道路信号交叉口行人过街速度与延误估计仿真

为了探究信号交叉口行人群体过街速度和延误影响因素,采用无人机和地面机位从高空和地面获取交通视频,并利用Tracker物理影像分析软件对视频数据进行分析。从城市信号交叉口的微观角度出发,建立了传统社会力模型和改进社会力模型,通过仿真场景模拟了行人过街情况。利用哈尔滨市两个交叉路口的实际参数对仿真模型进行了标定。实验结果显示,当人行横道宽度从4 m增加至7 m过程中,传统社会力模型下的行人过街平均延误时间分别为4.22 s、3.47 s、2.57 s和2.28 s;改进社会力模型下的行人过街平均延误时间分别为3.56 s、2.91 s、2.78 s和2.26 s。经过对比验证发现,适当提升人行横道宽度使行人实际过街速度更接近期望速度,从而降低行人过街的延误时间。结果表明,通过增加人行横道宽度可以有效改善信号交叉口行人过街的效率。     

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...     

无信控路段人行横道处行人过街建模与仿真

为精细化描述无信控路段人行横道处行人过街决策及微观运动行为,本文在行人过街行为分析的基础上,基于战术层-操作层构建行人过街双层模型。其中,在战术层面,针对行人分步决策特性,利用二元Logistic回归模型构建路侧和路中行人过街决策模型;在操作层面,针对传统社会力模型在描述行人过街时表现出的局限性,引入行人主动避让力和人行横道对行人的作用力,构建行人过街微观运动模型。最后,通过AnyLogic仿真平台实现行人过街双层模型仿真,并根据实际数据和仿真结果分析模型有效性。结果表明：相较于路侧决策模型,行人性别、停车视距内的车辆数和行人距潜在冲突点的距离这3个因素对行人路中决策结果影响更显著,引入行人主动避让力和人行横道对行人作用力的改进社会力模型,能更好地反映无信控路段行人过街时的行为特征。无信控路段人行横道处行人过街行为仿真模型的有效建立,能为后续行人过街安全改善方案提供决策支持。     

路段相邻人行横道行人过街实时信号控制方法

为解决城市路段存在的相邻人行横道行人过街信号控制不协调问题,以机动车相位持续时间、行人绿灯时间和相位差作为约束条件,建立了基于车辆和行人平均延误最低的路段相邻人行横道行人过街实时信号控制模型,以使机动车与行人的综合通行效率达到最优。并根据每个周期内到达车辆平均速度的不同提出了信号周期浮动相位差。以南京某条主干道的两个相邻人行横道为例,将路段上采集到的实时交通数据应用于建立的模型中,以Matlab作为仿真计算环境,采用实数编码的遗传算法进行求解,得出路段相邻人行横道的实时信号控制方案。运行结果显示:在研究的路段中,不同权值比例下实时信号控制方案的平均延误分别比现状缩短了11.7%, 13.7%,8.7%,且权值为机动车数量与机动车加行人总数量之比时优化效果最好,说明该方法能够提高城市干道车辆通行和行人过街的效率,且在所有路段行人过街信号优化中具备一定的适用性。     

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城市路段信号控制的人行横道信号设置的合理与否,直接影响到过街行人的安全性和路段机动车延误的大小. 本文从行人过街特性出发,通过对路段人行横道处行人与机动车调查数据的分析,提出了行人过街相位时长的设置与行人闯红灯行为的发生之间的关系,建立了以信号控制人行横道路段机动车平均延误最小为目标,以行人绿灯时长为变量的优化模型,并提出了模型求解的优化算法. 最后通过算例,应用模型对信号设置进行了优化设计. 结果表明,信号经过优化配置后,不仅减少了机动车的延误,还延长了行人过街相位时长,提高了信号周期内行人过街的通行能力,使信号控制人行横道系统达到最优化.     

信号控制下人行横道宽度优化模型

为了提高行人过街安全,本文分析了信号控制下行人过街的时空分布特性,研究行人过街空间区域最大宽度与时间和人行横道纵向位置映射关系;通过对行人流量和分担率两因素的分析,对行人过街空间区域特性进行数学描述,根据实测数据并利用轨迹提取技术获取行人时空数据,建立了满足过街时间约束下的人行横道宽度优化模型;最后利用长春市4处人行横道的行人过街时空信息,以群体过街时间为验证指标对模型进行了验证,结果显示,利用本文建立的人行横道宽度优化模型所确定的行人过街时间在3处地点分别减少5.60%、3.29%和2.58%.本文建立的基于时空安全的人行横道宽度优化方法可为人行横道宽度的设计提供理论参考和技术支持.     

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。     

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.     

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.     

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通过对行人过街的三种情况即自由过街、无控制人行横道过街和信号控制人行横道过街进行研究，分析了不同过街条件下行人与机动车的运行特征。设定行人与机动车到达间距服从负指数分布，给出了不同条件下的机动车延误计算方法。研究结果表明，对行人过街选择合适的过街方式可以有效减少机动车的延误，特别是在行人与机动车交通量比较大时，设置人行横道（包括信号控制与无信号控制）可以大幅度减少机动车的延误。     

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.     

Analysis of Vehicle Delay on Road Sections on the Condition of Pedestrian Crossing

This paper has analyzed the running characteristics of vehicles and pedestrians on different crossing conditions by studying the three conditions of pedestrian crossing including crossing freely, crossing in non-signalized crosswalk, and crossing in signalized crosswalk. Vehicle delay has been studied under these three conditions on the assumption that the arrival gap between pedestrians and vehicles obeys the negative exponential distribution, and the calculation method of delay under different conditions is described. The result indicates that selecting appropriate crossing mode for pedestrians can effectively decrease the vehicle delay, especially when the traffic of pedestrians and vehicles is heavy. In addition, setting crosswalk (including signal control and non-signal control) can considerably decrease the vehicle delay.     

路段行人过街设施安全性分析

当前由于行人过街设施选型不合理导致交通事故频发。首先揭示了在路段孤立设置人行横道的局限与风险。基于国内外相关研究和实践,针对几种过街设施对行人安全性和过街服务水平的影响展开讨论,结果显示：一般情况下,路面增设设施（如人行道路缘展宽、行人安全岛）能够帮助行人安全过街,提高行人过街服务水平,但没有为行人提供优先权;提供配套设施（如凸起斑马线、行人过街信号灯）对提高行人安全性效果最好,但是会增加机动车的延误;如果设置立体过街设施,应充分考虑人性化设计且限制违章过街。     

信号交叉口行人二次过街下右转车通行能力与延误估计模型

在充分分析典型四相位交叉口行人二次过街设置前、后的行人流与右转车流冲突的前提下，以行人过街时间占有率和行人群到达分布作为分析指标，利用可插车间隙理论得出行人单向通行和双向通行条件下的右转车通行能力计算公式；根据行人流随机消散和集中消散的不同特征，应用随机分布理论推导出右转车穿越行人流的延误模型；并通过算例对比分析行人二次过街设置前、后右转车通行能力和延误的变化值。结果表明，除了在少数行人流量比较大的情况下， 行人二次过街的设置会小幅度减少右转车的延误；在其他大多数情况下，行人二次过街设置后， 右转车的通行能力将受到限制，延误增大，其中，平均通行能力降低了16.68%，平均延误时间增大 了21%，所以，当右转车交通需求较大时，需同时考虑行人和右转车的交通运行状态，优化设计是否采用行人二次过街，避免右转车超出极限忍耐时间而增大与行人冲突的概率。     

老年人过街比例与信号交叉口行人过街速度设置研究

为分析不同老年人比例在不同行人流量下与行人步行速度之间的关系,借助行人流量对行人服务水平分级,通过人工提取重庆市3个信号交叉口的老年人和中青年人过街的自由速度及加速度标定仿真参数,借助微观仿真平台获取不同行人服务水平下不同老年人比例与行人步行速度数据,利用主成分分析法与回归模型确定老年人过街比例与设计速度之间的关系。结果表明：在信号交叉口行人过街中老年人比例介于21%~41%,建议行人过街设计速度为0.94 m ⋅s-1;老年人比例超过41%后,行人过街设计速度应设定为0.86 m ⋅s-1,以满足老年人的过街需求。     

Pedestrian crosswalk overflow violation in China: Characteristics and countermeasure

The phenomenon that pedestrians do not walk in the crosswalk during pedestrian green is defined as overflow violation, which is illegal but common. Broadly varying crossing positions at far-side cross-section may result in widely distributed conflict points with left-turning and right-turning vehicles, which may cause the occurrence of severe conflicts. This paper proposes a model to estimate the overflow pedestrians’ crossing positions at the far-side cross-section of signalized crosswalk, which enables us to better understand pedestrian overflow violation behavior and finally facilitate their safety. After analysis, the intersection geometry and destination are determined as the critical factors causing pedestrians to overflow. And then, Weibull distribution is employed to describe the stochastic characteristics of overflow pedestrians’ crossing position distribution at the far-side cross-section. A crossing position distribution model which takes the crosswalk length, width and distance between crosswalk and destination into account is developed. The established model is validated by comparing the observed pedestrian crossing positions with the estimated crossing positions. The validation results suggest that the established model is capable of being adopted to estimate the overflow pedestrians’ crossing positions at far-side cross-section. Based on the model, countermeasure for overflow violation can be put forward to prevent pedestrians from walking outside the crosswalk.     

基于人车冲突分析的转向专用相位设置研究

为缓解行人与转向机动车的冲突,提出在满足一定条件下的信号交叉口设置转向专用相位.运用基于人车冲突分析的转向车辆通行能力模型和行人过街平均延误计算模型,通过对比分析设置转向专用相位前后交叉口通行能力和行人过街平均延误,给出了转向专用相位的设置条件.研究表明,在该条件下设置转向专用相位将提高信号交叉口的通行能力,降低行人过街的平均延误.