[发明专利]无控制行人过街横道的人车冲突概率空间分布预测方法

摘要

本发明公开了一种无控制行人过街横道的人车冲突概率空间分布预测方法，该方法通过计算机动车和行人的到达概率预测过街横道上各断面机动车‑行人冲突概率，然后将预测得到的冲突概率绘制在过街横道的对应位置，得出概率分布图。本发明方法可在道路未修建前根据设计参数预测人行横道上各断面的冲突概率分布情况，提前分析过街横道的安全性，从而可在设计阶段调整道路设计，并为道路安全性评估提供依据。

主权项

1.无控制行人过街横道的人车冲突概率空间分布预测方法，其特征在于，包括以下步骤：1)基础数据准备以预测行人过街横道任意断面的人车冲突概率为目标，需要准备的基础数据包括：车道宽度W、车流量Q_v、车速v_v、机动车长度L、机动车宽度B、行人流量Q_p、行人行走速度v_p，临界时间间隙t₀；2)过街横道上任意断面y_i在行人所需的穿越时间内有机动车出现的概率，包括机动车到达概率和机动车横向偏移概率；2.1)机动车到达概率假设机动车到达服从泊松分布，当机动车在行人所需的穿越时间内到达时，机动车与行人将发生冲突，因此，机动车到达过街横道上任意断面y_i的概率为：式中，λ_v为机动车到达率，Q_v为机动车到达流量，时间t_v为行人穿越机动车宽度范围所需时间，B为机动车宽度，v_p为行人过街速度；2.2)考虑机动车在所在车道与过街横道相交的任意断面y_i的横向偏移分布概率；机动车在车道上并不是严格按照直线行驶，驾驶员即使不进行变道，机动车也会在车道范围内发生左右偏移的情况，机动车在车道的偏移服从正态分布，根据车辆和机动车道的宽度关系，分为两种情况，第一种情况为两倍的机动车宽度大于车道宽度，即不管机动车如何偏移，车道中线附近有一定范围内一直有车存在，该范围内过街横道上任意断面y_i的机动车横向分布概率为1，第二种情况为两倍机动车宽度小于车道宽度，此时车道上没有机动车横向分布概率为1的区域，因此，过街横道上任意断面y_i考虑机动车在车道内横向偏移的横向分布概率：2.2.1)当2B≥W时2.2.2)当2B＜W时式中，W为车道宽度，B为机动车宽度,y_i为车道上任意断面位置，μ为机动车在车道上的平均偏移位置；σ²为机动车在车道上的偏移位置方差，以车道中线为基准；2.3)过街横道任意断面y_i在行人穿越时段内有机动车出现的概率为：3)机动车穿越过街横道期间过街横道上任意断面y_i有行人出现的概率，包括行人到达概率和行人过街概率；3.1)行人到达概率假设行人到达服从泊松分布，当行人在机动车通过行人所在位置所需的时间内到达时，行人与机动车将发生冲突，因此，行人的到达概率为：式中，λ_p为行人到达率，Q_p为行人到达流量，时间t_p取机动车通过所需时间，L为机动车长度，v_v为车速；3.2)行人过街概率假设当车头间隙大于设定的临界值t₀时，即在时间t₀内没有机动车到达，行人选择过街，则行人过街概率为：3.3)机动车穿越人行横道时间段内，过街横道上任意断面y_i有行人出现的概率为：4)过街横道上任意断面y_i的人车冲突概率行人与机动车发生冲突的情况为人和车同时出现在某点的概率，此时行人和机动车的到达时间应取行人到达时间和机动车到达时间的最小值，即因此，行人与机动车发生冲突的概率为：