在交通事故中行人通常处于弱势地位,城市道路平面交叉口作为机动车与非机动车的交汇处是交通事故的高发地之一。行人专用相位是一种给予行人独立的通行权的信号相位,在行人专用相位阶段所有机动车被禁止通行,剥离了行人与机动车的冲突,显著提高了行人过街的安全性,因而行人专用相位正在越来越多的城市流行起来,但是关于行人专用相位信号配时方案以及设置条件目前尚无统一标准可供参考,因此开展对行人专用相位信号配时及设置条件的研究具有重要意义。本文首先通过调查获得了信号交叉口行人过街的速度特性、等待时间特性,分析了传统平面信号交叉口人车冲突产生的形式、原因、以及当前的解决方案;其次,在对传统信号配时方法总结分析的基础上提出综合考虑行人及机动车效益的行人专用相位双层优化模型,并对模型进行了求解。再次,选取实际行人专用相位信号交叉口作为案例分析,并用Vissim进行仿真验证了双层优化模型的有效性;最后,在案例的基础上运用Webster法配时得到普通信号相位配时方案,再次运用Vissim建模,通过改变普通相位交叉口与行人专用相位交叉口模型的交通参数,分析两者的输出指标,得到关于行人专用相位设置的交通条件。研究表明:双层优化模型对于行人专用相位配时优化有着良好的适用性;行人专用相位适用于行人过街需求高、机动车饱和度大于0.6的平面信号交叉口,且当行人对角线过街需求高于60%,机动车交叉口转弯率高于50%时设置行人专用相位效果最佳。