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基于城市道路交叉口不同行人通行方式的交通信号灯方案的比较
冯世源
摘 要：通畅、安全是城市居民出行最关心的事,也是城市道路设计当中需要考虑的两个主要问题.本课题针对十字路口的两种交通信号灯设计（有无行人相位）进行研究,通过使用点样本法、HCM2000延误模型和VISSIM仿真交通系统进行总延误时间测算,比较两种方案在通行效率和安全性方面的表现.
关键词：十字交叉路口；HCM2000；行人相位；交通信号灯；VISSIM软件
一、评价模型和方案说明
选取行人延误作为评价指标,两者之和所代表的总延误作为设置行人相位评价指标,建立评价模型.
分别计算行人专用相位设置前后的交叉口总延误损失 L前和 L 后.若 L 前 >L 后,则表示行人专用相位的设置降低了该交叉口的总延误损失,应当设置；反之,不应设置.
【方案一】 两相位 ： 1.横向车辆通行, 同时横向行人通行 ；2. 纵向车辆通行,同时纵向行人通行.
【方案二】三相位：1. 横向车辆通行；2. 纵向车辆通行；
3. 所有行人通行.
二、两种延误分析模型
用两种延误模型来分析车辆延误：
1.HCM2000（美国道路通行能力手册模型）：
三、实例分析一 *：上海淮海中路—嵩山路口
使用点样本法、韦伯斯特和 HCM2000 模型三种方法计算.因测定 HCM2000 与点样本法得出的结果更为接近,故选用 HCM2000 作为计算模型.
人均延误分析：
（1）车辆延误：车辆与人冲突时产生的延误,可用HCM2000 公式计算和 VISSIM 软件模拟；
（2）行人延误：利用延误计算公式；
经实测得到横纵向绿灯时长、行人过街速度等各指标,代入行人延误公式可得各方向行人延误.
（3）增加行人相位带来的延误；
（4）行人多过一次马路带来的延误.
对车辆、行人延误分别加权后相加求得总和,由此计算出两相位情况下该路口各方向的总延误时间.
同理并假设最短行人过街时间,可得出三相位（包括行人相位）情况下该路口各方向总延误时间.
对两组数据分析发现,若在该路口设置行人相位,南北方向的总延误几乎不变,而东西方向总延误明显上升.可知在人车流量之比较小时,创建行人相位会给车辆带来大量不必要的延误.
四、实例分析二 *：上海淮海中路—黄陂南路口
为了得到更为普遍的结论,再对带有行人相位的十字路口进行研究.
在实测车流量与人流量条件下,若采用常规两相位,代入 HCM2000 计算公式后可得车辆延误.再代入行人延误公式后可得行人延误.由此可得出该路口在两相位情形下各方向总延误时间.而实际上,该路口使用三相位的方法,行人相位持续时间为 20s,由此计算出该路口实际总延误时间.
比较可得,在实测时段该路口,实际总延误在西、南方向均小于使用两相位信号灯方案下的延误,在东、北方向大于使用两相位方案下的延误.
通过两个案例分析可得出,在每个路口适宜设置三相位信号灯方式的人流量与车流量比值范围.
VISSIM 软件模拟
1. 使用百度地图中的淮海中路—黄陂南路路口作为背景插入 VISSIM 软件；2. 依据实际道路交通情况在软件中创建交通模型；3. 输入车流量,假设每根车道小时交通量为 150辆车；4.设置车辆通行路径并将车辆可通行的车道连接；5.设置交通信号灯配置方案,在路口放置红绿灯控制车流.
结果证明,模拟实际情况得到的结论与使用公式纯计算得出的结论范围大致相同.
结论
（1）在实测的两个路口,人流量与车流量比例分别在(1.52,3)和(1.80,3.16)内使用三相位交通信号灯人车总延误更少.
（2） 在大致符合人流量、 车流量比例范围内的十字路口,建议可以使用三相位信号灯. 同时, 在人车流量比为1.5和3.2附近的路口也可以设置行人相位,因为行人相位的设计避免了人车冲突,可大幅减少十字路口的冲突,提高交通安全.
（3）利用理论分析和实证研究,可以方便得出十字路口是否需要设置行人相位,该方法可被扩大应用到更多的路口信号灯设置乃至路网的设计参考.
交通信号灯论文范文结:
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