考慮行人的路口交通控制

雍鵬程

摘要：科技的發展、社會的進步帶給人們許多物質享受與生活便利的同時卻產生了一些新的問題，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，并給出相應的流程控制圖。

關鍵詞：行人過街；信號配時；交通控制

引言

交通路口的信號配時優化是在不增加交通基礎設施的基礎上，提高交通參與者的安全和效率，是城市交通系統的研究熱點。目前路口的信號配時設置主要以優化車流為主，行人主要利用機動車紅燈的空隙穿越道路，這樣容易導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，當行人的延誤小于10S時能較好地遵守交通規則，但當行人的延誤大于30S時，行人的交通違章率會增加[1]。過高的行人違章率會嚴重影響車流的運行效率和交通安全可見，優化行人的交通信號，減少行人的交通延誤，對于提高城市交通控制系統的安全和運行效率來說尤為重要。

交叉口交通控制通常采用傳統的定時控制方案，效果并不理想。而采用模糊控制技術對交叉口進行控制越來越引起國內外學者的重視[2-3]。對交叉路口的交通信號進行模糊配時，在提高路口通行能力、減少車輛的平均延誤方面較之傳統定時控制方法大為改善。另外針對人車混流的交通特點，一些學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，路口的信號配時設置主要以提高車輛的安全、運行效率和減少車輛的延誤為主，主要包括：定時控制[5]和實時控制[6]。這些信號控制系統均以車流的信號為主，幾乎忽略行人的等待延誤。

1相位設置及問題分析

傳統的三車道十字交叉口的交通控制信號大多是針對機動車交通流設置的，不能合理兼顧到行人。比較常見的一種現象是相位設置不合理：城市的很多十字路口，往往將行人和轉彎車輛安排在同一相位通行，造成了機動車流與行人流的沖突。另一種較常見的現象是綠燈間隔時間設置不合理：隨同向機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，機動車綠燈信號便切換成黃燈信號，且在行人過馬路途中轉換成紅燈信號，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、南北直行及南北左右轉。這里考慮到行人的安全，僅有一、三相位才允許行人通行。

2計算公式

周期時長是決定點控制定時信號交通效益的關鍵控制參數，它直接影響信號交叉口的通行能力。在一定道路條件下，應配以適當的周期時長，然后通過優化，讓通行能力稍高于交通需求而使延誤、停車、油耗等指標減到最小，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，是優化的主要目標。周期時長和有效綠燈時間的計算公式為：

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； 為人行橫道的寬度（m）。

飽和度是各車道實際到達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算來確定延誤的計算模型。飽和度的計算應主要考慮兩點：一是交通量，二是通行能力。

3結語

以城市的單個交叉口為研究對象，以優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參數，建立了優化方法。考慮行人因素的交叉口信號最優控制研究，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動車的沖突，提高交叉口的運行效率。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

[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].微計算機信息，1008- 0570（2006）03- 0033- 03.

[4]楊曉光，馬萬經，林瑜.兩相位信號控制交叉口行人專用相位設置條件研究[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網絡的交通流短時預測方法[J].信息與控制，2007，36（4）：7-10.