路段行人過街信號與交叉口信號協(xié)調控制研究

程建梅 黃羽

摘要：無信號控制路段人行橫道通常采用行人優(yōu)先通行規(guī)則，車輛需穿插行人空檔通行，當交通流量較大時，會造成路段延誤增加。為了更好地解決這一問題，文章以瀘州市龍透關路為例，對該路段人行橫道及交叉口的幾何結構、渠化現(xiàn)狀、交通流量等數據進行調查分析，發(fā)現(xiàn)該路段人行橫道與交叉口適合采用干線協(xié)調控制，運用定時式協(xié)調控制理論，并根據實測數據對交叉口及人行橫道進行信號配時設計，確定共用周期和綠信比，再利用數解法確定協(xié)調控制方案，采用VISSIM進行仿真分析。結果表明，實行協(xié)調控制可以有效減少過街行人對車流的干擾，在滿足行人過街需求的同時獲得較好的綠波通行效果。

關鍵詞：人行橫道;交叉口;信號協(xié)調控制;機動車

中圖分類號：L1419.5⁺1 文獻標識碼：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2020.11.047

文章編號：1673—4874（2020）11-0170—05

0引言

《中華人民共和國道路交通安全法》第四章第四十七條規(guī)定：機動車行經人行橫道時，應當減速行駛;遇行人正在通過人行橫道時，應當停車讓行。現(xiàn)代交通越來越強調“以人為本”，如瀘州市交警支隊從2016年9月開始加強對斑馬線不禮讓違法行為的管理（扣3分，罰款100元）。目前國內多數人行橫道缺乏合理有效的控制，城市干道車流受行人干擾影響較明顯，尤其是在高峰時段經常出現(xiàn)大量的機動車等待行人過街的現(xiàn)象。為了提高路段車輛通行效率，降低行車延誤，減少行人與車流的沖突，保障行人過街安全，本文以瀘州市龍透關路為例，嘗試把無燈控的路段人行橫道采用定周期信號控制，并將龍透關路相鄰的2個交叉口及之間的3個路段人行橫道統(tǒng)一考慮，研究高峰時期固定配時方案下的聯(lián)動控制方案，在保障路段行人最小過街時間的前提下，獲得較好的干道綠波。

1設計思路

1.1路段機動車通行與行人過街特征

路段行人過街和機動車通行特性是選擇路段人行橫道控制方式的依據。在高峰時期，城市路段無信號控制下行人過街與機動車通行主要有以下幾個特性：

（1）高峰時期過街行人較多，行人到達后，觀察路段交通流情況并隨時準備過街。當路段車流量較大時，行人過街機會較少，當行人過街等待時間超過了其心理可接受極限時間時，行人就會強行穿越道路過街。

（2）行人從眾心理。當過街行人較多時，如果有人選擇強行過街，大多數行人將會放松警惕，盲目跟隨過街。

（3）根據“車讓人”的通行規(guī)則，行人過街具有一定的“優(yōu)先權”，行人到達過街路段處，無需等待，馬上穿越過街。

（4）在高峰時期，行人過街不斷，常出現(xiàn)大量的機動車等待行人過街，車輛停車率較高，車輛延誤較大。

1.2實施流程

在路段行人過街信號與交叉口信號協(xié)調控制中，首先要對設計路段開展實地調查，獲取主干道基礎信息、路段車流信息、路段行人過街需求等基礎數據，分析路段過街行人與機動車干擾情況，判斷是否需要設置路段人行橫道信號燈，并進行協(xié)調控制適用性分析，判斷是否符合設計條件。其次運用協(xié)調控制相關理論設計控制方案，具體包含相位方案設計、共用周期、交叉口協(xié)調相位綠燈時間、路段行人過街綠燈時間及綠時差確定等內容。最后對協(xié)調控制設計方案進行效果評價，并實地驗證方案的效果，以判斷優(yōu)化方案是否達到預期效果，若效果不夠理想，應根據實際情況重新調整控制方案。具體實施流程見圖1。

2基礎數據調查與分析

2.1道路幾何結構

龍透關路是瀘州市江陽區(qū)的一條重要的東西向主干道，全長約1.1km，雙向八車道，共有2個信號控制交叉口及3個路段無信號控制人行橫道。路段設有中央隔離帶，路段無燈控人行橫道中央設有安全駐足島，人行橫道長度均為28m。信號控制交叉口自東向西分別為瀘州市公安局交叉口（以下簡稱A交叉口）和中級人民法院交叉口（以下簡稱B交叉口），I、Ⅱ、Ⅲ分別為東向西的3個路段無燈控人行橫道。該干道交叉口及路段人行橫道之間的距離如表1所示，道路幾何結構如圖2所示。

2.2交通流量及信號配時方案

選取2018—03—05日7：40—8：40早高峰期間，對上述2個交叉口的各進口道的機動車流量進行調查。交叉口流量如表2所示。

早高峰期間，2個交叉口均采用疊加相位方案：110交叉口采用疊加兩相位，周期106s;法院交叉口采用疊加三相位，周期122s。已有信號配時方案如表3所示。

2.3行人過街需求

采用攝像錄影技術調查統(tǒng)計出早高峰（7：40—8=40）的行人過街流量，人行橫道I、Ⅱ、Ⅲ行人流量分別為483人/h、152人/h、315人/h。由于緊鄰公交站臺（其中涵蓋了主城區(qū)的16條公交線路）、江陽西路小學、四川警察學院以及匯通超市，是行人過街的必經之路，所以人行橫道I、Ⅲ的行人交通需求極大。路段人行橫道采用無信號控制方式。

2.4運行狀況分析

（1）倡導“車讓人”的文明交通方式，對機動車不禮讓斑馬線的違法行為，違法駕駛者面臨扣分和罰款處罰。高峰時期路段過街行人較多，尤其是人行橫道I、Ⅲ處。當路段交通量越大，行人過街的機會就越少，行人過街等待時間超過了其心理可接受時間，就會強行穿越道路過街，存在一定的安全隱患。

（2）行人過街具有一定的“優(yōu)先權”。該路段短短1kmA有3個無信號控制路段人行橫道，車輛遇行人過街都得一一讓行。在高峰時段，經常會出現(xiàn)大量的機動車等待行人過街，增加了車輛的停車次數，加大了車輛的延誤，降低了車輛的通行效率。

基于安全與暢通考慮，有必要在路段人行橫道處設置信號燈，并將行人過街交通與信號交叉口進行協(xié)調控制。

3信號協(xié)調控制

3.1確定系統(tǒng)最佳信號周期

為了保證協(xié)調控制效果，需要對110交叉口和法院交叉口重新設計相位配時方案，然后將兩個交叉口統(tǒng)一起來，選擇周期最長的法院交叉口作為關鍵交叉口，確定系統(tǒng)最佳信號周期時長，結果如表4所示。計算可得110交叉口、法院交叉口主干道協(xié)調方向綠信比分別為50%、40%。

根據表5的數據繪制綠波帶示意圖，如圖3所示，黑色粗線段表示紅燈時段，灰色粗線段表示綠燈時段。

4控制系統(tǒng)方案仿真評價

利用VlsslM軟件模擬再現(xiàn)龍透關路路段運行，對系統(tǒng)默認仿真參數采用正交實驗法_4]，進行調整校正，直至仿真數據與實測數據基本吻合。主要過程包括設置路段路徑，設定仿真參數（車道流量、轉向比例、信號配時評價節(jié)點、行車時間檢測器、排隊長度檢測器等），進行仿真模擬和導出仿真結果等步驟。協(xié)調前后仿真輸出結果見圖4、圖5。

通過對仿真軟件輸出的結果進行分析和評價，將上下游交叉口協(xié)調方向車輛平均延誤及路段行人平均延誤方案進行比較，結果如表6、表7所示。

通過表6可知，路段行人過街信號與交叉口信號協(xié)調控制措施實施后，龍透關路車輛通行效率有了明顯提升，110交叉口東向西方向平均延誤下降了52.1%，西向東方向下降了32.7%;法院交叉口東向西方向下降了79.8%，西向東方向下降了8.1%。通過表7可知，路段行人過街延誤有所增加，人行橫道I、Ⅱ、Ⅲ處行人過街延誤分別增加了5.62s、4.65s、5.53s，但行人過街的安全性得到了保障，且延誤時間也在可接受范圍內。

5結語

本文主要針對行人過街交通與路段機動車出行交通的矛盾，提出了行人過街信號與交叉口信號協(xié)調控制方法。該方法既提高了道路安全性和暢通性，又有著重要的社會效益，這些社會效益往往難以量化，甚至短期內體現(xiàn)不出來，但是從長期來看卻至關重要，總的來說主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）能促進整個城市交通系統(tǒng)的發(fā)展;（2）提高城市居民的文明素質;（3）改善城市的環(huán)境。