一种无信号环岛人行横道限流方法与流程

技术特征：

1.一种无信号环岛人行横道限流方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将模糊推理系统合并到元胞自动机模型中构建模糊元胞自动机模型，模拟双车道环行交叉口车道上行人与环内车辆的干扰，车辆和行人以一定的车辆流入率和行人流入率产生；

步骤2：基于动态交通和行人特征的输入数据，该模型判断当前的环内车辆是否驶近人行横道；

如果当前的环内车辆远离人行横道，当前车辆的运动服从环形交叉口典型的nasch模型的更新规则；

如果当前的环内车辆在人行横道前，驾驶员行为将被划分：对于遵守礼让行人交通规则的司机，他们会对过路的行人让步，他们的速度和位置根据礼让行人的交通规则更新；对于不遵守礼让行人交通规则的驾驶行为，通过模糊推理系统中基于动态交通和行人特征的输出结果确定过滤决策；

步骤3：根据现场调查数据对模糊推理系统中的隶属度函数进行标定，对步骤1和2进行仿真，由仿真结果，得到我国在人行横道设置交通信号灯的交通流条件对应的安全和效率评价指标值，将其确定为安全临界值；

步骤4：根据步骤3的仿真结果，确定临界安全值之下各确定的车辆流量对应的最大行人流量，得到环岛人行横道行人限流措施的行人流量条件；

步骤5：根据所述无信号环岛人行横道的行人流量条件，确定无信号环岛人行横道在不同交通流量范围内的行人限流措施。

2.根据权利要求1所述的无信号环岛人行横道限流方法，其特征在于，远离人行横道和进车道上的车辆均遵守nasch模型的更新规则，假设vn是车辆的速度，xn是车辆的位置，dn表示车辆n与其前车n 1之间的最小间隙(即dn＝xn 1-xn-1)，根据nasch模型的规则，每次迭代更新包括以下四个连续的步骤：

(1)加速[vn(t 1)→min(vn(t) 1,vmax)]，如果一辆车的速度v小于vmax，而与前面一辆车的距离大于v 1，则车速增加一个单位[v→v 1]；

(2)减速(由其他车辆影响造成的减速)[vn(t 1)→min(vn(t 1)-1,dn)]，如果在位置i的驾驶员看到前车在位置i j(其中j≤v)，那么车速降低为[v→j-1]；

(3)随机慢化[vn(t 1)→max(vn(t 1)-1,0)]，随着概率pr，每辆车的速度减少一个单位[v→v-1]直到0；

(4)车辆运动[xn(t 1)→xn(t) vn(t 1)]，每辆车在下一时步都前进v个元胞。

3.根据权利要求1所述的无信号环岛人行横道限流方法，其特征在于，对于行人模型，单个行人的过街过程由行人间隙接受模型决定。

4.根据权利要求1所述的无信号环岛人行横道限流方法，其特征在于，所述模糊推理系统的输入变量为行人间隙和行人过街速度，将行人间隙分为第一间隙、第二间隙和第三间隙三个等级，将行人过街速度分为第一速度、第二速度和第三速度三个等级，输出变量是车辆在无信号环岛人行横道前的过滤决策，即通过或等待。

5.根据权利要求1所述的无信号环岛人行横道限流方法，其特征在于，所述过滤决策如下：

若行人间隙为第一间隙，车辆在人行横道前停车等待让行；若行人间隙为第三间隙，车辆通过人行横道；

若行人间隙为第二间隙，当行人过街速度为第一速度时，车辆直接通过人行横道，而当行人过街速度为第二速度或第三速度时，车辆在人行横道前停车等待让行。

6.根据权利要求1所述的无信号环岛人行横道限流方法，其特征在于，安全评价指标采用碰撞时差，所述碰撞时差定义为在某个时刻，假定交通参与者的速度和路径方向保持不变，行人和车辆通过当前方向的交叉点的时间差；计算每次运行中落入危险区域的碰撞时差的数量ntdtc，如下式所示：

其中i＝1，2，3…，tdtci为第i辆车的碰撞时差值，xi表示tdtci是否落入潜在冲突范围，n为人行横道前车辆数，ntdtc为落入危险区域的tdtc数，ntdtc越高，说明行人与车辆发生冲突的风险越严重。

7.根据权利要求1所述的无信号环岛人行横道限流方法，其特征在于，效率评价指标采用自由流状态下通过环岛的车辆比例β，在自由流状态下，车辆可以自由进出环岛，没有任何障碍，若β等于1，说明环岛系统内所有的车辆均处于自由流状态，车辆流量在环岛的容量承受范围之内，β值越高，说明环岛系统的交通效率性能越好。

8.根据权利要求1所述的无信号环岛人行横道限流方法，其特征在于，假设安装交通灯相当于所有的驾驶员都遵守礼让行人交通规则，即驾驶员礼让率为1。

技术总结
本发明公开了一种无信号环岛人行横道限流方法，包括：构建模糊元胞自动机模型；对礼让行人的车辆，按照元胞自动机的规则进行车辆速度和位置更新；对不礼让行人的车辆，根据模糊推理系统推理车辆在人行横道前的过滤决策；环岛系统内的车辆遵循环内优先规则；设置以交通流量和驾驶员礼让率为变量的仿真实验，确定安全和效率评价指标；根据仿真结果，得到我国在人行横道处设置交通信号灯的交通流条件对应的安全和效率评价指标值，并将其确定为安全临界值；以临界安全面以下各确定的车辆流量下的最大行人流量，推导环岛人行横道的行人限流措施。本发明为环岛人行横道的行人限流措施提供参考，能减轻环形交叉口的交通负荷，提高行人过街的安全性。

技术研发人员：李传耀;刘诗昆;岑学楷
受保护的技术使用者：中南大学
技术研发日：2021.05.24
技术公布日：2021.08.27