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摘要:本文分析了路段处二次过街的组织形式、控制方法，分析路段处信号配时方案，根据排队消散理论，建立行人过街延误模型，并依据此模型在不同道路条件下针对不同过街方案分别配时，对行人延误与车辆通行状况进行分析，确定二次过街的适用条件。研究结果可为不同路段设置二次过街提供参考依据。
中图分类号：U284.77+1文献标识码：A
1 引言
混合交通环境下,步行交通任然是居民出行的主要交通方式 [1]。在行人过街需求量较大车道数较多的路段或交叉口,行人步行距离长,与机动车的冲突较多,行人安全通过马路需要较长的绿灯时间，对道路运行效率影响也较大。虽然设立行人过街天桥或地下通道实现空间隔离成为避免行人与机动车的冲突有效方法,但在实际中会给行人出行带来不便,从而导致行人违章穿越机动车的现象频繁发生。
杨晓光[2]等人提出了基于行人体模型的路段信号配时方法,并引用NCSU(北卡罗莱纳州大学)简化后的延误公式对路段处二次过街行人通行进行了细致的讨论。王学勇[3]提出了直线式二次过街与错位式二次过街的概念,冯树民[4]对行人过街的延误进行了详细的分析。戴彤宇[5]对城市道路平面交叉口行人过街延误进行仿真，并得到了相应的延误模型.
本文在上述研究的基础上，应用传统的最小绿灯时间公式，在保证行人安全通行的前提下最大限度的给予车辆通行权，得出信号周期的基本计算公式。并以车辆延误模型为基础，主要考虑直线式二次过街，确定行人一次过街与二次过街的延误模型，依据模型得到同步式与异步式二次过街的设立标准， 为路段处二次过街的设立提供了参考。
2.路段处控制方法与配时方案
2.1同步信号配时与异步信号配时
同步信号方案是指不同方向行驶车流采用同一信号配时方案，在原有信号配时方案的基础上增设安全岛，允许部分人一次过街通过道路，老年人和小孩等步速较慢者采用二次过街，在安全岛处等候下一信号通行时间。部分道路不同方向车流量存在明显差异,采用同步信号配时不同很好满足车辆通行需求,故可以对不同方向车流独立配时,即不同方向行人拥有独立的信号周期。即为异步信号配时。
2.2 确定配时方案
传统方法中，行人最小绿灯计算公式如下[6]:
: 行人过街所需的最小绿灯时间(s)L： 行人过街横道长度(m)
： 行人过街步速(m/s) : 行人绿灯向机动车绿灯转换时的全红时间(s)
最小机动车绿灯时间公式如下:
：最小机动车绿灯时间(s） C：信号周期(s)
：最大单向机动车流量(pcu/h) S:单向车道的饱和流率(pcu/h)
n：车道数: 期望机动车饱和度
绿灯时间等于全红时间与黄灯时间之和。
所以信号周期的公式为：（1）
3.行人过街延误模型建立
3.1行人一次过街延误模型
根据车辆延误模型的排队消散理论，建立行人延误模型，车辆延误模型如下：
机动车总延误时间:平均车辆延误时间：S:单车道饱和流率 q:单方向到达率
如图3-1，行人红灯期间为排队现象，由于绿灯末期，也就是绿闪（包括黄灯），行人到达后考虑到自身速度、安全过街所需的时间，决定是否过街，因此在红灯开始前过街行人已经开始聚集，直到绿灯开始，行人开始过街，由于过街横道的限制，行人不能立即疏散，需要有一定的疏散时间，在疏散时间到达的行人仍需要等候，疏散时间过后行人无需等待直接过街。
延误公式为：=
：绿灯末损失时间(s)R：红灯时间(s):行人疏散时间(s)S：饱和流率（人/s）
B: 过街横道宽度w：行人过街所需的横向宽度 ：行人前后两人时距
Q：行人流量（人/s） C：周期时间(s)G：绿灯时间
圖3-1
3.2行人二次过街延误模型
可以将错位式二次过街分为三个阶段，阶段一和阶段二可以分别根据各自信号配时按上述延误分析方法进行分析，若为同步式二次过街，即阶段一与阶段二配时完全相同，对应的延误时间也相同，若为异步式二次过街，则阶段一与阶段二延误时间不相同，应分别计算。阶段三为行人在安全岛发生横向位移时所产生的延误，。因此，错位式二次过街总延误模型如下：
：第一阶段行人过街延误 (s)
：第二段行人过街延误(s)公式同上
：第三段行人过街延误(s) ,岛上错位移动所产生的延误
直线式二次过街相比错位式二次过街分析较为简单，过街情况只包含阶段一和阶段二，因此总延误公式如下：
4.二次过街设立标准
行人可忍受的最长等待时间与人行道控制方式、道路性质、交通流、车速、生活节奏等有关[7]，对于主干道和次干道而言，路段机动车流量较大、车速较快，行人所能承受的等待时间为50～60秒，本文行人等待极限设为40秒,因此当一次过街行人延误大于40秒,同步式或异步式二次过街延误小于40秒时适合设立二次过街,根据以上信号配时方案和延误模型,得到二次过街设置标准,由于城市双向六车道和双向八车道较为普遍,故以此为主要研究对象,得到表格4-1。
表4-1
5.研究结论
本文分析了信号控制路段行人不同过街方式下的信号配时, 构建了基于过街方式的人均延误与模型, 研究一次过街和二次过街条件下行人与机动车的延误情况. 主要结论如下:
（1）针对行人过街横道过长，又不能给予行人充足过街时间的信号控制路段，采取二次过街可以有效缩短信号周期，减少行人过街等待时间。
（2）对实际路段进行分析调查，根据流量，地点等确定最佳二次过街的组织形式，配合信号配时分析优化，得到最优解决方案。考虑减少行人延误的同时也应确保机动车的正常通行。
（3）针对流量和地形对调查路段所采用直线式二次过街可以有效缩短周期时间，减少行人延误，同时对机动车的正常通行不会产生影响。
参考文献:
[1]林琳。行人二次过街设施的设计及交通组织方法研究[D]。北京：北京交通大学社，2006.
[2]杨晓芳,付强,杨晓光。信号控制路段行人二次过街设置标准[J].中国公路学报,2006,19(4):110-115.
[3]王学勇。行人二次过街交通组织方法与适用性研究[D]。北京：北京交通大学社，2008.
[4]冯树民,裴玉龙。行人过街延误研究[J].哈尔滨工业大学学报,2007,39(4):610-615.
[5]戴彤宇，杜仁兵，裴玉龙。城市道路平面交叉口行人过街延误仿真[J].交通与计算机，2008，4：75-80.
[6]杨佩昆,张树升。交通管理与控制[M],北京:人民交通出版社,2003.
[7]李娜。路段行人过街信号与交叉口信号协调控制研究[D]。南京：东南大学，2004.
中图分类号：U284.77+1文献标识码：A
1 引言
混合交通环境下,步行交通任然是居民出行的主要交通方式 [1]。在行人过街需求量较大车道数较多的路段或交叉口,行人步行距离长,与机动车的冲突较多,行人安全通过马路需要较长的绿灯时间，对道路运行效率影响也较大。虽然设立行人过街天桥或地下通道实现空间隔离成为避免行人与机动车的冲突有效方法,但在实际中会给行人出行带来不便,从而导致行人违章穿越机动车的现象频繁发生。
杨晓光[2]等人提出了基于行人体模型的路段信号配时方法,并引用NCSU(北卡罗莱纳州大学)简化后的延误公式对路段处二次过街行人通行进行了细致的讨论。王学勇[3]提出了直线式二次过街与错位式二次过街的概念,冯树民[4]对行人过街的延误进行了详细的分析。戴彤宇[5]对城市道路平面交叉口行人过街延误进行仿真，并得到了相应的延误模型.
本文在上述研究的基础上，应用传统的最小绿灯时间公式，在保证行人安全通行的前提下最大限度的给予车辆通行权，得出信号周期的基本计算公式。并以车辆延误模型为基础，主要考虑直线式二次过街，确定行人一次过街与二次过街的延误模型，依据模型得到同步式与异步式二次过街的设立标准， 为路段处二次过街的设立提供了参考。
2.路段处控制方法与配时方案
2.1同步信号配时与异步信号配时
同步信号方案是指不同方向行驶车流采用同一信号配时方案，在原有信号配时方案的基础上增设安全岛，允许部分人一次过街通过道路，老年人和小孩等步速较慢者采用二次过街，在安全岛处等候下一信号通行时间。部分道路不同方向车流量存在明显差异,采用同步信号配时不同很好满足车辆通行需求,故可以对不同方向车流独立配时,即不同方向行人拥有独立的信号周期。即为异步信号配时。
2.2 确定配时方案
传统方法中，行人最小绿灯计算公式如下[6]:
: 行人过街所需的最小绿灯时间(s)L： 行人过街横道长度(m)
： 行人过街步速(m/s) : 行人绿灯向机动车绿灯转换时的全红时间(s)
最小机动车绿灯时间公式如下:
：最小机动车绿灯时间(s） C：信号周期(s)
：最大单向机动车流量(pcu/h) S:单向车道的饱和流率(pcu/h)
n：车道数: 期望机动车饱和度
绿灯时间等于全红时间与黄灯时间之和。
所以信号周期的公式为：（1）
3.行人过街延误模型建立
3.1行人一次过街延误模型
根据车辆延误模型的排队消散理论，建立行人延误模型，车辆延误模型如下：
机动车总延误时间:平均车辆延误时间：S:单车道饱和流率 q:单方向到达率
如图3-1，行人红灯期间为排队现象，由于绿灯末期，也就是绿闪（包括黄灯），行人到达后考虑到自身速度、安全过街所需的时间，决定是否过街，因此在红灯开始前过街行人已经开始聚集，直到绿灯开始，行人开始过街，由于过街横道的限制，行人不能立即疏散，需要有一定的疏散时间，在疏散时间到达的行人仍需要等候，疏散时间过后行人无需等待直接过街。
延误公式为：=
：绿灯末损失时间(s)R：红灯时间(s):行人疏散时间(s)S：饱和流率（人/s）
B: 过街横道宽度w：行人过街所需的横向宽度 ：行人前后两人时距
Q：行人流量（人/s） C：周期时间(s)G：绿灯时间
圖3-1
3.2行人二次过街延误模型
可以将错位式二次过街分为三个阶段，阶段一和阶段二可以分别根据各自信号配时按上述延误分析方法进行分析，若为同步式二次过街，即阶段一与阶段二配时完全相同，对应的延误时间也相同，若为异步式二次过街，则阶段一与阶段二延误时间不相同，应分别计算。阶段三为行人在安全岛发生横向位移时所产生的延误，。因此，错位式二次过街总延误模型如下：
：第一阶段行人过街延误 (s)
：第二段行人过街延误(s)公式同上
：第三段行人过街延误(s) ,岛上错位移动所产生的延误
直线式二次过街相比错位式二次过街分析较为简单，过街情况只包含阶段一和阶段二，因此总延误公式如下：
4.二次过街设立标准
行人可忍受的最长等待时间与人行道控制方式、道路性质、交通流、车速、生活节奏等有关[7]，对于主干道和次干道而言，路段机动车流量较大、车速较快，行人所能承受的等待时间为50～60秒，本文行人等待极限设为40秒,因此当一次过街行人延误大于40秒,同步式或异步式二次过街延误小于40秒时适合设立二次过街,根据以上信号配时方案和延误模型,得到二次过街设置标准,由于城市双向六车道和双向八车道较为普遍,故以此为主要研究对象,得到表格4-1。
表4-1
5.研究结论
本文分析了信号控制路段行人不同过街方式下的信号配时, 构建了基于过街方式的人均延误与模型, 研究一次过街和二次过街条件下行人与机动车的延误情况. 主要结论如下:
（1）针对行人过街横道过长，又不能给予行人充足过街时间的信号控制路段，采取二次过街可以有效缩短信号周期，减少行人过街等待时间。
（2）对实际路段进行分析调查，根据流量，地点等确定最佳二次过街的组织形式，配合信号配时分析优化，得到最优解决方案。考虑减少行人延误的同时也应确保机动车的正常通行。
（3）针对流量和地形对调查路段所采用直线式二次过街可以有效缩短周期时间，减少行人延误，同时对机动车的正常通行不会产生影响。
参考文献:
[1]林琳。行人二次过街设施的设计及交通组织方法研究[D]。北京：北京交通大学社，2006.
[2]杨晓芳,付强,杨晓光。信号控制路段行人二次过街设置标准[J].中国公路学报,2006,19(4):110-115.
[3]王学勇。行人二次过街交通组织方法与适用性研究[D]。北京：北京交通大学社，2008.
[4]冯树民,裴玉龙。行人过街延误研究[J].哈尔滨工业大学学报,2007,39(4):610-615.
[5]戴彤宇，杜仁兵，裴玉龙。城市道路平面交叉口行人过街延误仿真[J].交通与计算机，2008，4：75-80.
[6]杨佩昆,张树升。交通管理与控制[M],北京:人民交通出版社,2003.
[7]李娜。路段行人过街信号与交叉口信号协调控制研究[D]。南京：东南大学，2004.