CN114639252A - 一种信号控制人行横道的信号灯配时设置方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种信号控制人行横道的信号灯配时设置方法,具体为:根据行人过街距离确定信号灯绿闪时长,即行人穿过人行横道所需时间;利用行人过街冲突交通的流量确定信号灯红灯时长,建立信号灯红灯时长计算公式;考虑行人到达路侧红灯排队和绿灯消散过程确定信号灯最小绿灯时长,建立信号灯绿灯时长计算公式;联合信号灯红灯时长计算公式和信号灯绿灯时长计算公式,求解得到信号灯红灯时长和信号灯绿灯时长。本发明提供的人行横道信号灯的绿灯时长和和红灯时长计算方法,精细化计算行人绿灯时长,缩短信号周期长度,减少路侧行人等待延误。
Description
技术领域
本发明涉及一种信号控制人行横道的信号灯配时设置方法,属于交通管理控制技术领域。
背景技术
我国人口密度大,行人过街需求大,绝大多数人行横道为信号控制人行横道,通过信号方案给车辆和行人不同绿灯时间,时间上分离行人与车辆冲突,提高行人过街安全。
目前信号方案配时主要以车辆通行效率为计算目标进行设计,行人过街绿灯配时以满足行人穿过人行横道的时间为设计原则,以行人过街以绿灯配合绿闪的方式,绿闪时长通过过街时长计算,绿灯时间通常根据经验给定计算方法比较粗犷式,通常会导致信号周期比较大。相关研究表明小信号周期可以减少延误提高通行效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提供一种信号控制人行横道的信号灯配时设置方法,根据路侧行人过街由信号灯产生停止延误的原理,以减少路侧行人等待延误为绿灯设置依据,进行行人过街信号配时设置。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案:
一种信号控制人行横道的信号灯配时设置方法,包括如下步骤:
步骤1,根据行人过街距离确定行人信号灯绿闪时长,即行人穿过人行横道所需时间;
步骤2,利用行人过街冲突交通的流量确定行人信号灯红灯时长,建立行人信号灯红灯时长计算公式;
步骤3,考虑行人到达路侧红灯排队和绿灯消散过程确定行人信号灯最小绿灯时长,建立行人信号灯绿灯时长计算公式;
步骤4,联合行人信号灯红灯时长计算公式和行人信号灯绿灯时长计算公式,求解得到行人信号灯红灯时长和行人信号灯绿灯时长。
作为本发明的一种优选方案,步骤1所述行人信号灯绿闪时长,计算公式如下:
其中,gf为行人信号灯绿闪时长,L为人行横道长度,vp为行人过街平均速度。
作为本发明的一种优选方案,所述步骤2的具体过程如下:
步骤2.1,根据实际交通相位设置情况,确定行人过街冲突相位数M,每个相位标记为k;
步骤2.2,根据实际交通渠化设置情况,确定每个冲突相位k中车辆交通的车道数量Nk;
步骤2.3,计算每个冲突相位k的车辆交通过街时间rk:
步骤2.4,计算行人过街冲突相位的交通占用总时间,即行人信号灯红灯时长R:
作为本发明的一种优选方案,所述步骤2.1中,当行人过街只有直行车辆冲突时,M=1,k=1;当行人过街存在左转车辆冲突和直行车辆冲突时,M=2,k=1,2。
作为本发明的一种优选方案,所述步骤3的具体过程如下:
步骤3.1,计算人行横道两路侧过街需求:
Pj=λpj(R+gf+Δt)
其中,Pj为路侧j的过街需求,λpj为路侧j的行人最大到达率,j=1,2,R为信号灯红灯时长,gf为行人信号灯绿闪时长,Δt为信号灯全红时长与黄灯时长之和;
步骤3.2,根据人行横道两路侧过街需求,计算路侧j行人等待绿灯排队过程中横向间距δj:
其中,w为人行横道宽度;
步骤3.3,计算路侧j行人行到达率λftj:
步骤3.4,计算路侧j行人由于红灯产生的停止波速υspj和绿灯产生的启动波:速υdpj
其中,us为路侧行人自由流速度,uf为人行横道行人自由流速度,ρ为行人路侧等待的行拥挤密度,qdj为行人绿灯时间内行人由路侧j进入人行横道的平均行流率,
步骤3.5,计算行人绿灯亮起后,行人由红灯和绿灯产生的停止波和启动波相遇时间,即行人到达不需要停止过程的时间tdpj:
υspj(R+gf+Δt+tdpj)=υdpjtdpj
步骤3.6,计算行人绿灯亮起后,路侧行人从停止波和启动波相遇地点到达人行横道的时间tdcj:
步骤3.7,确定行人信号灯绿灯时长gg计算关系式:
gg=max(t1,t2)
其中,t1=tdp1+tdc1,t2=tdp2+tdc2,t1和t2为人行横道两侧路侧经历停止波和启动波行人全部进入人行横道所用时间,绿灯时间gg满足两侧行人进入人行横道最大时间。
作为本发明的一种优选方案,所述步骤3.1中,路侧j的行人最大到达率λpj基于高峰小时行人过街到达率获取。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比,具有以下技术效果:
本发明利用行人过街冲突交通的流量确定人行横道红灯时长,针对行人到达路侧响应红灯和绿灯的停止和消散过程确定最小绿灯时长,基于行人过街距离确定绿灯闪烁时长,以满足路侧存在红灯等待延误的行人进入人行横道为绿灯设置依据,满足等待车辆通过为红灯设置依据,行人穿越人行横道为绿闪设置依据,比较小的红灯和绿灯时间设置方法来减少信号周期长度,提高运行通行效率。
附图说明
图1是本发明一种信号控制人行横道的信号灯配时设置方法的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式,所述实施方式的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。
本发明利用行人过街冲突交通的流量确定人行横道红灯时长,考虑行人到达路侧红灯排队和绿灯消散过程确定最小绿灯时长,基于行人过街距离确定绿灯闪烁时长,提出一种信号控制人行横道的信号灯配时设置方法,具体过程如图1所示。
步骤B.建立信号灯红灯时长R计算公式
步骤B1.确定行人过街冲突相位数M。根据实际交通相位设置情况,确定行人过街冲突相位数M,相位标记为k。当路段人行横道信号控制时,行人过街只有直行车辆冲突则M=1,则k=1;当路口行人过街存在车辆左转冲突和直行冲突时,则M=2,k=1,2。
步骤B2.确定每个冲突k相位的车道数Nk。根据实际交通渠化设置情况,确定行人过街冲突相位k中车辆交通的车道数量Nk。
步骤B3.计算每个冲突k相位的车辆交通过街时间rk。根据公式其中gg为人行横道绿灯时长,gf为绿闪时长,Δt为信号方案全红时长与黄灯时长之和,建议取值4秒;为冲突车流中车道最大车辆到达率,基于高峰小时流量获得;为冲突车流车道饱和流率,基于高峰小时流量获得;ik为相位k的车道i的标记。
步骤C.建立信号灯绿灯时长gg计算公式
步骤C1.计算路侧行人过街需求.根据公式Pj=λpj(R+gf+Δt),j=1,2计算人行横道两路侧过街需求,其中λpj为路侧j的行人最大到达率,基于高峰小时行人过街到达率获取。
步骤C4.计算由于红绿灯亮起时,行人队列停止和启动前后传递过程中的停止波速υspj和启动波速υdpj,以行为单位。根据公式和计算行人路侧的行停止和启动波速,其中us为路侧行人自由流速度建议取值1.16米/秒,uf为人行横道行人自由流速度,建议取值1.45米/秒;ρ为行人路侧等待的行拥挤密度,建议取值1.1行/米;qdj为行人绿灯时间内行人由路侧j进入人行横道的平均行流率,建议取值0.45行/米。
步骤C5.计算行人绿灯亮起后,行人由红灯和绿灯产生的停止和启动波相遇时间即行人到达不需要停止过程的时间tdpj。根据公式υspj(R+gf+Δt+tdpj)=υdpjtdpj计算得到tdpj。
步骤C7.确定人行横道绿灯计算关系式gg=max(t1,t2)。其中t1=tdp1+tdc1,t2=tdp2+tdc2,t1和t2为人行横道两侧路侧经历停止和启动波行人全部进入人行横道所用时间,即有因为信号灯延误的行人全部进入人行横道的时间,绿灯时间gg=max(t1,t2)满足两侧行人进入人行横道最大时间。
步骤D.联合红灯计算公式与绿灯计算公式求解确定行人过街信号配时红灯时间R和绿灯时间gg。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想,不能以此限定本发明的保护范围,凡是按照本发明提出的技术思想,在技术方案基础上所做的任何改动,均落入本发明保护范围之内。
Claims (7)
1.一种信号控制人行横道的信号灯配时设置方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1,根据行人过街距离确定行人信号灯绿闪时长,即行人穿过人行横道所需时间;
步骤2,利用行人过街冲突交通的流量确定行人信号灯红灯时长,建立行人信号灯红灯时长计算公式;
步骤3,考虑行人到达路侧红灯排队和绿灯消散过程确定行人信号灯最小绿灯时长,建立行人信号灯绿灯时长计算公式;
步骤4,联合行人信号灯红灯时长计算公式和行人信号灯绿灯时长计算公式,求解得到行人信号灯红灯时长和行人信号灯绿灯时长。
4.根据权利要求3所述的信号控制人行横道的信号灯配时设置方法,其特征在于,所述步骤2.1中,当行人过街只有直行车辆冲突时,M=1,k=1;当行人过街存在左转车辆冲突和直行车辆冲突时,M=2,k=1,2。
6.根据权利要求1所述的信号控制人行横道的信号灯配时设置方法,其特征在于,所述步骤3的具体过程如下:
步骤3.1,计算人行横道两路侧过街需求:
Pj=λpj(R+gf+Δt)
其中,Pj为路侧j的过街需求,λpj为路侧j的行人最大到达率,j=1,2,R为信号灯红灯时长,gf为行人信号灯绿闪时长,Δt为信号灯全红时长与黄灯时长之和;
步骤3.2,根据人行横道两路侧过街需求,计算路侧j行人等待绿灯排队过程中横向间距δj:
其中,w为人行横道宽度;
步骤3.3,计算路侧j行人行到达率λftj:
步骤3.4,计算路侧j行人由于红灯产生的停止波速υspj和绿灯产生的启动波速υdpj:
其中,us为路侧行人自由流速度,uf为人行横道行人自由流速度,ρ为行人路侧等待的行拥挤密度,qdj为行人绿灯时间内行人由路侧j进入人行横道的平均行流率,
步骤3.5,计算行人绿灯亮起后,行人由红灯和绿灯产生的停止波和启动波相遇时间,即行人到达不需要停止过程的时间tdpj:
υspj(R+gf+Δt+tdpj)=υdpjtdpj
步骤3.6,计算行人绿灯亮起后,路侧行人从停止波和启动波相遇地点到达人行横道的时间tdcj:
步骤3.7,确定行人信号灯绿灯时长gg计算关系式:
gg=max(t1,t2)
其中,t1=tdp1+tdc1,t2=tdp2+tdc2,t1和t2为人行横道两侧路侧经历停止波和启动波行人全部进入人行横道所用时间,绿灯时间gg满足两侧行人进入人行横道最大时间。
7.根据权利要求6所述的信号控制人行横道的信号灯配时设置方法,其特征在于,所述步骤3.1中,路侧j的行人最大到达率λpj基于高峰小时行人过街到达率获取。
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