[发明专利]一种基于交通冲突的行人与车辆交互仿真方法及系统

权利要求书

1.一种基于交通冲突的行人与车辆交互仿真方法，用于对交叉口的交通冲突进行预测分析，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、根据既有车辆信息数据库、行人信息数据库，读取人行横道上所有行人微观数据和各车道的车辆微观数据，读取斑马线范围；

步骤S2、基于行人数据和车辆数据，确定目标车辆的通行权、以及行人的通行权，判断目标车辆与行人之间是否存在交通冲突影响，当不存在交通冲突影响时，结束当前方法；

当存在交通冲突影响时，分别确定目标车辆与行人的实时位置、实时行驶速度、以及目标车辆与行人的交通冲突点，随后进入步骤S3；

步骤S3、分别针对各个交通冲突点，根据目标车辆与行人的实时行驶速度、以及目标车辆与行人的交通冲突点，计算发生交通冲突时的冲突参数，进一步通过计算得到存在交通冲突影响时目标车辆和行人的初始减速度，所述冲突参数包括严重程度系数、风险等级系数、以及紧迫程度系数，即获得各个交通冲突点对应的冲突参数、以及目标车辆和行人的初始减速度；

步骤S4、获得交叉口各个交通冲突点中目标车辆与行人的最小减速度，实时获取并更新目标车辆和行人的实时行驶速度、位置，返回步骤S2。

2.根据权利要求1所述的一种基于交通冲突的行人与车辆交互仿真方法，其特征在于，所述步骤S2中，确定目标车辆与行人的通行权，根据目标车辆的驱动模型计算得到目标车辆的加速度，根据行人的驱动模型计算得到行人的加速度，目标车辆与行人之间存在交通冲突影响的条件为：

当目标车辆或者行人与斑马线的距离小于预设阈值，并且目标车辆和行人均具有通行权时，目标车辆与行人之间存在交通冲突影响；

其中，当交叉口的交通信号灯为绿灯、或者交叉口不设有交通信号灯时，车辆与行人具有通行权，当交叉口的交通信号灯为红灯时，车辆与行人不具有通行权；

目标车辆与行人保持当前方向和速度不变，继续移动，目标车辆轨迹与行人轨迹的交点为交通冲突点。

3.根据权利要求2所述的一种基于交通冲突的行人与车辆交互仿真方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下步骤：

步骤S3-1、根据目标车辆的实时行驶速度确定交通冲突的严重程度系数S＝v_c/v_x,中，v_c为目标车辆实时行驶速度，v_x为道路预设限速值；

步骤S3-2、判断交通冲突的风险等级，所述风险等级分为高风险、低风险、安全，首先，分别计算车辆和行人当前位置与交通冲突点之间的距离，根据距离分别计算发生交通冲突所需时间，根据公式：

利用目标车辆当前位置的坐标(x_c,y_c)与交通冲突点的坐标(x_d,y_d)，计算目标车辆当前位置与交通冲突点之间的距离Lc，其中，x_d为交通冲突点的横坐标，x_c为目标车辆当前位置的横坐标，进一步得到车辆发生交通冲突所需时间TCc；

根据公式：

利用行人当前位置坐标(x_p,y_p)与交通冲突点的坐标(x_d,y_d)，计算行人当前位置与交通冲突点之间的距离Lp，其中，y_d为交通冲突点的纵坐标，y_p为行人当前位置的纵坐标，进一步得到行人发生交通冲突所需时间TCp，v_p为行人实时速度；

其次，获得目标车辆与行人发生交通冲突所需时间差ΔTC＝|TCc-TCp|，根据时间差ΔTC判断风险等级，进一步得到风险等级系数，当ΔTC的值小于等于预设风险区间范围时，交通冲突为高风险，对应的风险等级系数为1，当ΔTC的值在预设风险区间范围内时，交通冲突为低风险，对应的风险等级系数为0.5，当ΔTC的值大于等于预设风险区间范围时，交通冲突为安全，对应的风险等级系数为0；

步骤S3-3、判断发生交通冲突时，目标车辆或行人的紧迫程度，所述紧迫程度分为紧迫、不紧迫，根据紧迫程度进一步得到紧迫程度系数；

当目标车辆或者行人发生交通冲突所需时间小于预设临界值时，紧迫程度为紧迫，反之为不紧迫；

当目标车辆或行人紧迫程度均为紧迫时，对应的紧迫程度系数均为1；

当目标车辆或行人紧迫程度均为不紧迫时，对应的紧迫程度系数均为0；

当目标车辆紧迫程度为紧迫、行人紧迫程度为不紧迫时，目标车辆紧迫程度系数为0.6，行人紧迫程度系数为0.3；

当目标车辆紧迫程度为不紧迫、行人紧迫程度为紧迫时，目标车辆紧迫程度系数为0.3，行人紧迫程度系数为0.6；

步骤S3-4、结合目标车辆与行人发生交通冲突所需时间、实时行驶速度、严重程度系数、风险等级系数、以及紧迫程度系数，根据公式：

计算交通冲突影响在交通冲突点对目标车辆造成的初始减速度a_c、对行人造成的初始减速度a_p，其中，TCc为目标车辆发生交通冲突所需时间，TCp为行人发生交通冲突所需时间，S为交通冲突严重程度系数，f_Δ为交通冲突风险等级程度系数，f_c为目标车辆紧迫程度系数，f_p为行人紧迫程度系数。