CN105780688B - 十字形交叉口行人安全护栏的设置方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种十字形交叉口行人安全护栏的设置方法，旨在克服目前存在行人绿灯期间行人在人行道外部行走过街的问题，十字形交叉口行人安全护栏的设置方法的步骤如下：1.建立交叉口坐标系:以人行横道远端边界线所在直线为x轴，以人行横道左边界线所在直线为y轴建立交叉口坐标系，O为坐标原点，从F指向A方向为X轴正方向，从F指向N方向为Y轴正方向；2.采集交叉口相关几何参数；3.建立溢出行人在人行横道远端的穿越位置概率分布方程式；4.确定人行横道行人安全护栏设置位置和长度：护栏长度L1＝OE‑W，式中L1为护栏长度，单位为米；OE为穿越概率变为0的位置E到坐标原点的距离，单位为米；W为人行道宽度，单位为米。
Description
技术领域
本发明涉及一种城市道路信号交叉口人行横道渠化方法，更确切地说，本发明涉及一种十字形交叉口行人安全护栏的设置方法。
背景技术
本发明所述的溢出现象是指行人绿灯期间行人在人行道外部行走过街的行为,该种违章行为在中国普遍存在，它导致行人占据机动车的行驶空间，增加行人与转弯机动车的冲突，同时行人与机动车因争夺优先权导致信号交叉口运行秩序混乱。现有研究集中于守法过街行人特性研究,对违章行人过街行人的特性研究较少，更缺乏限制违章过街行人的优化方法，而且大部分研究通过提出很多假设来简化建模过程，从而难以真实反映行人过街行为。结合上述内容，需要提出一种科学合理的溢出行人穿越位置概率分布的计算方法，并在此基础上通过采用设置安全护栏限制行人的这种违法行为，以此减少行人违章行为发生，并保证行人过街安全，使信号交叉口有序和高效运行。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服了目前存在行人绿灯期间行人在人行道外部行走过街的问题，提供了一种十字形交叉口行人安全护栏的设置方法。
为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：所述的十字形交叉口行人安全护栏的设置方法的步骤如下：
1)建立交叉口坐标系:
以人行横道远端边界线所在直线为x轴，以人行横道左边界线所在直线为y轴建立交叉口坐标系，O为坐标原点，从F指向A方向为X轴正方向，从F指向N方向为Y轴正方向；
2)采集交叉口相关几何参数；
3)建立溢出行人在人行横道远端的穿越位置概率分布方程式；
4)确定人行横道行人安全护栏设置位置和长度：
护栏长度为L1＝OE-W
式中：L1为护栏长度，单位为米；OE为穿越概率变为0的位置E到坐标原点的距离，单位为米；W为人行道宽度，单位为米。
技术方案中所述的采集交叉口相关几何参数是指：
1)采集行人穿越坐标
将人行道划分近端、中部位置和远端三个穿越区域，并定义近端截面N、中部位置截面M、远端截面F；采集溢出行人在三个截面穿越位置的近端截面横坐标P1、中部位置截面横坐标P2、远端截面横坐标P3；
2)采集交叉口相关几何参数
需要采集的交叉口相关几何参数包括:
(1)人行道宽度W；
(2)人行道长度L；
3)确定目的地与人行横道右边界的距离D
(1)为了得到目的地A与人行道边缘距离D，需要先定义目的地，目的地是指在建立的坐标系中，位于x坐标轴正方向范围内的行人吸引点，当有多个吸引点时，选择最近的吸引点作为目的地；
(2)确定目的地以后，需要确定测距的起点，定义目的地距离人行横道最近的入口作为测量起始点，从目的地最近入口到人行横道右边界的垂直距离即为D；
以上参数都以“米”为计量单位；这些数据的采集需要施工人员在十字形交叉口现场利用皮尺进行测量。
技术方案中所述的建立溢出行人在人行横道远端的穿越位置概率分布方程式的步骤如下：
1)建立溢出过街行人在人行横道远端的穿越位置概率分布方程式
韦布尔分布通过改变形状参数α和比例参数β用来表达各种连续的随机概率分布，当形状参数α和比例参数β取不同的值时，韦布尔分布的函数图形与十字型交叉口溢出行人在远端的穿越位置概率分布曲线一致；因此，将溢出行人在人行横道远端的穿越位置概率分布方程的基本形式设为公式(1)
式中：f:Weibull分布概率密度方程式；
α:形状参数；β:比例参数；
2)计算穿越位置概率分布方程式中的两个参数：
当形状参数α和比例参数β确定以后，溢出行人在人行横道远端的穿越位置概率分布方程式就随之确定；根据在7条几何条件不同的人行横道的溢出行人穿越位置数据，拟合标定了方程式参数，形状参数α和比例参数β与上述人行道宽度W、人行道长度L和目的地与人行横道右边界的距离D相关；根据多元回归方法，将形状参数α和比例参数β表示为人行横道宽度W、人行横道长度L和目的地与人行横道右边界的距离D的方程式，如公式(2)和公式(3)所示。
α＝0.1W+0.14L+0.0027D+1.894 (2)
β＝0.82W+0.024L+0.0079D+10.55 (3)
式中：W为人行横道宽度，单位为米；L为人行横道长度，单位为米；D为目的地与人行横道右边界的距离，单位为米；
3)绘制溢出行人在人行横道远端的穿越位置概率分布方程曲线：
(1)人行道边界由四条直线组成:
(2)在同一坐标系中绘制行人在人行横道远端的穿越位置概率分布方程曲线，方程式如公式(5)所示；
由于绘制时需要详细的参数，故先绘制出一般函数图形，即首先绘制人行横道，其次绘制溢出行人在人行横道远端的穿越位置概率分布方程曲线。
技术方案中所述的确定人行横道行人安全护栏设置位置和长度是指：
1)确定行人溢出概率为0的位置
随着溢出行人在人行横道远端不同位置的穿越概率变化，在穿越概率变为0的位置E，即为行人安全护栏设置结束的位置；
2)确定安全护栏的设置长度
限制行人溢出过街的安全护栏的设置长度就是从人行横道右边界到溢出概率为0的位置E的距离，护栏长度如公式(6)所示；
L1＝OE-W (6)
式中：L1为护栏长度，单位为米；OE为穿越概率变为0的位置E到坐标原点的距离，单位为米；W为人行道宽度，单位为米；
安全护栏的设置从人行横道右边界BR开始，到穿越概率变为0的位置E结束。
与现有技术相比本发明的有益效果是：
1.本发明所述的溢出行人穿越位置概率分布计算方法为安全护栏的位置和长度设置提供了充分的理论依据，扩展了以往对守法行人过街特性的研究，基于信号交叉口几何特性的溢出行人穿越位置概率分布计算方法有利于解决中国行人违章过街现象；
2.本发明通过建立溢出行人在人行横道远端的穿越位置概率分布计算方法，进而确定行人溢出发生最频繁的位置，基于穿越位置概率分布可以确定安全护栏的设计位置和长度；
3.本发明所述的溢出行人穿越位置概率分布计算方法综合考虑人行横道长度、宽度、目的地距人行道的距离三个影响因素，在实际应用过程中，只需获取信号交叉口各个相关参数的值，就可以计算得到溢出行人穿越位置概率分布规律，进而确定行人安全护栏的长度，方法简便，实用性强。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
图1为本发明所述的十字形交叉口行人安全护栏的设置方法的流程框图；
图2-a为本发明所述的十字形交叉口行人安全护栏的设置方法的交叉口几何参数示意图；W为人行横道宽度；L为人行横道长度；N、M、F为定义的近端、中部和远端三个穿越截面；A代表行人的目的地；BR为人行横道右边界；D为目的地入口距离人行横道右边界的垂直距离；
图2-b为本发明所述的十字形交叉口行人安全护栏的设置方法的溢出行人过街轨迹图；P1、P2和P3为溢出行人在三个穿越截面上穿越位置的横坐标；A代表行人的目的地；NP、MP和FP为行人在近端、中部和远端的穿越位置；O为坐标原点，从F指向A方向为X轴正方向，从F指向N方向为Y轴正方向；
图3为本发明所述的十字形交叉口行人安全护栏的设置方法中溢出行人在人行横道远端的穿越位置概率分布示意图；BR为人行横道右边界；O为坐标原点；从F指向A方向为X轴正方向；E代表行人溢出概率变为0的临界点，即行人溢出的临界点；
图4为本发明所述的十字形交叉口行人安全护栏的设置方法案例示意图；1表示设置的安全护栏，L1表示安全护栏长度即E到BR的距离；
图5为本发明所述的十字形交叉口行人安全护栏的设置方法中几何约束条件的示意图；BR为人行横道右边界；O为坐标原点；从F指向A方向为X轴正方向；E代表行人溢出概率变为0的临界点，即行人溢出的临界点；
图6为本发明所述的十字形交叉口行人安全护栏的设置方法案例示意图；1为设置的安全护栏，L1为安全护栏的长度，E为行人溢出概率为0的临界点，即行人溢出的临界点；BR为人行横道的右边界。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细的描述：
本发明所述的十字形交叉口行人安全护栏的设置方法结合十字形交叉口的几何条件，针对十字形交叉口行人安全护栏进行设计，方法涉及3个关于交叉口的几何参数；该方法以Weibull分布函数为基础构建了十字形交叉口行人穿越位置概率分布计算方法，并在此基础上提出设置安全护栏的方法限制行人溢出；设置安全护栏以后，行人被限制在人行横道内行走，而不再溢出过街。本发明所述的十字形交叉口行人安全护栏的设置方法包括建立交叉口坐标系，采集交叉口相关几何参数，建立溢出行人在人行横道远端的穿越位置概率分布方程式，确定行人安全护栏设置位置和长度四个步骤。
参阅图1，本发明所述的十字形交叉口行人安全护栏的设置方法的步骤如下：
1.建立交叉口坐标系
参阅图2-a，以人行横道远端边界线所在直线为x轴，以人行横道左边界线所在直线为y轴建立交叉口坐标系，O为坐标原点，从F指向A方向为X轴正方向，从F指向N方向为Y轴正方向。
2.采集交叉口相关几何参数
1)采集行人穿越坐标
参阅图2-b，将人行道划分近端、中部位置和远端三个穿越区域，并定义近端截面N、中部位置截面M与远端截面F；采集溢出行人在三个截面穿越位置的近端截面横坐标P1、中部位置截面横坐标P2、远端截面横坐标P3。
2)采集交叉口相关几何参数
参阅图2-a，需要采集的交叉口相关几何参数包括:
(1)人行道宽度W；
(2)人行道长度L；
3)确定目的地与人行横道右边界的距离D
(1)为了得到目的地A与人行道边缘距离D，需要先定义目的地，目的地是指在建立的坐标系中，位于x坐标轴正方向范围内的行人吸引点，当有多个吸引点时，选择最近的吸引点作为目的地；
(2)确定目的地以后，需要确定测距的起点，定义目的地距离人行横道最近的入口作为测量起始点，从目的地最近入口到人行横道右边界的垂直距离即为D；
以上参数都以“米”为计量单位；这些数据的采集需要施工人员在信号交叉口现场利用皮尺进行测量。
3.建立溢出行人在人行横道远端的穿越位置概率分布方程式
根据采集得到的交叉口相关几何参数计算溢出行人在人行横道远端的穿越位置概率分布方程式。
1)建立溢出过街行人在人行横道远端的穿越位置概率分布方程式
韦布尔分布可以通过改变形状参数α和比例参数β用来表达各种连续的随机概率分布。当形状参数α和比例参数β取不同的值时，韦布尔分布的函数图形与十字形交叉口溢出行人在远端的穿越位置概率分布曲线一致。因此，将溢出行人在人行横道远端的穿越位置概率分布方程的基本形式设为公式(1)
式中：f.Weibull分布概率密度方程式；
α:形状参数；β:比例参数；
2)计算穿越位置概率分布方程中的两个系数：
当形状参数α和比例参数β确定以后，溢出行人在人行横道远端的穿越位置概率分布方程式就随之确定。根据在7条几何条件不同的人行横道的溢出行人穿越位置数据，拟合标定了方程式参数。形状参数α和比例参数β与上述人行道宽度W、人行道长度L和目的地与人行横道右边界的距离D相关。根据多元回归方法，将形状参数α和比例参数β表示为人行横道宽度W、人行横道长度L和目的地与人行横道右边界的距离D的方程式，如公式(2)和公式(3)所示；
α＝0.1W+0.14L+0.0027D+1.894 (2)
β＝0.82W+0.024L+0.0079D+10.55 (3)
β＝0.82W+0.024L+0.0079D+10.55
式中：W为人行横道宽度，单位为米；L为人行横道长度，单位为米；D为目的地与人行横道右边界的距离，单位为米。
3)绘制溢出行人在人行横道远端的穿越位置概率分布方程曲线：
(1)人行道边界由四条直线组成:
(2)在同一坐标系中绘制行人在人行横道远端的穿越位置概率分布方程曲线，方程式如公式(5)所示；
由于绘制时需要详细的参数，故这里先绘制出一般函数图形。参阅图3，首先绘制人行横道，其次绘制溢出行人在人行横道远端的穿越位置概率分布方程曲线。
4.确定人行横道远端行人安全护栏设置位置和长度
1)确定行人溢出概率为0的位置E
参阅图3，随着溢出行人在人行横道远端不同位置的穿越概率变化，在穿越概率变为0的位置E，即为行人安全护栏设置结束的位置。
2)确定安全护栏的设置长度
参阅图4，限制行人溢出过街的安全护栏的设置长度就是从人行横道右边界到溢出概率为0的位置E的距离。护栏长度如公式(6)所示；安全护栏的设置形式如图中所示。
L1＝OE-W； (6)
式中：L1为护栏长度，单位为米；OE为穿越概率变为0的位置E到坐标原点的距离，单位为米；W为人行道宽度，单位为米。
实施例
1.建立交叉口坐标系
参阅图2-a，以人行横道远端边界线所在直线为x轴，以人行横道左边界线所在直线为y轴建立交叉口坐标系，O为坐标原点，从F指向A方向为X轴正方向，从F指向N方向为Y轴正方向。
2.采集交叉口相关几何参数
由施工人员现场使用皮尺测量交叉口相关几何参数，所有采集的交叉口相关几何参数如下：
1)实际应用中不需要采集行人穿越坐标；
2)采集交叉口相关几何参数:
参阅图2-a，需要采集的交叉口相关几何参数包括:
(1)人行道宽度W＝8米；
(2)人行道长度L＝43米；
3)确定目的地与人行横道右边界的距离D
目的地与人行横道右边界的距离D＝260米。
3.计算溢出行人在人行横道远端的穿越位置概率分布方程式
1)建立溢出过街行人在人行横道远端的穿越位置概率分布方程式
根据公式(1)，溢出行人在人行横道远端的穿越位置概率分布方程的基本方程式，
2)计算穿越位置概率分布方程式中的两个参数：
将上述人行道宽度W＝8米；人行道长度L＝43米；目的地与人行横道边缘的距离D＝260米带入公式(2)和公式(3)，得到决定溢出过街行人在人行横道远端的穿越位置概率分布方程式的两个参数值；
α＝0.1W+0.14L+0.0027D+1.894
β＝0.82W+0.024L+0.0079D+10.55
得到：α＝9.56；β＝20.3；
3)绘制溢出行人在人行横道远端的穿越位置概率分布方程曲线：
(1)人行道边界由四条直线组成:
(2)在同一坐标系中绘制行人在人行横道远端的穿越位置概率分布方程曲线。
参阅图5，首先绘制人行横道，其次绘制溢出行人在人行横道远端的穿越位置概率分布方程曲线。
4.确定人行横道行人安全护栏设置位置和长度
1)确定行人溢出概率为0的位置E
参阅图5，随着溢出行人在人行横道远端不同位置的穿越概率变化，在穿越概率变为0的位置OE＝26米，E即为行人安全护栏设置结束的位置。
2)确定安全护栏的设置长度
参阅图4，限制行人溢出过街的安全护栏的设置长度就是从人行横道右边界到溢出概率为0的位置E的距离。护栏长度如公式(6)所示；安全护栏的设置形式如图所示。
L1＝OE-W (6)
式中：L1为护栏长度，单位为米；OE为穿越概率变为0的位置E到坐标原点的距离，单位为米；W为人行道宽度，单位为米；
参阅图6，限制行人溢出过街的安全护栏的设置长度就是从人行横道右边界到结束点的距离。根据公式(6)，护栏长度为L1＝OE-W＝26米-8米＝18米；安全护栏的设置从人行横道右边界BR开始，到穿越概率变为0的位置E结束。
Claims (4)
1.一种十字形交叉口行人安全护栏的设置方法，其特征在于，所述的十字形交叉口行人安全护栏的设置方法的步骤如下：
1)建立交叉口坐标系:
以人行横道远端边界线所在直线为x轴，以人行横道左边界线所在直线为y轴建立交叉口坐标系，O为坐标原点，从F指向A方向为X轴正方向，从F指向N方向为Y轴正方向；
2)采集交叉口相关几何参数；
3)建立溢出行人在人行横道远端的穿越位置概率分布方程式；
4)确定人行横道行人安全护栏设置位置和长度：
护栏长度为L1＝OE-W
式中：L1为护栏长度，单位为米；OE为穿越概率变为0的位置E到坐标原点的距离，单位为米；W为人行道宽度，单位为米。
2.按照权利要求1所述的十字形交叉口行人安全护栏的设置方法，其特征在于，所述的采集交叉口相关几何参数是指：
1)采集行人穿越坐标
将人行道划分近端、中部位置和远端三个穿越区域，并定义近端截面N、中部位置截面M、远端截面F；采集溢出行人在三个截面穿越位置的近端截面横坐标P1、中部位置截面横坐标P2、远端截面横坐标P3；
2)采集交叉口相关几何参数
需要采集的交叉口相关几何参数包括:
(1)人行道宽度W；
(2)人行道长度L；
3)确定目的地与人行横道右边界的距离D
(1)为了得到目的地A与人行道边缘距离D，需要先定义目的地，目的地是指在建立的坐标系中，位于x坐标轴正方向范围内的行人吸引点，当有多个吸引点时，选择最近的吸引点作为目的地；
(2)确定目的地以后，需要确定测距的起点，定义目的地距离人行横道最近的入口作为测量起始点，从目的地最近入口到人行横道右边界的垂直距离即为D；
以上参数都以“米”为计量单位；这些数据的采集需要施工人员在十字形交叉口现场利用皮尺进行测量。
3.按照权利要求1所述的十字形交叉口行人安全护栏的设置方法，其特征在于，所述的建立溢出行人在人行横道远端的穿越位置概率分布方程式的步骤如下：
1)建立溢出过街行人在人行横道远端的穿越位置概率分布方程式
韦布尔分布通过改变形状参数α和比例参数β用来表达各种连续的随机概率分布，当形状参数α和比例参数β取不同的值时，韦布尔分布的函数图形与十字型交叉口溢出行人在远端的穿越位置概率分布曲线一致；因此，将溢出行人在人行横道远端的穿越位置概率分布方程的基本形式设为公式(1)
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式中：f:Weibull分布概率密度方程式；
α:形状参数；β:比例参数；
2)计算穿越位置概率分布方程式中的两个参数：
当形状参数α和比例参数β确定以后，溢出行人在人行横道远端的穿越位置概率分布方程式就随之确定；根据在7条几何条件不同的人行横道的溢出行人穿越位置数据，拟合标定了方程式参数，形状参数α和比例参数β与上述人行道宽度W、人行道长度L和目的地与人行横道右边界的距离D相关；根据多元回归方法，将形状参数α和比例参数β表示为人行横道宽度W、人行横道长度L和目的地与人行横道右边界的距离D的方程式，如公式(2)和公式(3)所示。
α＝0.1W+0.14L+0.0027D+1.894 (2)
β＝0.82W+0.024L+0.0079D+10.55 (3)
式中：W为人行横道宽度，单位为米；L为人行横道长度，单位为米；D为目的地与人行横道右边界的距离，单位为米；
3)绘制溢出行人在人行横道远端的穿越位置概率分布方程曲线：
(1)人行道边界由四条直线组成:
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(2)在同一坐标系中绘制行人在人行横道远端的穿越位置概率分布方程曲线，方程式如公式(5)所示；
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由于绘制时需要详细的参数，故先绘制出一般函数图形，即首先绘制人行横道，其次绘制溢出行人在人行横道远端的穿越位置概率分布方程曲线。
4.按照权利要求1所述的十字形交叉口行人安全护栏的设置方法，其特征在于，所述的确定人行横道行人安全护栏设置位置和长度是指：
1)确定行人溢出概率为0的位置
随着溢出行人在人行横道远端不同位置的穿越概率变化，在穿越概率变为0的位置E，即为行人安全护栏设置结束的位置；
2)确定安全护栏的设置长度
限制行人溢出过街的安全护栏的设置长度就是从人行横道右边界到溢出概率为0的位置E的距离，护栏长度如公式(6)所示；
L1＝OE-W (6)
式中：L1为护栏长度，单位为米；OE为穿越概率变为0的位置E到坐标原点的距离，单位为米；W为人行道宽度，单位为米；
安全护栏的设置从人行横道右边界BR开始，到穿越概率变为0的位置E结束。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610356263.5A CN105780688B (zh) | 2016-05-26 | 2016-05-26 | 十字形交叉口行人安全护栏的设置方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| CN201610356263.5A CN105780688B (zh) | 2016-05-26 | 2016-05-26 | 十字形交叉口行人安全护栏的设置方法 |
Publications (2)
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