考虑行人的路口交通控制

雍鹏程

摘要：科技的发展、社会的进步带给人们许多物质享受与生活便利的同时却产生了一些新的问题，比如“交通问题”。针对行人密度波动大的路口的交通信号配时优化问题，提出了以行人过街请求为主的交通信号配时，并给出相应的流程控制图。

关键词：行人过街；信号配时；交通控制

引言

交通路口的信号配时优化是在不增加交通基础设施的基础上，提高交通参与者的安全和效率，是城市交通系统的研究热点。目前路口的信号配时设置主要以优化车流为主，行人主要利用机动车红灯的空隙穿越道路，这样容易导致行人的等候时间过长和等候延误。行人的延误过长会引起行人违章率上升，美国公路通行能力手册建议，当行人的延误小于10S时能较好地遵守交通规则，但当行人的延误大于30S时，行人的交通违章率会增加[1]。过高的行人违章率会严重影响车流的运行效率和交通安全可见，优化行人的交通信号，减少行人的交通延误，对于提高城市交通控制系统的安全和运行效率来说尤为重要。

交叉口交通控制通常采用传统的定时控制方案，效果并不理想。而采用模糊控制技术对交叉口进行控制越来越引起国内外学者的重视[2-3]。对交叉路口的交通信号进行模糊配时，在提高路口通行能力、减少车辆的平均延误方面较之传统定时控制方法大为改善。另外针对人车混流的交通特点，一些学者正致力于研究孤立交叉口混合交通流情况下的信号控制问题，尚处于起步阶段[4]。目前，路口的信号配时设置主要以提高车辆的安全、运行效率和减少车辆的延误为主，主要包括：定时控制[5]和实时控制[6]。这些信号控制系统均以车流的信号为主，几乎忽略行人的等待延误。

1相位设置及问题分析

传统的三车道十字交叉口的交通控制信号大多是针对机动车交通流设置的，不能合理兼顾到行人。比较常见的一种现象是相位设置不合理：城市的很多十字路口，往往将行人和转弯车辆安排在同一相位通行，造成了机动车流与行人流的冲突。另一种较常见的现象是绿灯间隔时间设置不合理：随同向机动车绿灯信号过街的行人，在绿灯信号末期过街时，往往刚跨出人行道，机动车绿灯信号便切换成黄灯信号，且在行人过马路途中转换成红灯信号，此时下一相位相交道路的车辆启动，行人被阻于毫无安全保障的过街横道上。为此，我们考虑单交叉路口如图1所示，采用相序固定的四相位控制，东西直行、东西左右转、南北直行及南北左右转。这里考虑到行人的安全，仅有一、三相位才允许行人通行。

2计算公式

周期时长是决定点控制定时信号交通效益的关键控制参数，它直接影响信号交叉口的通行能力。在一定道路条件下，应配以适当的周期时长，然后通过优化，让通行能力稍高于交通需求而使延误、停车、油耗等指标减到最小，由于客观条件限制，只考虑延误。因此，周期时长和有效绿灯时间是信号配时的主要对象，是优化的主要目标。周期时长和有效绿灯时间的计算公式为：

其中：L为信号总损失时间（s）；Y为组成周期的全部信号相位的各个最大流量比值之和。 为人行横道长度（m）； 为平均的行人行走速度，通常取1.2 m/s； 为过街行人数； 为人行横道的宽度（m）。

饱和度是各车道实际到达交通量与该车道通行能力之比，它的取值大小直接影响延误计算模型的选取，单纯的靠限制饱和度的大小不能从根本上解决问题。因此，要通过对饱和度的计算来确定延误的计算模型。饱和度的计算应主要考虑两点：一是交通量，二是通行能力。

3结语

以城市的单个交叉口为研究对象，以优化行人过街的安全性，时效性为目的，以交叉口的通行能力、行人延误和车辆的延误为信号控制的性能指标参数，建立了优化方法。考虑行人因素的交叉口信号最优控制研究，可以提高行人过街的安全性和时效性，缓解交叉口行人和机动车的冲突，提高交叉口的运行效率。完善行人交通信号控制方案，可缓解一些交叉口行人交通混乱状况。

参考文献

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

[2]乔健，宣慧玉.单交叉口的模糊控制与优化[J].ITS通讯，7- 4（2005）8- 11

[3]李静.单交叉口交通灯信号模糊控制及其仿真[J].微计算机信息，1008- 0570（2006）03- 0033- 03.

[4]杨晓光，马万经，林瑜.两相位信号控制交叉口行人专用相位设置条件研究[J].公路交通科技，1002- 0268（2005）01- 0127- 05.

[5]肖梅，韩崇昭.基于在线聚类的背景减法[J].模式识别与人工智能，2007，20（1） ： 35-41.

[6]張晓利.基于小波分析与神经网络的交通流短时预测方法[J].信息与控制，2007，36（4）：7-10.