[发明专利]行人过街时间模型及信号交叉口人行横道宽度优化方法

权利要求书

1.一种信号交叉口人行横道宽度优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、采集待优化人行横道的长度、初始宽度以及行人统计数据，并根据行人统计数据确定人行横道两端等待过街的设定行人组团规模；

步骤2、确定人行横道宽度第一上限阈值、第一下限阈值、第二上限阈值、第二下限阈值，具体包括：

(1)确定人行横道宽度第一上限阈值W₁，具体方法如下：

将行人过街时间模型进行微分，所述行人过街时间模型的表达式具体如下：

式中，T_t为行人实际过街时间；T_s为行人起动时间；L为人行横道长度；W为人行横道宽度；S_p为行人过街速度；N_ped为一个信号周期内的过街行人总数；N_ped1、N_ped2分别表示一个信号周期内，过街行人数量较多的一个方向上的过街行人数及反向的过街行人数；T_l表示延滞延误，是指行人组团延展过程中产生的延误；T_b表示相向效应延误，是指相向行人冲突所产生的延误；

得到单位人行横道宽度增量与对应的行人过街时间减少量之间的定量关系，具体公式如下：

在1s/m～4s/m的范围内为选取一个确定的值代入上式，并将步骤1中所确定的人行横道两端等待过街的设定行人组团规模中数值较大、较小的设定行人组团规模分别作为N_ped1、N_ped2代入上式，计算得到的W作为人行横道宽度第一上限阈值W₁；

(2)确定人行横道宽度第一下限阈值W₂，具体方法如下：

将步骤1中所确定的人行横道两端等待过街的设定行人组团规模中数值较大、较小的设定行人组团规模分别作为N_ped1、N_ped2代入所述行人过街时间模型，计算此时的行人实际过街时间T_t、延滞延误T_l、相向效应延误T_b与人行横道宽度W之间的关系式，并计算出延误占比恰好等于预设的行人过街最大可接受的延误占比时的人行横道宽度W的值，该人行横道宽度值即为人行横道宽度第一下限阈值W₂，延误占比PDC的表达式如下：

(3)确定人行横道宽度第二上限阈值W₃，具体方法如下：

确定人行横道上的行人局部密度等于预设的行人局部密度阈值时的人行横道宽度值，并以该人行横道宽度值作为人行横道宽度第二上限阈值W₃；

(4)确定人行横道宽度第二下限阈值W₄，具体方法如下：

模拟不同人行横道宽度下的行人过街情景，并取行人流壅塞现象恰好消除时的人行横道宽度值作为人行横道宽度第二下限阈值W₄；

步骤3、根据下式确定人行横道宽度上、下限阈值W_max、W_min，并在所确定的上、下限阈值之间为待优化人行横道选择一个值作为优化后的人行横道宽度：

2.如权利要求1所述信号交叉口人行横道宽度优化方法，其特征在于，所述根据行人统计数据确定人行横道两端等待过街的设定行人组团规模，具体方法如下：统计高峰时段的多个红灯信号周期内待优化人行横道两端等待过街的行人组团规模数据序列，并对所得到的两个行人组团规模数据序列分别取85％分位数作为人行横道两端等待过街的设定行人组团规模。

3.如权利要求1所述信号交叉口人行横道宽度优化方法，其特征在于，所述行人过街最大可接受的延误占比的取值为30％。

4.如权利要求1所述信号交叉口人行横道宽度优化方法，其特征在于，所述行人局部密度的计算公式具体如下：

其中，是表示人行横道上某一点的位置坐标，t表示计算时刻，表示时刻t在位置上的局部行人密度，表示行人i在t时刻的位置为(x_i,y_i)，R是衡量在以(x,y)为圆心、面积为A＝πR²的圆形区域内的行人的权重参数。