摘 要

人行横道是生活中最常见到的路段过街设施，也是交通事故多发的地段。目前无论是交叉口还是路段上的人行横道，绝大多数都是保障了机动车的优先通行，而行人的通行权没有得到很好的保障，导致行人过街随心所欲，并不能很好地遵守交通规则，需要交警额外指挥，增加了人力负担，所以随着智能交通的发展，路段平面过街设施中的感应信号控制便成了新的研究方向。

本文对感应式信号控制所涉及的过街行人和机动车的交通特性做出总结，包括行人等待时间、过街速度、机动车车流特性等，然后通过对比目前应用的三种常见感应式控制策略，分析其优缺点，从而引出本文设计的新型路段感应式信号控制系统，并对新型系统的原理和系统组成做了详细介绍，系统包括了信息采集、感应控制和辅助系统，同时选取东南大学西门路段过街人行横道运用VISSIM进行仿真评价，对比原有定时信号控制，使机动车与行人延误达到最小。

本文设计方案充分考虑路段行人交通流运行状况，适时切换行人和机动车相位，对机动车与行人通行时间合理分配，同时对提高机动车和行人通行效率、减少行人与机动车平均总延误以及降低交通事故率，具有十分重要的意义，也为之后交叉口和特殊路段等更深层次的研究提供理论基础。

关键词：路段行人过街 感应控制 行人等待时间 VISSIM

Design of Link Actuated signal control system for pedestrian crossing

Abstract

Pedestrian crossing is the most common road crossing facility in life, and it is also the area where traffic accidents occur frequently. At present, whether at intersections or crosswalks on sections, the vast majority of them guarantee the priority of motor vehicles, and pedestrians' right of passage is not well guaranteed, which leads to pedestrians crossing the street at will, can not well comply with traffic rules, need additional traffic police command, and increase the burden of manpower. Therefore, with the development of intelligent transportation, the control of the actuated signals in the road crossing facilities has become a new research direction.

In this paper, the traffic characteristics of pedestrians and motor vehicles involved in inductive signal control are summarized, including pedestrian waiting time, crossing speed and vehicle flow characteristics. Then analyze the advantages and disadvantages of the three common actuated control strategies currently applied and a new type of actuated signal control system for road sections designed in this paper is introduced, and the original of the new system is also presented. The system includes information acquisition, induction control and auxiliary system. At the same time, VISSIM is used to simulate and evaluate the pedestrian crossing in west-door section of Southeast University. By comparing with the original timing signal control, the delay between motor vehicles and pedestrians is minimized.

The design scheme of this paper fully considers the pedestrian traffic flow condition of the road section, timely switches the pedestrian and motor vehicle phase, and reasonably allocates the transit time of motor vehicles and pedestrians. At the same time, it is of great significance to improve the efficiency of motor vehicles and pedestrians, reduce the average total delay of pedestrians and motor vehicles, and reduce the traffic accident rate. It also provides a theoretical basis for deeper research such as intersections and special road sections.

Key words: Pedestrian Crossing on Section; Actuated control; pedestrian waiting time; VISSIM

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 国内外研究历史与现状 2

1.2.1 国外理论研究 2

1.2.2 国内理论研究 2

1.2.3 研究总结 3

1.3 论文研究内容 3

1.4 研究方法和技术路线 4

第二章 路段人车交通流特性 5

2.1 行人过街交通流微观特性 5

2.1.1 行人过街交通基本特征分析 5

2.1.2 行人交通特征影响因素分析 5

2.1.3 行人过街启动时间 6

2.1.4 行人过街等待时间 6

2.1.5 行人过街速度特性 7

2.2 行人过街交通流宏观特性分析 9

2.2.1 行人交通流量特性 9

2.2.2 行人交通流参数关系 9

2.3 路段机动车交通流特性分析 10

2.3.1 车辆运行特性 11

2.3.2 车头时距分布规律 12

2.3.3 排队长度及消散特性 12

第三章 路段感应式信号控制系统 13

3.1 传统行人感应控制方式分类 13

3.1.1行人感应控制方式对比 13

3.1.2应用过程问题分析 16

3.2 路段行人过街感应控制系统 17

3.2.1 信息采集系统 17

3.2.2 信号控制系统 17

3.2.3 过街辅助系统 20

第四章 路段过街人行横道实例应用 21

4.1 路段区位及周边概况 21

4.2 方案模型构建 21

4.2.1 交通条件 21

4.2.2 路段、过街人行横道及检测器设计 23

4.2.3 其他保障和辅助系统设计 24

4.3 VISSIM仿真 24

4.3.1 仿真设计 24

4.3.2 方案评价 26

第五章 研究结论及展望 31

5.1 研究结论 31

5.2 研究展望 31

参考文献 33

致 谢 35

附 录 36

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

随着我国机动车数量的增加，交通违规现象愈加严重，交通安全问题已成为交通三大交通问题之一，大多学者都着重研究车行交通，鲜有将研究重心放在行人交通上。实际上，机非混行现象是我国交通的显著特征之一，我国人口众多，行人交通问题同样不可忽视。在交叉口以及机非混行车道上，当机动车与行人发生碰撞等时，行人是冲突中的弱势群体，更容易在碰撞中受到较大的伤害。同时，在路段和交叉口也存在着行人乱穿马路等很多不合理的过街行为，一方面是由于国民素质参差不齐，另外一方面也在于路段或者交叉口行人过街设施的不规范、不合理或者未体现以人为本的理念。有相关研究表明，我国每年发生的交通事故中，与行人有着直接关系的大约占比三分之一，而与行人相关的交通事故死亡人数大约占总事故死亡人数的四分之一。其中人行横道是生活中最常见到的路段过街设施，也是交通事故多发的地段。目前无论是交叉口还是路段上的人行横道，绝大多数都是保障了机动车的优先通行，而行人的通行权没有得到很好的保障，导致行人过街随心所欲，造成闯红灯等行为，并不能很好地遵守交通规则。

针对以上问题，我国交通工程师也采取了一些措施，对路段行人过街问题有了一定的改善，但效果不尽如人意。其中，最常见的就是普通路段平面过街设施，因为其具有施工快、投资少、行人便于过街等优点。但是，行人过街时比较混乱，容易造成交通拥堵，需要交警额外指挥，增加了人力负担。所以随着智能交通的发展，路段平面过街设施中的感应信号控制便成了新的研究方向。行人过街感应式信号控制方案可随着机动车流量和过街行人流量的变化而变化，周期及红绿相位的时长并不是定时的，感应控制方案是否符合交通实际变化情况是提高行人过街安全和效率的关键所在。为了进一步明确行人相位和机动车相位的切换时间，减短行人的等待时间以及因为等待时间过长而导致的乱穿马路和强行过街，保障行人过街安全，同时也为了更大的减少机动车停车时间和停车次数，降低延误，本文对比传统的三种感应控制方式，分析其控制原理、存在问题及适用性，并以此为基础，主要考虑对行人过街需求的保障，同时确保机动车的通畅运行，依靠现有的红外线和线圈等检测技术反馈得到的机动车与行人相关交通参数，并考虑行人可接受等待时间，构建新算法逻辑框架，并对辅助和保障系统进行设计，以确保行人安全有序过街。本文设计方案充分考虑路段行人交通流运行状况，适时切换行人和机动车相位，对机动车与行人通行时间合理分配，同时对减少行人与机动车平均总延误、提高机动车和行人通行效率以及降低交通事故率，具有十分重要的意义，也为之后交叉口和特殊路段等更深层次的研究提供理论基础。

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