[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

说明书

本发明公开了一种基于交通冲突的行人与车辆交互仿真方法及系统，属于交通安全分析技术领域，通过判断交叉口内行人与车辆之间是否存在交通冲突影响，并对交通冲突影响进行分析，计算发生交通冲突时的冲突参数，进一步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，通过对各个交通冲突点中目标车辆与行人的减速度进行筛选，实时获取并更新车辆和行人的实时行驶速度以及位置。本发明提供的方法将车辆、行人对冲突的考量过程作为决策逻辑，综合考虑范围内车辆对行人的影响、行人对车辆的影响，进而为车辆、行人提供科学合理的速度判断和决策依据，准确、快速仿真多车道情况下的车辆与行人交互。

技术领域

本发明涉及交通安全分析技术领域，具体而言涉及一种基于交通冲突的行人与车辆交互仿真方法及系统。

背景技术

交叉口作为城市道路网中的重要节点，也是交通网络中的瓶颈，大量的车辆和行人汇集于此。由于几十年来行人交通未得到应有的关注和重视，普遍存在着“步行难过街难”的现象，行人过街面临着效率低、安全性差、舒适性差的问题。我国城市交叉口中，车辆与行人交互频繁、干扰严重，特别是信号控制交叉口右转机动车与行人之间冲突严重。行人灵活，与车辆的交互也是伺机而动，使得车辆运行过程中将与不同的行人发生多次交互，行人也将与不同的车辆发生多次交互，并根据交互对象状态的变化进行动态多次决策。

目前已经提出了一些人车交互模型，代表性的有社会力模型和间隙穿越类模型两类。社会力模型虽然能刻画行人和车辆的影响，但穿越时只能实现一方的减速避让，车辆、行人穿越阶段刻画不足。间隙穿越模型能较好的模拟车辆、行人穿越的阶段，但缺少了穿越前车辆与行人的影响。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明基于交通冲突技术的理念，以速度、距离冲突点的距离、到达冲突点的时间、车辆数、行人数量为基础，分析冲突的严重程度、风险等级、紧迫程度和数量修正系数，并以此为依据确定车辆、行人的避让措施、减速度、位置更新及穿越，综合考虑范围内车辆对行人的影响、行人对车辆的影响，进而为车辆、行人提供科学合理的速度判断和决策依据，准确、快速仿真多车道情况下的车辆与行人交互。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

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，包括以下步骤：

步骤S1、获取人行横道上的行人数据、各车道上的车辆数据、以及斑马线范围数据；

步骤S2、基于行人数据和车辆数据，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。

进一步地，前述步骤S2中，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；