A study on traffic signal patterns and performance measures accounting for pedestrian and vehicle flows

Montazeri, Farzaneh (2023). A study on traffic signal patterns and performance measures accounting for pedestrian and vehicle flows. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Traffic control systems are crucial for managing traffic flows. Their main function is to reduce interactions among users for safety reasons while minimizing travel times. Traffic signal control optimization is primarily concerned with determining the cycle length and the signal pattern. Researchers often concentrate on the cycle length, whose impact on travel times is directly measurable. However, the choice of signal pattern may also have a great potential to reduce travel times and unsafe situations. This potential is yet to be thoroughly investigated. In this work, we are interested in comparing different signal patterns in terms of the number of potential conflicts and delay time for both drivers and pedestrians. To this end, we first select three commonly adopted signal patterns, namely the Exclusive Pedestrian Phase (EPP), the Leading Through Interval (LTI), and the Two-Way Crossing (TWC). We then generalize existing methods for measuring user delay and safety for these three signal patterns. Moreover, we investigate a hypothetical hybrid pattern obtained by dynamically adapting the signal pattern to real-time data. The proposed methodology is applied to a case study considering an isolated intersection in Montreal, Canada. We perform computational experiments geared towards determining the best pattern according to ad hoc performance indicators and user flows. Results show that the EPP and LTI patterns generally perform better than TWC. EPP outperforms LTI when measuring the number of potential conflicts, while LTI outperforms EPP when considering delay times. Furthermore, the hypothetical hybrid pattern shows a positive but overall limited impact.

Titre traduit

Une étude sur les modèles de feux de circulation et les mesures de performance tenant compte des flux de piétons et de véhicules

Résumé traduit

Les systèmes de contrôle de la circulation sont cruciaux pour gérer les flux de circulation. Leur fonction principale est de réduire les conflits entre utilisateurs pour des raisons de sécurité tout en minimisant les temps de voyage. L’optimisation du cycle des feux de circulation concerne principalement la détermination de la longueur du cycle et de la configuration des phases composant le cycle. Les chercheurs se concentrent souvent sur la durée du cycle, dont l’impact sur les temps de déplacement est directement mesurable. Cependant, la configuration des phases composant le cycle présente également un grand potentiel de réduction des temps de trajet et du nombre de situations accidentogènes. Ce potentiel doit encore être étudié en profondeur.

Dans ce travail, nous nous intéressons à la comparaison de différents cycles en termes de nombre de conflits potentiels et de retard pour les conducteurs et les piétons. À cette fin, nous sélectionnons d’abord trois types de cycles couramment utilisés, à savoir le phasage exclusif (EPP – Exclusive Pedestrian Phase), le phase protégé (LTI - Leading Through Interval) et le phasage concurrent (TWC - Two-Way Crossing). Nous généralisons ensuite les méthodes existantes pour mesurer le retard et la sécurité de l’utilisateur pour ces trois modèles de feux. De plus, nous étudions un cycle hybride hypothétique obtenu en adaptant dynamiquement le cycle aux données de circulation en temps réel.

La méthodologie proposée est appliquée à l’étude d’un carrefour isolé à Montréal, Canada. Nous effectuons des simulations visant à déterminer le meilleur cycle en fonction d’indicateurs de performance ad hoc et des flux d’utilisateurs.

Les résultats montrent que les cycle EPP et LTI fonctionnent généralement mieux que TWC. EPP surpasse LTI lorsqu’il s’agit de mesurer le nombre de conflits potentiels, tandis que LTI surpasse EPP lorsqu’il s’agit de prendre en compte les délais. De plus, le cycle hybride hypothétique a un impact positif mais globalement limité.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Thesis presented to École de technologie supérieure in partial fulfillment of a master’s degree with thesis in construction engineering". Comprend des références bibliographiques (pages 111-119).
Mots-clés libres:	feux de circulations, piétons, sécurité, temps de retard
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Errico, Fausto
Codirecteur:	Codirecteur Pellecuer, Luc
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie de la construction
Date de dépôt:	08 mai 2023 13:52
Dernière modification:	08 mai 2023 13:52
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/3220

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