阅读说明：本技术 采用批量变道的三叉路口及其控制办法 (Three-way intersection adopting batch lane changing and control method thereof ) 是由 张明 于 2019-10-23 设计创作，主要内容包括：目前的三叉路口要么是没有相位控制,要么进行三相控制,存在着通行能力低、延误大的问题。本发明公开了一种新型三叉路口,入口进入次要道路的主交通的方向,需要穿越主交通另外一个方向的车道,这个方向的出入口采用批量变道方法。利用批量变道的方法,能够减少一个相位时间,三叉路口可以采用两相控制,而且周期短、延误小、通行能力大。(The current three-way intersection has the problems of low traffic capacity and large delay because of no phase control or three-phase control. The invention discloses a novel three-way intersection, wherein the direction of main traffic entering a secondary road at an entrance needs to pass through a lane in the other direction of the main traffic, and the entrance and the exit in the direction adopt a batch lane changing method. By using the method of changing lanes in batches, one phase time can be reduced, the three-way intersection can adopt two-phase control, and the method has short period, small delay and large traffic capacity.)

采用批量变道的三叉路口及其控制办法

技术领域

本发明是交通领域，具体涉及三叉路口的路口结构、相位控制。

背景技术

城市道路的交叉口里三叉路口是很常见的，三叉路口是城市道路重要的组成部分。三叉路口除了少数Y形的外，都是有2个方向是有左转车流的。目前的三叉路口都是两相或三相控制。两相控制的是主交通终止，两个方向的左转同时进行，存在冲突点，这种方法只适合于小型的三叉路口。三相控制的路口，三个相位分别是主交通导通相位、第1个方向的左转相位、第2个方向的左转相位，这种方法不存在冲突点，但是三相控制的周期过长，主交通的绿信比低，通常只能够达到0.5-0.6。

三叉路口是由3条道路的出入口相交而成。三叉路口一般是由其中2条道路构成主交通道路，而另外一条是次要道路。多数情况下车流量大、构成直行的2条道路是主交通道路，次要道路与主交通成90度左右交角。少数情况下主交通是转弯的，而次要道路与其中一条主交通道路构成直行道路。判断主交通的首要标准是车流量、车道数，车流量、车道数最大的两条道路构成了主交通道路，另外一条则是次要道路。判断主交通的其次标准是,构成直行的两条道路是主交通；如果3条道路的车流量基本相同，则构成直行的两条道路是主交通、另外1条是次要道路。

城市最典型的三叉路口是丁字路口，典型周期的是89秒。路口是由A、B、C三条路组成，其中A、B是直行的主交通，分别是双向6车道，C路是次路，双向4车道，B路车辆左转就到达C路，C路车辆左转就到达A路。其中A入口进入C路是右转，不存在穿过另外一侧主交通的问题，而B入口进入C则面临穿过主交通A往B侧的问题。

其中主交通导通相位时长50秒，C往A方向的左转相位时长15秒，B往C方向的左转相位时长15秒，每两个相位之间需要3秒全红灯时间。主交通的绿信比是50/89=56%，也就是说主交通的道路只有56%的时间可以进行直行行驶。B路往C路的左转等待区设为2条车道，C路往A路的左转等待区设为1条车道，C路设右转车道1条。B路往C路的左转等待区是1条车道。A、B路的直行等待区都是3车道，因此B路出入口共计7车道，C路出入口共计5条车道。

左转每车道每2.5秒能够放行1pcu。C路往A路的每条车道的通行能力计算是：每个周期能够放行15/2.5pcu，一个小时有3600/89个周期，通行能力是15/2.5*(3600/89)=243pch/h。类似地，B往C的通过能力也是243pch/h。A路往B路、B路往A路的通行能力相同，都是三车道，直行每2.2秒能够放行1pcu，通行能力是3*50/2.2*(3600/89)=2758pch/h。

目前的三叉路口存在着通行能力低、周期长、延误大的问题。城市道路包括行车道、隔离带、绿化带、路口、沟渠等，城市道路占城市面积的15%左右，是一种极其昂贵的资产，全国城市道路的总价值在50万亿元以上，提高1%的使用率都具有极其巨大的经济、社会意义。

专利CN106192639B提出了路口的优化方案，然而该优化方案的缺点是路口的拓宽面积大、左转等待区和直行等待区需要的车道数过多，在用地紧张的城市里难以采用。授权专利CN202298398U公布了一种三叉路口的立交桥，但是立交桥的造价高、占地大，并不适合。

专利201910977210.9公开了一种批量变道的出入口，这种出入口是在入口设左转等待区，出口车道的外侧设逆行车道和变道信号灯。这种出入口具有通过能力大、延误小的特点。

发明内容

本发明为了解决现有三叉路口相位多、通行能力低、延误大、占地多的问题，提供了一种采用了批量变道方法的三叉路口。

一种三叉路口，A、B、C路在三叉路口相交，沿顺时针方向，B路的下一道路是C路，C路的下一道路是A路；B路往C路的车辆，需要穿过A往B一侧；B路采用批量变道的出入口，B路入口设通往C路的等待区，B路出口车道之外设逆行车道，逆行车道的前端出口连接到C路出口车道；

C路设通往A路的等待区和通往A路的信号灯；三叉路口是两相控制，第一相位是A、B通行相位，A、B路的车辆通过交叉区域；第二相位是B往C和C往A的通行相位，C路往A路的等待区的车辆驶入A路出口，B路采用批量变道的办法进入逆行车道，再进入C路。

作为对上述路口的改进，A、B是主交通，C路是次要道路。

作为对上述路口的改进，C路的通往A路的等待区设2条或以上车道。

作为对上述路口的改进，第二相位的时长小于25秒；整个路口的周期小于70秒。

作为对上述路口的改进，C路往A路的信号灯的转红时间，B路的变道灯的转绿时间，两者相差小于3秒；逆行车道出口的信号灯转绿时间，比A往B路的信号灯转绿时间，两者相差小于3秒；前两者，比后两者先。

作为对上述路口的改进，C路往A路的等待区设在中央隔离带的右侧；B路逆行车道的出口设停止线和左转信号灯；

在第二相位里，C路的左转信号灯转绿，C路往A路的等待区的车辆驶出；B路的变道灯转绿，B路往C路的等待区的车辆行驶到逆行车道，同时逆行车道出口的信号灯转红；

C路的左转信号灯转红后，然后逆行车道出口的信号灯转绿，逆行车道的左转车辆驶入C路出口。

作为对上述路口的改进，C路的通往A路的等待区，设在出口车道的外侧；该等待区之后的中央隔离带设开口，车辆从该开口驶出，然后驶入C路的通往A路的等待区。

作为对上述路口的改进，路口设人行和非机动车的天桥或隧道；B路往A路的各条车道，从最外侧起至少有1条车道一直保持通行，不进行相位控制。

作为对上述路口的改进，在A/B路的C路一侧设立安全岛；在安全岛处设立一条斑马线横跨A/B路，且斑马线与A路左转弯车道位置关系是：A路左转弯车道靠近A路出入口，斑马线靠近B路出入口。

作为对上述路口的改进，A、B是直行道路，C路是转弯道路，B路车辆左转就到达C路，C路车辆左转就到达A路；A路设左转弯车道，所述C路设通往A路的等待区是左转等待区，左转等待区的出口下接A路左转弯车道；

B路是批量变道的出入口，所述B路入口设通往C路的等待区是左转等待区，B路的出口车道的外侧设逆行车道，C路设左转弯车道，B路的逆行车道下接C路的左转弯车道，左转弯车道再下接C路出口车道；第二相位是B、C的左转相位，C路的左转等待区的车辆左转驶入A路，B路左转等待区的车辆进入逆行车道，然后在经过左转弯车道进入C路的出口车道。

作为对上述路口的改进，A、C是直行道路，A路车辆左转就到达B路，B路车辆左转就到达C路；

B路是批量变道的出入口，所述B路入口设通往C路的等待区是左转等待区，B路出口车道的外侧设逆行车道；所述C路设通往A路的等待区是直行等待区；C路入口前端设左转弯车道，B路的逆行车道下接C路的左转弯车道；在第二相位里，左转等待区的车辆进入逆行车道，然后左转进入C路出口车道。

作为对上述路口的改进，B、C是直行道路，C路车辆左转就到达A路，A路车辆左转就到达B路；

B路是批量变道的出入口，所述B路入口设通往C路的等待区是直行等待区，B路出口车道的外侧设逆行车道；所述C路设通往A路的等待区是左转等待区；B路的逆行车道下接C路的出口车道；在第二相位里，B路直行等待区的车辆进入逆行车道，然后进入C路出口车道。

附图说明

图1，三叉路口的示意图。

图2，C路往A路等待区在隔离带右侧的示意图。

图3，A/C路是直行的示意图。

图4，B/C路是直行的示意图。

附图标记

1，B路通往C路的等待区。2，逆行车道。3，左转弯车道。4，出口车道。5，C路通往A路的等待区。6，人行横道。7，停止线。9，右转车道。10，交叉区域。11，中央隔离带。12，开口。

有益效果

（1）这种路口控制方法最大限度地提高了主交通的绿信比，主交通的通过能力大幅增加。主交通的车流量通常是次路的2-4倍以上，保证主交通，减少左转相位和时间，才能够提高主交通的通过能力。

（2）这种路口结构节省占地。普通路口为了增加通过能力，出入口需要设置车道数是比行车道多1-3条的。本发明的路口的绿信比高，A往B、B往A的入口、出口，通常车道数等于行车道数，而不需要增加车道数。因此相比普通路口能够节省占地。

（3）B路往C路是批量变道方法，避免了这个车流对A往B的主交通的阻塞。这种路口控制方法的延误降低20%以上。

（4）批量变道方法，不需要独占相位时间，就可以让车辆从左转等待区行驶到逆行车道，而与左转等待区的车辆数的相关性不大。即使B往C路的到达率是500-800pcu/h，左转等待区只设1条车道也是适合的，这个通行能力相当于，普通三叉路口的左转等待区有3条车道。

具体实施方式

以下所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

实施例里列出了三种常见的三叉路口形式，但是在实际路口里，路口的交角不一定是90度，直行不一定是两条道路是完全处在一条直线上，而是有10-30度的夹角。

实施例一

实施例1.1

三叉路口是由A、B、C三路相交而成，其中A、B是直行道路，C路是转弯道路，B路车辆左转就到达C路，C路车辆左转就到达A路。B路往C路的车辆，需要穿过A/B道路的A往B一侧。A、B是主交通，分别是双向4车道；C路是次要道路，是双向2车道。这种是最常见的三叉路口，又叫丁字路口。

A路设左转弯车道3，所述C路设通往A路的等待区5是左转等待区，左转等待区的出口下接A路左转弯车道。

如图1所示，B路是批量变道的出入口，所述B路入口设通往C路的等待区1是左转等待区，B路的出口车道4的左侧设逆行车道2，C路设左转弯车道3，B路的逆行车道下接C路的左转弯车道，左转弯车道再下接C路出口车道。

第一行为是A、B路的通行相位，A、B直行和A往C、C往B的右转车辆通过路口。第二相位是B、C的左转相位，C路的左转等待区5的车辆左转驶入A路，B路左转等待区的车辆进入逆行车道2，然后在经过左转弯车道3进入C路。

实施例1.2

A、C是直行道路，A路车辆左转就到达B路，B路车辆左转就到达C路，如图3所示，A、B是主交通，这是一种主交通转弯的路口。

B路采用批量变道的出入口，B路入口设通往C路的等待区1，这个等待区是左转等待区。B路出口车道4之外设逆行车道2，C路入口前端设左转弯车道3，B路的逆行车道下接C路的左转弯车道3，再连接到C路出口车道4。C路设通往A路的等待区5和通往A路的信号灯，该等待区是直行等待区，且该等待区位于C路出口车道4的外侧。

三叉路口是两相控制，第一相位是A、B通行相位，A、B路的车辆通过交叉区域，也就是主交通导通。第二相位是主交通停止相位，B往C和C往A导通。C路直行等待区5的车辆驶入A路，B路采用批量变道的办法进入逆行车道2，然后左转弯进入C路。

B路左转等待区1的车辆采用批量变道的办法进入逆行车道，利用了C路直行等待区的车辆驶入A路的间隙，从而不需要为B路左转设置单独的相位。路口的相位数变为2，从而缩短了周期，减少了延误。

实施例1.3

A、B、C路在三叉路口相交，C路车辆左转就到达A路，A路车辆左转就到达B路。B、C是直行道路，如图4所示，A、B是主交通，B、C构成直行道路，这是一种主交通转弯的路口。

B路是批量变道的出入口，所述B路入口设通往C路的等待区1是直行等待区，B路出口车道4的外侧设逆行车道2。所述C路设通往A路的等待区5是左转等待区，左转等待区设在出口车道的外侧。C路入口前端设左转弯车道，B路的逆行车道下接C路的左转弯车道。

在第二相位里，B路直行等待区的车辆通过批量变道的方法进入逆行车道2，然后进入C路出口车道4。

实施例二

实施例2.1

其他与上一个实施例相同，不同之处是：

以站在C路面向交叉区域的视角，C路往A路的左转等待区5设为2条车道，且该等待区设在中央隔离带的右侧，如图2所示。这样避免了左转等待区在出口车道的外侧，如果左转等待区在出口车道4的外侧，由于车流方向相反，C路左转车辆需要寻隙穿过出口车道才能够抵达左转等待区，有冲突点。B路逆行车道2的出口设停止线和左转信号灯。

路口周期设为60秒，其中第一相位是42秒，第二相位是12秒，每个相位之间有3秒全红灯。以第一相位开始的时刻为第0秒，第二相位的时间范围是每个周期的第45-57秒。在第45秒时，C路的左转信号灯转绿，C路往A路的等待区5的车辆驶出。在第53秒时，B路的变道灯转绿，B路往C路的左转等待区的车辆行驶到逆行车道2，此时逆行车道出口的信号灯是红色。

第2相位结束时，也就是第57秒，C路的左转信号灯转红，然后第58秒逆行车道出口的信号灯转绿，逆行车道的左转车辆驶入C路出口。一般地，B路往C路的左转等待区的车辆在第53秒时启动，刚好大致在第57-60秒时到达逆行车道，此时逆行车道出口的信号灯转绿，刚好放行这些车辆。

C路往A路的通过能力计算是：2*12/2.5*(3600/60)=576pcu/h。A路往B路、B路往A路的通行能力相同，都是：3*42/2.2*(3600/60)=3436pcu/h。B路往C路由于采用了批量变道的方法，通过能力可达500-800pcu/h。这种路口使得主交通的通过能力比普通路口提高了24.6%，左转通过能力更是提高了2倍以上，具有极大的经济社会意义。

本例里，主交通的绿信比是42/60=70%，比普通路口提高10-20%。

实施例2.1

其他与上一个实施例相同，不同之处是：

C路往A路的信号灯的转红时间是第57秒，B路的变道灯的转绿时间也是第57秒。逆行车道2出口的信号灯转绿时间、A往B路的信号灯转绿时间，都是第60秒。B路的左转车辆从左转等待区1到逆行车道约需要4秒时间，车辆到达逆行车道后，逆行车道出口的信号灯转绿，正好通过。

A/B路是双向8车道。路口设人行和非机动车的天桥或隧道，以跨越路口。B路往A路的各条车道，每条车道有1个直行信号灯。B路往A路的第2条、第3条车道之间的车道线是0.3米宽的绿化带，以把第1、2车道与第3、4车道隔离。第1、2车道上接左转弯车道3。最外侧的2条车道对应的直行信号灯是一直保持绿色，车道一直保持通行，不进行相位控制。

设天桥或隧道能够避免行人干扰。外侧车道一直保持通行，能够进一步提高B路往A路的绿信比，提高通行能力。

实施例2.3

其他与实施例1.1相同，不同之处是：A、B路分别是双向4车道。C路的通往A路的等待区5，设在出口车道4的外侧，也就是远离中央隔离带的一侧，如图1所示。该等待区之后的中央隔离带的设开口12，车辆从该开口驶出，然后驶入C路的通往A路的等待区。由于这种特点，在第二相位里，逆行车道2的车辆、C往A路的车辆是互不干扰的，无需等候，逆行车道出口无需设信号灯和停止线。设右转车道9，避免与逆行车道的车辆干扰。

实施例2.4

其他与实施例1.1相同，不同之处是：

在A/B路的C路一侧设立安全岛，安全岛有斑马线连接A路、C路交角的人行道，有另外的斑马线连接A路、B路交角的人行道。

在安全岛处设立一条斑马线横跨A/B路，且斑马线与A路左转弯车道3位置关系是：A路左转弯车道3靠近A路，斑马线靠近B路入口，也就是斑马线在B路入口、A路左转弯车道的中间。这样当C路左转车经过A路左转弯车道到达A路出口车道4时，行人在斑马线上走动，车辆、行人互不影响。

这种方法能够最大限度地减少行人对路口的占用时间，减少行人影响。