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...     

虢誌化路口行人早开时相舆控制策略之研究

以行人早开时相为切入点，尝试让部分行人流能够安全地通过路口之人车冲突区域，以兼顾安全与效率。为了充分了解人车特性，针对行人步行速率，行人起动延滞与车辆右转与行人冲突之特性进行研究调查。另外为了了解在实施行人早开时相之过程中，不同早开长度影响冲突行人敷多寡，故以行人在行人穿越道之扩散模式为基础，推估绿灯时间行人穿越道冲突区冲突行人数之预测模式，以充分掌握行人可能受车辆冲突之状况。在个案研究中，以成本之概念将延滞与冲突统一单位进行比较，发现行人早开时相在行人流每小时1000人以下之情境下，较行人专用时相之成本低。而在车流量接近道路容量的情形下，不适合使用长度较长之行人早开时相或行人专用时相，建议采用较短（4s）之行人早开时相。右转转向比小於0．1时，行人早开时相运作成本较低。当右转比大於0．1时，由於右转车辆将严重与行人流冲突，使得人车冲突成本增高，行人专用时相因无人车冲突成本，故适用於此情境。而在多车道环境下需采用行人早开控制，且右转比小於0．4时，建议可以采用独立之右转专用车道与右转专用号志时相，以减少直行车无谓之延滞。     

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。      

基于人-车交互的行人轨迹预测

针对行人轨迹预测具有复杂、拥挤的场景和社会交互问题,基于长短时记忆网络（Long Short-term Memory Network, LSTM）对行人与车辆、行人与其他行人的交互进行建模,提出一种基于人-车交互的行人轨迹预测模型（VP-LSTM）。该模型同时考虑了行人与行人的交互、行人与车辆的交互,更适用于复杂的交通场景。所构建的VP-LSTM包括3个输入,以行人的方向和速度作为历史轨迹序列输入,行人与行人的相对位置作为人-人交互信息输入,行人与车辆的相对位置作为人-车交互信息输入。该方法首先设计扇形人-人交互邻域和圆形人-车交互邻域来准确捕捉对被预测行人有相互作用的行人和车辆;其次建立3种不同的LSTM编码层来编码历史行人轨迹序列、人-人、人-车社交信息;然后定义人-人、人-车交互的防碰撞函数和方向注意力函数作为人-车、人-人社交信息的权重,进一步提高社会信息的精度;再将人-人、人-车交互信息输入到注意力模块中筛选出对行人影响大的社会信息;最后将筛选后的社会信息与行人历史轨迹序列一起输入到LSTM神经网络中进行行人轨迹预测,并在构建的DUT人-车交互数据集上验证提出的网络。研究结果表明：提出的方法能够准确地预测出交通场景中,人-车交互行人未来一段时间内的运动轨迹,有效提高了预测精度,提高了智能驾驶决策的准确性。     

考虑过街行人运动不确定性的人-车碰撞伤害评估

过街行人运动不确定性是影响人-车碰撞和行人伤害预测准确性与可靠性的重要因素。本文中采用1阶马尔科夫模型描述行人过街运动,利用无味变换,高效地估计人-车碰撞概率和碰撞时间与速度的概率密度,从而预测人-车冲突中行人的伤害概率。在运动仿真的基础上,构建了无味变换点集。以蒙特卡罗模拟为参考,验证所提出方法预测行人伤害概率的准确性。采用仿真,预测在人-车冲突场景下,采取不同避撞操作的行人伤害概率。结果表明,相比于确定性方法,本文中所提出的方法能更加真实地反映在不同避撞操作下对行人的伤害,为避撞决策与控制提供有效的目标量化手段。     

信号交叉口行人使用手机对其过街行为和安全的影响

针对信号交叉口处行人使用手机对其安全产生不利影响的问题,以武汉市9个信号交叉口的实测数据为基础,对行人使用与不使用手机情况下的过街行为与安全性差异进行统计分析.以往的研究中,评价行人安全多通过简单的对比分析,很少有量化的参数依据;针对行人使用手机对过街安全的影响,以人车冲突为评价指标,建立了基于有序概率(OP)的模型,可以更好地量化评价与预测信号交叉口处的行人安全.结果 表明,有11个因素与人车冲突显著相关,包括行人年龄、使用手机方式、过街速度、行人是否与他人结伴过街、嘹望次数、闯红灯与否、车道数、上游车道左转流量、上游车道右转流量、进口道右转流量和信号周期.其中,使用手机会增加人车冲突的概率:在双向2,4,5,6和7车道上,过街时打电话行人的人均冲突分别是不使用手机行人的3.56,3.42,3.33,3.29和3.00倍;看屏幕行人的人均冲突分别是不使用手机行人的4.78,4.17,3.80,3.59和3.30倍;而听音乐行人和不使用手机行人之间的人均冲突并没有明显差异.      

基于自然驾驶数据挖掘的二阶车辆与行人交互测试场景

针对当前网联车车辆与行人交互(以下简称人车交互)测试场景复杂性低、无法充分涵盖真实道路情况下的人车交互场景测试需求问题,提出了一种基于自然驾驶数据的人车交互测试场景构建方法.该方法首次提出了二阶人车交互测试场景的概念,在传统人车交互场景基础上组合前序车辆运动场景,实现交互场景时间域扩充,并通过挖掘自然驾驶数据中人车交互...     

基于组合模型的高原环境GDI汽油车排放预测

为预测高原环境下缸内直喷(Gasoline Direct Injection, GDI)汽油车CO和PN的瞬时排放量，开发并评估了一套基于深度学习的排放预测模型。利用便携式车载排放测试系统对一辆GDI汽油车进行实际道路排放测试；加入奇异谱分析对原始时间序列进行处理，剔除时间序列中的异常值；利用XGBoost模型对GDI汽油车的CO和PN的瞬时排放进行初步预测，并利用SVR模型进行残差修正得到最终的预测结果。将预测结果与实际道路排放试验中使用PEMS设备测量的实际值进行比较，结果表明，XGBoost-SVR排放预测模型能较好地预测GDI汽油车瞬时CO和PN的排放，相比单一的XGBoost模型，RMSE分别提高了22.9%和39.7%,决定系数R²均大于0.9,支持预测结果的可靠性。该模型对监测高原环境下GDI汽油车实际道路排放具有一定的工程意义。     

基于延误时间最小的右转专用信号设置条件研究

为减少右转机动车与过街行人之间的冲突,提出了设置右转专用相位的控制方法。首先利用交通冲突技术分析了无右转专用相位时右转机动车与行人的冲突情况,并计算了不同情况下右转机动车穿越行人、行人穿越机动车的临界穿越间隙,提出穿越概率;其次提出了基于总延误时间最小的右转专用相位设置条件;再次利用交通流理论分析了有无右转专用相位两种情况下右转机动车以及行人的延误时间模型;最后,以一典型十字信号交叉口为例,运用延误模型,比较了不同流量下有无右转专用相位两种情况的总延误,并给出了不同流量的情况下设置右转专用相位的临界值。     

基于车辆视角数据的行人轨迹预测与风险等级评定

常用的基于路基视角数据的行人轨迹和风险预测模型往往无法避免复杂的建模运算和人工判断。为简洁而有效地预测行人轨迹和评定风险等级,本文中采用车辆视角数据建立行人轨迹和风险等级的预测模型,并先后进行车辆视角行人数据的采集、基于长短期记忆神经网络的行人轨迹预测和基于聚类分析-支持向量机方法的风险等级评定。实验结果表明,基于车辆视角数据所建立的数据驱动的模型能捕捉行人与车辆的运动趋势和交互特征,具有预测行人轨迹和评定风险等级的能力。     

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.     

分心对驾驶人交通冲突反应时间的影响(双语出版)

为了研究分心对交通冲突状态下驾驶人反应时间的影响,采用驾驶模拟器构建城市道路交通环境下2种典型冲突形态：侧向行人冲突和纵向追尾冲突,设计认知、视觉以及发短信（认知+视觉复合分心）3种分心任务,在不同行驶车速、跟车时距、前车减速度等紧迫度条件下,采集30名驾驶人应对交通冲突的制动反应时间,分别采用重复测量一般线性模型及线性混合模型进行统计分析。研究结果表明：认知分心使驾驶人应对侧向行人冲突的制动反应时间增加0.09 s,但未观察到其对纵向追尾冲突反应时间的显著性影响;视觉分心与发短信都会延缓驾驶人应对侧向行人（分别增加0.31 s和0.27 s）以及纵向追尾冲突（分别增加0.47 s和0.38 s）的制动反应时间;此外,在纵向追尾冲突中,随着冲突紧迫度提高（前车减速度增大、车头时距减小以及自车速度增大）,驾驶人制动反应时间显著减小。表明驾驶分心延长了驾驶人应对交通冲突的反应时间,容易导致事故的发生,具体而言,认知分心主要延长驾驶人应对侧向冲突的反应时间,涉及视觉的分心同时延长驾驶人应对侧向及纵向冲突的反应时间;视觉分心对驾驶人反应时间的延长显著性高于认知分心,说明视觉分心对行车安全影响更大。     

基于累积前景理论的无信控路段人车通行冲突博弈分析

无信控路段具有强交互性和高事故率,由于缺乏交通信号将人车进行分离,导致其容易形成人车通行冲突,影响道路通行效率和交通安全.为此,以各道路使用者的损失最小为目标,构建了基于累积前景理论的人车通行冲突博弈模型.通过研究过街行人与机动车辆的交互作用,分析双方决策行为影响因素并构建得失矩阵;同时在考虑决策者主观心理感知的前提下...     

考虑礼让行人的信号交叉口配时优化方法

为提高机动车礼让行人背景下的人车通行效率,研究了基于叠加相位设计的信号交叉口配时优化方法.以西安市1个典型交叉口为例,分析机动车与过街行人冲突情况;在Webster配时模型的基础上,提出叠加相位设计与人车冲突时空分离策略相结合的信号配时优化方法,并给出行人信号早启时间、人车绿时分离设置阈值的计算方法;运用VISSIM仿...     

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。     

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.      

Estimation of left-turning vehicle maneuvers for the assessment of pedestrian safety at intersections

Improving pedestrian safety at intersections remains a critical issue. Although several types of safety countermeasures, such as reforming intersection layouts, have been implemented, methods have not yet been established to quantitatively evaluate the effects of these countermeasures before installation. One of the main issues in pedestrian safety is conflicts with turning vehicles. This study aims to develop an integrated model to represent the variations in the maneuvers of left-turners (left-hand traffic) at signalized intersections that dynamically considers the vehicle reaction to intersection geometry and crossing pedestrians. The proposed method consists of four empirically developed stochastic sub-models, including a path model, free-flow speed profile model, lag/gap acceptance model, and stopping/clearing speed profile model. Since safety assessment is the main objective driving the development of the proposed model, this study uses post-encroachment time (PET) and vehicle speed at the crosswalk as validation parameters. Preliminary validation results obtained by Monte Carlo simulation show that the proposed integrated model can realistically represent the variations in vehicle maneuvers as well as the distribution of PET and vehicle speeds at the crosswalk.     

Injury analysis of pedestrians in collisions using the pedestrian deformable model

Vehicle safety has become the most important issue in automobile design. However, all efforts to improve safety devices focus on enhancing safety features for occupants. Notably, pedestrians are the second largest category of motor vehicle deaths, after occupants, and account for about 13 percent of motor vehicle deaths. It is essential to design pedestrian-friendly vehicles and pedestrian protection systems to reduce pedestrian fatalities and injuries. To effectively assess pedestrian injuries resulting from vehicle impact, a deformable pedestrian model must be developed for vehicle-pedestrian collision analysis. This study constructs a pedestrian-collision numerical model based on LS-DYNA finite element code. To verify the accuracy of the proposed deformable pedestrian model, experimental data are used in the pedestrian model test. This study applies the proposed model to analyze the dynamic responses and injuries of pedestrians involved in collisions. The modeled results can help assess vehicle pedestrian friendliness and assist in the future development of pedestrian-friendly vehicle technologies.