一种面向低头族的可变行人过街信号设置方法与流程

本发明涉及交通信号控制领域，特别是涉及一种面向低头族的可变行人过街信号设置方法。

背景技术：

我国现行的信号交叉口信号配时方案多针对机动车流，配套的行人信号配时通常以机动车红灯时段作为行人可过街的绿灯时段，机动车绿灯时段作为指示行人等待的红灯时段，较少的从行人本身角度来考虑信号配时方案。再者，绝大多数信号配时方案为各信号时长不变的定时信号控制，即同一时段执行固定的配时方案，全天执行一个或多个配时方案。这样的信号配时方案多来自于历史调查数据，从实际操作上看，虽然其计算方法简单、投资最省，但未考虑到实际交通情况的多样性，容易出现在一个信号周期内机动车已经全部通过交叉口，而行人却因红灯信号依然驻足等待，这造成了道路资源的浪费和行人无价值的等待。

此外，随着智能手机的广泛应用，在绿灯等待期间使用手机的过街行人越来越多。这一现象对道路交通安全造成了一定的影响，最为显著的表象就是行人在使用手机期间对外界环境的感知反应相较未使用手机的行人较慢，判断交通环境所需的感知反应时间更长。假设行人步行速度相同，通过等长度的人行横道，使用手机过街人群所需的安全通行时间更长。在制定行人信号配时方案时，需要给这类人群分配更长的绿灯信号，而传统的信号配时方案并未考虑他们。

技术实现要素：

为了解决以上问题，本发明提供一种面向低头族的可变行人过街信号设置方法，该方法考虑等待绿灯期间使用手机的过街行人，以可变行人过街信号为重点研究对象，根据道路环境确定不同条件下的行人信号绿灯启亮时刻和绿灯时长，实现面向低头族的可变行人过街信号设置方法，为达此目的，本发明提供一种面向低头族的可变行人过街信号设置方法，包括以下步骤：

(1)将行人从等待红灯状态开始行走记为事件p，将与行人过街交叉方向上最后一辆机动车驶过斑马线上游记为事件q，定义安全感知反应时间ts为事件p与事件q发生时刻之差ts＝tp-tq；

(2)通过视频观测，分别采集n个周期内玩手机的第一个过街行人，其中n≥2，和未玩手机的第一个过街行人的安全感知反应时间；

(3)分别计算步骤(2)中采集的两组安全感知反应时间平均值，记为取最大值为行人安全感知反应时间

(4)在斑马线上游端布设感应线圈检测器，检测事件q发生的时刻，为过街行人绿灯信号启亮时刻；

(5)在路缘石处或人行横道两端布设感应线圈，检测每位行人发生事件p的时刻，记为tij，其中i表示j方向上的过街行人数量i＝1,2,…,n，j表示行人行走方向j＝1,2；

(6)假设每位行人的实际过街时间相等，考虑行动迟缓的过街行人，以过街行人15％位速度v15％计算行人过街步行时间t0，t0＝l/v15％，l为人行横道长度(m)；

(7)记第一位行人发生事件p的时刻为τ0，为双向第一位行人进入人行横道的时刻，τ0＝min{t11,t12}；

(8)相对于步骤(7)中的第一位行人，后续行人发生事件p的滞后时间为τij，τij＝tij-τ0；

(9)自步骤(7)中第一位进入人行横道的行人起，直至j方向上第i位行人过街耗时为tij，其为平均安全感知反应时间，过街滞后时间及行人过街步行时间三者之和，即

(10)将j方向上第n位行人，即最后一位行人的过街耗时(tnj)与交叉方向机动车红灯信号时长(rv)比较，取最小值为行人信号绿灯时长(gp)，gp＝min{tnj，rv}；

(11)待行人绿灯信号结束时，启亮红灯信号，其时长(rp)等于机动车信号周期时长(tt)减去行人信号绿灯时长(gp)；

(12)按步骤(4)确定的过街行人绿灯信号启亮时刻，结合步骤(10)和步骤(11)确定的过街行人绿灯和红灯信号时长，实现考虑低头族的过街行人绿灯信号按需启亮和结束，即一种面向低头族的可变行人过街信号设置方法。

本发明的进一步改进，步骤(1)中所述的tp、tq分别指事件p和事件q发生的时刻，安全感知反应时间为行人行走时刻与交叉方向最后一辆机动车驶过斑马线上游的时刻之差。

本发明的进一步改进，步骤(2)中所述的视频观测是指通过架设在信号交叉口处的摄像机拍摄信号交叉口处的机动车流和行人过街情况。

本发明的进一步改进，步骤(2)中的n为大于1的正整数，可根据实际要求进行取值。

本发明的进一步改进，步骤(2)中所述的玩手机的过街行人为在等待红灯过程中，该行人有使用手机的情况。

本发明的进一步改进，步骤(3)中所述的两组安全感知反应时间平均值是指步骤(2)采集的n个周期内玩手机的第一个过街行人和未玩手机的第一个过街行人的安全感知反应时间分别加和除以n。

本发明的进一步改进，步骤(4)所述的感应线圈检测器是指一种埋设在地下的交通检测器，可以检测出车辆及行人的经过时刻、流量、速度相关信息。

本发明的进一步改进，步骤(4)所述的事件q发生的时刻为过街行人绿灯信号启亮时刻是指将感应线圈检测到的与行人过街相交叉方向上最后一辆机动车驶过斑马线上游的时刻定为过街行人绿灯信号启亮时刻。

本发明的进一步改进，步骤(5)所述的行人发生事件p的时刻tij，其中i表示j方向上的过街行人数量i＝1,2,…,n，n为j方向行人总数；j表示行人行走方向j＝1,2，即在双向行人过街过程中，将一个方向定为1，迎面对向即为2。

本发明的进一步改进，步骤(6)所述的过街行人15％位速度v15％可以根据实际道路情况进行调查，所计算出来的行人过街耗时，若计算结果为小数，则向上取整，即取大于计算结果的最小整数。

本发明一种面向低头族的可变行人过街信号设置方法，有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：充分考虑到信号交叉口实际交通流情况，适时改变行人过街绿灯信号的启亮时刻，并将绿灯等待期间使用手机的行人安全感知反应时间考虑进行人过街信号配时方案中，实现面向低头族的可变行人过街信号设置方法，提高信号交叉口处行人过街效率，且不影响机动车通行效率。

附图说明

图1是本发明的流程图；

图2是本发明涉及到的行人过街及感应线圈布设示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

本发明提供一种面向低头族的可变行人过街信号设置方法，该方法考虑等待绿灯期间使用手机的过街行人，以可变行人过街信号为重点研究对象，根据道路环境确定不同条件下的行人信号绿灯启亮时刻和绿灯时长，实现面向低头族的可变行人过街信号设置方法。

如图1所示，本发明所述的一种面向低头族的可变行人过街信号设置方法，包括步骤：

(1)将行人从等待红灯状态开始行走记为事件p，将与行人过街交叉方向上最后一辆机动车驶过斑马线上游记为事件q，定义安全感知反应时间ts为事件p与事件q发生时刻之差ts＝tp-tq；示意见图2。

(2)通过视频观测，分别采集n(n≥2)个周期内玩手机的第一个过街行人(低头族)和未玩手机的第一个过街行人的安全感知反应时间；

本实施例选取南京市某信号交叉口作为实验地点，通过视频观测，分别采集了8个信号周期内玩手机的第一个过街行人(低头族)和未玩手机的第一个过街行人的安全感知反应时间，如表1所示。

表1

(3)分别计算步骤(2)中采集的两组安全感知反应时间平均值，记为取最大值为行人安全感知反应时间

根据表1，玩手机的人安全感知反应时间平均值未玩手机的人安全感知反应时间平均值所以

(4)在斑马线上游端布设感应线圈检测器，检测事件q发生的时刻，为过街行人绿灯信号启亮时刻；

根据视频观测，事件q发生的时刻为视频时刻为10＇20.160"，将此时刻确定为行人绿灯信号启亮时刻。

(5)在路缘石处(人行横道两端)布设感应线圈，检测每位行人发生事件p的时刻，记为tij，其中i表示j方向上的过街行人数量i＝1,2,…,n，j表示行人行走方向j＝1,2；

(6)假设每位行人的实际过街时间相等，考虑行动迟缓的过街行人，以过街行人15％位速度v15％计算行人过街步行时间t0，t0＝l/v15％，l为人行横道长度(m)；

该人行横道长度为16.5m，v15％取值1.2m/s，因此t0为13.75s。

(7)记第一位行人发生事件p的时刻为τ0，为双向第一位行人进入人行横道的时刻，τ0＝min{t11,t12}；

根据视频观测，两个方向第一位行人进入人行道的时刻分别为10＇23.959"和10＇22.073"，因此τ0为10＇22.073"。

(8)相对于步骤(7)中的第一位行人，后续行人发生事件p的滞后时间为τij，τij＝tij-τ0；

通过视频采集最后一位行人发生事件p的时刻为10＇58.693"，因此其滞后时间为34.734s。

(9)自步骤(7)中第一位进入人行横道的行人起，直至j方向上第i位行人过街耗时为tij，其为平均安全感知反应时间，过街滞后时间及行人过街步行时间三者之和，即

(10)将j方向上第n位行人，即最后一位行人的过街耗时(tnj)与交叉方向机动车红灯信号时长(rv)比较，取最小值为行人信号绿灯时长(gp)，gp＝min{tnj，rv}；

最后一位行人的过街耗时为2.24+34.734+13.75＝50.724s，交叉方向机动车红灯信号时长为62s，因此行人信号绿灯时长为51s。

(11)待行人绿灯信号结束时，启亮红灯信号，其时长(rp)等于机动车信号周期时长(tt)减去行人信号绿灯时长(gp)；

机动车信号周期时长为108s，因此行人红灯信号时长为108-51＝57s。

(12)按步骤(4)确定的过街行人绿灯信号启亮时刻，结合步骤(10)和步骤(11)确定的过街行人绿灯和红灯信号时长，实现考虑低头族的过街行人绿灯信号按需启亮和结束，即一种面向低头族的可变行人过街信号设置方法。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明所要求保护的范围。