路段远引式感应人行横道协调控制系统研究

发布时间：2020-10-01 06:01

　　城市交通拥堵问题已经成为世界各国城市发展中急需解决而又难以避开的话题。在实际研究中交通拥堵一般主要集中在城市的单点控制路段,对此国内外学者总结提出了干线协调控制理论,但在协调控制过程中除了需要解决各相邻交叉口之间的协调控制,还需解决干线路段中的交通拥堵问题,而路段的拥堵一般主要集中于人行横道处。针对定时信号控制无法及时响应车流、人流的通行需求以及易造成行人等待延误增加的特性,感应信号控制的发展以及其自身的适应性使得其优势变得更加明显。然而虽优化了单点控制,但在实际中,由于我国路段人行横道无论是感应式还是定时式控制都很少与相邻交叉口进行协调,从而难以避免造成了路段行人过街与干线车辆通行之间的矛盾,因此需要利用一种协调控制技术将两者进行统一协调。对此本文提出了路段远引式感应人行横道协调控制系统研究,通过将单点信号控制的优化同干线协调控制技术的结合,实现行人过街等待时间的减少,同时又能保障干线提供足够的带宽满足干线车流的安全通行。全文主要内容如下:(1)确定远引触控按钮设置距离。距离的确定主要依赖于机动车相位延长时间与行人步行速度之间的关系。依据感应人行横道灯控制逻辑图所描述的满足行人过街特性的关系从而确定出对于时间描述的三个指标;速度的确定主要通过对实际现状的交通调查选取出路段行人、车流的15%速度与85%速度作为设计速度;(2)研究不同人行横道位置处的绿波带分布特性。考虑到行人过街等待极限绿灯时间以及确定的远引距离,分析了在确定的绿波带宽下,随着人行横道位置的变化所带来的5种不同的时空模式,并针对不同的模式提出了具体的位置分布模型;(3)建立相邻交叉口间的绿波带模型。在绿波带的设计过程中,依据双环(Ring-Barrier)控制思想建立了以南北方向作为协调优化方向的干线协调控制模型,同时综合不同人行横道处的位置模型、MAXBAND模型以及干线协调控制模型进行了感应协同绿波带设计;(4)设计路段远引式感应人行横道灯的控制逻辑。结合不同人行横道位置处绿波带分布特性中所提出的5种人行横道的设置方法,使得在确定的绿波带宽下,当行人触发过街按钮时,系统能做出正确、及时的响应;(5)实例设计与仿真验证。对于实例的仿真部分主要包括两部分:(1)为确定适合的远引控制按钮所设置的位置,依据远引按钮距离的三种计算方法计算出各自的理论距离,同时为验证选取距离对于过街行人的影响,选取行人等待时间作为评价指标,运用VISSIM仿真软件中VAP模块对感应控制进行仿真验证;(2)以南京市中山北路与山西路、新模范马路段相交路段中的两处灯控人行横道为例,结合Synchro仿真软件对路段远引式感应人行横道以及与两端交叉口的协调控制方法进行仿真验证,并将机动车平均延误与车辆停车率作为评价指标,分别对现状配时间、感应协调控制模型以及优化位置三种控制方案进行对比分析与评价。
【学位单位】：南京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U491.54
【部分图文】：

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图 2-6 按钮式人行横道信号示意图[34]Fig.2-6 The fundamental diagram of buttoned signal control[34]过街方式一般可以分为两种：行人一次过街控制与行人二次过街控制即当路段行人信号灯显示绿灯时，行人一次穿过道路。较大的路段，行人一次过街可能会导致机动车红灯时间太长，央开辟出一块供行人驻足的区域以便行人进行二次过街。同理可以理解为感应式行人二次过街控制是在感应行人一次过街控央的地驻足区，当行人到达驻足区向信号灯发出第二次过街请人一次过街控制一般采用两相位控制，即机动车相位和行人相控制机理有类似的地方，设置了包括了机动车相位初期绿灯时与最大值、行人安全过街绿灯时间、机动车相位绿灯极限延长段感应式行人过街控制系统工作流程如图 2-7 所示。

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行人最大等待时间是体现行人过街心理的重要指标，条件之一，之所以对等待时间进行研究关键在于若等待时x，则极易造成行人冒险强行穿越运行车流，给正常的交通研究表明了行人过街的等待极限约为 40~45s；文献[39]利等待时间为 40~50s；文献[40]在实测数据的基础上得出行文献[41]运用 SPSS 对调查的数据进行分析得出行人过街的关于行人极限等待时间的选取随着城市经济发展水平以对于感应相位的最大绿灯时间一般取为最佳绿灯时间的 1为 50~70s。引式按钮距离的确定关于路段远引式感应人行横道信号的设置方法，为减少行提前设置一定的距离，从而消除行人过街的过程中的等待何确定远引式触控按钮的设定距离sL，即图 3-1 中点 D 的特点符合泊松分布的特性，那么说明了在某一个时段存在

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：机动车相位最小绿灯时间×行人步行速度，即：mine ( T ：行人步行速度×（机动车相位最小绿灯时间+机动车单位p)2iT AV+ + 。法可以分别求出各参数的取值，其中方法一中的机动车单、方法二中的机动车相位最小绿灯时间为 34s+3s 的组合 23s+3s 的组合。为了准确的描述远引距离，就需要获取规律，从而为下一节中的交通仿真在期望速度参数的设制特性做好准备。研究对象为路段过街行人速度分布以及正常行驶状态下的合感应信号控制特性，本次调查选取在平峰期进行，即工作位于南京市中山北路与新模范马路、山西路相交的一处路头与中山北路相交处，如图 3-3 中 a 图所示，行人采用一拍摄的方法，并结合数理统计思想进行数据的处理。

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