基于行人心理的城市过街设施安全问题分析研究

行人交通是交通系统的重要组成部分,因过街设施设置得不合理引发行人的不安全行为是造成交通事故的重要原因。通过分析城市行人不安全行为的心理特性,找出过街设施存在的安全问题,从心理角度进行相关分析,并给出基于交通心理的过街设施优化建议措施。     

考虑空间相关性的行人宏观安全研究

为了探究行人事故的发生机理,分析影响行人交通安全的显著因素,收集上海市中心城区263个交通分析小区（TAZ）的行人事故、道路、人口及土地利用数据,并开展行人宏观安全研究。考虑到TAZ之间存在的空间相关性,建立考虑空间相关性的贝叶斯负二项条件自回归模型,在条件自回归模型中对比分析了5种不同的空间权重矩阵,包括0~1邻接矩阵、边界长度矩阵、分析单元中心距离倒数矩阵、事故空间中心距离倒数矩阵这4种既有矩阵,以及首次引入的宏观安全建模中的分析单元中心距离多阶矩阵。结果表明：分析单元中心距离多阶矩阵的模型拟合效果和事故预测准确度均显著优于既有的4种空间权重矩阵,证明了在宏观安全建模过程中考虑研究对象交通特征（居民步行平均出行距离等）的必要性;人口数量、主干道长度、次干道长度、路网密度等因素均与行人事故呈现显著正相关,平均交叉口间距、三路交叉口比例等因素与行人事故呈显著负相关;相较于高等、低等土地利用强度,中等土地利用强度对行人事故的影响最大。     

基于交通冲突技术的行人安全分析与改善

从研究行人安全的角度出发,简要介绍了行人交通冲突技术及冲突成因,通过实例调查分析,探讨了交叉口信号配时对行人安全的影响以及闯红灯人数与行人冲突的关系,建立了行人绿信比与闯红灯比例、行人绿灯时转弯车与行人冲突数的关系模型,分析了行人冲突特性,用一种潜在事故指标表征行人安全.最后,针对存在的问题提出了相应的行人安全改善措施,并对3种冲突改善措施的效果进行了对比,得出相关结论.     

交叉路口转弯车辆对横穿行人的避撞策略

针对交叉路口转弯车辆与横穿行人碰撞的危险场景,提出了一种综合碰撞时间和制动距离的避撞策略.首先,建立转弯车辆与行人的位置关系模型,确定行人目标跟踪方法,然后,通过比较行人进入转弯区域时间、避撞剩余时间、行人离开转弯区域时间的关系确定行人是否为危险目标,最后,建立此种场景下的制动安全距离模型并确定了避撞策略.通过PreS...     

基于K-means算法的行人检测方法研究

行人作为交通事故易受伤群体之一,其安全保障越发受到重视.结合车载激光测距仪实时采集的车辆前方障碍物距离信息,提出基于K-means算法的行人检测方法.首先对激光测距仪接收的距离信息进行报文解析,形成激光云点图.其次,对激光云点图进行预处理,消除冗余数据.再应用K-means聚类算法对前方障碍物进行分类,最后建立行人宽度模型甄别行人目标.试验结果表明,基于K-means聚类算法能从激光云点图中快速提取行人目标,为汽车主动安全及交通安全研究提供基础.     

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.      

基于行人位置预测的人车转向避撞路径规划

针对行人违规过街导致人车碰撞事故频发的交通安全问题,采用改进人工势场法并考虑行人行为的不确定性,对车辆避撞路径进行动态规划。为表达行人违规过街时的方向不确定性,提出一种基于加权效用函数法的行人过街方向概率模型,并以此为基础预测行人位置。针对动态障碍的转向避撞轨迹规划,以避撞安全距离为基础,提出一种相对位置自适应的变长轴椭圆障碍势能场,可根据动态行人的预测位置实时规划避撞路径。在4种工况下进行了仿真对比分析,结果表明:所提出的路径规划方法可根据行人的预测位置,有效地规划出更平滑的安全避障路径。     

行人保护刻不容缓 《欧洲行人保护指令》实施二周年记

据统计,全世界1/3的交通事故都与行人有关,而长期以来汽车厂家把精力主要集中在车内乘客的安全保护方面,行人安全完全是个空白。2005年10月1日,欧洲正式实施《行人保护指令》,以立法的形式对行人保护提出了要求。两年来,对提高行人保护水平起到了非常重要的作用。据悉,国内相关部门也已开始研究制定行人保护法规和标准。本文将简要介绍国外的行人安全法规及最新技术。     

拒绝“任性过街” 行人也要“管住腿”

行人通行的安全也由“主动安全”和“被动安全”两部分构成,通过治理形成机动车礼让行人的氛围是由监管手段为行人出行确保的“被动安全”,这之于行人的安全只是部分安全,还有一半的安全则来自于行人自身。如果行人能够遵守交通规则,安全文明出行,就等于做到了“主动安全”。实际上,部分行人参与交通活动时表现出来的自我保护意识仍然淡薄,这也是行人出现闯红灯、违规翻越护栏等行为的原因所在。对于交管部门而言,治理行人违规过街不仅是保障行人群体安全出行的必然要求,同样是确保机动车有序通行的必要条件,更是构建和谐交通的内在需求。要形成人车互让的文明出行环境,则必须要让行人“管住腿”。     

考虑预期功能安全的智能汽车自动紧急制动系统

预期功能安全的提出，使得传统的自动紧急制动系统的安全性受到了挑战。为此，本文中利用基于系统理论过程分析（systems-theoretic process analysis,STPA）方法得到了自动紧急制动系统的预期功能安全要求，在传统的自动紧急制动系统基础上增加了感知盲区安全车速规划策略。然后基于盲区场景下车辆与行人相遇运动学模型，构造盲区安全车速公式。接着设计加入非线性干扰观测器的速度滑模控制器，对该速度进行跟踪控制，最后在CarSim与Simulink联合平台上开展仿真试验，比较此系统与没有增加预期功能安全要求的自动紧急制动系统的安全性，并进一步在硬件在环仿真试验台上验证。结果表明，考虑预期功能安全的自动紧急制动系统能有效降低行人碰撞风险，并确保车辆安全通过盲区的行驶效率。     

基于横向安全距离模型的主动避障算法

现有的安全距离模型是基于纵向相对车速或减速度值建立的,没有考虑移动目标的横向运动特性。本文利用移动目标横穿马路的速度、相对位置,建立横向安全距离模型,并提出一种基于横向安全距离模型的主动避障算法。首先,根据横向移动目标横穿马路的速度、相对位置和自车的制动距离建立横向安全距离模型,设计主动避障算法。接着,为计及路面条件对制动效果的影响,引入当前行驶路面估算的附着系数峰值估算最大制动减速度,约束目标避障减速度,并调整制动强度,以适应不同路况的安全避障行驶。最后,以典型横向移动目标骑行者作为研究对象,通过PreScan/Simulink/CarSim联合仿真验证避障算法的有效性。结果表明:基于横向安全距离模型的主动避障算法能有效避免与骑行者碰撞,提高行车的主动安全性。     

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...     

What affects pedestrian crossing difficulty at urban intersections in a developing country?

In developing countries, road traffic crashes involving pedestrians have become a foremost concern. At present, road safety assessment plans and selection of interventions are primarily restricted to traditional approaches that depend on the investigations of historical crash data. However, in developing countries such as India, the availability, consistency, and accuracy of crash data are major concerns. In contrast, proactive approaches such as studying road users' risk perception have emerged as a substitute method of examining potential risk factors. An individual's risk perception offers vital information on probable crash risk, which may be beneficial in detecting high-risk locations and major causes of crashes. Since the pedestrian fatality risk is not uniform across the urban road network level, it may be expected that pedestrians' perceived risk measured in terms of “crossing difficulty” would also vary across the sites. In this perspective, the present paper establishes a mathematical association between the pedestrians' perceived “crossing difficulty” and actual crashes. The model outcome confirms that pedestrians' perceived crossing difficulty is a good surrogate of fatal pedestrian crashes at the intersection level in Kolkata City, India. Subsequently, to examine the impact of traffic exposures, road infrastructure, land use, spatial factors, and pedestrian-level attributes on pedestrians' “crossing difficulty”; a set of Ordered Logit models are developed. The model outcomes show that high vehicle and pedestrian volume, vehicular speed, absence of designated bus stop, the presence of inaccessible pedestrian crosswalk, on-street parking, lack of signalized control (for both vehicle and pedestrian), inadequate sight distance, land use pattern, slum population, pedestrian-vehicular post encroachment time, waiting time before crossing, road width, and absence of police enforcement at an intersection significantly and positively increase pedestrian's crossing difficulty at urban intersections. To end, the model findings are advantageously utilized to develop a set of countermeasures across 3E's of road safety.     

路段行人过街设施的合理间隔

通过对路段行人过街设施的合理间隔进行分析,发现如果路段行人过街设施间隔过大,会导致行人绕行距离过长,行人乱穿道路的现象加剧;如果过小,则车辆行驶时频繁启停,行车延误增大。以行人延误和机动车延误之和最小建立目标函数,求解得到行人过街设施的合理间隔。路段行人过街设施的合理间隔与行人交通量、机动车交通量、路段长度以及行人过街宽度有关,充分考虑行人过街设施设置的各种影响因素。路段行人过街设施依据合理间隔进行设置,可以有效降低行人和机动车延误。     

基于交通信息的电动汽车制动策略及仿真

为了提高滑行能量回收经济性和踏板制动安全性、舒适性,基于交通信息,提出了电动汽车(EV)制动协调策略。分析了滑行制动的经济性,由交通信息和汽车行驶状态确定滑行制动强度;由道路信息和前方车辆信息建立汽车安全距离模型和碰撞预警策略,利用预警信息对滑行制动和踏板制动强度进行协调。对本策略进行仿真验证。结果表明:利用交通信息的滑行策略,在通行良好工况下综合能耗减少1.1%,拥堵工况下减轻驾驶员的制动疲劳;预警和协调策略避免了频繁预警,减小了紧急避撞触发几率。因此,利用交通信息能够辅助驾驶员进行更加合理的制动。     

制动与转向协调动作的车辆避撞控制研究（双语出版）

为了弥补现有汽车避撞控制策略以及碰撞风险评价指标单一的不足，提出转向和制动协调的主动避撞控制系统。首先规划了五次多项式换道路径，在对其理论分析的基础上得到转向临界避撞距离和与目标车道车辆的安全距离约束。其次，考虑道路附着系数和系统延迟的影响，基于制动过程给出制动临界避撞距离，并以纵向行驶安全系数ξ和碰撞时间倒数T^-1_TC划分安全行驶区域，利用驾驶人实车跟车数据标定稳态跟随/定速巡航区域的阈值。随后，通过转向/制动临界避撞距离的对比给出2种避撞方式的安全收益范围。最后搭建Simulink/CarSim联合仿真模型，并对其进行不同初始条件下的避撞仿真试验。研究结果表明：转向操作在制动距离不足时仍是有效的；当主车高速近距离接近静止前车时，主车可以顺利采取转向换道动作，而常规ACC系统在2.5 s处的车间相对距离为-0.76 m，事实上已经发生了碰撞；当相邻车道前车与主车纵向间距不满足换道安全距离约束时，避撞控制系统进入紧急制动模式，最大制动减速度达到-0.8g（g为重力加速度），实际最小车间距为5.1 m；通过转向和制动的协调动作，充分发挥了车辆的避撞潜力；ξ和T^-1_TC指标的融合，可以更好地评估碰撞风险并实现不同控制模式的转换，在保证行车安全的同时可避免过分制动给乘客造成的紧张感。     

视线遮挡条件下面向弱势道路使用者的避撞策略研究

由于视线障碍物造成的“鬼探头”事故已经成为当前城市道路交通事故的主要类型之一。针对汽车碰撞视线遮挡条件下横穿的弱势道路使用者(VRU)的场景, 设计了1种基于碰撞时间比和安全制动距离的避撞策略, 建立车辆与VRU的交通状态数学模型, 分析“鬼探头”场景下的制动避撞临界距离。结合临界距离和车辆与VRU的碰撞时间比, 将可以避免碰撞的场景分为3种工况, 分别采用不同的制动减速度, 建立自动紧急制动避撞策略。通过Euro NCAP CPNC测试场景对该策略与传统TTC制动算法进行比较分析。结果表明, 在Euro NCAP CPNC测试场景中, 自车利用该避撞策略在理想情况下能够在更高的车速情况下完成避撞; 在不能避免碰撞的高速行驶工况中较传统TTC算法能够更加有效降低碰撞速度, 同时降低事故重伤风险和死亡风险, 提高车辆的安全性。      

Exploring pedestrian surrogate safety measures by road geometry at midblock crosswalks: A perspective under mixed traffic conditions

Pedestrian safety is generally assessed using frequency of crashes, based on historical data, for a given transportation facility. However, the lack of good and reliable crash data has hampered its apposite analyses and in evaluating the effectiveness of pedestrian safety programs. To overcome this gap, traffic conflict technique (TCT) which relies mainly on the observations of critical traffic situations for safety analysis were developed. However, the applicability of TCTs and related measures under varying non-lane based heterogeneous traffic conditions prevailing in countries such as India is not widely explored. This paper attempts to evaluate pedestrian safety at urban midblock crosswalk using different surrogate safety measures, including vehicle crossing speed, post encroachment time (PET), yielding compliance of driver as well as pedestrian, and conflict rate. The number of conflicts were observed to increase as the average vehicle crossing speed increases, indicating that pedestrians are extremely vulnerable while crossing the road. The PET value for the smaller vehicles, such as two-wheelers and three-wheelers, is recorded to be lower than the heavy vehicles, such as trucks and buses. With the addition of one lane, there is a significant decrease in the PET value. The average PET values for the vehicle on eight-lane divided road is less than the six-lane divided, four-lane divided, and two-lane undivided roads. Further, the yielding compliance of the driver as well as of the pedestrian depends on the crossing speed of the approaching vehicle and the type of road geometry. Further, the rate and severity of conflicts increased with a decrease in the pedestrian crossing speed. The yielding behaviour of the drivers as well as the pedestrian's yielding compliance varies by location, highlighting the effect of individual and demographic characteristics on pedestrian crossing behaviour.     

行人穿越车流的特征性研究

在实地调查测量的基础上,通过统计分析行人穿越车流时的平均步行速度,行人所需要的穿越时间,综合运用交通工程学和心理学理论,分析了影响行人穿越车流的各个因素的特征,得出行人穿行车流过街的流程图,并对防治行人穿越车流过街的违章行为的发生提出了一些建议。     

车路集成环境下车辆防撞预警安全状态判别模型的研究

针对现有安全状态判别模型未能兼顾行车安全与道路空间资源利用率,且忽略了实际行驶环境下动态制动减速度信息的问题,提出了车路集成条件下车辆防撞预警安全状态判别模型。通过车-路通信协作实现对路面类型等实际行驶环境因素的动态识别,并确定车辆采取制动措施时所能获得的动态制动减速度;通过分析前车与自车的有效制动时间和车辆制动全过程,建立了新型临界跟车距离模型,并给出了模型关键参数的获取方法。仿真结果表明,该判别模型具有较强的自适应性,更贴近车辆实际行驶环境下的制动过程,有利于提高道路空间的利用率。