请求式行人过街信号灯配时问题的分析及运用

周荧

摘 要：为保障行人更加安全、更加人性化的过街方式，本文基于请求式行人过街系统，选取贵阳市富水北路某人行横道所处横断面一天的流量数据，运用Webster配时法，求出最小绿灯时间及最佳周期。研究结果表明，结合车流量及时间段的分布，可以有目的、有计划的对交叉口信号灯进行调配，本文给出了既对机动车延误的影响不大，又能有效地提高行人过街效率的交通信号灯控制优化方案。

关键词：Webster配时法；信号控制；最小绿灯时间；最佳周期；行人优先

一、引言

行人交通是我国城市交通系统中一个重要的组成部分，是我国居民出行的重要方式，但随着汽车保有量迅速增长，城市中车与人的冲突也更加严重，在“以车为本”的前提下，现行的交通信号大多数是针对机动车交通流设置，行人交通灯数量较少而且相位和过街时间的设置急需更加合理的改善。为协调车与人的关系，应从“以车为本”的理念转变为“以人为本”的理念。

在我国平面过街设施（控制方式）可分为无信号控制、定周期信号控制、感应信号控制三类。其中无信号控制的行人过街设施主要用于支路，在机动车交通量较大时易引起交通混乱，安全性较低；定周期控制行人过街设施是依据行人流量及机动车流量的历史数据，兼顾人车的通行权设计行人过街信号相位，但在过街行人较少或机动车较少行人较多的情况下会产生较大浪费；请求式行人过街信号可根据车流量和人流量的变化改善信号控制方案，能显著改善行人过街和机动车行驶的效率。

本文主要结合贵阳市富水北路某人行横道所处横断面一天的流量数据，确定出既对机动车延误的影响不大，又能有效地提高行人过街效率的交通信号控制优化方案，对行人过街问题设置合理化、人性化的行人交通设施配时方案。

二、请求式行人过街信号灯配时问题

2.1问题分析

合理配置信号灯的时间问题，不仅要考虑到機动车排队问题，而且与行人等待时间问题有着密切的关系。假设当行人按下请求按钮后，请求信号就会被传递到信号控制单元，待设定的机动车最小绿灯时间（10s）结束后，车行灯就会由绿灯转换为红灯，人行信号灯才会转换为绿灯，此时行人方可安全通行，否则车行灯常绿。人行灯倒计时牌开始显示红色倒计时，机动车信号灯进入变灯阶段，车行灯绿闪。红色倒计时完后，机动车信号灯变为红灯，人行信号灯变为绿灯[1][3]。

首先要解决的问题是如何分配时间段，经不同时间段数据分析处理，发现以30min为时间段来分配可以使得车流量高峰时段和普通时段有明显差别，符合实际现象。

其次，根据贵阳市富水北路一天24小时的车流量统计数据，对车流量的大小将其分为5个部分。随着车流量的不同，信号控制单元给行人分配的时间应不同，在凌晨三点到七点这段时间的车流量总和最小，相应分配给行人的过街时长也应最小。这样能有效地避免在机动车较少的情况下所产生的浪费，从而显著改善行人过街和机动车行驶的效率。

最后，根据该人行横道所处横断面一天的流量数据和计算机动车的最小绿灯时间常用的Webster配时法来建立一个优化控制模型。进而降低对机动车延误的影响，同时提高行人过街的效率。

2.2模型假设

1.假设对于机动车而言，不要让机动车排队到达上游路口。

2.假设对于行人而言，只需确保行人（等待的第一个人）顺利地通过路口。

3.假设行人过街信号灯被按过一次后，必须间隔机动车最小绿灯时间。

2.3模型的建立与求解

从机动车和行人的角度出发，考虑请求式过街信号灯对交通的影响进行分析求解，对交通的影响直接体现在车辆延误时长和行人的过街时长两个方面[2]。

2.3.1模型的建立

分别将车流量按区间分成5个组，即[0，100），[100，200），[200，300），

[300，400），[400，500]，把相应的区间所通过的车辆总和以及占用的总时间进行累加。于是，得到以下行人过街信号灯分配的5种方案。如表1所示：

2.3.2模型的求解

利用表1，分别将不同车流量区间里的总车流量带入公式，即可得出不同方案的最佳周期。详细计算结果，如表2所示：

三、结论

本文根据车流量及时间段的分布，得到最小绿灯时间及最佳周期时间，运用Webster配时法对行人交叉口信号灯有目的、有计划的进行调配。因此该方案能够在一定程度上提高行人过街的效率，达到了优化的目的。

参考文献：

[1]王力扬，周钰严. 交叉口相位及信号配时优化[J]. 西安工业大学学报，2012，（12）：1026-1032.

[2]何赏璐，郑长江，过秀成，李岩，杨洁. 路段感应式信号控制行人过街系统设计[J]. 交通信息与安全，2012，（03）：110-113+117.

[3]叶钦海，黄卫东，孙伟，何佳利，李淑芬，胡郁葱. 基于行人优先的过街信号相位优化方案研究[J]. 现代交通技术，2014，（03）：65-68.