一种无信号控制路段人行横道交通运行分析方法技术

本发明专利技术提出了一种无信号控制路段人行横道交通运行分析方法，针对无信号控制路段人行横道，结合机动车的让行行为与行人间隙接受行为的相互作用，建立一套仿真分析方法。本发明专利技术考虑了道路宽度、车道数、有无中央驻足区等道路几何条件及车辆和行人到达分布、车辆让行阈值分布、行人间隙接受阈值分布等交通条件，将其整合在一个仿真分析模型中，从而可对无信号控制路段人行横道的交通运行进行描述，并分析机动车的让行行为与行人间隙接受行为的相互作用。

A traffic operation analysis method for pedestrian crossings in Unsignalized sections

【技术实现步骤摘要】
一种无信号控制路段人行横道交通运行分析方法
本专利技术属于人行横道交通运行分析
，尤其涉及一种无信号控制路段人行横道交通运行分析方法。
技术介绍
无信号控制路段人行横道是一种沟通道路两侧步行交通系统的常用设施，然后目前对其分析主要从机动车的让行行为和行人的间隙接受行为这两方面单独进行，但两者实际是相互作用的，对此未见有针对性的分析方法，并且也未检索到这类方法的专利技术专利。经对现有技术的文献检索发现，有关无信号控制路段人行横道交通运行分析方法，主要有以下几种：1)机动车让行行为分析。具体包括年龄、性别、收入、教育背景等驾驶员自身属性，行车速度、行人数量等交通因素，以及车道数、监控设施等道路因素对机动车让行行为的影响研究。代表性研究包括《广州市机动车人行横道让行行为及影响因素分析》、《北京市机动车驾驶员"抢行"行为及影响因素分析》、《VehicleyieldingprobabilityestimationmodelatunsignalizedmidblockcrosswalksinShanghai,China》等。2)行人间隙接受行为分析。具体包括年龄、性别等行人自身属性，间隙时长、等待时长等交通因素，以及人行道长度、中央驻足区等道路因素对行人间隙接受行为的影响研究。代表性研究包括《无信号控制路段行人过街决策研究》、《停车让行交叉口机动车接受间隙和拒绝间隙分布特征》、《Behaviouralissuesinpedestrianspeedchoiceandstreetcrossingbehaviour:Areview》等。3)微观交通流模型分析。微观交通流模型是解释影响因素对微观交通运行状态作用机理的重要方法，针对无信号控制路段人行横道，以往基于跟驰模型建立了分析模型，车辆以固定的规则对前方车辆以及过街行人的刺激做出反应。代表性研究包括《Anextendedcar-followingmodelwiththeconsiderationoftheillegalpedestriancrossing》。然而，上述3中方法均存在缺陷，具体如下：方法1和方法2分别是针对机动车让行行为和行人间隙接受行为的分析方法，目前已有了较为成熟的技术成果，但仅是从一个角度进行分析，缺乏对其相互作用的考虑；方法3通过给定规则对前方车辆以及过街行人的刺激做出反应，但一般假设行人的绝对优先，同样缺乏对车辆与行人交互作用的考虑。由于在无信号控制路段人行横道，交通运行不是简单的在车流中出现一个间隙行人就一定接受或拒绝，也不是驾驶员在一定场景下就一定会让行或不让行，两者是一个交互的过程。因此，现有技术缺乏针对无信号控制路段人行横道交通运行中机动车让行与行人穿越行为交互过程的分析方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种无信号控制路段人行横道交通运行分析方法，其针对无信号控制路段人行横道，结合机动车的让行行为与行人间隙接受行为的相互作用，建立一套仿真分析方法，从而可对无信号控制路段人行横道的交通运行进行细致描述和分析。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种无信号控制路段人行横道交通运行分析方法，包括以下步骤：步骤1：输入仿真模型的参数值；所述仿真模型包括车辆仿真模块和行人仿真模块；步骤2：初始化车辆仿真模块和行人仿真模块；所述车辆仿真模块的初始值包括生成新车辆的数量和车辆的让行阈值δn；所述行人仿真模块的初始值包括生成新行人的数量、行人的间隙接受阈值ηi和步行速度vi；步骤3：基于行人仿真模块，确定仿真时刻t的行人行为；所述行人行为包括已开始过街和正在等待过街；步骤4：基于车辆仿真模块，确定仿真时刻t的车辆行为；所述车辆行为包括让行行为和加速度；步骤5：更新行人行为；步骤6：更新车辆行为；步骤7：判断仿真分析是否终止；若是，则输出仿真结果；否则，分析时刻更新，执行步骤2。优选地，在步骤1中，所述参数值包括人行横道的位置xc、人行横道的长度D、行人到达分布Ap、行人步行速度分布Vp和行人间隙接受阈值分布Bp。优选地，在步骤2中，所述参数值包括路段车道数Nl、是否存在中央分隔带数量M、是否存在监控Ep、车辆到达分布Av、车辆让行阈值分布Bv、模型常数、仿真分析时长和初始化仿真时刻。优选地，步骤2具体为：通过车辆到达分布Av，确定是否生成新的车辆；通过车辆让行阈值分布Bv，确定车辆的让行阈值δn；通过行人到达分布Ap，确定是否生成新的行人，并根据行人间隙接受阈值分布Bp和行人步行速度分布Vp，确定行人的间隙接受阈值ηi和步行速度vi。优选地，已开始过街的行人行为判断模型为:其中，Ti(t)＝行人i在仿真时刻t已经历的过街时长；vi＝行人i的步行速度。优选地，正在等待过街行人行为判断模型为：其中，Uil(t)＝6.365+2.678Gl(t)-2.846D+0.058Wi(t)-1.273Si(t)；其中，Wi(t)＝仿真时刻t行人i的等待时长；Si(t)＝仿真时刻t行人i的等待位置，Si(t)＝1表示路侧，Si(t)＝0表示路中。优选地，让行行为的判断模型为：Vn(t)＝1.291+2.937Gn(t)-8.462Nl+0.730Np(t)+3.008S(t)+11.913Ep；其中，S(t)＝仿真时刻t是否有行人在路中等待；Ep＝是否存在监控；Nl＝车道数；Gn(t)＝仿真时刻t车辆n对于人行横道的间隙大小；Np(t)＝仿真时刻t等待过街的行人数量；δn＝车辆n的让行阈值。优选地，加速度的判断模型为：V(Δxn(t))＝V1+V2tanh(C1(Δxn(t)-lc)-C2)；其中，V(.)＝最优速度函数；xn(t)＝仿真时刻t车辆n的位置；vn(t)＝仿真时刻t车辆n的速度；Δvn(t)＝仿真时刻t车辆n与前车n-1的速度差；dn(t)＝仿真时刻t车辆n与人行横道距离；κ和λ为模型参数。优选地，步骤5具体为：更新已开始过街行人的集合、正在等待过街行人的集合、过街行人已经历的过街时长、等待行人的等待时长和等待行人的数量。优选地，步骤6具体为：更新车辆的速度和位置。与现有技术相比，本专利技术的优点为：1)本专利技术提供了一种无信号控制路段人行横道交通运行分析方法。2)本专利技术考虑了机动车让行行为与行人间隙接受行为的相互作用，从而可对无信号控制路段人行横道的交通运行进行细致描述和分析。附图说明图1为本专利技术一实施例的无信号控制路段人行横道交通运行分析方法的流程图；图2为图1中人行横道的几何条件示意图；图3为图1中行人行为状态图；图4为图1中车辆行为状态图。具体实施方式下面将结合示意图对本专利技术的无信号控制路段人行横道交通运行分析方法进行更详细的描述，其中表示了本专利技术的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本专利技术，而仍然实现本专利技术的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本专利技术的限制。如图1所示，一种无信号控制路段人行横道交通运行分析方法，包括步骤1～7，具体如下：步骤1：输入仿真模型的参数值；仿真模型包括车辆仿真模块和行人仿真模块；参数值包括行人仿真模块的参数值和车辆仿真模块的参数值，其中，行人仿真模块的参数值包括人行横道的位置xc，m、人行横道的长度D，m、行人到达分布Ap、行人步行速度分布Vp和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无信号控制路段人行横道交通运行分析方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：输入仿真模型的参数值；所述仿真模型包括车辆仿真模块和行人仿真模块；步骤2：初始化车辆仿真模块和行人仿真模块；所述车辆仿真模块的初始值包括生成新车辆的数量和车辆的让行阈值δn；所述行人仿真模块的初始值包括生成新行人的数量、行人的间隙接受阈值ηi和步行速度vi；步骤3：基于行人仿真模块，确定仿真时刻t的行人行为；所述行人行为包括已开始过街和正在等待过街；步骤4：基于车辆仿真模块，确定仿真时刻t的车辆行为；所述车辆行为包括让行行为和加速度；步骤5：更新行人行为；步骤6：更新车辆行为；步骤7：判断仿真分析是否终止；若是，则输出仿真结果；否则，分析时刻更新，执行步骤2。

【技术特征摘要】
1.一种无信号控制路段人行横道交通运行分析方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：输入仿真模型的参数值；所述仿真模型包括车辆仿真模块和行人仿真模块；步骤2：初始化车辆仿真模块和行人仿真模块；所述车辆仿真模块的初始值包括生成新车辆的数量和车辆的让行阈值δn；所述行人仿真模块的初始值包括生成新行人的数量、行人的间隙接受阈值ηi和步行速度vi；步骤3：基于行人仿真模块，确定仿真时刻t的行人行为；所述行人行为包括已开始过街和正在等待过街；步骤4：基于车辆仿真模块，确定仿真时刻t的车辆行为；所述车辆行为包括让行行为和加速度；步骤5：更新行人行为；步骤6：更新车辆行为；步骤7：判断仿真分析是否终止；若是，则输出仿真结果；否则，分析时刻更新，执行步骤2。2.根据权利要求1所述的无信号控制路段人行横道交通运行分析方法，其特征在于，在步骤1中，所述参数值包括人行横道的位置xc、人行横道的长度D、行人到达分布Ap、行人步行速度分布Vp和行人间隙接受阈值分布Bp。3.根据权利要求1所述的无信号控制路段人行横道交通运行分析方法，其特征在于，在步骤1中，所述参数值包括路段车道数Nl、是否存在中央分隔带数量M、是否存在监控Ep、车辆到达分布Av、车辆让行阈值分布Bv、模型常数、仿真分析时长和初始化仿真时刻。4.根据权利要求1所述的无信号控制路段人行横道交通运行分析方法，其特征在于，步骤2具体为：通过车辆到达分布Av，确定是否生成新的车辆；通过车辆让行阈值分布Bv，确定车辆的让行阈值δn；通过行人到达分布Ap，确定是否生成新的行人，并根据行人间隙接受阈值分布Bp和行人步行速度分布Vp，确定行人的间隙接受阈值ηi和步行速度vi。5.根据权利要求1所述的无信号控制路段人行横道交通运行分析方法，其特征在于，已开始过街的行人行为判断模型为:其中，Ti(t...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵靖，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31