信號控制下人行橫道行人綠燈時間設(shè)置方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種信號控制下人行橫道行人綠燈時間設(shè)置方法，旨在克服現(xiàn)有行人過街時間確定方法中未考慮行人數(shù)量對行人速度以及人行橫道實(shí)際通行能力的影響的問題，信號控制下人行橫道行人綠燈時間設(shè)置方法中人群過街時間由人群消散時間ts，同向人群基本穿越時間t0與對向行人阻滯延誤時間td組成，方法步驟如下：1.人群過街時間中的人群消散時間ts的計算:即確定人群中行人的橫向距離δ、得到周期內(nèi)積累的人群中的行人數(shù)量與一個周期內(nèi)整個人群中的行人數(shù)量；2.人群過街時間中的人群基本穿越時間t0的計算；3.人群過街時間中的對向行人阻滯延誤時間td的計算；4.綜合考慮人群消散時間ts、人群基本穿越時間t0和對向行人阻滯延誤時間td后優(yōu)化得到人群過街時間T：T＝ts+t0+td。
【專利說明】信號控制下人行橫道行人綠燈時間設(shè)置方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于城市交通管理系統(tǒng)中給定行人過街時間的方法，更確切地 說，本發(fā)明涉及一種信號控制下人行橫道行人綠燈時間設(shè)置方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 行人交通是城市交通系統(tǒng)的重要組成部分，具有很大的靈活性和移動性，對行人 過街時間進(jìn)行研究能提高行人安全和運(yùn)行效率，并能為人行橫道的渠化設(shè)計和信號配時提 供依據(jù)。其關(guān)鍵技術(shù)是如何確定合理的過街時間，從而實(shí)現(xiàn)行人過街的最優(yōu)控制。本發(fā)明 是針對人群而不是行人單體的，基于行人數(shù)量且在時間和空間上充分考慮了行人之間的作 用特性，從三方面（人群消散時間、同向行人基本穿越時間、對向行人阻滯延誤時間）確定 過街時間計算方法，以此來設(shè)置優(yōu)化行人綠燈時間。
[0003] 目前，信號控制下人行橫道行人過街時間的設(shè)置方法，多是在假定行人啟動時間 和特定行人速度基礎(chǔ)上建立起來的。這種方法并沒有考慮對向行人對目標(biāo)方向行人的阻滯 作用以及對人行橫道實(shí)際通行能力的影響。當(dāng)遇到較大的對向行人流或行人流接近人行橫 道的通行能力時，行人可能沒有足夠的時間通過信號控制的人行橫道；當(dāng)行人流量較少時， 又造成了行人綠燈時間的浪費(fèi)。所以確定合理的行人過街時間，有助于加強(qiáng)對行人過街綠 燈時間的控制，以達(dá)到保證行人安全、減少延誤的目的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有行人過街時間設(shè)置方法中未考慮行人數(shù) 量對行人速度以及人行橫道實(shí)際通行能力的影響的問題，提供了一種基于人群的信號控制 下人行橫道行人綠燈時間設(shè)置方法
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：所述的信號控制下人 行橫道人群過街時間設(shè)置方法中人群過街時間由人群消散時間t s，同向人群基本穿越時間 h與對向行人阻滯延誤時間td組成，該方法的步驟如下：
[0006] 1)人群過街時間中的人群消散時間ts的計算；
[0007] 2)人群過街時間中的人群基本穿越時間h的計算；
[0008] 3)人群過街時間中的對向行人阻滯延誤時間td的計算；
[0009] 4)綜合考慮人群消散時間ts、人群基本穿越時間h和對向行人阻滯延誤時間、后 優(yōu)化得到人群過街時間T :
[0010] T = ts+t〇+td (10)
[0011] 即
[0012]

【權(quán)利要求】
1. 一種信號控制下人行橫道行人綠燈時間設(shè)置方法，其特征在于，所述的信號控制下 人行橫道人群過街時間設(shè)置方法中人群過街時間由人群消散時間t s，同向人群基本穿越時 間h與對向行人阻滯延誤時間td組成，該方法的步驟如下： 1) 人群過街時間中的人群消散時間ts的計算； 2) 人群過街時間中的人群基本穿越時間h的計算； 3) 人群過街時間中的對向行人阻滯延誤時間td的計算； 4) 綜合考慮人群消散時間ts、人群基本穿越時間、和對向行人阻滯延誤時間td后優(yōu) 化得到人群過街時間T : τ = Wtd (10) 即
式中：T一人群過街時間，單位.S ; \一人群消散時間，單位.s; t0一人群基本穿越時間，單位.S ; td-對向行人阻滯延誤時間，單位.S ; A一行人到達(dá)率，單位.ped/s ; C 一信號周期時長，單位.S; g-行人綠燈時間，單位.s; tss-行人紅燈時間和黃燈時間內(nèi)積累的行人的消散時間，單位.s ;
d-人行橫道寬度，且4彡d彡8,單位.m ; S -為一個行人占據(jù)人行橫道寬度方向上的橫向距離，單位.m ; At-每行行人從邊界線邊緣到完全進(jìn)入人行橫道邊界線內(nèi)的時間，At = 1.2s，單 位· s ; L 一人行橫道長度，單位.m; α，β -系數(shù)，a = 1. 47, β = -0· 347 ; kj一行人阻塞密度，單位· ped. row/m，kj = 0· 8 ; r一行人方向比率，
其中：Pi-周期內(nèi)目標(biāo)方向人群中的行人數(shù)量，單 位.ped/cycle ;p2-對向人群中行人數(shù)量，單位.ped/cycle ; a, b, m, n-系數(shù)，且 a = 16. 78, b = 2. 82, m = 0· 88, n = 0· 293 ; Cpral-每周期的行人綠燈時間中人行橫道目標(biāo)方向的實(shí)際容納能力，單位.ped/min。
2. 按照權(quán)利要求1所述的信號控制下人行橫道行人綠燈時間設(shè)置方法，其特征在于， 所述的設(shè)置后的人群過街時間T包括行人綠燈優(yōu)化時間和黃燈時間，所以設(shè)置后的行人綠 燈時間 gl為： gi = T-ty (12) 式中：gi-為優(yōu)化后的行人綠燈時間，單位.s ; ty-為黃燈時間，與已有方案中一致，單位.s。
3. 按照權(quán)利要求1所述的信號控制下人行橫道行人綠燈時間設(shè)置方法，其特征在于， 所述的人群過街時間中的人群消散時間ts的計算的步驟如下： 1) 確定人群中行人的橫向距離S，δ與行人紅燈時間和黃燈時間內(nèi)積累的行人數(shù)量 和人行橫道寬度有關(guān)，該參數(shù)為： δ = 2· 2323Χ (nped/dr〇.383 (1) 式中：δ-為一個行人占據(jù)人行橫道寬度方向上的橫向距離，單位.m; npral-為行人紅燈時間和黃燈時間內(nèi)積累的行人數(shù)量，單位.ped/cycle，其中nped = A(C-g)，A-行人到達(dá)率，單位.ped/s ;C-信號周期時長，單位.s ;g -行人綠燈時間，單 位· s ; d-人行橫道寬度，且4彡d彡8,單位.m ; 2) 得到周期內(nèi)人群中的行人數(shù)量即行人紅燈時間和黃燈時間內(nèi)積累的行人數(shù)量nped 和綠燈開始后的有效行人數(shù)量之和，要得到整個人群中的行人數(shù)量，首先要計算行人紅燈 時間和黃燈時間內(nèi)積累的行人完全離開人行橫道邊界線的時間t ss :
(2) 式中：tss-行人紅燈時間和黃燈時間內(nèi)積累的行人的消散時間，單位.S， At-每行行人從邊界線邊緣到完全進(jìn)入人行橫道邊界線內(nèi)的時間，At = 1.2s，單 位· S ; 3) -個周期內(nèi)整個人群中的行人數(shù)量為： Pi = A (C-g+tss) (3) 式中：Pi-周期內(nèi)目標(biāo)方向人群中的行人數(shù)量，單位.ped/cycle ; 4) 若人群中的行人以一定的速率成行消散，由此可以得到人群消散時間：
(4) 式中：人群消散時間，單位.s。
4. 按照權(quán)利要求1所述的信號控制下人行橫道行人綠燈時間設(shè)置方法，其特征在于， 所述的人群過街時間中的人群基本穿越時間h的計算步驟如下： 1) 計算行人密度：
(5) 式中：k一行人密度，單位.ped/m2 ; kj一行人阻塞密度，單位· ped. row/m，kj = 0· 8 ; 2) 確定行人速度一密度基本關(guān)系： u (k) = α X exp ( β k) (6) 式中：u(k)-人行橫道中行人密度為k時行人平均速度，單位.m/s ; k一行人密度，單位.ped/m2 ; α，β -系數(shù)，a = 1. 47, β = -0· 347 ; 3)得到人群基本穿越時間h :
式中：h-人群基本穿越時間，單位.s ; L 一人行橫道長度，單位.m。
5.按照權(quán)利要求1所述的信號控制下人行橫道行人綠燈時間設(shè)置方法，其特征在于， 所述的人群過街時間中的對向行人阻滯延誤時間td的計算步驟如下： 1) 在人行橫道寬度4 < 8的范圍內(nèi)，得到人行橫道目標(biāo)方向的實(shí)際容納能力Cped ; CpedW = a〇+a! X r+a2 X r2 (8) 式中：Cped-每周期的行人綠燈時間中人行橫道目標(biāo)方向的實(shí)際容納能力即通行能力， 單位· ped/min ; r一行人方向比率，
1其中：p2-對向人群中行人數(shù)量，單位.ped/cycle ; a〇, a1； a2為與人燈橫道覽度有關(guān)的系數(shù)，a〇 = _6. 183, a1 = 170. 7, a2 = _84. 47 ； 2) 在一個周期的行人綠燈時間內(nèi)考慮雙向行人相互作用的基礎(chǔ)上，得到對向行人阻滯 延誤時間td :
式中：td-對向行人阻滯延誤時間，單位.s ; a, b, m, η-系數(shù)，且 a = 16. 78, b = 2· 82, m = 0· 88, η = 0· 293。
【文檔編號】G08G1/07GK104252788SQ201410479954
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月18日
【發(fā)明者】宋現(xiàn)敏, 曲昭偉, 陶鵬飛, 李志慧, 陳永恒, 楊秋杰, 劉煥峰, 曹寧博 申請人:吉林大學(xué)