留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

考虑礼让行人的信号交叉口配时优化方法

任耀 张锐 贾倩楠

任耀, 张锐, 贾倩楠. 考虑礼让行人的信号交叉口配时优化方法[J]. 交通信息与安全, 2022, 40(1): 45-53. doi: 10.3963/j.jssn.1674-4861.2022.01.006
引用本文: 任耀, 张锐, 贾倩楠. 考虑礼让行人的信号交叉口配时优化方法[J]. 交通信息与安全, 2022, 40(1): 45-53. doi: 10.3963/j.jssn.1674-4861.2022.01.006
REN Yao, ZHANG Rui, JIA Qiannan. A Timing Optimization Method for Signalized Intersections Considering the Courtesy Rules to Pedestrians[J]. Journal of Transport Information and Safety, 2022, 40(1): 45-53. doi: 10.3963/j.jssn.1674-4861.2022.01.006
Citation: REN Yao, ZHANG Rui, JIA Qiannan. A Timing Optimization Method for Signalized Intersections Considering the Courtesy Rules to Pedestrians[J]. Journal of Transport Information and Safety, 2022, 40(1): 45-53. doi: 10.3963/j.jssn.1674-4861.2022.01.006

考虑礼让行人的信号交叉口配时优化方法

doi: 10.3963/j.jssn.1674-4861.2022.01.006
基金项目: 

国家重点研发计划项目 2018YFB1601300

陕西省自然科学基础研究计划项目 2020JQ-397

陕西省自然科学基础研究计划项目 2020JQ-370

陕西省自然科学基础研究计划项目 2020JQ-374

详细信息
    作者简介:

    任耀(1998—),硕士研究生. 研究方向:道路交通安全. E-mail:renyoa@qq.com

    通讯作者:

    张锐(1991—),博士,讲师. 研究方向:交通运输规划与管理. E-mail:zhangrui@chd.edu.cn

  • 中图分类号: U491.5+4

A Timing Optimization Method for Signalized Intersections Considering the Courtesy Rules to Pedestrians

  • 摘要: 为提高机动车礼让行人背景下的人车通行效率,研究了基于叠加相位设计的信号交叉口配时优化方法。以西安市1个典型交叉口为例,分析机动车与过街行人冲突情况;在Webster配时模型的基础上,提出叠加相位设计与人车冲突时空分离策略相结合的信号配时优化方法,并给出行人信号早启时间、人车绿时分离设置阈值的计算方法;运用VISSIM仿真软件,对不同信号配时优化方案的效果进行验证。研究结果表明:与现状相比,所提出的配时优化方法可分别降低各类延误27.11%(车均)、22.41%(人均)、27.08%(车辆总计)、22.49%(行人总计)和26.15%(交叉口总计),减少各类污染物排放3.76%(VOC)、3.76%(CO)、3.76%(NOx),并降低燃料消耗3.78%。该方法能有效改善信号交叉口的通行效率,缓解人车冲突。

     

  • 图  1  文景路与凤城七路信号交叉口

    Figure  1.  Intersection of Wenjing road and Fengcheng 7 road

    图  2  信号交叉口现状信号配时方案

    Figure  2.  Current signal timing scheme of the intersection

    图  3  平峰小时各进口道车流量统计结果

    Figure  3.  Traffic flow of entrance lane in flat peak hours

    图  4  高峰小时各进口道车流量统计结果

    Figure  4.  Traffic flow of entrance lane in peak hours

    图  5  人车冲突分类

    Figure  5.  Pedestrian-vehicle conflict classification

    图  6  叠加相位设计方法流程

    Figure  6.  Superposition phase design method

    图  7  叠加相位设计方案

    Figure  7.  Superposition phase design scheme

    图  8  右转机动车与同相位过街行人冲突点示意图

    Figure  8.  Diagram of collision point between right-turning vehicle and pedestrian

    图  9  不同配时方案的交叉口通行效率

    Figure  9.  Traffic efficiency of different timing schemes

    图  10  不同配时方案的交叉口节能减排效果

    Figure  10.  Energy saving and emission reduction effects of different timing schemes

    表  1  不同时段等待过街行人数量

    Table  1.   Pedestrians waiting for crossing the street in different time intervals

    时段 平峰 高峰
    1个周期内等待过街人数/人 14 23
    下载: 导出CSV

    表  2  礼让行人情况

    Table  2.   Vehicles yielding to pedestrians  单位: 辆

    进口 平峰时段 高峰时段
    过度礼让 合理礼让 不礼让 过度礼让 合理礼让 不礼让
    东进口 8 56 7 6 58 5
    西进口 8 55 5 16 80 6
    南进口 9 77 4 10 56 4
    北进口 6 48 7 7 84 13
    总计 31 236 23 39 278 28
    下载: 导出CSV

    表  3  不同信号配时方案内容

    Table  3.   Specifications of different signal timing schemes

    方案 说明 内容
    1 现有信号配时方案     东西直(32 s)、东西左(25 s)、南直左(25 s)、南北直(32 s)、北直左(29 s), 总周期155 s
    2 现有信号配时方案+行人信号早启 行人相位绿灯较机动车早开3s
    3 现有信号配时方案+人车绿时分离     东西直+东西右(34 s)、东西左+东西右(25 s)、南直左+北右(25 s)、南北直+东西右(22 s)、北直左+南右(23 s),总周期155 s
    4 基于Webster配时模型的信号优化方案     东西直(46 s)、东西左(20 s)、南北直(55 s)、南北左(22 s)总周期155 s
    5 基于Webster配时模型的信号优化方案+行人信号早启 行人相位绿灯较机动车早开3s
    6 基于Webster配时模型的信号优化方案+人车绿时分离     东西直前23 s行人通行,后23 s右转机动车通行,东西左(20 s),南北直(55 s),设置右转专用相位与左转专用相位相同为22 s,总周期155 s
    7 基于叠加相位设计的信号优化方案     东直左(15 s)、东西直(19 s)、西直左(15 s)、北直左(21 s)、南北直(25 s)、南直左(10 s)总周期124 s
    8 基于叠加相位设计的信号优化方案+行人信号早启 行人相位绿灯较机动车早开3s
    9 基于叠加相位设计的信号优化方案+人车绿时分离     东西向右转机动车在直左相位内放行15 s,东西直(19 s),南北向右转机动车在北直左和南直左相位内分别放行21s和10 s,南北直(25 s),总周期124s
    下载: 导出CSV
  • [1] YAO R H, ZHOU H M, GE Y E. Optimizing signal phase plan, green splits and lane length for isolated signalized intersections[J]. Transport, 2018, 33(2): 520-535.
    [2] 聂磊, 马万经. 基于车道的交叉口车道功能和信号相位优化模型[J]. 同济大学学报(自然科学版), 2020, 48(5): 683-693. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-TJDZ202005007.htm

    NIE L, MA W J. A lane-based optimization model for lane function and signal phase at intersection[J]. Journal of Tongji University(Natural Science), 2020, 48(5): 683-693. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-TJDZ202005007.htm
    [3] 任其亮, 谭礼平. 逆向可变车道交叉口信号配时优化方法[J]. 交通运输系统工程与信息, 2020, 20(4): 63-70. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YSXT202004010.htm

    REN Q L, TAN L P. Signal timing optimization method for reverse variable lane intersection[J]. Journal of Transportation Systems Engineering and Information Technology, 2020, 20 (4): 63-70. (in Chinesee) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YSXT202004010.htm
    [4] 成卫, 别一鸣, 刘志远. 基于机动车延误的Hook-turn交叉口信号控制方案优化方法[J]. 中国公路学报, 2015, 28(3): 94-101. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGGL201503015.htm

    CHENG W, BIE Y M, LIU Z Y. Signal control scheme optimization method for intersection with hook-turn based on motor vehicle delay[J]. China Journal of Highway and Transport, 2015, 28(3): 94-101. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGGL201503015.htm
    [5] 魏福禄, 张斐然, 郭永青, 等. 基于行人影响的信号交叉口右转车辆跟驰模型[J]. 交通运输系统工程与信息, 2020, 20 (4): 71-76. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YSXT202004011.htm

    WEI F L, ZHANG F R, GUO Y Q, et al. Right turn car-following model of signalized intersection based on pedestrian influence[J]. Journal of Transportation Systems Engineering and Information Technology, 2020, 20(4): 71-76. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YSXT202004011.htm
    [6] 邝先验, 陈自如. 考虑礼让行人的交叉口机非混合交通流模型[J]. 广西师范大学学报(自然科学版), 2019, 37(4): 1-15. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GXSF201904002.htm

    KUANG X Y, CHEN Z R. Mixed traffic flow model of signalized intersections involving pedestrian comity[J]. Journal of Guangxi Normal University(Natural Science Edition), 2019, 37(4): 1-15. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GXSF201904002.htm
    [7] 胡桂戎, 孙根彦. 基于车让人的信号交叉口右转机动车通行效率提高策略[J]. 交通运输研究, 2018, 4(6): 55-61. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JTBH201806008.htm

    HU G R, SUN G Y. Strategies for improving traffic efficiency of right-turn vehicles at signalized intersections based on vehicles yielding to pedestrians[J]. Transport Research, 2018, 4 (6): 55-61. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JTBH201806008.htm
    [8] 钱大琳, 陈小红. 基于行人专用相位的交叉口信号控制优化模型[J]. 中国公路学报, 2013, 26(5): 140-147. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGGL201305025.htm

    QIAN D L, CHEN X H. Signal control optimization model at intersection by modifying pedestrian phase[J]. China Journal of Highway and Transport, 2013, 26(5): 140-147. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGGL201305025.htm
    [9] 虞笑晨, 陈怡立, 邵丹. 机动车礼让行人背景下的交叉口交通分析: 以上海市为例[J]. 城市交通, 2020, 18(1): 65-74. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-CSJT202001012.htm

    YU X C, CHEN Y L, SHAO D. Traffic analysis at intersections that vehicles must yield the right-of-way to pedestrians: A case study in Shanghai[J]. Urban Transport of China, 2020, 18(1): 65-74. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-CSJT202001012.htm
    [10] ZHANG Y, ZHANG Y C, SU R. Pedestrian-safety-aware traffic light control strategy for urban traffic congestion alleviation[J]. IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 2021, 22(1): 178-193.
    [11] MA W J, LIAO D B, LIU Y, et al. Optimization of pedestrian phase patterns and signal timings for isolated intersection[J]. Transportation Research Part C: Emerging Technologies, 2015(58): 502-514.
    [12] YU C H, MA W J, HAN K, et al. Optimization of vehicle and pedestrian signals at isolated intersections[J]. Transportation Research Part B: Methodological, 2017(98): 135-153. http://www.researchgate.net/profile/Ke_Han4/publication/312044382_Optimization_of_vehicle_and_pedestrian_signals_at_isolated_intersections/links/586cb0be08ae329d621226f0.pdf
    [13] 杨震, 马健霄, 王宝杰, 等. 考虑行人保护策略的交叉口信号配时优化模型[J]. 交通运输系统工程与信息, 2021, 21 (3): 71-77+85. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YSXT202103009.htm

    YANG Z, MA J X, WANG B J, et al. Intersection signal timing optimization model considering pedestrian protection strategies[J]. Journal of Transportation Systems Engineering and Information Technology, 2021, 21(3): 71-77+85. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YSXT202103009.htm
    [14] GHOLAMI A, TIAN Z. Model of transition delay for unaccommodated pedestrian timing[J]. Journal of Transportation Engineering, Part A: Systems, 2018, 144(2): 04017078.
    [15] 中华人民共和国住房和城市建设部. 城市道路交叉口规划规范: GB50647—2011[S]. 北京: 中国计划出版社, 2011.

    Ministry of Housing and Urban-Rural Development of the People's Republic of China. Code for planning of intersections on urban roads: GB 50647-2011[S]. Beijing: China Planning Press, 2011. (in Chinese)
    [16] 李明远, 郭凤香, 费怡. 驾驶员礼让行人等待时间阈值研究[J]. 交通信息与安全, 2019, 37(4): 112-119. doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2019.04.015

    LI M Y, GUO F X, FEI Y. A study of waiting time threshold of drivers yield to pedestrians[J]. Journal of Transport Information and Safety, 2019, 37(4): 112-119. (in Chinese) doi: 10.3963/j.issn.1674-4861.2019.04.015
    [17] 刘爽, 岳芳, 郭彦东, 等. 基于模式搜索算法的交叉口信号配时优化研究[J]. 交通运输系统工程与信息, 2011, 11 (增刊1): 29-35. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YSXT2011S1004.htm

    LIU S, YUE F, GUO Y D, et al. Optimization research on signal timing for urban intersections based on pattern search algorithm[J]. Journal of Transportation Systems Engineering and Information Technology, 2011, 11(S1): 29-35. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YSXT2011S1004.htm
    [18] 彭国雄, 张扬. 叠加相位设计方法研究[J]. 中国公路学报, 2001, 14(增刊1): 59-62. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGGL2001S1015.htm

    PENG G X, ZHANG Y. Study of the way of setting ripple changes[J]. China Journal of Highway and Transport, 2001, 14(S1): 59-62. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGGL2001S1015.htm
    [19] 姜丹丹. 城市道路平面交叉口的组织管理优化[D]. 西安: 长安大学, 2017.

    JIANG D D. The organizational management optimization on plane intersection of urban roads[D]. Xi'an: Chang'an University, 2017. (in Chinese)
    [20] 李克平, 倪颖. 城市道路交叉口行人过街信号控制问题分析[J]. 城市交通, 2018, 16(5): 71-78. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-CSJT201805012.htm

    LI K P, NI Y. Analysis of problems in pedestrian signal control at urban intersections[J]. Urban Transport of China, 2018, 16(5): 71-78. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-CSJT201805012.htm
    [21] 张碧琴, 高佳. 新建城区交叉口右转机动车与行人分相位设置临界研究[J]. 中国公路学报, 2010, 23(2): 99-104. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGGL201002017.htm

    ZHANG B Q, GAO J. Research on critical state of sub-phase setting between right-turn motor vehicles and pedestrians for new urban zone intersections[J]. China Journal of Highway and Transport, 2010, 23(2): 99-104. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGGL201002017.htm
  • 加载中
图(10) / 表(3)
计量
  • 文章访问数:  1218
  • HTML全文浏览量:  640
  • PDF下载量:  85
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2021-07-19
  • 网络出版日期:  2022-03-31

目录

    /

    返回文章
    返回