考虑礼让行人的信号交叉口配时优化方法.docx
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2022-11-28
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0. 引言
随着我国城市化进程的不断推进，机动车保有量与日俱增。在提高居民生活水平的同
时，也进一步加剧了道路资源的短缺。其中，城市交叉口作为道路交通网络的重要节点，
是机动车流、非机动车流以及行人流的汇合地，也是交通事故的多发区域。为有效减少人
车冲突，我国将“机动车礼让行人”纳入道路交通管理的法律规范体系中，保障行人在通过
路口时获得道路的优先通行权。该举措在提高行人过街安全性的同时，也在一定程度上造
成了通行延误的问题，特别是在早晚高峰时期，行人过街流量较大的时候，这种现象更加
突出。因此，有必要研究机动车礼让行人背景下的信号交叉口配时问题，在保障行人出行
安全的前提下，提高城市交叉口的通行效率。
Yao 等
[1]
综合考虑交叉口的相位设计、绿信比和车道长度对交叉口通行能力的影响，
进行交叉口的时空资源优化配置。聂磊等
[2]
以交叉口关键流量比最小为目标，建立了基于
车道的交叉口车道功能和信号相位同步优化模型。任其亮等
[3]
以交叉口通行能力最大和延
误最小为目标，提出了逆向可变车道交叉口的信号配时优化方法。成卫等
[4]
考虑左转车辆
对同相位交通流的影响，以最小化机动车平均延误为目标，建立了信号交叉口配时优化模
型。以上研究侧重于交叉口处车辆通行效率的评价，而忽略了过街行人对交叉口通行能力
的影响。魏福禄等
[5]
建立了考虑行人过街平均流率的信号交叉口右转车辆跟驰模型，模拟
不同风险态度的右转车辆驾驶员面对人车冲突时的等待或强行穿越行为。邝先验等
[6]
考虑
非机动车占道规则、机动车/非机动车礼让规则，基于元胞自动机模型分析了交叉口行人与
机动车、非机动车混合车流的冲突关系和礼让行为。胡桂戎等
[7]
研究了车让人背景下右转
车辆与过街行人的冲突产生机理，并从完善让行细则和分离冲突 2 个方面提出了相应的解
决策略。然而，以上研究并未考虑信号配时方案对交叉口通行能力的影响。为缓解机非冲
突，钱大琳等
[8]
以道路等级相差较大的 2 个相位信号控制交叉口为例，以机动车延误和慢
行交通延误最小为目标，提出了基于改进行人专用相位设计方法的信号控制优化方案。虞
笑晨等
[9]
以上海市为例，基于仿真结果验证了机动车因礼让行人造成的交叉口整体延误，
并指出延误程度与信号配时、渠化设计，以及过街行人流量有关。Zhang 等
[10]
提出了 1 种
以车辆延误和行人过街风险最小为目标的交叉口信号控制策略，结果表明，车辆延误随过
街行人数量的增加而增加，但主要受交叉口车流量的影响，同时提高交叉口安全性会造成
一定的车辆延误。Ma 等
[11]
将行人过街风险与交叉口通行效率转化为货币值，提出了 2 相位
信号交叉口行人相位模式及相应的信号配时优化方法。然而，该优化方案的效果受延误及
交通事故单位成本取值的影响。Yu 等
[12]
综合考虑行人交通和车辆交通的通行效率，基于凸
规划方法，以不同类型人行横道（一次/二次过街）下车辆与行人总延误最小为目标，研究
交叉口配时优化问题。但该方法以机动车流量欠饱和为前提，对于饱和交通流量下交叉口
的适用性还需进一步探讨。杨震等
[13]
考虑 3 种行人保护策略，以最小化信号周期及行人与
右转机动车冲突数量为目标，提出相应的信号交叉口配时优化模型。该方法可使行人与机
动车在信号控制下有序通行，但未考虑除右转车之外的其他类型车辆与行人冲突情况。基
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