雍鵬程

摘要：科技的發(fā)展、社會的進(jìn)步帶給人們許多物質(zhì)享受與生活便利的同時卻產(chǎn)生了一些新的問題，比如“交通問題”。針對行人密度波動大的路口的交通信號配時優(yōu)化問題，提出了以行人過街請求為主的交通信號配時，并給出相應(yīng)的流程控制圖。

關(guān)鍵詞：行人過街；信號配時；交通控制

引言

交通路口的信號配時優(yōu)化是在不增加交通基礎(chǔ)設(shè)施的基礎(chǔ)上，提高交通參與者的安全和效率，是城市交通系統(tǒng)的研究熱點(diǎn)。目前路口的信號配時設(shè)置主要以優(yōu)化車流為主，行人主要利用機(jī)動車紅燈的空隙穿越道路，這樣容易導(dǎo)致行人的等候時間過長和等候延誤。行人的延誤過長會引起行人違章率上升，美國公路通行能力手冊建議，當(dāng)行人的延誤小于10S時能較好地遵守交通規(guī)則，但當(dāng)行人的延誤大于30S時，行人的交通違章率會增加[1]。過高的行人違章率會嚴(yán)重影響車流的運(yùn)行效率和交通安全可見，優(yōu)化行人的交通信號，減少行人的交通延誤，對于提高城市交通控制系統(tǒng)的安全和運(yùn)行效率來說尤為重要。

交叉口交通控制通常采用傳統(tǒng)的定時控制方案，效果并不理想。而采用模糊控制技術(shù)對交叉口進(jìn)行控制越來越引起國內(nèi)外學(xué)者的重視[2-3]。對交叉路口的交通信號進(jìn)行模糊配時，在提高路口通行能力、減少車輛的平均延誤方面較之傳統(tǒng)定時控制方法大為改善。另外針對人車混流的交通特點(diǎn)，一些學(xué)者正致力于研究孤立交叉口混合交通流情況下的信號控制問題，尚處于起步階段[4]。目前，路口的信號配時設(shè)置主要以提高車輛的安全、運(yùn)行效率和減少車輛的延誤為主，主要包括：定時控制[5]和實(shí)時控制[6]。這些信號控制系統(tǒng)均以車流的信號為主，幾乎忽略行人的等待延誤。

1相位設(shè)置及問題分析

傳統(tǒng)的三車道十字交叉口的交通控制信號大多是針對機(jī)動車交通流設(shè)置的，不能合理兼顧到行人。比較常見的一種現(xiàn)象是相位設(shè)置不合理：城市的很多十字路口，往往將行人和轉(zhuǎn)彎車輛安排在同一相位通行，造成了機(jī)動車流與行人流的沖突。另一種較常見的現(xiàn)象是綠燈間隔時間設(shè)置不合理：隨同向機(jī)動車綠燈信號過街的行人，在綠燈信號末期過街時，往往剛跨出人行道，機(jī)動車綠燈信號便切換成黃燈信號，且在行人過馬路途中轉(zhuǎn)換成紅燈信號，此時下一相位相交道路的車輛啟動，行人被阻于毫無安全保障的過街橫道上。為此，我們考慮單交叉路口如圖1所示，采用相序固定的四相位控制，東西直行、東西左右轉(zhuǎn)、南北直行及南北左右轉(zhuǎn)。這里考慮到行人的安全，僅有一、三相位才允許行人通行。

2計(jì)算公式

周期時長是決定點(diǎn)控制定時信號交通效益的關(guān)鍵控制參數(shù)，它直接影響信號交叉口的通行能力。在一定道路條件下，應(yīng)配以適當(dāng)?shù)闹芷跁r長，然后通過優(yōu)化，讓通行能力稍高于交通需求而使延誤、停車、油耗等指標(biāo)減到最小，由于客觀條件限制，只考慮延誤。因此，周期時長和有效綠燈時間是信號配時的主要對象，是優(yōu)化的主要目標(biāo)。周期時長和有效綠燈時間的計(jì)算公式為：

其中：L為信號總損失時間（s）；Y為組成周期的全部信號相位的各個最大流量比值之和。 為人行橫道長度（m）； 為平均的行人行走速度，通常取1.2 m/s； 為過街行人數(shù)； 為人行橫道的寬度（m）。

飽和度是各車道實(shí)際到達(dá)交通量與該車道通行能力之比，它的取值大小直接影響延誤計(jì)算模型的選取，單純的靠限制飽和度的大小不能從根本上解決問題。因此，要通過對飽和度的計(jì)算來確定延誤的計(jì)算模型。飽和度的計(jì)算應(yīng)主要考慮兩點(diǎn)：一是交通量，二是通行能力。

3結(jié)語

以城市的單個交叉口為研究對象，以優(yōu)化行人過街的安全性，時效性為目的，以交叉口的通行能力、行人延誤和車輛的延誤為信號控制的性能指標(biāo)參數(shù)，建立了優(yōu)化方法。考慮行人因素的交叉口信號最優(yōu)控制研究，可以提高行人過街的安全性和時效性，緩解交叉口行人和機(jī)動車的沖突，提高交叉口的運(yùn)行效率。完善行人交通信號控制方案，可緩解一些交叉口行人交通混亂狀況。

參考文獻(xiàn)

[1]Transportation Research Board.Highway Capacity Manual[M].USA： Transportation research Board，2010.

[2]喬健，宣慧玉.單交叉口的模糊控制與優(yōu)化[J].ITS通訊，7- 4（2005）8- 11

[3]李靜.單交叉口交通燈信號模糊控制及其仿真[J].微計(jì)算機(jī)信息，1008- 0570（2006）03- 0033- 03.

[4]楊曉光，馬萬經(jīng)，林瑜.兩相位信號控制交叉口行人專用相位設(shè)置條件研究[J].公路交通科技，1002- 0268（2005）01- 0127- 05.

[5]肖梅，韓崇昭.基于在線聚類的背景減法[J].模式識別與人工智能，2007，20（1） ： 35-41.

[6]張曉利.基于小波分析與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的交通流短時預(yù)測方法[J].信息與控制，2007，36（4）：7-10.