請求式行人過街信號燈配時問題的分析及運用

周熒

摘 要：為保障行人更加安全、更加人性化的過街方式，本文基于請求式行人過街系統(tǒng)，選取貴陽市富水北路某人行橫道所處橫斷面一天的流量數(shù)據(jù)，運用Webster配時法，求出最小綠燈時間及最佳周期。研究結(jié)果表明，結(jié)合車流量及時間段的分布，可以有目的、有計劃的對交叉口信號燈進行調(diào)配，本文給出了既對機動車延誤的影響不大，又能有效地提高行人過街效率的交通信號燈控制優(yōu)化方案。

關(guān)鍵詞：Webster配時法；信號控制；最小綠燈時間；最佳周期；行人優(yōu)先

一、引言

行人交通是我國城市交通系統(tǒng)中一個重要的組成部分，是我國居民出行的重要方式，但隨著汽車保有量迅速增長，城市中車與人的沖突也更加嚴(yán)重，在“以車為本”的前提下，現(xiàn)行的交通信號大多數(shù)是針對機動車交通流設(shè)置，行人交通燈數(shù)量較少而且相位和過街時間的設(shè)置急需更加合理的改善。為協(xié)調(diào)車與人的關(guān)系，應(yīng)從“以車為本”的理念轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙匀藶楸尽钡睦砟睢?/p>

在我國平面過街設(shè)施（控制方式）可分為無信號控制、定周期信號控制、感應(yīng)信號控制三類。其中無信號控制的行人過街設(shè)施主要用于支路，在機動車交通量較大時易引起交通混亂，安全性較低；定周期控制行人過街設(shè)施是依據(jù)行人流量及機動車流量的歷史數(shù)據(jù)，兼顧人車的通行權(quán)設(shè)計行人過街信號相位，但在過街行人較少或機動車較少行人較多的情況下會產(chǎn)生較大浪費；請求式行人過街信號可根據(jù)車流量和人流量的變化改善信號控制方案，能顯著改善行人過街和機動車行駛的效率。

本文主要結(jié)合貴陽市富水北路某人行橫道所處橫斷面一天的流量數(shù)據(jù)，確定出既對機動車延誤的影響不大，又能有效地提高行人過街效率的交通信號控制優(yōu)化方案，對行人過街問題設(shè)置合理化、人性化的行人交通設(shè)施配時方案。

二、請求式行人過街信號燈配時問題

2.1問題分析

合理配置信號燈的時間問題，不僅要考慮到機動車排隊問題，而且與行人等待時間問題有著密切的關(guān)系。假設(shè)當(dāng)行人按下請求按鈕后，請求信號就會被傳遞到信號控制單元，待設(shè)定的機動車最小綠燈時間（10s）結(jié)束后，車行燈就會由綠燈轉(zhuǎn)換為紅燈，人行信號燈才會轉(zhuǎn)換為綠燈，此時行人方可安全通行，否則車行燈常綠。人行燈倒計時牌開始顯示紅色倒計時，機動車信號燈進入變燈階段，車行燈綠閃。紅色倒計時完后，機動車信號燈變?yōu)榧t燈，人行信號燈變?yōu)榫G燈[1][3]。

首先要解決的問題是如何分配時間段，經(jīng)不同時間段數(shù)據(jù)分析處理，發(fā)現(xiàn)以30min為時間段來分配可以使得車流量高峰時段和普通時段有明顯差別，符合實際現(xiàn)象。

其次，根據(jù)貴陽市富水北路一天24小時的車流量統(tǒng)計數(shù)據(jù)，對車流量的大小將其分為5個部分。隨著車流量的不同，信號控制單元給行人分配的時間應(yīng)不同，在凌晨三點到七點這段時間的車流量總和最小，相應(yīng)分配給行人的過街時長也應(yīng)最小。這樣能有效地避免在機動車較少的情況下所產(chǎn)生的浪費，從而顯著改善行人過街和機動車行駛的效率。

最后，根據(jù)該人行橫道所處橫斷面一天的流量數(shù)據(jù)和計算機動車的最小綠燈時間常用的Webster配時法來建立一個優(yōu)化控制模型。進而降低對機動車延誤的影響，同時提高行人過街的效率。

2.2模型假設(shè)

1.假設(shè)對于機動車而言，不要讓機動車排隊到達上游路口。

2.假設(shè)對于行人而言，只需確保行人（等待的第一個人）順利地通過路口。

3.假設(shè)行人過街信號燈被按過一次后，必須間隔機動車最小綠燈時間。

2.3模型的建立與求解

從機動車和行人的角度出發(fā)，考慮請求式過街信號燈對交通的影響進行分析求解，對交通的影響直接體現(xiàn)在車輛延誤時長和行人的過街時長兩個方面[2]。

2.3.1模型的建立

分別將車流量按區(qū)間分成5個組，即[0，100），[100，200），[200，300），

[300，400），[400，500]，把相應(yīng)的區(qū)間所通過的車輛總和以及占用的總時間進行累加。于是，得到以下行人過街信號燈分配的5種方案。如表1所示：

2.3.2模型的求解

利用表1，分別將不同車流量區(qū)間里的總車流量帶入公式，即可得出不同方案的最佳周期。詳細(xì)計算結(jié)果，如表2所示：

三、結(jié)論

本文根據(jù)車流量及時間段的分布，得到最小綠燈時間及最佳周期時間，運用Webster配時法對行人交叉口信號燈有目的、有計劃的進行調(diào)配。因此該方案能夠在一定程度上提高行人過街的效率，達到了優(yōu)化的目的。

參考文獻：

[1]王力揚，周鈺嚴(yán). 交叉口相位及信號配時優(yōu)化[J]. 西安工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2012，（12）：1026-1032.

[2]何賞璐，鄭長江，過秀成，李巖，楊潔. 路段感應(yīng)式信號控制行人過街系統(tǒng)設(shè)計[J]. 交通信息與安全，2012，（03）：110-113+117.

[3]葉欽海，黃衛(wèi)東，孫偉，何佳利，李淑芬，胡郁蔥. 基于行人優(yōu)先的過街信號相位優(yōu)化方案研究[J]. 現(xiàn)代交通技術(shù)，2014，（03）：65-68.