道路交叉口上游平曲线段的预信号灯动态控制方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种道路交叉口上游平曲线段的预信号灯动态控制方法及应用，适用于道路交叉口为信号交叉口，且信号交叉口与上游基本路段通过平曲线段相衔接，在平曲线段起点处设置预信号灯，其步骤包括：1、确定平曲线段的限速值；2、确定限速牌的位置；3、判断当前信号周期T内平曲线段起点处设置的预信号灯是否需要开启；4、计算预信号灯红灯和绿灯开始的时刻。本发明专利技术根据车辆进入平曲线段时的行车视距和停车视距确定车辆进入平曲线段时的限速值，保证了车辆过弯时的安全性；通过在平曲线段起点处设置预信号灯来控制车辆在下游信号交叉口处的排队长度，避免了车辆没有足够的停车视距造成的追尾事故，提高了交通流运行的安全性。提高了交通流运行的安全性。提高了交通流运行的安全性。

【技术实现步骤摘要】
道路交叉口上游平曲线段的预信号灯动态控制方法及应用


[0001]本专利技术属于交通管理控制领域，具体的说是一种道路交叉口上游平曲线段的预信号灯动态控制方法。

技术介绍

[0002]车前的视野和视距对车辆在公路上安全和有效运行极为重要。车的速度和行车方向选择取决于驾驶者是否看清前方道路及周围环境，并有足够远的视距，以便准确控制方向，避开障碍物，保证行车安全。在平曲线路段，受到护栏、路侧树木等物体的遮掩，驾驶员的速度过快，就容易因为停车视距不足而造成车辆的追尾事故。因此需要根据平曲线的半径来控制车辆的入弯速度。
[0003]当道路交叉口上游具有平曲线段时，由于车辆在平曲线段视距不良，可能无法及时观察到下游信号交叉口的交通状况，当下游交叉口车辆排队过长时，后续的车辆从驶出后没有足够的停车视距造成的追尾事故，从而降低道路的交通安全性和通行效率。

技术实现思路

[0004]本专利技术为克服现有技术存在的不足之处，提出了一种道路交叉口上游平曲线段的预信号灯动态控制方法及应用，以期能确定车辆进入平曲线段的限速值，以保证车辆过弯时的完全性；同时能控制车辆在下游信号交叉口处的排队长度，以避免交叉口处车辆排队过长而导致的追尾事故，从而能提高交通的通行效率。
[0005]本专利技术为达到上述专利技术目的，采用如下技术方案：
[0006]本专利技术一种道路交叉口上游平曲线段的预信号灯动态控制方法，所述道路交叉口为信号交叉口，所述信号交叉口的进口道与上游基本路段通过平曲线段相衔接；所述平曲线段与上游基本路段的衔接点为平曲线段的起点，平曲线段与所述信号交叉口的进口道的衔接点为平曲线段的终点；所述预信号灯设置在平曲线段的起点处；其特点在于，所述预信号灯控制方法包括以下步骤：
[0007]步骤1确定车辆进入平曲线段的限速值；
[0008]步骤1.1利用式(1)计算所有车辆在平曲线段的行车视距S
d1
：
[0009][0010]式(1)中，R
c
为车辆在平曲线段行驶的曲线半径，并通过式(2)计算得到；R2为平曲线段的硬路肩内侧半径，并通过式(3)计算得到；
[0011][0012]式(2)中，R1为平曲线段的半径；b1为平曲线段上中央分隔带的宽度；b2为平曲线段外侧路缘带的宽度；b3为平曲线段上单条车道的宽度；n为平曲线段上的单向车道数；
[0013][0014]式(3)中，b4为平曲线段上硬路肩的宽度；
[0015]步骤1.2利用式(4)计算所有车辆在平曲线段的停车视距S
s1
；
[0016][0017]式(4)中，v0为车辆进入平曲线段前在上游基本路段上的自由流速度；t为驾驶员的反应时间；i为平曲线段的道路横坡度；μ为道路路面与轮胎之间的纵向摩阻系数；S0为车辆最小安全距离；
[0018]步骤1.3利用式(5)计算平曲线段在行车视距S
d1
下的道路长度l1；
[0019][0020]步骤1.4若l1≥S
s1
，则令v
limit
＝v0，其中，v
limit
为车辆进入平曲线段的限速值；
[0021]若l1＜S
s1
，则令
[0022]步骤2若v
limit
＝v0，则表示不需要在上游基本路段上设置限速牌；
[0023]若v
limit
＜v0，则利用式(6)计算距离l2，从而在平曲线段的上游处，并与平曲线段的起点处之间距离为l2的位置设置限速牌；
[0024][0025]式(6)中，a1为车辆的舒适减速度；
[0026]步骤3利用式(7)计算所有车辆在限速值v
limit
下的停车视距S
s2
；
[0027][0028]利用式(8)计算车辆在平曲线段的最大速度v
max
，从而利用式(9)计算车辆在平曲线段的最大速度v
max
下的停车视距S
s3
；
[0029]v
max
＝v
limit
+Δv
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)
[0030][0031]式(8)中，Δv表示车辆在平曲线段上速度的波动范围；
[0032]步骤4判断在当前信号周期T内是否需要开启平曲线段起点处的预信号灯；
[0033]步骤4.1利用式(10)计算车辆在平曲线段的停车视距差ΔS
s
；
[0034]ΔS
s
＝S
s3
‑
S
s2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(10)
[0035]步骤4.2获取所述信号交叉口在上游基本路段的交通流量Q以及所述信号交叉口在当前信号周期T内的红灯时长R
T
；
[0036]步骤4.3利用式(11)计算所述信号交叉口在当前信号周期T内的最大排队长度
[0037][0038]式(11)中，l
c
为车辆长度，w为车辆停车排队时与前车的安全间距；
[0039]步骤4.4若则在当前信号周期T内不开启所述预信号灯，并执行步骤6；若则在当前信号周期T内开启所述预信号灯，并执行步骤5；
[0040]步骤5计算当前信号灯周期T内所述预信号灯中红灯和绿灯的开启时刻；
[0041]步骤5.1若l3≥ΔS
s
，则执行步骤5.2、步骤5.3和步骤6；
[0042]若l3＜ΔS
s
，则执行步骤5.4、步骤5.5和步骤6；
[0043]步骤5.2利用式(12)计算在当前信号周期T内所述预信号灯的红灯开启时刻与所述信号交叉口的红灯开启时刻之间的时间差t
R
，从而使所述预信号灯在所述信号交叉口的红灯开启时间t
R
后亮红灯，以提醒后续到达的车辆在所述预信号灯前排队等待；
[0044][0045]步骤5.3利用式(13)计算在当前信号周期T内所述预信号灯的绿灯开启时刻与所述信号交叉口的绿灯开启时刻之间的时间差t
G1
，并使所述预信号灯的绿灯相比所述信号交叉口绿灯提前时间t
G1
开启；
[0046][0047]式(13)中，S为平曲线段的长度；a2为车辆的舒适加速度；
[0048]步骤5.4在当前信号周期T内，令所述预信号灯的红灯开启时刻与所述信号交叉口的红灯开启时刻一致；
[0049]步骤5.5利用式(14)计算在当前信号周期T内所述预信号灯的绿灯开启时刻与所述信号交叉口的绿灯开启时刻之间的时间差t
G2
，并使所述预信号灯的绿灯相比所述信号交叉口绿灯提前时间t
G2
开启；
[0050][0051]步骤6令T+1赋值本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种道路交叉口上游平曲线段的预信号灯动态控制方法，所述道路交叉口为信号交叉口，所述信号交叉口的进口道与上游基本路段通过平曲线段相衔接；所述平曲线段与上游基本路段的衔接点为平曲线段的起点，平曲线段与所述信号交叉口的进口道的衔接点为平曲线段的终点；所述预信号灯设置在平曲线段的起点处；其特征在于，所述预信号灯控制方法包括以下步骤：步骤1确定车辆进入平曲线段的限速值；步骤1.1利用式(1)计算所有车辆在平曲线段的行车视距S
d1
：式(1)中，R
c
为车辆在平曲线段行驶的曲线半径，并通过式(2)计算得到；R2为平曲线段的硬路肩内侧半径，并通过式(3)计算得到；式(2)中，R1为平曲线段的半径；b1为平曲线段上中央分隔带的宽度；b2为平曲线段外侧路缘带的宽度；b3为平曲线段上单条车道的宽度；n为平曲线段上的单向车道数；式(3)中，b4为平曲线段上硬路肩的宽度；步骤1.2利用式(4)计算所有车辆在平曲线段的停车视距S
s1
；式(4)中，v0为车辆进入平曲线段前在上游基本路段上的自由流速度；t为驾驶员的反应时间；i为平曲线段的道路横坡度；μ为道路路面与轮胎之间的纵向摩阻系数；S0为车辆最小安全距离；步骤1.3利用式(5)计算平曲线段在行车视距S
d1
下的道路长度l1；步骤1.4若l1≥S
s1
，则令v
limit
＝v0，其中，v
limit
为车辆进入平曲线段的限速值；若l1＜S
s1
，则令步骤2若v
limit
＝v0，则表示不需要在上游基本路段上设置限速牌；若v
limit
＜v0，则利用式(6)计算距离l2，从而在平曲线段的上游处，并与平曲线段的起点处之间距离为l2的位置设置限速牌；式(6)中，a1为车辆的舒适减速度；
步骤3利用式(7)计算所有车辆在限速值v
limit
下的停车视距S
s2
；利用式(8)计算车辆在平曲线段的最大速度v
max
，从而利用式(9)计算车辆在平曲线段的最大速度v
max
下的停车视距S
s3
；v
max
＝v
limit
+Δv
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)式(8)中，Δv表示车辆在平曲线段上速度的波动范围；步骤4判断在当前信号周期T内是否需要开启平曲线段起点...

【专利技术属性】
技术研发人员：张卫华，王昌胜，施康，丁恒，陈小庆，汪春，刘嘉茗，孙婷，
申请(专利权)人：安徽超远信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：