行人过街模拟及车辆右转避障路径规划方法

为解决无信号十字路口右转车辆与同侧过街行人的交互冲突问题,提出一种模拟过街行为的行人过街运动模型,设计了车辆横纵向解耦避障路径规划算法,并进行了仿真实验。使车辆面向动、静态行人时能合理切换避障路径规划策略;同时,将过街运动模型驱动下的行人作为车辆避障对象,以过街模型输出的行人未来轨迹生成车辆纵向速度规划障碍位移—时间区域,从而让行人未来运动状态反馈到车辆避障中。结果表明:本文的行人过街运动模型相对观测值的准确率达到了90%,因此,该模型复现了行人过街过程;能根据行人运动状态切换避障方案,使车辆安全避让过街行人。     

信号交叉口右转机动车与行人冲突运动模型

在一些信号交叉口,右转机动车的转弯行为不受信号控制,容易与过街行人发生冲突。现有冲突研究的内容多为冲突判别和冲突分级研究,对人车冲突运动过程研究相对较少。为减少交通冲突,提高行人过街安全性,提出一种新的右转机动车与行人冲突运动过程的仿真模型。研究右转车辆的决策过程,分析人车冲突机理。建立人车冲突模型,依据实际调查所获得的车辆速度和可接受间隙数据,对模型参数进行标定。对模型进行仿真分析,通过比较冲突时间、后侵占时间、安全减速度、间距时间4个冲突严重性指标,选择后侵占时间(PET)这一评价指标进行安全评价。仿真得到的车辆速度和 PET 数据与调查得到数据相比误差不超过5%,验证了模型的有效性。通过灵敏度分析,小交叉口 PET 提高了10%,说明小交叉口有助于降低冲突的严重性。      

科学设置行人清空信号 破解行人“过街难”问题

行人清空信号是行人过街相位绿灯到红灯切换的过渡信号,用于在行人绿灯时间里已经进入人行横道的行人完成安全过街。在行人清空信号时间里,行人不允许再进入人行横道。我国一般使用"绿闪"作为行人清空信号,但在实际应用中普遍存在以下问题:行人清空信号的警示作用不强;行人清空信号配时不合理。     

路段感应式信号控制行人过街系统设计

为保障路段行人安全过街,提高行人过街效率,设计了基于感应控制的路段行人安全过街系统.该系统分别采用视频和感应线圈实现对过街行人和路段车辆的自动检测,并据此设计行人过街感应信号控制方案,辅以“减速带式”人行横道、路段行人过街通道灯和智能人行道护栏3种过街辅助设施,实现时空上的人车分离.     

无信号控制人行横道处行人过街特性探析

行人是交通环境中的"弱势群体",尤其是在无信号控制人行横道处,研究行人交通特性是提出改善行人安全措施的前提。本文初步对无信号控制人行横道处人车干扰运行和行人过街运动特性进行定性分析,并选取长春市南湖大路上具有代表性的无信号控制人行横道进行实地观察和试验,定量分析行人到达人行横道规律和行人过街速度特性,其中重点分析年龄、性别和人群中行人数量对行人过街速度的影响。按照年龄将行人分为中、青年人,老人,儿童;按照性别将行人分为男性行人和女性行人;人群中行人数量主要选取1,2,3及4人以上进行研究。这些数据和分析结论对下一步针对实地情况提出改善行人交通安全的方案提供了基本的理论依据。     

城市行人过街速度研究

为研究城市平面行人过街的速度及差别,分别对哈尔滨市冬夏两季的信号交叉口、无信号交叉口、环形交叉口、路段人行横道和自由过街5种不同过街条件下的行人过街速度进行调查。分析了冬季与夏季和不同过街条件下行人过街速度的变化以及形成原因;分析了行人年龄、性别、人行横道长度、过街行人数量和绿灯时间对行人过街速度的影响;采用数理统计方法,用15%位速度作为行人过街的设计速度,提出冬夏两季不同过街条件下的行人过街设计速度推荐值。     

面向自动驾驶车辆的路段人车冲突判别模型

针对无信号控制路段自动驾驶车辆和行人冲突判别建模,选择武汉市6处无信号控制路段作为调查地点,从而保证足够的车辆及行人数据量,采用视频采集技术获取交通流量以及行人与车辆的行为数据.利用决策树分析方法将决策分为两各层级,分别为行人过街决策和冲突判别,利用二元Logit模型建立面向自动驾驶车辆的路段人车冲突判别模型,对行人和自动驾驶车辆之间可能发生的冲突概率进行计算.建立的模型可以作为自动驾驶技术中的一部分,能够帮助自动驾驶汽车具备人类驾驶员与行人间的通行权沟通能力,使自动驾驶汽车控制系统更加智能且接近人类的判断能力.     

基于视频跟踪方法的行人过街状态表达与分析

提出了一种基于视频跟踪的行人过街状态表达与分析方法。采用自适应的混合高斯背景模型实现复杂交通场景下的背景抽取,提取运动行人目标;通过扩展的Kalman滤波算法对过街行人进行跟踪,获取行人的运动轨迹;根据有限状态自动机理论将行人过街过程表达为连续的微观行为状态;在行人过街运动参数的基础上,对行人的过街状态进行推理并分析,得出合理的过街行为方式。通过实际无信号交叉口行人过街视频跟踪实验表明,该方法具有较好的应用性。     

北京市信号交叉口行人过街忍耐时间研究

行人交通是信号交叉口交通的重要组成部分.目前信号交叉口的规划设计优先考虑机动车效率,为了保障机动车的通行效率,北京市多数行人过街环境遭到破坏,"中国式过马路"应运而生.结合当前北京市交通的特点,以红灯期间到达信号交叉口人行横道等待区的行人为研究对象,运用视频调查和人工调查相结合的方法获取北京市不同影响因素下行人过街忍耐时间的基础数据,采集了9554个行人过街忍耐时间样本.建立信号交叉口行人过街忍耐时间的 Cox 风险回归模型,结果表明信号交叉口行人过街的最大忍耐时间是52.88 s,信号交叉口行人过街忍耐时间与温度、性别、年龄、出行时间、红灯时长、单位机动车流量、人行横道长度等影响因素有关,用地性质对信号交叉口行人过街忍耐时间的影响不显著.      

考虑过街行人运动轨迹不确定性的人-车碰撞概率预测方法

为了准确预测人-车冲突中的碰撞风险,研究了利用碰撞概率评估人-车碰撞风险的预测方法。基于车辆运动特征建立车辆运动学模型,通过采集行人实际过街运动轨迹并提取不确定性特征,采用一阶马尔科夫模型和高斯白噪声建立行人随机运动模型,在此基础上构建人-车冲突距离模型;运用蒙特卡洛抽样,提取行人过街过程中的人-车最短距离和碰撞时间（time to collision,TTC）分布特征,通过拟合这些特征来估算最短距离和TTC的概率密度函数,建立人-车碰撞概率预测模型;结合2起人-车深度事故案例和3种不同制动特性的自动紧急制动（automatic emergency braking,AEB）系统,对比验证人-车碰撞概率预测模型的有效性。结果显示：建立的行人随机运动模型,其模拟的行人运动速度的均值和标准差与实际值的绝对误差在2%以内,模型精度较高;在事故案例仿真中,车辆与行人在发生碰撞时刻对应的碰撞概率为100%;在车辆加装AEB的仿真中,激进型AEB,法规型AEB以及保守型AEB在触发时刻对应的碰撞概率分别为超过了80%,在30%～40%之间,以及不足5%,这表明人-车碰撞概率预测模型可有效预测2起真实...     

基于驾驶模拟器的性别对信控铁路道口抵近行为的影响研究

为了分析不同性别驾驶人抵近信号灯控制铁路道口的驾驶行为特性,设计了5个具有不同红灯触发时距的信号灯控制铁路道口的虚拟场景,并进行了驾驶模拟试验,采集24名男性驾驶人和20名女性驾驶人抵近道口的微观驾驶行为数据。基于时空特性将抵近行为划分为月白灯期间、红灯进入时刻、红灯期间3个阶段,利用混合线性模型和二元Logistics线性回归模型对比分析了2组驾驶人抵近道口的制动行为、加速行为和闯红灯行为特性,并探索性别与信号灯控制铁路道口抵近行为的相关关系。结果表明：男性驾驶人更倾向于在月白灯期间提前制动,其提前制动率是女性驾驶人的1.57倍;男性驾驶人在红灯进入时刻和红灯期间的车辆操控行为特性与女性驾驶人无显著性差异;男性驾驶人的总体违法率是女性驾驶人的1.5倍,尤其在红灯触发时距较大（4~6 s）时,女性驾驶人几乎无人违法,而男性驾驶人在3个场景下的违法率仍然达到25.0%、12.5%和16.7%;男性驾驶人闯红灯的严重性更高,驾驶风格更加冒险激进;另外,驾驶人闯红灯行为还受红灯进入时刻位置、制动时刻位置和加速时刻位置显著影响,说明驾驶人在走停决策的制定上更依赖于物理空间位置,与车辆运行速度和驾驶人反应能力无关。研究结果可应用于铁路道口安全管理与防护对策设计。     

信号交叉口不同走向行人延误的比较

在西安市,对信号交叉口不同走向行人延误进行了实地研究。研究包括两部分,第1部分仅在一条人行横道上进行,信号灯周期分为13个分相位;第2部分涉及13条人行横道,但信号灯周期仅分为绿灯期和非绿灯期。研究表明,在西安市的信号交叉口,不同走向行人都有行人到达率不均匀、绿灯期到达行人也可能有延误、非绿灯期到达行人闯红灯比例高、闯红灯行人仍可能有延误等特点,总平均延误也基本相同,只是平均延误和到达分相位关系有显著差异。     

Quality of pedestrian flow and crosswalk width at signalized intersections

Among various pedestrian facilities, signalized crosswalks are the most complex and critical ones. Their geometry and configuration including width, position and angle directly affect the safety, cycle length and resulting delays for all users. Existing manuals do not provide clear and rational specifications for the required crosswalk width under different pedestrian demand combinations and properties. Furthermore, they do not consider the bi-directional flow effects on crossing speed and time when addressing pedestrian flow at signalized crosswalks. However, quantifying the effects of such interactions on the behavior of pedestrian flow is a prerequisite for improving the geometric design and configuration of signalized crosswalks. The objective of this paper is to develop a methodology for estimating the required crosswalk width at different pedestrian demand combinations and a pre-defined LOS. The developed methodology is based on theoretical modeling for total pedestrian platoon crossing time, which consists of discharge and crossing times. The developed models are utilized to generate the fundamental diagrams of pedestrian flow at signalized crosswalks. A comprehensive discussion about the effects of bi-directional flow and various pedestrian age groups on the characteristics of pedestrian flow and the capacity of signalized crosswalks is presented. It is found that the maximum reduction in the capacity of signalized crosswalks occurs at roughly equal pedestrian flows from both sides of the crosswalk. By utilizing existing LOS thresholds for pedestrian flow at signalized crosswalks, the required crosswalk widths for various pedestrian demand combinations are proposed for implementation.     

交叉口信号控制评价指标体系

通过分析现有信号控制交叉口运行效果评价指标单一、客观性不强的缺陷,结合常用仿真软件及交通大数据,融合机动车与行人通过交叉口的需求,建立信号控制交叉口运行效果评价指标体系,提出高峰小时通过车辆数、白天12 h通过车辆数、各流向平均饱和度3类机动车通行正向指标及交叉口平均延误、交叉口平均排队长度、各流向饱和度均衡系数、行人相位最大绿灯间隔时间、行人相位平均绿灯间隔时间、行人过街平均等待时间6类机动车通行、行人通行负向指标。实例证明,该评价体系中评价指标多样且实际可操作性强,可用于实际交叉口优化评价工作。     

无灯控行人过街元胞自动机交通模型研究

以无灯控行人过街对交通流影响为分析目标,在综合考虑行人穿越行为及车辆行为的基础上,建立了相应的行人及车辆元胞自动机模型规则,尤其是在模型中提出了行人等待区的概念及基于等待区内有无行人的车辆行为规则。以上述模型为基础,通过对不同行人产生概率及速度快的行人比例情况时路段交通流演化趋势进行了仿真。     

路段信号控制人行横道的控制方案设计与分析

以城市干路路段信号控制人行横道为研究对象，介绍了行人信号控制方式，提出了控制方案的设计原则，以行人可接受等待时间为设计依据，以选取的典型城市干路路段为例，介绍了定时和感应控制方案的一般设计方法。并对各种控制方案的适用性进行了分析。     

城市道路无信号控制路段行人过街风险分级预警模型

为量化城市无信号控制路段下的行人过街风险,避免人车冲突事故频发,提出基于K-means算法的行人过街风险量化分级方法,并在此基础上建立了基于随机森林的行人过街风险分级预警模型。考虑时空接近程度及潜在碰撞伤害大小,选取冲突时间差、潜在碰撞距离与潜在碰撞能量3个指标,准确刻画出实际的人车交互场景,并利用K-means算法对行人过街风险状态进聚类划分,明确相应的行人过街风险等级。综合行人过街场景中包含的天气状况、道路交通设施、行人交通特征、机动车交通特征与历史事故等5类风险隐患因素,提出了30项行人过街风险二级指标,依据基尼不纯度对风险指标进行筛选并构建出最优的预警指标集,以此为模型输入,利用随机森林算法建立了能对行人过街风险进行细化、量化预测的分级预警模型。以山西省某市3处行人过街样本数据为算例验证模型的可行性。算例分析表明：行人过街风险等级分为5级时,量化分级结果能与实际行人过街情景较好吻合;本文提出的分级预警模型对各风险等级预测的整体正确率可达86.67%,其中对一级与四级风险的预警能力最为突出,一级风险识别准确率达到100%,四级风险识别准确率达到94.7%。本研究提出的行人过街风险...     

考虑排放特性的右转专用信号相位设置研究

为解决行人信号绿灯启亮初期行人与右转机动车的不利冲突,分析了行人与右转机动车的行驶特性.以固定周期时长的2相位信号交叉口为例研究了右转信号的设置对右转机动车排放与车均延误的影响.将微观仿真软件 Vissim 与基于VSP 变量的排放模型相结合,对右转信号设置前后的3组不同行人流量下的不同右转机动车流量进行仿真,并分别对车辆排放与车均延误进行对比分析.结果表明,3组不同行人流量下右转信号设置前后的车辆尾气排放及车均延误变化趋势均相同,当右转车流量低于(615±20)pcu/h 时,右转信号设置后的车辆排放均值降低9.46%,车均延误均值减小15.84%;当右转车流量大于(615±20)pcu/h 时,信号设置后的车均延误减小,但是车辆排放增大.      

典型信号控制交叉口行人专用相位设置阈值研究

针对目前城市道路交叉口中人车混行现象,综合考虑效率与安全两方面因素,选取延误成本和冲突成本分别作为效率与安全的评价指标,构建有(无)行人专用相位信号控制模式的交叉口运行成本模型.模型的延误成本中,行人和非机动车延误考虑了信号延误、冲突延误以及绕行延误;冲突成本则基于交通冲突理论,以车头时距判断机动车与行人和非机动车是否发生冲突为指标,并根据机动车及行人和非机动车达到分布确定冲突概率.最后,通过北京市四道口交叉口验证了该模型的适用性,并基于遗传算法求得典型信号控制交叉口中行人专用相位设置的阈值在750~900人/h浮动,随着车流量的增长,行人专用相位的设置对行人流量的要求呈现先降后升的趋势.为城市道路交叉口信号配时设计提供了理论支撑,保障行人及非机动车安全、舒适、方便、尊严的出行.      

不同控制方式下路段人行横道交通状况的对比分析

人行横道因其建设维护费用低、行人过街便捷等特点,被广泛地应用于行人过街的交通组织之中。在不同控制方式下的人行横道上,行人过街存在不同的问题。以北京市展览馆路段为例,针对有无信号灯控制路段人行横道的交通状况进行了交通调查,在对比分析调查数据的基础上,从行人过街效率、机动车通行效率以及人行横道安全性3个方面,探讨不同的路段人行横道控制方式对交通流的影响。