A Signal Optimization Model Integrating Traffic Movements and Pedestrian Crossings

Conventional traffic signal optimization models assume that green intervals for pedestrian crossings are given as exogenous inputs such as minimum green intervals for straight-ahead movements. As the result, in reality, the green intervals of traffic movements may not distribute adequately by the volume/saturation-flow of them. In this paper, we proposed signal optimization models formulated in BMILP to integrate pedestrian crossings into traffic movements under under-saturated traffic flow. The model simultaneously optimizes traffic and pedestrian movements to minimize weighted queues of primary queues during red interval and secondary queues during queue clearance time. A set of linear objective function and constraints set up to ensure the conditions with respect to pedestrian and traffic maneuvers. Numerical examples are given by pedestrian green intervals and the number of pedestrian crossings located at an arm. Optimization results illustrated that pedestrian green intervals using proposed models are greater than those using TRANSYT-7F, but opposite in the ratios of pedestrian green intervals to the cycle lengths. The simulation results show that proposed models are superior to TRANSYT-7F in reducing delay, where the longer the pedestrian green interval the greater the effect.

차량과 보행자 동시신호최적화모형 개발 연구

기존 신호최적화모형에서 횡단시간은 직진신호시간에 대한 최소녹색신호시간으로 분석가에 의해 외부에서 주어지게 된다. 이로 인하여 실제로 차량이동류들에 대한 신호시간이 교통량/포화교통량 비에 의해 적절하게 배분되지 못하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 횡단시간을 차량이동류와 동등한 이동류로 간주하여 이들을 동시에 최적화하는 신호최적화모형을 혼합정수선형계획법(BMILP)으로 제시하였다. 이를 위하여 차량 및 보행자 이동류들이 교차로를 상충없이 통과할 수 있도록 하는 선형제약조건들과 목적함수들을 구축하였다. 제시된 모형은 적색시간에 발생되는 주 대기차량과 대기차량이 소거되는 동안에 대기차량 후미에서 발생되는 부 대기차량으로 구분하여 이들 에게 발생되는 지체시간의 상대적인 크기를 반영해주는 대기차량을 모형화하고 이를 최소화해 주는 차량 및 보행자를 위한 신호시간을 산정해주게 된다. 횡단시간과 접근로에서의 횡단보도 수 에 따라 구분된 시나리오들에 대한 모형 적용 결과 기존 TRANSYT-7F 보다 신호주기에 대한 비율이 작으면서도 큰 횡단시간을 얻을 수 있었다. 그리고 시뮬레이션 결과 TRANSYT-7F 적용시보다 지체시간이 감소되는 것으로 나타났으며 횡단시간이 클수록 그 감소효과가 큰 것으로 나타났다.