城市道路路段行人过街信号设置研究

现行规范对路段行人过街信号的设置条件缺少定量分析与理论依据,为保障路段行人过街安全,研究行人过街等待时间、行人安全度及行车延误对行人过街信号设置的影响。基于哈尔滨市某双向6车道主干路无信号人行横道的调查数据,分别构建行人过街等待时间与机动车流率、交通冲突时间与行驶速度、行车延误与过街行人流率的关系模型。以45 s作为过街行人忍受时间阈值,计算得到设置路段行人过街信号的机动车流率条件为1200辆·h-1;以1.3 s作为交通冲突时间阈值,得到对应的机动车行驶速度条件为55 km·h-1;以不同服务水平对应的行程车速为依据,给出设置路段行人过街信号的过街行人流率条件。     

等待阶段使用手机对行人过街风险的影响

为揭示等待阶段使用手机对行人过街风险的影响，本文选取典型信控人行横道进行数据采集，追踪行人过街过程。利用随机森林算法建立行人违章分类模型，提取过街风险表征参数，基于CRITIC(Criteria Importance Through Intercriteria Correlation)权重法构建行人过街风险评估模型。研究表明：行人过街等待时间、位置选择、绿灯反应时间、启动速度、平均速度及目标速度未达成率对过街违章有重要影响；等待阶段使用手机对位置选择影响较小，但会导致行人反应变慢，平均速度降低，行人启动速度及目标速度未达成率升高；目标速度未达成率、过街位置选择及绿灯反应时间对过街风险影响较大，使用手机群体过街风险相对正常过街行人增大了26.1%。研究结果可为过街设施的优化与完善，行人安全教育手段的丰富与提升等提供重要参考。     

基于交通行为的行人过街特征分析

为研究不同交通行为倾向下路段行人的过街特征,对城市道路无信号控制路段人行横道处过街行人的交通行为倾向展开问卷调查,得出不同年龄段过街行人的交通行为倾向。同时对过街行人进行视频拍摄调查和人工调查,以获取行人的过街时间、延误、速度、紧张度等数据。结合调查数据对行人过街的行为、速度、心理特征进行分析。结果表明,不同年龄段、不同交通行为倾向对行人过街安全性存在显著影响,其中稳健型的过街行人安全性最高,其次是影响型、再次是思考型,最后是支配型。研究成果还可作为路段行人过街优化管控策略的理论依据。     

行人过街风格多参数融合识别

行人作为城市慢行交通系统中的弱势群体,探究其过街行为特征,对减少人车冲突,提升行人过街的本质安全具有重要的现实意义。本文针对特定交叉口,设计自由过街及心理临界过街两种场景状态下的行人过街试验。分析过街速度、心理临界时窗及视觉特性等参数之间的耦合关系,选取风险感知因子与临界安全系数作为心理临界过街状态下行人风格的表征指标,构建过街风格识别模型,透析不同风格行人过街行为可靠性。结果表明：年龄对过街速度和心理临界时窗有显著影响;心理临界时窗与过街速度和信号灯区域注视概率呈负相关关系,与车行区域注视概率呈正相关;心理临界过街状态下,依据风格识别结果,男性谨慎程度高于女性,冒险型行人过街失败率为65.22%;冒险型老年人对自身运动机能的评估能力以及视觉搜索特征存在重要缺憾。研究结果可为交叉口基础设施设计与优化,行人过街教育与培训等提供参考。     

无信号控制路段人行横道行人过街时间研究

分析了城市道路无信号控制路段人行横道处行人和机动车的运行特性,针对行人利用可穿越间隙过街的特性得出行人的平均过街延误和过街时间.运用vissim软件仿真得出路段人行横道处不同的机动车量情况下行人的过街时间和机动车通过人行横道的时间,从而得到无信号控制路段人行横道改为信号控制的依据.仿真结果表明:在双向4车道的次干路中,当机动车流量超过2 400辆/h时,将人行横道改为信号控制时更适合行人过街.     

平行流交叉口行人过街控制策略研究

为解决平行流交叉口行人与机动车冲突问题,考虑行人与机动车在冲突点为寻找间隙穿越的交替穿插的抢行博弈过程,重新设计行人过街信号相位方案,提出人车搭接相位行人过街模式;考虑行人专用相位过街模式,给出两种行人过街模式的信号控制策略;构建优化模型,并对模型等价变换,降低计算复杂度.结果显示：常规交叉口处于高饱和状态时,两种行人过街模式下平行流交叉口分别降低了73.8%、50.3%的车均延误,故人车搭接相位过街模式效益更优;人车搭接相位过街模式与不考虑行人过街模式相比,交叉口车均延误仅增加 0.6~3.8 s⋅ pcu-1 .研究成果可为平行流交叉口行人信号配时提供理论依据.     

信号控制人行横道格子气行人仿真模型

以格子气模型为基础,既考虑对向行人的干扰因素,同时考虑了本向行人由于 速度差异造成的影响,改进了格子气模型,结合信号控制有倒计时人行横道行人过街特 性,提出了新的行人过街格子气仿真模型,并将其编成仿真软件.用该软件对不同快中慢 行人比、不同对向行人比、不同规格人行横道的行人过街进行了仿真.结果表明,慢的行人 会增加行人总体延误,并且行人到达率越大,速度慢的行人影响越大;行人到达率较小 时,对向行人比差距越大延误越小,当行人到达率超过一定值时,对向行人比差距越大延 误反而越大;人行横道宽度越宽,行人延误越小,人行横道越长,行人延误增加越明显.在 其他因素相同时,改变行人相位时间,在一定范围内随时间的增加,延误降低明显,此后 增加行人相位时间对降低延误影响不大.     

基于过街方式的信控路段行人-机动车冲突分析与延误模型

不同过街方式产生不同类型的行人与机动车冲突与延误,并影响城市道路运行效率.在分析信控路段人行横道处行人过街与机动车运行行为及机非冲突场景的基础上,构建4类行为判定原则,阐述不同过街方式下行人和机动车冲突与延误的产生过程,建立基于过街方式的行人-机动车人均延误模型.以北京市某主干路为对象,仿真一次过街和二次过街条件下延误...     

考虑行人随机行为波动的改进社会力模型

为在仿真模型中更全面地反映行人特性,并研究随机行为对双向行人过街的影响,本文基于社会力模型建立了考虑行人随机行为的仿真模型.分析了随机行为对行人过街的影响,从速度和受力两个方面对行人随机行为进行建模,建立两个不同的行人随机行为模型.通过数值模拟,在双向行人比例1：1 的条件下,得到了考虑随机行为条件下行人的仿真轨迹和行人平均过街时间与行人总数的关系;此外在不同行人随机行为各向异性参数λ_αε 条件下,对比分析了仿真过街时间与经验模型过街时间.结果表明,行人随机行为导致过街时间增加,考虑随机行为后,改进模型二能够得到与实际相似的过街轨迹,当0.5<λ_αε <1时,改进模型二的行人仿真过街时间与利用经验模型得到的过街时间最为接近.     

平行流交叉口行人过街控制策略研究

为解决平行流交叉口行人与机动车冲突问题，考虑行人与机动车在冲突点为寻找间隙穿越的交替穿插的抢行博弈过程，重新设计行人过街信号相位方案，提出人车搭接相位行人过街模式；考虑行人专用相位过街模式，给出两种行人过街模式的信号控制策略；构建优化模型，并对模型等价变换，降低计算复杂度.结果显示：常规交叉口处于高饱和状态时，两种行人过街模式下平行流交叉口分别降低了73.8%、50.3%的车均延误，故人车搭接相位过街模式效益更优；人车搭接相位过街模式与不考虑行人过街模式相比，交叉口车均延误仅增加 0.6~3.8 s⋅ pcu-1 .研究成果可为平行流交叉口行人信号配时提供理论依据.     

基于行人影响的信号交叉口右转车辆跟驰模型

为探究在不同场景下行人对信号交叉口右转车辆跟驰行为的影响，采用无人机采集信号交叉口视频录像，通过视频分析技术提取信号交叉口右转车辆跟驰数据，提出考虑行人过街平均流率影响的右转车辆优化速度函数，构建不同场景下基于行人影响的信号交叉口右转车辆跟驰模型，并对模型进行参数标定和仿真验证.结果表明，保守驾驶员为避免人车冲突会先减速后停车，等待20 s可放行约27人；激进的驾驶员选择在过街行人间隙强行穿越人行横道，穿行前平均速度由13.8 m/s降至8.3 m/s，穿越完成后加速离开，速度波动较小，符合实际情形.     

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二次过街信号设计对于行人通过大型信号交叉口具有非常重要的作用。本文提出了行人信号相位与原机动车信号相位进行叠加组合的相位设计方法，并分析了在不同的机动车信号相位条件下和二次过街设置方式下的行人信号相位设计方案。为对可选信号相位设计方案进行比较，本文构建了各周期内各驻足区行人平均最长等待时间模型，并建立了评价行人二次过街信号相位设计方案的仿真分析模型。最后针对一个实际交叉口，应用提出的信号相位设计方法和仿真模型进行了分析研究。     

城市干路行人过街警告标志前置距离研究

结合城市干路中行人过街安全问题,针对行人过街警告标志设置的前置距离问题进行研究。首先对驾驶员驾驶过程中的视认特征进行分析,并将其划分为不同阶段,其次根据不同阶段驾驶行为特征建立各阶段车辆行驶距离模型,并考虑停车安全距离,最终构建行人过街警告标志前置距离解析模型。最后,根据人机工程学原理进行驾驶模拟试验,测定相关数据,并对模型中各参数值大小进行标定。经计算得到不同速度、不同车道数下的行人过街警告标志前置距离,并给出建议距离。结果表明,当速度一致时,随着车道数增加,行人过街警告标志前置距离不断增大;当车道数一致时,随着速度增加,标志前置距离增大。研究结果可为城市干路行人过街警告标志设置提供参考。     

无信控人行横道多类型冲突严重程度模型

为减少无信控人行横道处多类型冲突及其带来的交通安全问题，本文采用交通冲突指标和回归分析模型研究交通冲突的严重程度和影响因素。提出考虑驾驶员视野障碍影响的冲突指标(TTZ)，结合后侵入时间(PET)和安全减速度(DST)冲突指标，量化交通冲突的严重程度；通过计算的冲突指标值，利用模糊C-均值聚类方法识别严重冲突和非严重冲突；将严重冲突和非严重冲突作为因变量，建立基于二元Logit模型的多类型交通冲突严重程度预测模型。结果表明，相较于单次冲突，多重威胁冲突的严重程度更高，其中，多重威胁冲突是严重冲突的占比为57.9%，单次冲突是严重冲突的占比为27.7%。相较于行人，非机动车的严重程度更高，其中，非机动车-机动车冲突是严重冲突的占比为45.7%，行人-机动车冲突是严重冲突的占比为35.4%。关于影响因素，机动车数量、过街等待时间、过街速度及侧面车辆合法屈服行为等因素对多重威胁冲突的严重程度具有显著影响；机动车数量、过街等待时间、过街速度及前方车辆屈服行为等因素对单次冲突的严重程度具有显著影响。     

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为定量评价信号交叉口行人过街安全性,量化过街行人与机动车冲突的严重程度,从过街行人行为特征出发,基于模糊聚类的SOMK聚类算法,提出信号交叉口过街行人与机动车冲突危险度模型。以南京市6个信号交叉口为例,采用基于视频的人工观测法采集高峰时刻行人与机动车冲突数据,给出TTC、PET、DST等评价指标的获取和计算方法,阐明交叉口行人过街冲突危险度的分析过程。结果表明,TTC、PET、DST三个指标变量对于聚类分析都起到明显作用,不同类型冲突的发生频率及其严重程度存在差异性。     

Design and Simulation of Signal Phase for Pedestrians' Twice Crossing at Large Signalized Intersections

Under conditions of mixed traffic, pedestrians' twice crossing (PTC) is one of the effective maneuvers for signalized intersections with particularly large size to enhance traffic safety and efficiency by decreasing conflicts and ambiguity of pedestrians and motorized vehicles. However, it will lead to diminishing of vehicles throughput if the signal phase for PTC is not properly designed. In this paper, a method to design signal phase for PTC at large signalized intersections is proposed. The method is aimed at coordinating pedestrian and vehicle signal phases by making them overlap and by combining them. A limiting factor of the method is also presented, after detailed schemes of pedestrian signal phase being worked out under different assumptions of original vehicle signals and setting conditions for PTC. In order to compare the optional schemes of pedestrian signal phase, an evaluation model with regard to pedestrians' waiting time at different waiting zones and a simulation model to implement the evaluation are constructed. The proposed method and models are also employed to analyze the schemes of signal phase for PTC at a practical signalized intersection.