CN115273455B - 一种用于评估机动车让行安全性及停车线设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于评估机动车让行安全性及停车线设计方法，提出双距离速度模型，在不同长度的缓冲区(即停车线到人行横道的距离)情形下，能有效地分析机动车与行人的交互作用。通过本发明的评估方法，能够更好的评估机动车让行中行人的安全性以及机动车让行的合法性，判断停车线与人行横道之间的距离是否合理，从而为设计无信号灯控制的人行横道停车线提供支持，减少机动车视觉盲点，以减少机动车与行人的冲突，从而提高行人过马路的安全性。

Description

一种用于评估机动车让行安全性及停车线设计方法

技术领域

本公开涉及交通路口行人安全，尤其涉及一种用于评估机动车让行安全性及停车线设计方法。

背景技术

在“行人优先”政策的背景下，一些城市在无信号灯控制的人行横道前一定距离处设有一条停车线。该线用于提示驾驶员向行人让行，防止部分驾驶员来不及停车，从而对人行横道上的行人造成伤害。最近，为了提高行人的安全性，停车线到人行横道的缓冲区长度从5米延长到了10米。然而，目前尚不清楚缓冲区长度的增加是否会达到在机动车和行人之间创造更大缓冲的预期效果，也没有模型将停车线和缓冲区等安全设施进行研究考虑，分析行人的安全。

发明内容

针对上述现有技术，本发明至少要解决的技术问题是：提出双距离速度模型，在不同长度的缓冲区即停车线到人行横道的距离中，能有效地分析机动车与行人的交互作用，特别是行人的安全性以及区分机动车让行的合法、合规性。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

第一方面，一种用于评估机动车让行安全性方法，用于无信号控制的人行横道中，所述方法包括下述步骤：

获取人行横道与机动车之间的距离D、人行横道与停车线之间的距离d；

当在机动车行驶方向前方的人行横道的右端出现行人时，机动车以初始速度v持续减速，所述机动车能够成功让行的距离为D，D∈[D_min,D_max]，其中：

式中：D_min为机动车能够成功让行的最小距离；D_max为机动车能够成功让行的最大距离；μ_max是路面的最大摩擦系数，θ是道路坡度；t_rmin,t_rmax为统计的驾驶员看到行人的最小反应时间和最大反应时间；g为重力常数，为9.8N/kg。

在上述技术方案中，考虑了在“行人优先”政策下作为安全措施的停车线以及停车线与人行横道之间的距离，即缓冲区，因此相对于现有技术更能有效评估机动车让行于行人的有效性，从而为优化停车线与人行横道之间的距离提供依据，从而为行人创造更安全的道路环境。

作为上述技术方案的进一步改进，所述方法还包括绘制机动车的双距离速度图；

所述双距离速度图上的点坐标记作(v，D)，其中v为机动车的瞬时速度， D为在行人开始或打算过街时机动车与行人的距离；

所述双距离速度图被机动车能够成功让行的最小距离D_min、机动车能够成功让行的最大距离D_max和停车线，分割为四个区域；

通过所述区域能够判断机动车与行人相互作用的安全性；

所述机动车与行人相互作用的安全性包括是否能够合法让行、是否有足够时间成功让行。

当点(v，D)所在的I区表示驾驶员完全能够合法地向行人让行。在这种情形下，所有不让行行为或非法让行行为都应被视为违规行为。

当点(v，D)所在的II区表示让行是否成功取决于驾驶员的反应时间。反应时间长的驾驶员将没有足够的时间在停车线前完全停车并让行。在这种情形下，驾驶员仍需向行人让行，因为他们需要注意并尽快做出反应。

当点(v，D)所在的III区表示驾驶员没有足够的时间在停车线前做出反应并合法地向行人让行。在这种情形下，非法让行行为不应被视为违法行为。

当点(v，D)所在的IV区表示，当行人表示打算过街时，机动车已越过停车线。因此，在这些情形下，非法让行行为不应被视为违法行为。

作为上述技术方案的进一步改进，所述机动车与行人相互作用的安全性通过行为测量进行衡量；当机动车落在III区和IV区时，驾驶员可能会停在停车线之外，发生冲突的可能性很高。本发明应用安全交互率、危险交互率衡量驾驶员与行人相互作用的严重程度，SIR越大或DIR越小表示越安全。而由于让行位置和停车线之间的相对距离被忽略，因此，本发明考虑人行横道前存在停车线的情形，将合法让行率和非法让行率加入到行为测量，合法的让行行为是指驾驶员在停车线前让行，而非法的让行行为是指驾驶员在停车线后让行。即：

所述行为测量包括安全交互率、危险交互率、合法让行率以及非法让行率；

所述安全交互率通过下式计算：

式中：SIR表示安全交互率，

是区域i中机动车的数量，i是四个区域中的一个；

是区域I中机动车的数量；

所述危险交互率通过下式计算：

式中：DIR表示危险交互率；

分别是区域III和区域IV中机动车的数量；

所述合法让行率通过下式计算：

式中：

是i区域合法让行机动车的数量；

所述非法让行率通过下式计算：

式中：

是i区域非法让行机动车的数量。

由于I区和II区的驾驶员可以在停车线前向行人让行，因此所有不让行和非法让行行为都被视为非法行为(Fu et al.2018)。因此，合法合规让行(LYC) 衡量机动车在I区和II区合法让行给行人的意愿，LYC越高，驾驶员合法让行的意愿越强：

作为上述技术方案的进一步改进，所述机动车与行人相互作用的安全性也通过替代性安全措施进行测量。由于在驾驶员执行规避动作的情形下，冲突点将是动态的，因此本发明采用包括基于车道的侵占后时间衡量机动车与行人的冲突性，在基于车道的侵占后时间中，全车道被视为冲突区，即使驾驶员在驾驶机动车时在车道内采取规避行动，冲突区的位置也是静态的。所述基于车道的侵占后时间通过下式计算：

LPET＝ΔT_v-ΔT_p

式中：

LPET表示基于车道的侵占后时间；ΔT_v表示机动车到达冲突区的时间；ΔT_p表示行人穿过冲突区的时间；

ΔT_v＝T₂-T₀

式中：T₂为每辆车接近冲突区的时间；T₀为接近冲突区的行人的时间；

ΔT_p＝T₁-T₀

式中：T₁为离开冲突区的行人的时间；

所述冲突区域为机动车行驶车道所在直线与行人所走道路所在直线相交的区域。

作为上述技术方案的进一步改进，所述机动车与行人的冲突性包括严重冲突、轻微冲突、无冲突；通过对计算的LPET基于根据现场观察结果和文献确定阈值，从而划分出机动车与行人冲突的严重程度，为停车线的设定提供依据。

当LPET小于等于第一设定阈值时，所述机动车与行人的冲突性为严重冲突，行人冲向机动车行驶的车道，机动车非常靠近行人。

当LPET大于第一设定阈值小于等于第二设定阈值时，所述机动车与行人的冲突性为轻微冲突，行人穿过机动车行驶的车道，机动车靠近行人。

当LPET大于第二设定阈值时，所述机动车与行人的冲突性为无冲突，行人穿过机动车行驶的车道，机动车远离行人。

作为上述技术方案的进一步改进，所述冲突性使用冲突百分比衡量，以客观描述冲突程度：

所述冲突百分比通过下式计算：

式中：P_conflict表示发展冲突百分比，N_slight表示当前车道上发生的轻微冲突数量，N_serious表示当前车道上发生的严重冲突数量，N_crossing表示穿过当前车道的行人总数；

所述轻微冲突通过轻微冲突百分比衡量：

式中：P_slight表示轻微冲突百分比；

所述严重冲突通过严重冲突百分比衡量：

式中：P_serious表示严重冲突百分比；

所述轻微冲突和严重冲突通过基于车道的侵占后时间判断，当LPET小于等于第一设定阈值时，机动车与行人发生严重冲突；当LPET大于第一设定阈值小于第二设定阈值时，机动车与行人发生轻微冲突。在一个实施例中，第一设定阈值为1.0秒，第二设定阈值为3.0秒。

第二方面，本发明提供一种停车线设计方法，用于无信号控制的人行横道，以减少机动车视觉盲点，并减少机动车与行人的冲突，从而提高行人过马路的安全性。所述方法包括下述步骤：

将机动车行驶方向的车道的右侧视为近侧，将停车线设置为倾斜的线段，使得缓冲区的长度随着车道由近侧到远侧越来越短，从而使远侧车道的缓冲区的长度距离满足机动车能够成功让行的距离；

所述机动车能够成功让行的距离为D，D∈[D_min,D_max]，其中：

式中：D_min为机动车能够成功让行的最小距离；D_max为机动车能够成功让行的最大距离；μ_max是路面的最大摩擦系数，θ是道路坡度；t_rmin,t_rmax为统计的驾驶员看到行人的最小反应时间和最大反应时间；g为重力常数，为9.8N/kg。

作为上述技术方案的进一步改进，所述停车线满足机动车与行人的冲突性为无冲突；

所述机动车与行人的冲突性通过基于车道的侵占后时间进行衡量；

所述基于车道的侵占后时间通过下式计算：

LPET＝ΔT_v-ΔT_p

式中：

LPET表示基于车道的侵占后时间；ΔT_v表示机动车到达冲突区的时间；ΔT_p表示行人穿过冲突区的时间；

ΔT_v＝T₂-T₀

式中：T₂为每辆车接近冲突区的时间；T₀为接近冲突区的行人的时间；

ΔT_p＝T₁-T₀

式中：T₁为离开冲突区的行人的时间；

所述冲突区域为机动车行驶车道所在直线与行人所走道路所在直线相交的区域；

当LPET大于第二设定阈值时，机动车与行人的冲突性为无冲突。在一个实施例中，第二设定阈值为3.0秒。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1、停车线与人行道之间的缓冲区示意图；

图2、人行横道上的机动车让行策略示意图；

图3、D-d-V图解示意图；

图4、驾驶员与行人交互中的冲突区示意图；

图5、一个实施例中道路分布示意图；

图6、一个实施例中机动车和行人的速度和位置示意图；

图7、一个实施例中让行行为的识别和分类；

图8-a、一个实施例中缓冲区为5米的机动车让行行为测量结果示意图；

图8-b、一个实施例中缓冲区为10米的机动车让行行为测量结果示意图；

图9、一个实施例中车道中一辆车给其它车道造成盲区的示意图；

图10、一个实施例中关于新的停车线示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

目前，在中国许多无信号灯控制人行横道的道路上，人行横道前有一条停车线，以形成从停车线到人行横道的缓冲区(见图1)。缓冲区已被证明是一项重要的行人安全措施近年来，在西安(中国)的人行横道上，一些城市道路缓冲区的长度从“正常5米”扩展到“10米”，以提高行人的安全性。然而，没有证据表明10米的缓冲区是否比5米的缓冲区更有效，也没有证据表明缓冲区的最佳长度是多少。

考虑停车线与人行横道之间的距离d时如果机动车越过停车线，即使机动车已经让行，也被视为违规行为。因此，实施例1提出一个双距离速度模型，将该模型记为D-d-V模型，以应用于“行人优先”政策下驾驶员的让行行为。在双距离速度模型中，包括(1)机动车和十字路口之间的距离，将其记作“D”；(2) 停车线和十字路口之间的距离，将其记作“d”。

将驾驶员成功向行人让行的过程在时间和空间上展开，包括以下位置，如图 2所示：

(1)驾驶员在无信号灯控制的道路上以v的速度行驶；

(2)驾驶员看见行人正要通过人行横道；

(3)驾驶员决定停车并对行人让行；

(4)驾驶员停车并对行人让行；

在通过无信号灯控制的人行横道时的驾驶操作可分为两个阶段：

(5)反应阶段，等于从驾驶员观察行人到决定踩下刹车让行的时间；

(6)制动阶段，等于从驾驶员开始制动到机动车完全停止的时间。

在持续减速的情形下，机动车完全停止并向行人让行所需的最小距离为：

式中，v是驾驶员注意到准备过街的行人时的初始速度，t_r是驾驶员的感知反应时间，μ_max是路面的最大摩擦系数，θ是道路坡度。

因此，驾驶员能否成功让行取决于机动车的速度v和距离十字路口的距离 D,考虑到反应时间范围[t_rmin,t_rmax]，D的范围为[D_min,D_max]，如图3所示。

其中：

图3中按D_min、D_max和停车线分为四个区域，其中点的坐标v和D表示机动车的瞬时速度以及在行人开始或打算过街时机动车与行人的距离。点(v₁,D₁)所在的I区表示驾驶员完全能够合法地向行人让行。在这种情形下，所有不让行行为或非法让行行为都应被视为违规行为。点(v₂,D₂)所在的II区表示让行是否成功取决于驾驶员的反应时间。反应时间长的驾驶员将没有足够的时间在停车线前完全停车并让行。在这种情形下，驾驶员仍需向行人让行，因为他们需要注意并尽快做出反应。点(v₃,D₃)所在的III区表示驾驶员没有足够的时间在停车线前做出反应并合法地向行人让行。在这种情形下，非法让行行为不应被视为违法行为。点(v₄,D₄)所在的IV区表示，当行人表示过街时，机动车已越过停车线。因此，在这些情形下，非法让行行为不应被视为违法行为。

在双距离速度模型中，通过应用安全交互率(SIR)和危险交互率(DIR)衡量驾驶员与行人相互作用的严重程度，SIR越大或DIR越小表示越安全：

其中i代表D-d-V框架的四个区域中的每一个，

是区域i中机动车的数量，因此

分别是区域I区域III和区域IV中机动车的数量。

若人行横道前存在停车线，通过合法让行率(LYR)和非法让行率(IYR)来判断驾驶员是否具有合法让行的意愿。合法的让行行为是指驾驶员在停车线前让行，而非法的让行行为是指驾驶员在停车线后让行。合法让行率(LYR)和非法让行率(IYR)通过下式进行计算：

其中：

和/>

分别是i区域合法和非法让行机动车的数量。

在I区和II区的驾驶员可以在停车线前向行人让行，而所有不让行和非法让行行为都被视为非法行为。因此，用合法合规让行(LYC)可用下式计算：

用LYC衡量机动车在I区和II区合法让行行人的意愿，LYC越高，驾驶员合法让行的意愿越强。

在驾驶员与行人的交互中，评估行人安全最常用的指标是碰撞时间，该指标等于在保持碰撞路线和速度差的情形下，两个道路使用者之间发生碰撞所需的时间。另一个指标是侵占后时间，它等于从第一个道路使用者侵占冲突区域结束时刻到第二个道路使用者到达冲突区域的时刻之差。在这两个指标之间，侵占后时间可以更准确地表示行人和机动车之间的交叉冲突。然而，侵占后时间的测量需要一个固定的冲突点，而不是一个动态冲突点。在驾驶员执行规避动作的情形下，冲突点将是动态的。因此，本发明采用基于车道的侵占后时间，其中整个车道被视为冲突区，克服了侵占后时间的局限性，如图4所示，即使驾驶员在驾驶机动车时在车道内采取规避行动，冲突区的位置也是静态的。将基于车道的侵占后时间记作LPET，计算如下：

LPET＝ΔT_v-ΔT_p

式中：

ΔT_v为机动车到达冲突区的时间，其可以用每辆车接近冲突区的时间T₂和接近冲突区的行人的时间T₀进行计算，即：ΔT_v＝T₂-T₀；

ΔT_p为行人穿过冲突区的时间，其可以用接近冲突区的行人的时间T₀和离开冲突区的行人的时间T₁进行计算，即：ΔT_p＝T₁-T₀。

根据现场观察，可以发现：

当LPET≤1.0s时，行人冲向机动车行驶的车道，机动车非常靠近行人，行人和机动车两者严重冲突；

当1.0s<LPET≤3.0s时，行人穿过机动车行驶的车道，机动车靠近行人，行人和机动车两者轻微冲突；

当LPET>3.0s时，行人穿过机动车行驶的车道，机动车远离行人，行人和机动车两者无冲突。

上述第一设定阈值1.0s和第二设定阈值3.0s的大小可改变。

本发明使用冲突分析使用冲突百分比P_conflict、轻微冲突百分比P_slight和严重冲突的百分比P_serious进行度量，计算如下：

式中：N_slight表示当前车道上发生的轻微冲突数量，N_serious表示当前车道上发生的严重冲突数量，N_crossing表示穿过当前车道的行人总数。

在实施例2中，选择中国西安雁塔路作为试验点，道路分布图如图5所示。该位置具有以下特点，能够用本发明的模型验证分析“行人优先”政策的背景下不同长度的两个缓冲区对行人安全的影响：

1.道路两侧唯一的区别是缓冲区的长度：东侧的停车线(图5中的A)距离人行横道5米，而西侧的停车线(图5中的B)距离人行横道10米。

2.附近200米范围内有地铁站、停车场和购物中心，但没有人行天桥和地下通道。行人穿过人行横道到街道的对面，导致行人和机动车之间的频繁交互。

3.机动车种类繁多，交通流量大，因此可以充分分析行人与不同类型机动车交互时的安全性。

4.十字路口没有安装监控摄像头，这意味着驾驶员不必担心因不向行人让行而被罚款和扣分。

首先采用YOLOv3算法用于提取人行横道上行人和机动车的轨迹数据，然后使用了Python3.7以1:56.5的像素与米的转换率以及1:25的帧与秒的转换率处理获得的轨迹数据，获得机动车和行人的速度和位置如图6所示。通过该图，利用下述公式能够获得机动车和行人的速度和位置：

式中，

和/>

分别是机动车和行人表示打算过街时的坐标， (t-1)是时间t之前一帧时间的坐标，x_s和x_c分别是停车线和人行横道的横坐标， v为驾驶员的速度。

根据驾驶员的速度v及其向行人让行的位置，机动车和行人的轨迹数据中的让行行为可分为三类：合法让行行为(LYB)、非法让行行为(IYB)和不让行行为(NYB)。图7展示出了驾驶员如何向行人让行(或不让行)，横坐标表示视频中道路的长度(以像素为单位)，纵坐标表示机动车的速度(以帧为单位)。LYB定义为v＝0和

而IYB的定义是v＝0和/>

当v≠0或驾驶员加速通过人行横道，如图7中的“-C-”和“-B-”所示。

当行人接近人行横道，并通过面向道路或转向道路表示打算穿过街道时，驾驶员-行人相互作用分别发生在5米和10米的缓冲区内。将5米缓冲区作为情形A，将10米缓冲区作为情形B。根据采集的数据表明:与较小的缓冲区(情形A)相比，较大缓冲区(情形B)的机动车和行人之间的距离通常较小。当缓冲区为10米时，机动车最终会更靠近准备过街的行人，这与预期效果相反。T检验证实，在情形B 中，驾驶员倾向于向行人靠拢，而在两种情形下，驾驶员的速度没有显著差异。因此，10米的缓冲区不仅不会给行人带来安全效益，反而会增加他们过街时的风险。一个可能的原因是，停车线和人行横道之间的10米距离使驾驶员更倾向于越过停车线，并做出非法让行行为，导致机动车和过街行人之间的距离更近。

图8-a、图8-b和表1给出了5米缓冲区和10米缓冲区下机动车让行行为的测量结果，这表明本发明提出的双距离速度模型及其反应时间参数、停车线与人行横道之间的距离有助于描述和研究机动车的让行行为。首先，在III区的交互中，没有观察到任何合法的让行行为，在III区，机动车非常靠近停车线，没有足够的时间在停车线之前向行人让行。然后，II区机动车的异质让行行为表明驾驶员操作机动车的方式存在差异。最后，大多数驾驶员愿意在I区停车线前向行人让行，因为在I区，驾驶员离停车线很远，有足够的反应时间。因此，在I区的非法让行或不让行行为应被视为故意违反。

表1

根据图8-a，图8-b，一些机动车进入缓冲区(IV)，这表明当行人表示他们打算穿过街道时，驾驶员已经越过了停车线。显然，情形A中第四区的所有驾驶员不会向行人让行，而情形B中的大多数驾驶员则会让行，即使他们没有足够的反应时间让机动车完全停下。这证明停车线的设置对驾驶员的让行行为有重大影响。根据实验统计结果，情形A下的合法让行率(LYR)和合法合规让行率(LYC) 分别为66.7％和70％.3％，是情形B的两倍。此外，情形B的非法让行率(ILR:42.7％) 远高于情形A的非法让行率(4.8％)。结果表明，10米缓冲区将使驾驶员没有足够的反应时间使机动车在停车线前停车并让行，导致大量驾驶员做出非法让行行为，这与研究一致(Wang et al.2021c)。此外，从D-d-V图来看，在情形A下发生的大多数相互作用都落在I区，安全交互率(SIR)为86.1％，比情形B高得多。此外，情形B中的危险交互率(DIR)为16.9％，而A只有5.2％。虽然情形B在D-d-V框架的第三区和第四区的区域比情形A大，但在人行横道附近发生的交互更多。这是因为在情形B中穿过停车线的机动车倾向于选择在靠近人行横道的位置对行人让行，从而增加行人过街的风险。

在大多数以前的研究中，机动车与行人过街时的让行行为仅分为两类：让行和不让行，或三类，软让行，硬让行和不让行。然而，机动车有时没有遵守规定让行。此外，以前的大多数研究都假设机动车的行为是同质的，没有考虑到机动车类型的差异。因此，本实例从让行合法性的角度显示了异质机动车的让行行为。显然，不管合法让行率(LYR)和合法合规让行率(LYC)，小汽车的表现都比公共汽车好。此外，可以看出，公交车的违规让行行为越多，安全交互率越低(情形A:12.5％，情形B:30.0％)，危险交互率越高(情形A:9.7％，情形B:77.5％)。在缓冲区长度设置不同的两种情形下，这种差异仍然很明显。一个可能的原因是，公交车由于缺乏灵活性而需要更长的制动时间，这使得它们更容易与行人发生冲突。

本实例选择行人过街的第一阶段，即行人从道路一侧走到街道中间，以评估与行人同一侧不同车道上机动车的让行行为。根据采集的数据，在情形A和情形B 中，远侧车道上的机动车在让行方面表现不佳，如表2所示。具体表现在远离行人的车道上，危险交互率(DIR)较高，而安全交互率(SIR)较低。特别是A1 车道的安全交互最高，为92.7％，其次是A2车道，85.3％和A3车道68.1％。相反， A3车道的危险交互率最高，为18.2％，紧随其后的是A2车道，共14条.7％，A1车道为0.0％。

表2

在缓冲区长度为10米的情形B中，这可以解释为，一旦机动车停下来或在#1 车道(#：A或B)上行驶，就会部分阻挡#2车道和#3车道上驾驶员的视线，导致驾驶员无法向行人让行，如图9所示。

接下来，对不同缓冲区长度下以及与不同类型机动车交互的行人进行安全评估。具体而言，情形A中的LPET值通常高于情形B中的LPET值，这表明情形B中行人的安全性更低。此外，B情形下的P_serious的严重冲突率为A情形下的2.55倍，这意味着行人在情形B中面临更大的风险。这可能是因为情形B中机动车的让行行为表现较差，在这种情形下，驾驶员没有足够的反应时间在停车线前让行。因此， 10米的缓冲区可能对过街行人的安全构成更大的风险。相反，在情形A中，驾驶员看到行人时向行人让行的反应时间更长，并且更愿意按照规定在停车线前让行。

对于混合交通条件下行人和不同类型机动车之间的相互作用，通过计算LPET 可以看出：与汽车相比，行人与公共汽车相互作用的LPET较低。从表3中可以发现公交车与行人的严重冲突始终要比小汽车与行人的高30.2％。这可以用三个原因来解释：第一个原因是公交车由于其灵活性而具有更长的制动距离，第二个原因是由于公交车接近速度较低，行人感到更安全，并接受较小的间距，最后一点是，汽车驾驶员可能会更加谨慎，给自己留出更多的停车空间，或者至少在向行人让行时减速。

表3

情形A有三条车道，包括A1车道A2和A3车道。从道路边缘到道路中间，行人需要依次穿过A1车道、A2车道和A3车道。对每个车道进行LPET计算，在穿越过程中，行人与每条车道上的机动车相互作用产生的LPET依次减小。远侧车道交互的较低LPET可归因于机动车在D-d-V图(III区和IV区)中的位置以及较多非法让行行为。除此之外表3显示，与行人同侧的远侧车道发生的冲突更危险。显然，A3 车道的严重冲突率最高，P_serious＝5.4％，其次是A2车道，P_serious＝3.9％和A1车道，P_serious＝2.8％。

通过评估结果可知，10米缓冲区不仅不能提高行人过街安全性，而且会给行人过街带来更大的风险。此外，车道位置对行人安全的溢出效应影响非常显著。根据与行人同侧三条车道的LPET比较，对于行人而言，近侧车道比远侧车道更安全。相比之下，由于位于远车道的驾驶员表现不佳，一些行人过街决定可能会导致与机动车发生严重冲突。因此，本实施例提出了无信号灯控制的人行横道的新停车线设计，如图10所示。随着车道从近侧移动到远侧，缓冲区的长度越来越短。如果要求机动车在停车线前向行人让行，“倾斜停车线”在增加驾驶员在远侧车道的视野同时，抵消了行人过街时远侧车道的风险。

综上，本发明采用替代性安全指标“LPET”评估后的行人安全结果与D-d-V 模型评估的结果一致，这表明该模型在分析驾驶员-行人相互作用方面效果较好。与传统的替代性安全指标(如PET、TTC等)相比，提出的D-d-V模型将机动车的让行行为和行人安全统一在一个框架内，并考虑了“驾驶员速度”。此外，与D-V 模型相比，D-d-V模型考虑了停车线和人行横道之间的距离，即缓冲区，更有效地评估有停车线的无信号灯控制的人行横道上的行人过街安全性。本发明的评估方法可以清楚地区分合法让行行为和非法行为。位于第三区和第四区且未合法让行的机动车不应受到扣除、罚款等处罚，但位于第一区和第二区且未合法让行的机动车应受到相关处罚。此外，改进后的框架还可以测试停车线与人行横道之间的距离是否合理。显然，如果在第三区和第四区有太多机动车，这意味着行人过马路的安全性会降低。最后，本研究提出了一种新的无信号灯控制的人行横道停车线设计，可以减少机动车视觉盲点。本发明方法可以进一步用在监控中，对已发生的交通事故进行责任划分和判断。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本公开方法可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现，当然也可以通过专用硬件包括专用集成电路、专用CPU、专用存储器、专用元器件等来实现。一般情况下，凡由计算机程序完成的功能都可以很容易地用相应的硬件来实现，而且，用来实现同一功能的具体硬件结构也可以是多种多样的，例如模拟电路、数字电路或专用电路等。但是，对本公开而言更多情况下，软件程序实现是更佳的实施方式。

尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。

Claims (5)

1.一种用于评估机动车让行安全性方法，用于无信号灯控制的人行横道中，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

获取人行横道与机动车之间的距离D、人行横道与停车线之间的距离d；

当在机动车行驶前方的人行横道上出现行人时，机动车以初始速度v持续减速进行让行，所述机动车能够成功让行的距离D∈[D_min,D_max]，其中：

式中：D_min为机动车能够成功让行的最小距离；D_max为机动车能够成功让行的最大距离；μ_max是路面的最大摩擦系数，θ是道路坡度；t_rmin,t_rmax为统计的驾驶员看到行人的最小反应时间和最大反应时间；g为重力常数，为9.8N/kg；

所述方法还包括绘制机动车的双距离速度图；

所述双距离速度图上的点坐标记作(v，D)，其中v为机动车的瞬时速度，D为在行人开始或打算过街时刻机动车与人行横道之间的距离；

所述双距离速度图被机动车能够成功让行的最小距离D_min、机动车能够成功让行的最大距离D_max和停车线，分割为四个区域；

通过所述区域能够判断机动车与行人相互作用的安全性；

所述机动车与行人相互作用的安全性包括是否能够合法让行、是否有足够时间成功让行；

所述机动车与行人相互作用的安全性通过行为测量进行衡量；

所述行为测量包括安全交互率、危险交互率、合法让行率以及非法让行率；

所述安全交互率通过下式计算：

式中：SIR表示安全交互率，

是区域I中机动车的数量/>

是区域i中机动车的数量,i是四个区域中的一个；

所述危险交互率通过下式计算：

式中：DIR表示危险交互率；

分别是区域III和区域IV中机动车的数量；

所述合法让行率通过下式计算：

式中：

是i区域合法让行机动车的数量；

所述非法让行率通过下式计算：

式中：

是i区域非法让行机动车的数量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述机动车与行人相互作用的安全性包括机动车与行人的冲突性；

所述机动车与行人的冲突性通过基于车道的侵占后时间进行衡量；

所述基于车道的侵占后时间通过下式计算：

LPET＝ΔT_v-ΔT_p

式中：

LPET表示基于车道的侵占后时间；ΔT_v表示机动车到达冲突区的时间；ΔT_p表示行人穿过冲突区的时间；

ΔT_v＝T₂-T₀

式中：T₂为每辆车接近冲突区的时间；T₀为接近冲突区的行人的时间；

ΔT_p＝T₁-T₀

式中：T₁为离开冲突区的行人的时间；

所述冲突区域为机动车行驶车道所在直线与行人所走道路所在直线相交的区域。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述机动车与行人的冲突性包括严重冲突、轻微冲突、无冲突；

当LPET小于等于第一设定阈值时，所述机动车与行人的冲突性为严重冲突；

当LPET大于第一设定阈值小于等于第二设定阈值时，所述机动车与行人的冲突性为轻微冲突；

当LPET大于第二设定阈值时，所述机动车与行人的冲突性为无冲突。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述冲突性使用冲突百分比衡量：

所述冲突百分比通过下式计算：

式中：P_conflict表示冲突百分比，N_slight表示当前车道上发生的轻微冲突数量，N_serious表示当前车道上发生的严重冲突数量，N_crossing表示穿过当前车道的行人总数；

所述轻微冲突通过轻微冲突百分比衡量：

式中：P_slight表示轻微冲突百分比；

所述严重冲突通过严重冲突百分比衡量：

式中：P_serious表示严重冲突百分比。

5.一种停车线设计方法，用于无信号人行横道，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

将机动车行驶方向的车道的右侧视为近侧，将停车线设置为倾斜的线段，使得缓冲区的长度随着车道由近侧到远侧越来越短，同时远侧车道的缓冲区的长度距离满足机动车能够成功让行的距离；

所述机动车能够成功让行的距离为D，D∈[D_min,D_max]，其中：

式中：D_min为机动车能够成功让行的最小距离；D_max为机动车能够成功让行的最大距离；μ_max是路面的最大摩擦系数，θ是道路坡度；t_rmin,t_rmax为统计的驾驶员看到行人的最小反应时间和最大反应时间；g为重力常数，为9.8N/kg；

所述停车线满足机动车与行人的冲突性为无冲突；

所述机动车与行人的冲突性通过基于车道的侵占后时间进行衡量；

所述基于车道的侵占后时间通过下式计算：

LPET＝ΔT_v-ΔT_p

式中：

LPET表示基于车道的侵占后时间；ΔT_v表示机动车到达冲突区的时间；ΔT_p表示行人穿过冲突区的时间；

ΔT_v＝T₂-T₀

式中：T₂为每辆车接近冲突区的时间；T₀为接近冲突区的行人的时间；

ΔT_p＝T₁-T₀

式中：T₁为离开冲突区的行人的时间；

所述冲突区域为机动车行驶车道所在直线与行人所走道路所在直线相交的区域；

当LPET大于第二设定阈值时，机动车与行人的冲突性为无冲突。

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