[发明专利]基于对称交叉口的行人过街效率与安全分析方法

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1.基于对称交叉口的行人过街效率与安全分析方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

S1、建立过街模型：以行人过街要遇到的信号灯次数为对象，研究行人在十字路口直行过街和对角过街的情况，建立基于对称交叉口的三种过街模式；

S101、模式1：常规模式：红灯等待，绿灯通过，行人直行过街会遇到一次信号灯，对角过街会遇到两次信号灯；

S102、模式2：两阶段过街模式：设计了一个中心安全岛，以容纳选择两个阶段过街的行人，直行过街的行人将先通过一次信号灯到达中心安全岛，再等待一次信号灯到达对街，对角过街的行人将遇到四次信号灯；

S103、模式3：互斥相位模式：添加了行人专用相位，共有四个相位，允许行人在行人专用相位过街，此时，所有车辆不允许通行，直行过街和对角过街都等待一次通行信号灯；

S2、效率分析的建模：将延误作为效率指标，建立对于三种过街模式的行人延误模型并进行延误模型的整合；

其中，S2效率分析的建模具体过程为：

假设所有驾驶员都遵守交通规则，在人行横道上遇到冲突时均以行人优先，因此，当行人与车辆发生冲突时，行人延误为零；过街模式m的总行人延误d_m如下：

式中，d_mi分别为行人在三种过街模式(m＝1，2，3)中直行过街(i＝1)和对角过街(i＝2)的信号延误，d_mij为过街模式m中采用过街路径j进行过街运动i的行人过街延误；

过街模式m的平均行人延误如下：

式中，c_m是过街模式m的信号周期长度，q₁、q₂分别为直行和对角的行人到达率；

绘制行人数量与时间的函数关系，坐标轴下用阴影表示出行人通行时间段，并找到一次过街的行人到达率、行人的饱和流率和行人的消散时间的线段，用面积表示总行人延误；

S201：通过绘制模式1下不同过街路径的过街行人数量与时间的函数关系的图形，用面积关系表示行人的延误模型；

S202：通过绘制模式2下不同过街路径的过街行人数量与时间的函数关系的图形，用面积关系表示行人的延误模型；

S203：通过绘制模式3下不同过街路径的过街行人数量与时间的函数关系的图形，用面积关系表示行人的延误模型；

S204：延误模型的整合：不同过街模式、不同路径的行人延误模型有多种可能性，根据行人数量与时间的函数图像的形状和行人第二次遇到信号之前的等待时间，将延误模型分为三个代表性类型；

所述三个代表性类型为：

当m＝1，i＝1或m＝3，i＝1时，延误模型具体表达式为：

q_i是行人运动i的到达率，单位ped/s；s是行人饱和流率，单位ped/s；A是第一周期中行人的红灯相位集合；r_mn是过街模式m中相位n的有效红灯时间，单位s；

当m＝1，i＝2，j＝1，2，3，4；m＝2，i＝1，2，j＝1，2，7，8或m＝3，i＝2时，延误模型的具体表达式为：

t_f-l是行人第一个绿灯结束时间与行人最后一个绿灯开始时间之间的时间长度，单位s；g_mnr是行人绿灯时间减去行人消散时间的时间长度，单位s；B是除去最后一个允许行人过街的绿灯相位集合；

当m＝1，i＝2，j＝5，6，7，8或m＝2，i＝1，2，j＝3，4，5，6，延误模型的具体表达式为：

N_p为第一个周期出现延迟的人数；t_d是第一相位绿灯阶段行人消散时间，单位s；是区分行人运动的指标，如果m＝1，则否则E是一组允许过街运动的阶段；r_mn是过街模式m中相位n的有效红灯时间，单位s；

S3、安全分析的建模：假设行人是理性的，行人违规为零，基于行人与车辆暴露冲突计算潜在的交通事故数量；

S4、综合分析：将延误和潜在的安全事故分别转换为金钱，并利用总成本作为评估行人过街不同模式下性能的综合指标；

S5、比较分析：使用Webster模型时来确定交叉口信号配时方案；

S501、比较对称交叉口与常规交叉口之间的行人延误；

S502、从安全和效率的角度比较对称交叉口的三种行人过街模式；

S6、敏感性分析：采用Webster模型进行信号配比，研究周期长度、临界流量比和平均成本对总成本的影响效果；

所述对称交叉口为通过重新组织交叉口交通流线，一条干道上的车辆靠右行驶，另一条相交道路上的车辆靠左行驶。