信号控制下人行横道宽度确定方法技术

本发明专利技术公开了一种信号控制下人行横道宽度确定方法，旨在克服现有人行横道宽度的设置方法中未考虑双向行人流量对过街行人横向空间影响的问题，该方法步如下骤：1.行人过街图像中像素坐标(x,y)与平面直角坐标系中坐标(v,w)的转换；2.人行横道的单侧最大宽度与行人流量和各向行人分担率的关系计算；3.人行横道双侧最大宽度的确定及其取整优化：(1)确定人行横道的双向最大宽度；(2)对人行横道的双向最大宽度值进行取整优化：根据人行横道处具体的双向行人分担率和行人流量，对计算得到的各行人范围最大宽度值中的最大值进行向上取整作为最终的人行横道宽度，即：W

Method for determining width of crosswalk under signal control

The invention discloses a method for determining the signal under the crosswalk width control, bi-directional pedestrian flow on the pedestrian impact problem without considering the transverse space setting method to overcome the existing crosswalk width, the method is as follows: the 1. step of pedestrian crossing the image pixel coordinates (x, y) and the coordinate plane rectangular coordinate system in (V, w) conversion; calculation of unilateral maximum width and 2. pedestrian pedestrian traffic and pedestrians share anisotropy; and determine the maximum width of 3. integer optimization crossing bilateral: (1) to determine the maximum width of double crossing; (2) the value of the maximum width of two-way crosswalk rounding Optimization: according to a two-way pedestrian specific sharing ratio and pedestrian flow, were rounded up as the final line of transverse maximum calculated width value in the range of the pedestrian Channel width, i.e.: W

【技术实现步骤摘要】
信号控制下人行横道宽度确定方法
本专利技术涉及交通工程设计
中一种给定人行横道宽度的方法，更确切地说，本专利技术涉及一种信号控制下人行横道宽度确定方法。
技术介绍
步行作为城市交通中的重要组成部分，与其他交通方式相比具有较强的自由性，因此当人群发生过街行为时会出现群体分散现象，导致行人活动区域的变化。因此研究行人过街空间分布特性不仅可为行人绿灯时间合理设置提供依据，而且对人行横道宽度的优化设置具有重要的理论意义。目前国内外学者对行人过街活动区域的相关研究较少，主要集中于直接从人行横道宽度入手，从服务等级等角度给出人行横道宽度设置的参考，但大多比较宽泛概略，为直观的定性描述，缺乏考虑行人过街时空特征。因此有必要提出一种定量化的计算方法，从空间和时间安全的角度来确定人行横道的宽度值。
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人行横道宽度的设置方法中未考虑双向行人流量对过街行人横向空间影响的问题，提供了一种信号控制下人行横道宽度确定方法。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：所述的信号控制下人行横道宽度确定方法包括如下步骤：1)行人过街图像中像素坐标(x,y)与平面直角坐标系中坐标(v,w)的转换；2)人行横道的单侧最大宽度与行人流量和各向行人分担率的关系计算；3)人行横道双侧最大宽度的确定及其取整优化：(1)确定人行横道的双侧最大宽度；(2)对人行横道的双侧最大宽度值进行取整优化：根据人行横道处具体的双侧行人分担率和行人流量，对计算得到的各行人范围最大宽度值中的最大值进行向上取整作为最终的人行横道宽度，即：Wmax＝max{int(W1)+1,int(W2)+1,...,int(Wk)+1,...,int(Wn)+1}(8)式中：Wmax为取整优化后得到的人行横道双侧最大宽度值，单位.m。技术方案中所述的行人过街图像中像素坐标(x,y)与平面直角坐标系中坐标(v,w)的转换包括如下步骤：1)关键轮廓线的转换关键轮廓线为L0、L1、L2，将人行横道中轴线L0转换为平面直角坐标系中的v轴，将人行横道上边缘线、下边缘线L2转换为平面直角坐标系中的直线:w＝w0,即完成行人过街图像中关键轮廓线的转换；2)像素坐标转换为平面直角坐标。技术方案中所述的像素坐标转换为平面直角坐标是指：记像素坐标中的中轴线为L0:y＝k0x+b0，上边缘线、下边缘线分别为L1:y＝k1x+b1、L2:y＝k2x+b2,其中：k0、k1、k2分别为关键轮廓线L0、L1、L2的斜率,b0、b1、b2分别为关键轮廓线L0、L1、L2的截距；将行人过街图像中像素坐标(x,y)转换为平面直角坐标系中坐标(v,w),转换方程如下：式中：w1为人行横道上侧最大宽度，单位.m；w2为人行横道下侧最大宽度，单位.m；w0为平面直角坐标系中代表人行横道上边缘线、下边缘线的直线；y为像素坐标中数据点的纵坐标；ξ为待定参数，可根据实际数据得到，为实际人行横道宽度的一半，单位.cm；(x,y1)、(x,y2)分别为人行横道中轴线两侧点的像素坐标；经过坐标转换，在直角坐标系中的纵坐标即为行人活动范围边缘与人行横道中轴线之间的最大距离，即行人过街活动范围单侧最大宽度。技术方案中所述的人行横道的单侧最大宽度与行人流量和各向行人分担率的关系计算步骤如下：1)计算人行横道的单侧最大宽度与行人流量的关系对于流量相同的情况，随着目标方向行人分担率的增大，行人活动范围最大宽度值也逐渐增大；同时，对于目标方向行人分担率相同的情况，随着行人流量的增大，行人活动范围最大宽度值也逐渐增大，但在增大的过程中变化率逐渐减小，其变化趋势趋近对数曲线，因此，认为单侧最大宽度与行人流量之间的关系为：wi＝ai0lnP+ai1(2)式中：wi为人行横道单侧最大宽度，i取1或2，单位.m；ai0、ai1为待定参数，i取1或2，该值可由实际数据拟合得到；P为行人流量，单位.ped/cycle；2)计算人行横道的单侧最大宽度与行人流量和各向行人分担率之间的关系。技术方案中所述的计算人行横道的单侧最大宽度与行人流量和各向行人分担率之间的关系是指：以行人流量和各向行人分担率r分别作为横坐标和纵坐标，以行人范围单侧最大宽度w作为竖坐标建立三维直角坐标系，将各坐标点体现在坐标系中，看出行人活动空间区域单侧最大宽度率w与行人流量P、各向行人分担率r两个变量之间关系，当行人流量和各向行人分担率增大时，单侧最大宽度也随之增大，但在增大的过程中单侧最大宽度的变化率逐渐减小，因此认为单侧最大宽度与行人流量和各向行人分担率之间的关系满足：wi＝bi0+bi1lnP+bi2lnr+bi3exp(15r)(3)即：w1＝b10+b11lnP+b12lnr+b13exp(15r)(4)w2＝b20+b21lnP+b22lnr+b23exp(15r)(5)式中：r为各向行人分担率；bi0、bi1、bi2、bi3为待定系数,可由实际数据拟合得到，其中i＝1或2。技术方案中所述的人行横道双侧最大宽度的确定及其取整优化步骤如下：1)确定人行横道的双侧最大宽度由行人过街图像中像素坐标(x,y)与平面直角坐标系中坐标(v,w)的转换与人行横道的单侧最大宽度与行人流量和各向行人分担率的关系计算步骤得到人行横道各自方向的单侧最大宽度，则双侧行人范围最大宽度应为二者之和，即：Wk＝w1+w2(6)即Wk＝[b10+b11lnP+b12lnr+b13exp(15r)]+[b20+b21lnP+b22lnr+b23exp(15r)](7)式中：Wk为根据具体的双向行人分担率和行人流量，计算得到的人行横道双向最大宽度值，k＝1,2,3…n,单位.m；2)对人行横道的双向最大宽度值进行取整优化。与现有技术相比本专利技术的有益效果是：1.本专利技术所述的信号控制下人行横道宽度确定方法综合考虑了人群中行人流量和行人分担率等因素对过街行人横向空间的影响，并依此对行人过街空间区域几何特征进行建模，确保了该优化设置方法的可行性和有效性；2.本专利技术所述的信号控制下人行横道宽度的设置方法对人行横道宽度的确定至关重要，该方法可以保证当行人流量较大时，避免人行横道处可能发生的行人溢出现象，其不仅提高了行人过街的安全性，而且还减少了行人违规行为，在保障行人过街舒适性、效率和安全性的同时避免信号交叉口时空资源的浪费；3.本专利技术所述的信号控制下人行横道宽度的确定方法是克服了常规方法中人行横道的宽度仅为定性描述的缺陷，该方法给出的人行横道定量设置的方法能减少交通工程师在设计人行横道过程中的盲目性、随意性等问题，更具有参照性和实践性。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步的说明：图1是本专利技术所述的信号控制下人行横道宽度确定方法的流程框图；图2是本专利技术所述的信号控制下人行横道宽度确定方法中对行人过街的实景拍摄照片构建像素坐标的示意图，图中被坐标轴限定边界位置的黑色粗线方框表示照片边框(图中照片拍摄角度无固定要求，为高空拍摄即可；此处这样放置照片仅为方便观测到人行横道)；照片边框内黑色粗实线表示人行横道中关键轮廓线；图3是本专利技术所述的信号控制下人行横道宽度确定方法中将行人过街图像的像素坐标转换为平面直角坐标的示意图；图4是本专利技术所述的信号控制下人行横道宽度确定方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种信号控制下人行横道宽度确定方法，其特征在于，所述的信号控制下人行横道宽度确定方法包括如下步骤：1)行人过街图像中像素坐标(x,y)与平面直角坐标系中坐标(v,w)的转换；2)人行横道的单侧最大宽度与行人流量和各向行人分担率的关系计算；3)人行横道双侧最大宽度的确定及其取整优化：(1)确定人行横道的双侧最大宽度；(2)对人行横道的双侧最大宽度值进行取整优化：根据人行横道处具体的双侧行人分担率和行人流量，对计算得到的各行人范围最大宽度值中的最大值进行向上取整作为最终的人行横道宽度，即：W

【技术特征摘要】
1.一种信号控制下人行横道宽度确定方法，其特征在于，所述的信号控制下人行横道宽度确定方法包括如下步骤：1)行人过街图像中像素坐标(x,y)与平面直角坐标系中坐标(v,w)的转换；2)人行横道的单侧最大宽度与行人流量和各向行人分担率的关系计算；3)人行横道双侧最大宽度的确定及其取整优化：(1)确定人行横道的双侧最大宽度；(2)对人行横道的双侧最大宽度值进行取整优化：根据人行横道处具体的双侧行人分担率和行人流量，对计算得到的各行人范围最大宽度值中的最大值进行向上取整作为最终的人行横道宽度，即：Wmax＝max{int(W1)+1,int(W2)+1,...,int(Wk)+1,...,int(Wn)+1}(8)式中：Wmax为取整优化后得到的人行横道双侧最大宽度值，单位.m。2.按照权利要求1所述的信号控制下人行横道宽度确定方法，其特征在于，所述的行人过街图像中像素坐标(x,y)与平面直角坐标系中坐标(v,w)的转换包括如下步骤：1)关键轮廓线的转换关键轮廓线为L0、L1、L2，将人行横道中轴线L0转换为平面直角坐标系中的v轴，将人行横道上边缘线、下边缘线L2转换为平面直角坐标系中的直线:w＝w0,即完成行人过街图像中关键轮廓线的转换；2)像素坐标转换为平面直角坐标。3.按照权利要求2所述的信号控制下人行横道宽度确定方法，其特征在于，所述的像素坐标转换为平面直角坐标是指：记像素坐标中的中轴线为L0:y＝k0x+b0，上边缘线、下边缘线分别为L1:y＝k1x+b1、L2:y＝k2x+b2,其中：k0、k1、k2分别为关键轮廓线L0、L1、L2的斜率,b0、b1、b2分别为关键轮廓线L0、L1、L2的截距；将行人过街图像中像素坐标(x,y)转换为平面直角坐标系中坐标(v,w),转换方程如下：式中：w1为人行横道上侧最大宽度，单位.m；w2为人行横道下侧最大宽度，单位.m；w0为平面直角坐标系中代表人行横道上边缘线、下边缘线的直线；y为像素坐标中数据点的纵坐标；ξ为待定参数，可根据实际数据得到，为实际人行横道宽度的一半，单位.cm；(x,y1)、(x,y2)分别为人行横道中轴线两侧点的像素坐标；经过坐标转换，在直角坐标系中的纵坐标即为行人活动范围边缘与人行横道中轴线之间的最大距离，即行人过街活动范围单侧最大宽度。4.按照权利要求1所述的信号控制下人行横道宽度确定方法，其特征在于，所述的人行横道的单...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋现敏，李志慧，高雨虹，邓晓磊，魏巍，陶鹏飞，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22