路段行人过街信号与交叉口信号协调控制研究

程建梅 黄羽

摘要：无信号控制路段人行横道通常采用行人优先通行规则，车辆需穿插行人空档通行，当交通流量较大时，会造成路段延误增加。为了更好地解决这一问题，文章以泸州市龙透关路为例，对该路段人行横道及交叉口的几何结构、渠化现状、交通流量等数据进行调查分析，发现该路段人行横道与交叉口适合采用干线协调控制，运用定时式协调控制理论，并根据实测数据对交叉口及人行横道进行信号配时设计，确定共用周期和绿信比，再利用数解法确定协调控制方案，采用VISSIM进行仿真分析。结果表明，实行协调控制可以有效减少过街行人对车流的干扰，在满足行人过街需求的同时获得较好的绿波通行效果。

关键词：人行横道;交叉口;信号协调控制;机动车

中图分类号：L1419.5⁺1 文献标识码：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2020.11.047

文章编号：1673—4874（2020）11-0170—05

0引言

《中华人民共和国道路交通安全法》第四章第四十七条规定：机动车行经人行横道时，应当减速行驶;遇行人正在通过人行横道时，应当停车让行。现代交通越来越强调“以人为本”，如泸州市交警支队从2016年9月开始加强对斑马线不礼让违法行为的管理（扣3分，罚款100元）。目前国内多数人行横道缺乏合理有效的控制，城市干道车流受行人干扰影响较明显，尤其是在高峰时段经常出现大量的机动车等待行人过街的现象。为了提高路段车辆通行效率，降低行车延误，减少行人与车流的冲突，保障行人过街安全，本文以泸州市龙透关路为例，尝试把无灯控的路段人行横道采用定周期信号控制，并将龙透关路相邻的2个交叉口及之间的3个路段人行横道统一考虑，研究高峰时期固定配时方案下的联动控制方案，在保障路段行人最小过街时间的前提下，获得较好的干道绿波。

1设计思路

1.1路段机动车通行与行人过街特征

路段行人过街和机动车通行特性是选择路段人行横道控制方式的依据。在高峰时期，城市路段无信号控制下行人过街与机动车通行主要有以下几个特性：

（1）高峰时期过街行人较多，行人到达后，观察路段交通流情况并随时准备过街。当路段车流量较大时，行人过街机会较少，当行人过街等待时间超过了其心理可接受极限时间时，行人就会强行穿越道路过街。

（2）行人从众心理。当过街行人较多时，如果有人选择强行过街，大多数行人将会放松警惕，盲目跟随过街。

（3）根据“车让人”的通行规则，行人过街具有一定的“优先权”，行人到达过街路段处，无需等待，马上穿越过街。

（4）在高峰时期，行人过街不断，常出现大量的机动车等待行人过街，车辆停车率较高，车辆延误较大。

1.2实施流程

在路段行人过街信号与交叉口信号协调控制中，首先要对设计路段开展实地调查，获取主干道基础信息、路段车流信息、路段行人过街需求等基础数据，分析路段过街行人与机动车干扰情况，判断是否需要设置路段人行横道信号灯，并进行协调控制适用性分析，判断是否符合设计条件。其次运用协调控制相关理论设计控制方案，具体包含相位方案设计、共用周期、交叉口协调相位绿灯时间、路段行人过街绿灯时间及绿时差确定等内容。最后对协调控制设计方案进行效果评价，并实地验证方案的效果，以判斷优化方案是否达到预期效果，若效果不够理想，应根据实际情况重新调整控制方案。具体实施流程见图1。

2基础数据调查与分析

2.1道路几何结构

龙透关路是泸州市江阳区的一条重要的东西向主干道，全长约1.1km，双向八车道，共有2个信号控制交叉口及3个路段无信号控制人行横道。路段设有中央隔离带，路段无灯控人行横道中央设有安全驻足岛，人行横道长度均为28m。信号控制交叉口自东向西分别为泸州市公安局交叉口（以下简称A交叉口）和中级人民法院交叉口（以下简称B交叉口），I、Ⅱ、Ⅲ分别为东向西的3个路段无灯控人行横道。该干道交叉口及路段人行横道之间的距离如表1所示，道路几何结构如图2所示。

2.2交通流量及信号配时方案

选取2018—03—05日7：40—8：40早高峰期间，对上述2个交叉口的各进口道的机动车流量进行调查。交叉口流量如表2所示。

早高峰期间，2个交叉口均采用叠加相位方案：110交叉口采用叠加两相位，周期106s;法院交叉口采用叠加三相位，周期122s。已有信号配时方案如表3所示。

2.3行人过街需求

采用摄像录影技术调查统计出早高峰（7：40—8=40）的行人过街流量，人行横道I、Ⅱ、Ⅲ行人流量分别为483人/h、152人/h、315人/h。由于紧邻公交站台（其中涵盖了主城区的16条公交线路）、江阳西路小学、四川警察学院以及汇通超市，是行人过街的必经之路，所以人行横道I、Ⅲ的行人交通需求极大。路段人行横道采用无信号控制方式。

2.4运行状况分析

（1）倡导“车让人”的文明交通方式，对机动车不礼让斑马线的违法行为，违法驾驶者面临扣分和罚款处罚。高峰时期路段过街行人较多，尤其是人行横道I、Ⅲ处。当路段交通量越大，行人过街的机会就越少，行人过街等待时间超过了其心理可接受时间，就会强行穿越道路过街，存在一定的安全隐患。

（2）行人过街具有一定的“优先权”。该路段短短1kmA有3个无信号控制路段人行横道，车辆遇行人过街都得一一让行。在高峰时段，经常会出现大量的机动车等待行人过街，增加了车辆的停车次数，加大了车辆的延误，降低了车辆的通行效率。

基于安全与畅通考虑，有必要在路段人行横道处设置信号灯，并将行人过街交通与信号交叉口进行协调控制。

3信号协调控制

3.1确定系统最佳信号周期

为了保证协调控制效果，需要对110交叉口和法院交叉口重新设计相位配时方案，然后将两个交叉口统一起来，选择周期最长的法院交叉口作为关键交叉口，确定系统最佳信号周期时长，结果如表4所示。计算可得110交叉口、法院交叉口主干道协调方向绿信比分别为50%、40%。

根据表5的数据绘制绿波带示意图，如图3所示，黑色粗线段表示红灯时段，灰色粗线段表示绿灯时段。

4控制系统方案仿真评价

利用VlsslM软件模拟再现龙透关路路段运行，对系统默认仿真参数采用正交实验法_4]，进行调整校正，直至仿真数据与实测数据基本吻合。主要过程包括设置路段路径，设定仿真参数（车道流量、转向比例、信号配时评价节点、行车时间检测器、排队长度检测器等），进行仿真模拟和导出仿真结果等步骤。协调前后仿真输出结果见图4、图5。

通过对仿真软件输出的结果进行分析和评价，将上下游交叉口协调方向车辆平均延误及路段行人平均延误方案进行比较，结果如表6、表7所示。

通过表6可知，路段行人过街信号与交叉口信号协调控制措施实施后，龙透关路车辆通行效率有了明显提升，110交叉口东向西方向平均延误下降了52.1%，西向东方向下降了32.7%;法院交叉口东向西方向下降了79.8%，西向东方向下降了8.1%。通过表7可知，路段行人过街延误有所增加，人行横道I、Ⅱ、Ⅲ处行人过街延误分别增加了5.62s、4.65s、5.53s，但行人过街的安全性得到了保障，且延误时间也在可接受范围内。

5结语

本文主要针对行人过街交通与路段机动车出行交通的矛盾，提出了行人过街信号与交叉口信号协调控制方法。该方法既提高了道路安全性和畅通性，又有着重要的社会效益，这些社会效益往往难以量化，甚至短期内体现不出来，但是从长期来看却至关重要，总的来说主要体现在以下几个方面：（1）能促进整个城市交通系统的发展;（2）提高城市居民的文明素质;（3）改善城市的环境。