信号交叉口行人信号提前时间计算方法技术

本发明专利技术公开了信号交叉口行人信号提前时间计算方法，为克服目前存在信号交叉口行人与转弯车辆相冲突的问题，其步骤如下：1.数据的采集和行人到达规律分析：1)数据采集：a.人行横道宽度d；b.人行横道长度L；c.交叉口角度θ；d.交叉口转角半径Rc；e.从路缘到进口车道中心的距离D；f.信号周期时长C；g.行人绿灯时长g；h.周期时长与行人绿灯时长之差C‑g；i.右转车辆平均速度v右转；j.到达行人平均速度u0；k.释放行人平均速度us；l.行人到达率A；m.行人释放率Qd；n.行人阻塞密度Kj，人/平方米；o.车道宽度th；p.停车道宽度ph；2)建立行人到达位置分布方程；2.计算行人消散时间；3.计算右转车辆轨迹长度；4.计算行人信号提前时间：。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种属于交通管理中行人信号时间计算方法，更确切地说，本专利技术涉及一种信号交叉口行人信号提前时间计算方法。
技术介绍
在信号交叉口，行人与转弯车辆的冲突严重威胁行人的过街安全。为应对这一问题，当行人与转弯车辆流量均较大时，可以禁止转弯车辆在红灯时通行，并采用LPIs(leading pedestrian intervals)方法，使行人绿灯比转弯车辆绿灯提前启亮一段时间。为了合理地设置绿灯提前启亮时间，就需要合理的方法作为指导。然而，虽然大量研究证明了LPIs的有效性，但目前为止，并不存在完善的指导准则来指导LPIs在信号交叉口的应用，也缺乏详细计算LPIs时间的方法，因此就需要建立一种具有可行性的行人信号提前时间计算方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的信号交叉口行人与转弯车辆相冲突的问题，提供了一种信号交叉口行人信号提前时间计算方法。为解决上述技术问题，本专利技术是采用如下技术方案实现的：所述的信号交叉口行人信号提前时间计算方法的步骤如下：1)数据的采集和行人到达规律分析(1)数据采集a.人行横道宽度d，单位为米；b.人行横道长度L，单位为米；c.交叉口角度θ，单位为弧度；d.交叉口转角半径Rc，单位为米；e.从路缘到进口车道中心的距离D，单位为米；f.交叉口信号周期时长C,单位为秒；g.行人相位绿灯时长g,单位为秒；h.交叉口信号周期时长与行人相位绿灯时长之差C-g，单位为秒；i.右转车辆平均速度v右转，单位为米/秒；j.到达行人的平均速度u0，单位为米/秒；k.释放行人平均速度us，单位为米/秒；l.行人到达率A，单位为人/秒；m.行人释放率Qd，单位为人/秒；n.行人阻塞密度Kj，单位为人/平方米；o.车道宽度th，单位为米；p.停车道宽度ph，单位为米；(2)建立行人到达位置分布方程2)计算行人消散时间；3)计算右转车辆轨迹长度；4)计算行人信号提前时间：式中：LPIs为行人信号提前时间，单位为秒；th为车道宽度，单位为米；ph为停车道宽度，单位为米；us为释放行人的平均速度，单位为米/秒；L右转为右转车辆的轨迹长度，单位为米；v右转为右转车辆平均速度，单位为米/秒；Td为行人消散时间，单位为秒。技术方案中所述的建立行人到达位置分布方程是指：以人行横道远端边界线所在直线为X轴，以人行横道左边界线所在直线为Y轴建立交叉口坐标系，X轴正向指向该交叉口人行横道右侧方向，Y轴正向从F指向N；根据行人到达等待区的位置数据，分析每个红灯期间到达行人在等待区不同位置出现的频率，利用韦布尔分布方程构建行人到达位置分布的方程，概率密度函数公式如公式(1)所示； f ( x , α , β ) = α β ( x β ) α - 1 e - ( x β ) α - - - ( 1 ) ]]>式中：x为行人到达位置的横坐标；α为韦布尔分布的形状参数；β为尺度参数；韦布尔分布的参数α和β的计算方程式如下：α＝6.89-0.43d+0.044L-1.72k (2)β＝2.31-0.49d+0.089L-11.6k (3) k = N S - - - ( 4 ) ]]>式中：L为人行横道长度，单位：米；d为人行横道宽度，单位：米；k为等待区行人密度，单位：人每平方米；M为等待区的人数；S为等待区的面积。技术方案中所述的计算行人消散时间是指： T d = ( - AP m a x K j - AP m a x / u s ) ( C - g ) ( Q d Q d / u 0 - K j ) - - - ( 5 ) ]]>式中：Td为行人消散时间，单位为秒；Kj为行人阻塞密度，单位为人/平方米；Pmax为行人在人行横道等待区分布频率的最大值，Qd为行人释放率，单位为人/秒；us为释放行人平均速度，单位为米/秒；u0为到达行人的平均速度，单位为米/秒；A为行人的到达率，单位为人/秒。技术方案中所述的计算右转车辆轨迹长度是指：1)确定轨迹曲线参数右转车辆的进口欧拉曲线参数A1、出口欧拉曲线参数A2、最小运动速度Vmin以及圆弧的最小半径Rmin分别由公式Rmin～N(μ,δ)μ本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种信号交叉口行人信号提前时间计算方法，其特征在于，所述的信号交叉口行人信号提前时间计算方法的步骤如下：1)数据的采集和行人到达规律分析(1)数据采集a.人行横道宽度d，单位为米；b.人行横道长度L，单位为米；c.交叉口角度θ，单位为弧度；d.交叉口转角半径Rc，单位为米；e.从路缘到进口车道中心的距离D，单位为米；f.交叉口信号周期时长C,单位为秒；g.行人相位绿灯时长g,单位为秒；h.交叉口信号周期时长与行人相位绿灯时长之差C‑g，单位为秒；i.右转车辆平均速度v右转，单位为米/秒；j.到达行人的平均速度u0，单位为米/秒；k.释放行人平均速度us，单位为米/秒；l.行人到达率A，单位为人/秒；m.行人释放率Qd，单位为人/秒；n.行人阻塞密度Kj，单位为人/平方米；o.车道宽度th，单位为米；p.停车道宽度ph，单位为米；(2)建立行人到达位置分布方程2)计算行人消散时间；3)计算右转车辆轨迹长度；4)计算行人信号提前时间：式中：LPIs为行人信号提前时间，单位为秒；th为车道宽度，单位为米；ph为停车道宽度，单位为米；us为释放行人的平均速度，单位为米/秒；L右转为右转车辆的轨迹长度，单位为米；v右转为右转车辆平均速度，单位为米/秒；Td为行人消散时间，单位为秒。...

【技术特征摘要】
1.一种信号交叉口行人信号提前时间计算方法，其特征在于，所述的信号交叉口行人信号提前时间计算方法的步骤如下：1)数据的采集和行人到达规律分析(1)数据采集a.人行横道宽度d，单位为米；b.人行横道长度L，单位为米；c.交叉口角度θ，单位为弧度；d.交叉口转角半径Rc，单位为米；e.从路缘到进口车道中心的距离D，单位为米；f.交叉口信号周期时长C,单位为秒；g.行人相位绿灯时长g,单位为秒；h.交叉口信号周期时长与行人相位绿灯时长之差C-g，单位为秒；i.右转车辆平均速度v右转，单位为米/秒；j.到达行人的平均速度u0，单位为米/秒；k.释放行人平均速度us，单位为米/秒；l.行人到达率A，单位为人/秒；m.行人释放率Qd，单位为人/秒；n.行人阻塞密度Kj，单位为人/平方米；o.车道宽度th，单位为米；p.停车道宽度ph，单位为米；(2)建立行人到达位置分布方程2)计算行人消散时间；3)计算右转车辆轨迹长度；4)计算行人信号提前时间：式中：LPIs为行人信号提前时间，单位为秒；th为车道宽度，单位为米；ph为停车道宽度，单位为米；us为释放行人的平均速度，单位为米/秒；L右转为右转车辆的轨迹长度，单位为米；v右转为右转车辆平均速度，单位为米/秒；Td为行人消散时间，单位为秒。2.按照权利要求1所述的信号交叉口行人信号提前时间计算方法，其特征在于，所述的建立行人到达位置分布方程是指：以人行横道远端边界线所在直线为X轴，以人行横道左边界线所在直线为Y轴建立交叉口坐标系，X轴正向指向该交叉口人行横道右侧方向，Y轴正向从F指向N；根据行人到达等待区的位置数据，分析每个红灯期间到达行人在等待区不同位置出现的频率，利用韦布尔分布方程构建行人到达位置分布的方程，概率密度函数公式如公式(1)所示； f ( x , α , β ) = α β ( x β ) α - 1 e - ( x β ) α - - - ( 1 ) ]]>式中：x为行人到达位置的横坐标；α为韦布尔分布的形状参数；β为尺度参数；韦布尔分布的参数α和β的计算方程式如下：α＝6.89-0.43d+0.044L-1.72k (2)β＝2.31-0.49d+0.089L-11.6k (3) k = N S - - - ( 4 ) ]]>式中：L为人行横道长度，单位：米；d为人行横道宽度，单位：米；k为等待区行人密度，单位：人每平方米；M为等待区的人数；S为等待区的面积。3.按照权利要求1所述的信号交叉口行人信号提前时间计算方法，其特征在于，所述的计算行人消散时间是指： T d = ( - AP m a x K j - AP m a x / u s ) ( C - g ) ( Q d Q d / u 0 - K j ) - - - ( 5 ) ]]>式中：Td为行人消散时间，单位为秒；Kj为行人阻塞密度，单位为人/平方米；Pmax为行人在人行横道等待区分布频率的最大值，Qd为行人释放率，单位为人/秒；us为释放行人平均速度，单位为米/秒；u0为到达行人的平均速度，单位为米/秒；A为行人的到达率，单位为人/秒。4.按照权利要求1所述的信号交叉口行人信号提前时间计算方法，其特征在于，所述的计算右转车辆轨迹长度是指：1)确定轨迹曲线参数右转车辆的进口欧拉曲线参数A1、出口欧拉曲线参数A2、最小运动速度Vmin以及圆弧的最小半径Rmin分别由公式 R min ~ N ( μ , δ ) μ R = - 6.46 + 0.390 R c + 0.127 θ + 0.862 D ...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲昭伟，曹宁博，陈永恒，宋现敏，李志慧，陶鹏飞，魏巍，邓晓磊，罗瑞琪，白乔文，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22