路段行人過(guò)街信號(hào)與交叉口信號(hào)協(xié)調(diào)控制研究

程建梅 黃羽

摘要：無(wú)信號(hào)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(dāng)交通流量較大時(shí)，會(huì)造成路段延誤增加。為了更好地解決這一問(wèn)題，文章以瀘州市龍透關(guān)路為例，對(duì)該路段人行橫道及交叉口的幾何結(jié)構(gòu)、渠化現(xiàn)狀、交通流量等數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)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(diào)控制，運(yùn)用定時(shí)式協(xié)調(diào)控制理論，并根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)交叉口及人行橫道進(jìn)行信號(hào)配時(shí)設(shè)計(jì)，確定共用周期和綠信比，再利用數(shù)解法確定協(xié)調(diào)控制方案，采用VISSIM進(jìn)行仿真分析。結(jié)果表明，實(shí)行協(xié)調(diào)控制可以有效減少過(guò)街行人對(duì)車流的干擾，在滿足行人過(guò)街需求的同時(shí)獲得較好的綠波通行效果。

關(guān)鍵詞：人行橫道;交叉口;信號(hào)協(xié)調(diào)控制;機(jī)動(dòng)車

中圖分類號(hào)：L1419.5⁺1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2020.11.047

文章編號(hào)：1673—4874（2020）11-0170—05

0引言

《中華人民共和國(guó)道路交通安全法》第四章第四十七條規(guī)定：機(jī)動(dòng)車行經(jīng)人行橫道時(shí)，應(yīng)當(dāng)減速行駛;遇行人正在通過(guò)人行橫道時(shí)，應(yīng)當(dāng)停車讓行?，F(xiàn)代交通越來(lái)越強(qiáng)調(diào)“以人為本”，如瀘州市交警支隊(duì)從2016年9月開(kāi)始加強(qiáng)對(duì)斑馬線不禮讓違法行為的管理（扣3分，罰款100元）。目前國(guó)內(nèi)多數(shù)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(shí)段經(jīng)常出現(xiàn)大量的機(jī)動(dòng)車等待行人過(guò)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(guò)街安全，本文以瀘州市龍透關(guān)路為例，嘗試把無(wú)燈控的路段人行橫道采用定周期信號(hào)控制，并將龍透關(guān)路相鄰的2個(gè)交叉口及之間的3個(gè)路段人行橫道統(tǒng)一考慮，研究高峰時(shí)期固定配時(shí)方案下的聯(lián)動(dòng)控制方案，在保障路段行人最小過(guò)街時(shí)間的前提下，獲得較好的干道綠波。

1設(shè)計(jì)思路

1.1路段機(jī)動(dòng)車通行與行人過(guò)街特征

路段行人過(guò)街和機(jī)動(dòng)車通行特性是選擇路段人行橫道控制方式的依據(jù)。在高峰時(shí)期，城市路段無(wú)信號(hào)控制下行人過(guò)街與機(jī)動(dòng)車通行主要有以下幾個(gè)特性：

（1）高峰時(shí)期過(guò)街行人較多，行人到達(dá)后，觀察路段交通流情況并隨時(shí)準(zhǔn)備過(guò)街。當(dāng)路段車流量較大時(shí)，行人過(guò)街機(jī)會(huì)較少，當(dāng)行人過(guò)街等待時(shí)間超過(guò)了其心理可接受極限時(shí)間時(shí)，行人就會(huì)強(qiáng)行穿越道路過(guò)街。

（2）行人從眾心理。當(dāng)過(guò)街行人較多時(shí)，如果有人選擇強(qiáng)行過(guò)街，大多數(shù)行人將會(huì)放松警惕，盲目跟隨過(guò)街。

（3）根據(jù)“車讓人”的通行規(guī)則，行人過(guò)街具有一定的“優(yōu)先權(quán)”，行人到達(dá)過(guò)街路段處，無(wú)需等待，馬上穿越過(guò)街。

（4）在高峰時(shí)期，行人過(guò)街不斷，常出現(xiàn)大量的機(jī)動(dòng)車等待行人過(guò)街，車輛停車率較高，車輛延誤較大。

1.2實(shí)施流程

在路段行人過(guò)街信號(hào)與交叉口信號(hào)協(xié)調(diào)控制中，首先要對(duì)設(shè)計(jì)路段開(kāi)展實(shí)地調(diào)查，獲取主干道基礎(chǔ)信息、路段車流信息、路段行人過(guò)街需求等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，分析路段過(guò)街行人與機(jī)動(dòng)車干擾情況，判斷是否需要設(shè)置路段人行橫道信號(hào)燈，并進(jìn)行協(xié)調(diào)控制適用性分析，判斷是否符合設(shè)計(jì)條件。其次運(yùn)用協(xié)調(diào)控制相關(guān)理論設(shè)計(jì)控制方案，具體包含相位方案設(shè)計(jì)、共用周期、交叉口協(xié)調(diào)相位綠燈時(shí)間、路段行人過(guò)街綠燈時(shí)間及綠時(shí)差確定等內(nèi)容。最后對(duì)協(xié)調(diào)控制設(shè)計(jì)方案進(jìn)行效果評(píng)價(jià)，并實(shí)地驗(yàn)證方案的效果，以判斷優(yōu)化方案是否達(dá)到預(yù)期效果，若效果不夠理想，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況重新調(diào)整控制方案。具體實(shí)施流程見(jiàn)圖1。

2基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查與分析

2.1道路幾何結(jié)構(gòu)

龍透關(guān)路是瀘州市江陽(yáng)區(qū)的一條重要的東西向主干道，全長(zhǎng)約1.1km，雙向八車道，共有2個(gè)信號(hào)控制交叉口及3個(gè)路段無(wú)信號(hào)控制人行橫道。路段設(shè)有中央隔離帶，路段無(wú)燈控人行橫道中央設(shè)有安全駐足島，人行橫道長(zhǎng)度均為28m。信號(hào)控制交叉口自東向西分別為瀘州市公安局交叉口（以下簡(jiǎn)稱A交叉口）和中級(jí)人民法院交叉口（以下簡(jiǎn)稱B交叉口），I、Ⅱ、Ⅲ分別為東向西的3個(gè)路段無(wú)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(jié)構(gòu)如圖2所示。

2.2交通流量及信號(hào)配時(shí)方案

選取2018—03—05日7：40—8：40早高峰期間，對(duì)上述2個(gè)交叉口的各進(jìn)口道的機(jī)動(dòng)車流量進(jìn)行調(diào)查。交叉口流量如表2所示。

早高峰期間，2個(gè)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(hào)配時(shí)方案如表3所示。

2.3行人過(guò)街需求

采用攝像錄影技術(shù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)出早高峰（7：40—8=40）的行人過(guò)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(tái)（其中涵蓋了主城區(qū)的16條公交線路）、江陽(yáng)西路小學(xué)、四川警察學(xué)院以及匯通超市，是行人過(guò)街的必經(jīng)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(wú)信號(hào)控制方式。

2.4運(yùn)行狀況分析

（1）倡導(dǎo)“車讓人”的文明交通方式，對(duì)機(jī)動(dòng)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(shí)期路段過(guò)街行人較多，尤其是人行橫道I、Ⅲ處。當(dāng)路段交通量越大，行人過(guò)街的機(jī)會(huì)就越少，行人過(guò)街等待時(shí)間超過(guò)了其心理可接受時(shí)間，就會(huì)強(qiáng)行穿越道路過(guò)街，存在一定的安全隱患。

（2）行人過(guò)街具有一定的“優(yōu)先權(quán)”。該路段短短1kmA有3個(gè)無(wú)信號(hào)控制路段人行橫道，車輛遇行人過(guò)街都得一一讓行。在高峰時(shí)段，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)大量的機(jī)動(dòng)車等待行人過(guò)街，增加了車輛的停車次數(shù)，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(shè)置信號(hào)燈，并將行人過(guò)街交通與信號(hào)交叉口進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。

3信號(hào)協(xié)調(diào)控制

3.1確定系統(tǒng)最佳信號(hào)周期

為了保證協(xié)調(diào)控制效果，需要對(duì)110交叉口和法院交叉口重新設(shè)計(jì)相位配時(shí)方案，然后將兩個(gè)交叉口統(tǒng)一起來(lái)，選擇周期最長(zhǎng)的法院交叉口作為關(guān)鍵交叉口，確定系統(tǒng)最佳信號(hào)周期時(shí)長(zhǎng)，結(jié)果如表4所示。計(jì)算可得110交叉口、法院交叉口主干道協(xié)調(diào)方向綠信比分別為50%、40%。

根據(jù)表5的數(shù)據(jù)繪制綠波帶示意圖，如圖3所示，黑色粗線段表示紅燈時(shí)段，灰色粗線段表示綠燈時(shí)段。

4控制系統(tǒng)方案仿真評(píng)價(jià)

利用VlsslM軟件模擬再現(xiàn)龍透關(guān)路路段運(yùn)行，對(duì)系統(tǒng)默認(rèn)仿真參數(shù)采用正交實(shí)驗(yàn)法_4]，進(jìn)行調(diào)整校正，直至仿真數(shù)據(jù)與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)基本吻合。主要過(guò)程包括設(shè)置路段路徑，設(shè)定仿真參數(shù)（車道流量、轉(zhuǎn)向比例、信號(hào)配時(shí)評(píng)價(jià)節(jié)點(diǎn)、行車時(shí)間檢測(cè)器、排隊(duì)長(zhǎng)度檢測(cè)器等），進(jìn)行仿真模擬和導(dǎo)出仿真結(jié)果等步驟。協(xié)調(diào)前后仿真輸出結(jié)果見(jiàn)圖4、圖5。

通過(guò)對(duì)仿真軟件輸出的結(jié)果進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，將上下游交叉口協(xié)調(diào)方向車輛平均延誤及路段行人平均延誤方案進(jìn)行比較，結(jié)果如表6、表7所示。

通過(guò)表6可知，路段行人過(guò)街信號(hào)與交叉口信號(hào)協(xié)調(diào)控制措施實(shí)施后，龍透關(guān)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(guò)表7可知，路段行人過(guò)街延誤有所增加，人行橫道I、Ⅱ、Ⅲ處行人過(guò)街延誤分別增加了5.62s、4.65s、5.53s，但行人過(guò)街的安全性得到了保障，且延誤時(shí)間也在可接受范圍內(nèi)。

5結(jié)語(yǔ)

本文主要針對(duì)行人過(guò)街交通與路段機(jī)動(dòng)車出行交通的矛盾，提出了行人過(guò)街信號(hào)與交叉口信號(hào)協(xié)調(diào)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(huì)效益，這些社會(huì)效益往往難以量化，甚至短期內(nèi)體現(xiàn)不出來(lái)，但是從長(zhǎng)期來(lái)看卻至關(guān)重要，總的來(lái)說(shuō)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）能促進(jìn)整個(gè)城市交通系統(tǒng)的發(fā)展;（2）提高城市居民的文明素質(zhì);（3）改善城市的環(huán)境。