛出段車道寬度需要考慮車輛有15～40公里的運行速度等安全因數，當直行出口車道或左轉彎入口車道或右轉彎出口車道只有一條時，車道寬度建議采用3.25(大型車)米，當為兩條以上(含2條)時建議采用3.25(大型車)～3.0米(小型車)；在交叉口駛入段，每條直行車道采用3.0(大型車)～2.75米(小型車)。
本技術方案的原理是在同路段上迎面直行車交通為紅燈期間內，讓左轉彎車在路口駛入段提前越過車行道中心線和直行車出口車道，然后駛入設置在直行車出口車道與右轉彎車出口車道之間的左轉彎入口車道內；在左轉彎車流信號燈為綠燈時，駛入專用左轉彎入口車道上的車輛就可直接左轉離開交叉口，避免了與出口直行車發(fā)生沖突，把左轉彎車和迎面直行車沖突點消滅在交叉口之外。在迎面直行交通為綠燈期間時，在交叉口駛入段的左轉彎車不能越過車行道中心線，只能在本車流方向上在直行車入口車道與車行道中心線之間的左轉彎車道上作短暫停留，避免與出口直行車流發(fā)生沖突。
本技術方案的使用范圍機動車道與非機動車道分離或基本沒有非機動車交通，機動車道雙向在4條以上(含4條車道)的兩條干道相交的信號交叉口。
本技術方案特別適用于機動車道雙向為6車道以上(含6條車道)的干道相交的信號交叉口，車道越多越實用。
本技術方案實施的可行性影響本技術方案可行性的兩大因數有兩個，一是交叉口機動車道拓寬是否可行，二是車輛行駛時是否安全。
1.交叉口機動車道拓寬可行性對雙向為4車道(不含非機動車道)的兩條干道相交的信號交叉口，機動車道寬度一般為14～15米，在干道上還有非機動車道、非機動車與機動車隔離帶，另外還有4米以上的人行道；若采用此技術方案，可在交叉口入口和出口共設置5條車道，從右到左(以駛入交叉口方向計算)依次為1條右轉、直行混合車道3.0米，1條直行入口車道3.0米，1條直行車出口車道3.25米、1條左轉彎車入口車道3.25，1條左轉出口、右轉出口混合車道3.25米，5條車道總寬為15.75米左右，只比原機動車道多0.75～1.75米，利用機動車道與非機動車道之間的隔離帶或非機動車道和人行道，把機動車道拓寬0.75～1.75米是完全可行的。當然，為了提高交叉口通行能力，在離交叉口一定范圍(比如50米)內，可去掉非機動車道與機動車道之間的隔離帶，盡可能增加交叉口入口和出口的車道數。在交叉口對雙向為6車道(不含非機動車道)的兩條干道相交的信號交叉口，機動車道寬度一般為21～22米；若采用此技術方案，可在交叉口駛入段和駛出段共設置7條車道，從右到左(以駛入交叉口方向計算)依次為一條右轉、直行混合車道3.0米，兩條直行車道寬度為2*3.0米，2條出口直行車道2*3.0米，一條左轉彎車入口車道3.25米，一條左轉彎車出口、右轉出口混合車道3.25米，7條車道總寬為21.5米左右，因此在交叉口利用本技術方案是完全可行性。所以只要滿足機動車道與非機動車道分離或基本沒有非機動車流交通，且機動車道雙向在4條以上(含4條，但不含非機動車道)的兩條干道相交的信號交叉口，均可使用本技術方案。
2.車輛行駛時安全性本技術方案左轉彎車流和右轉彎車流是按照各自的車行道行駛，受信號燈控制，左轉彎車流通過交叉口時與迎面直行車流無沖突點；左轉彎車流從進入交叉口駛入段，經過車行道中心線和直行車出口車道，至在直行車和右轉彎車駛出段之間的專用左轉彎入口車道時，在信號燈控制下也無沖突點；每一條車道設置的寬度都考慮了安全間距因數，因此車輛行駛比較安全。當信號燈停電時，如交通流量較大，比如在車流量高峰期，左轉彎車流可受人工控制，如交通流量較小時，比如在夜晚，在本技術方案實施2年內，可暫時關閉專用左轉彎車道，實施2年后，由于駕駛員習慣了這種左轉彎技術及其交通組織方案，即使在夜晚停電沒有信號燈時也不必關閉專用左轉彎車道了。
本技術方案的有益效果是1.把左轉彎車和迎面直行車沖突點消滅在交叉口之外的交叉口駛入段和駛出段上，簡化信號交叉口交通組織，使交叉口交通流更加有序化。
由于本技術方案的左轉彎車輛在經過信號交叉口時與迎面出口直行車無沖突點，不影響直行車交通，因此簡化了信號交叉口交通組織，同時使交叉口交通流更加有序化。
2.只要用地條件允許，增加交叉口的直行、左轉、右轉彎車道數，交叉口某方向的設計交通流量就可呈比例地增加。
由于本技術方案的左轉彎車輛在經過信號交叉口時與迎面直行車無沖突點，左轉彎車流對迎面直行車流沒有影響，因此擴建左轉彎車道數，信號交叉口左轉彎設計通行能力就會按左轉彎車道數的增加倍數呈比例增加擴建直行車道數，信號交叉口直行車設計通行能力就會按直行車道數的增加倍數呈比例增加；擴建右轉彎車道數，信號交叉口右轉彎設計通行能力就會按右轉彎車道數的增加倍數呈比例增加；同時擴建直行、左轉、右轉彎車道數，交叉口機動車設計通行能力相應地增加。
利用這種優(yōu)勢，當交叉口機動車通行量超過交叉口的設計通行能力時，就可通過花費很少的費用，擴建交叉口及其路段上的車道數，就可解決交通問題了。
3.提高信號交叉口的通行能力。
可提高信號交叉口20％～30％的飽和通行能力。下面利用城市交通理論加以證明。
平面信號交叉口飽和通行能力NL取決于相交道路的幾何條件及交通條件，即進口飽和通行能力Ni由各進口理論飽和通行能力通過各種修正后獲得。
NL=Σi=1m(3600/ht)ribiniηitipi]]>式中NL-進口飽和通行能力(直行小汽車當量/小時)ht-進口道飽和車頭時距(秒)，小汽車為2.671秒；ri-i進口的進口道自行車影響修正系數(縱向干擾)；bi-i進口的進口道自行車影響修正系數(橫向干擾)；ni-i進口的車道數；ηi-i進口的車道寬修正系數；ti-i進口的有效通行時間比，可取綠信比；pi-i進口的行人干擾影響修正系數。
車道寬度修正系數ηi與車道寬度w的關系為ηi＝50(w-1.5)*10-2，(w≤3.5米)ηi＝(-54+188w/3-16w2/3)*10-2，(w＞3.5米)在交叉口車道設置寬度一般為3.0～3.25米，即車道寬度修正系數ηi為0.75～0.875，為便于計算ηi取0.8在沒有自行車和行人干擾的情況下，即上述公式中ri＝1、bi＝1、pi＝1，車道寬度修正系數ηi取0.8，進口飽和通行能力NL為
NL=0.8*Σi=1m(3600/2.671)niti]]>此時，進口飽和通行能力NL與右轉彎車、直行車和左轉彎車的車道數ni和綠信比ti有關。根據英國的研究，考慮車道功能，對于左轉專用車道，1輛左轉彎車相當于1.5輛當量直行車對于左直或左直右混行車道，1輛左轉彎車相當于3.0輛當量直行車；對于右轉專用車道，1輛右轉彎車相當于1.0輛當量直行車；對于直右或左直右混行車道，1輛右轉彎車相當于1.2輛當量直行車。
假設具有相同條件的兩條道路相交的“十”字型平面交叉口，其進出口車道數為7條，按照傳統(tǒng)交叉口交通組織方式，其進口車道設置從右到左(以駛入交叉口方向計算)依次為1條專用右轉彎車道、2條直行車道、1條專用左轉彎車道，出口車道數為3條，在沒有自行車和行人干擾的情況下，車道寬度修正系數ηi取0.8，一個信號燈周期取120秒，設置的直行車綠燈時間為45秒，專用左轉彎車綠燈時間為24秒，黃燈時間取3*2秒，右轉彎車綠燈時間可為120秒，但受其他交叉口的影響，右轉彎車有效的綠燈時間約為55秒，因此右轉彎車綠燈時間按55秒計算。則該交叉口進口飽和通行能力計算為Ni＝4*(0.8*((3600/2.671)*2*45/120+(3600/2.671)*1*55/120+(3600/2.671)*1*24/120/1.5)＝5786(直行小汽車當量/小時)式中0.8*(3600/2.671)*2*45/120為兩條進口直行車道的飽和通行能力；0.8*(3600/2.671)*1*55/120為1條進口右轉彎車道的飽和通行能力(換算為直行車道的飽和通行能力)；0.8*(3600/2.671)*1*24/120/1.5為1條進口左轉彎車道的飽和通行能力(換算為直行車道的飽和通行能力)若按本交叉口交通組織方案，即交叉口入口車道、出口車道設置從右到左(以駛入交叉口方向計算)依次為1條右轉彎車入口車道、2條直行車入口車道、2條直行車出口車道、1條左轉彎車入口車道、1條左轉彎車和右轉彎車混用出口車道，在沒有自行車和行人干擾的情況下，車道寬度修正系數ηi取0.8，一個信號燈周期取120秒，設置的直行車綠燈時間為58秒，專用左轉彎車綠燈時間為58秒，專用右轉彎車綠燈時間為58秒，黃燈時間取4*1秒，專用右轉彎車綠燈時間為120秒。則該交叉口進口飽和通行能力計算為Ni＝4*(0.8*((3600/2.671)*2*58/120+(3600/2.671)*1*58/120+(3600/2.671)*1*58/120/1.5)＝7643(直行小汽車當量/小時)
式中0.8*(3600/2.671)*2*58/120 為兩條進口直行車道的飽和通行能力；0.8*(3600/2.671)*1*58/120 為1條進口右轉彎車道的飽和通行能力(換算為直行車道的飽和通行能力)；0.8*(3600/2.671)*1*58/120/1.5 為1條進口左轉彎車道的飽和通行能力(換算為直行車道的飽和通行能力)由此可以得知用本交叉口交通組織方式比傳統(tǒng)的交通組織方式多增加7643-5786＝1857輛直行小汽車當量/小時，交叉口飽和通行能力增加1857/5786*100％＝32.1％即使在有部分自行車和行人干擾的情況下，采用本交通組織方式也比傳統(tǒng)的交通組織方式增加飽和通行能力達20％～30％。
4.經濟價值顯著。
對使用本方案的每一個信號交叉口設計通行能力，相對于傳統(tǒng)的交叉口交通組織方案，可提高20％～30％的飽和通行能力。按增加20％的飽和通行能力計算，每個交叉口每年產生的直接經濟效益比傳統(tǒng)的交叉口交通組織方案產生的經濟效益多50萬元以上，若在城市中心區(qū)，產生的直接經濟效益多達千萬元以上。
對特大城市、大城市在道路系統(tǒng)投資方面可節(jié)省數座乃至幾十座建立立交橋的費用，相當于節(jié)省上億元的投資。
(四)下面結合附圖和實施例子對本技術方案進一步說明。


圖1、圖2、圖3是機動車道為兩條具有6車道的主干道相交的平面信號交叉口車道設置及其交通組織形式。在交叉口駛入段、駛出段車道共設置7條，從右到左(以駛入交叉口方向計算)依次為一條專用右轉彎入口車道、兩條直行入口車道，兩條直行車出口車道、一條專用左轉彎入口車道、一條左轉彎右轉彎出口車道；其中圖1是專用左轉彎車道從交叉口駛入段經過交叉口和駛出段離開交叉口全過程的車道設置及其交通組織方案；圖2、圖3是以交叉口中心為原心，把圖1放大了的圖形；圖4是在交叉口駛入、駛出路段上左轉、右轉、直行交通組織圖形，以便更清楚地看見圖1的內容。
圖5、圖6、圖7是機動車道為兩條具有4車道的主干道相交的信號交叉口車道設置及其交通組織形式。在交叉口駛入段、駛出段車道共設置5條，從右到左(以駛入交叉口方向計算)依次為一條右轉和直行混行入口車道、一條直行入口車道，一條直行車出口車道、一條專用左轉彎入口車道、一條左轉彎右轉彎出口車道；其中圖5是專用左轉彎車道從交叉口駛入段經過交叉口和駛出段離開交叉口全過程的車道設置及其交通組織方案，圖6、圖7是以交叉口中心為原心，把圖5放大了的圖形，以便更清楚地看見圖5的內容。
圖8、圖9是機動車道為4車道的兩條主干道相交的信號交叉口左轉彎設置及其交通組織形式。利用機動車與非機動車之間的隔離帶以及非機動車道，把交叉口駛入段、駛出段車道共設置7條車道，從右到左(以駛入交叉口方向計算)依次為一條右轉入口車道、兩條直行入口車道，一條直行車出口車道、一條專用左轉彎入口車道、一條左轉彎出口車道，一條右轉彎出口車道；圖8是專用左轉彎車道從交叉口駛入段經過交叉口和駛出段離開交叉口全過程的車道設置及其交通組織方案，圖9是以交叉口中心為原心，把圖7放大了的圖形，以便更清楚地看見圖8的內容。
圖中①交叉口入口，②交叉口出口，③人行道，④非機動車道，⑤公交車站，⑥左轉車停車線，⑦左轉信號燈，⑧車道線漸變段，⑨專用左轉彎車道，⑩綠化草坪，車行道中心線。
權利要求
1.技術特征在信號交叉口，在左轉彎車駛入交叉口一定距離處開始設置一段專用左轉彎車道，然后跨越車行道中心線和直行出口車道，在交叉口直行出口車道與右轉出口車道之間設置專用左轉彎車道，入口、出口車行道設置順序以駛入交叉口方向計算從右到左依次為右轉彎入口車道(一條或數條或與直行混合使用)、直行入口車道(一條或數條)、直行出口車道(一條或數條)、左轉彎入口車道(一條或數條)、左轉彎出口車道(一條或數條)、右轉彎出口車道(一條或數條或與左轉彎出口車道合并使用)，當道路條件限制，直行入口車道較少，右轉彎入口車道可被直行車使用，左轉彎出口車道和右轉彎出口車道可合并為一條。在同路段上迎面直行車交通為紅燈期間內，讓左轉彎車提前越過道路中心線和直行出口車道，進入在直行出口車道與右轉彎出口車道之間的專用左轉彎入口車道內；在直行車流信號燈為綠燈時，進入在直行出口車道與右轉彎出口車道之間的左轉彎入口車道內的車輛就可直接左轉離開交叉口，避免了與出口直行車發(fā)生沖突，把左轉彎車和迎面直行車沖突點消滅在交叉口之外的路段上。保護范圍；機動車道雙向在4條以上(含4條車道)的兩條或多條干道相交的信號交叉口，只要采用具有本技術方案特征的平面信號交叉口車道設置方式及其交通控制組織均屬于本權利保護的范圍。
全文摘要
本技術方案是應用于城市交通組織技術領域。為了提高信號交叉口的通行能力，克服左轉彎車在交叉口轉彎時存在的缺點，在左轉彎車駛入交叉口一定距離處開始設置一段專用左轉彎車道，然后跨越車行道中心線和直行出口車道，在交叉口直行出口車道與右轉出口車道之間設置專用左轉彎車道，以駛入交叉口方向計算，車行道設置順序從右到左依次為右轉彎車和直行車入口車道、直行車出口車道、左轉彎車入口車道、左轉彎車和右轉彎車出口車道，當受道路條件限制，可把左轉彎車出口車道和右轉彎車出口車道合并。左轉、直行、右轉車流在信號燈控制下各行其道，把左轉彎車和迎面直行車沖突點消滅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。
文檔編號G08G1/00GK1542225SQ20031011087
公開日2004年11月3日 申請日期2003年11月7日 優(yōu)先權日2003年11月7日
發(fā)明者雍尚平 申請人:雍尚平