一種黃燈困境區(qū)域建模方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及黃燈困境區(qū)域建模方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 交叉口是道路網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，各向交通流匯集于此，因而，也是交通事故多發(fā)地。黃 燈困境是導(dǎo)致信號交叉口交通事故的主要原因之一。黃燈啟亮?xí)r，信號交叉口進(jìn)口道上的 車輛可能遭遇這樣的窘境，即既不能安全地停止于停車線前，也不能在紅燈啟亮前通過交 叉口。面臨這樣的困境，如果駕駛?cè)诉x擇停車，則需緊急制動(dòng)，易導(dǎo)致追尾事故；如果駕駛?cè)?選擇繼續(xù)行駛，則不能在紅燈啟亮前通過交叉口，甚至闖紅燈，易導(dǎo)致側(cè)面碰撞事故。
[0003] 為應(yīng)對黃燈困境問題，延長黃燈信號時(shí)長、施劃黃燈停車提示線、安裝黃燈停車警 示標(biāo)志、設(shè)置黃燈停車警示燈、布設(shè)綠燈延長系統(tǒng)、設(shè)置黃燈緩行區(qū)控制系統(tǒng)、應(yīng)用車載黃 燈困境區(qū)警示系統(tǒng)等措施相繼被提出。盡管這些措施在一定程度上縮短了黃燈困境區(qū)的范 圍，并減少了車輛陷入黃燈困境區(qū)的可能性，但它們均是以一個(gè)固定不變的黃燈困境區(qū)為 基礎(chǔ)而被提出來的，難以有效地規(guī)避黃燈困境區(qū)，且難以充分地保護(hù)陷入黃燈困境區(qū)的車 輛。實(shí)際上，受駕駛?cè)烁兄磻?yīng)能力、車輛類型、交通流狀態(tài)、交通控制設(shè)施及交通信號配時(shí) 方案等眾多因素的影響，黃燈困境區(qū)始終是客觀存在的。隨著進(jìn)口道上車輛在黃燈啟亮?xí)r 速度的不同，困境區(qū)的分布亦呈現(xiàn)出較大的差異。
[0004] 現(xiàn)有黃燈困境區(qū)域模型中的停車感知反應(yīng)時(shí)間、減速度及加速度三個(gè)參數(shù)均被賦 予為定值。事實(shí)上，賦值為常數(shù)難以反映駕駛?cè)藗€(gè)體之間的差異，并且駕駛?cè)烁兄磻?yīng)時(shí)間 的長短及所采用加、減速度的大小是受車輛速度的影響。另外，傳統(tǒng)黃燈困境區(qū)域模型考慮 的是車輛能否在黃燈間隔內(nèi)通過交叉口。但觀測發(fā)現(xiàn)，駕駛?cè)烁嚓P(guān)注的是能否在黃燈信 號結(jié)束前越過停車線進(jìn)入交叉口。因此，有必要重新構(gòu)建黃燈困境區(qū)域模型，以便更好地反 映實(shí)際情況。
[0005] 近年來，數(shù)字倒計(jì)時(shí)器（以下簡稱倒計(jì)時(shí)）被廣泛地安裝在我國城市道路信號交 叉口處，以秒數(shù)的形式顯示某一相位的剩余時(shí)間，使駕駛?cè)俗龊脺?zhǔn)備以面對信號相位的變 換。安裝倒計(jì)時(shí)的目的之一是，輔助駕駛?cè)嗽邳S燈啟亮?xí)r的行駛行為（停車或者繼續(xù)行駛） 決策，避免陷入黃燈困境區(qū)。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，倒計(jì)時(shí)對駕駛?cè)说母兄磻?yīng)時(shí)間有顯著的影響。因 此，傳統(tǒng)黃燈困境區(qū)域模型難以適用于探討有倒計(jì)時(shí)條件下黃燈困境區(qū)域的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 本發(fā)明是要解決現(xiàn)有模型難以反映實(shí)際黃燈困境區(qū)域動(dòng)態(tài)變化的特征及不適用 于分析有倒計(jì)時(shí)條件下困境區(qū)域分布的問題，而提供了一種黃燈困境區(qū)域建模方法。
[0007] -種黃燈困境區(qū)域建模方法，它按以下步驟實(shí)現(xiàn)：
[0008] 步驟一：分析黃燈困境區(qū)域的形成；
[0009] 步驟二：提出建模的基本假設(shè)；
[0010] 步驟三：采集及處理相關(guān)數(shù)據(jù)；
[0011] 步驟四：建立感知反應(yīng)時(shí)間與黃燈啟亮?xí)r速度的關(guān)系模型；
[0012] 步驟五：構(gòu)建減速度與黃燈啟亮?xí)r速度的關(guān)系模型；
[0013] 步驟六：建立最小停車距離模型；
[0014] 步驟七：構(gòu)建加速度與黃燈啟亮?xí)r速度的關(guān)系模型；
[0015] 步驟八：建立最大通過距離模型，即完成了一種黃燈困境區(qū)域建模方法。
[0016] 發(fā)明效果：
[0017] 本發(fā)明所述的一種有無倒計(jì)時(shí)條件下黃燈困境區(qū)域建模方法，通過分析黃燈困境 區(qū)域的形成，提出困境區(qū)域模型中停車感知反應(yīng)時(shí)間、加速度、減速度三個(gè)參數(shù)是關(guān)于黃燈 啟亮?xí)r車輛速度的函數(shù)等基本假設(shè)，應(yīng)用視頻觀測、畫屏幕參考線的方法采集有無倒計(jì)時(shí) 條件下黃燈啟亮?xí)r首停車與末行車的速度及至停車線距離等數(shù)據(jù)，篩選有無倒計(jì)時(shí)條件下 黃燈啟亮?xí)r距停車線最近首停車和最遠(yuǎn)末行車的相關(guān)數(shù)據(jù)，分別建立有無倒計(jì)時(shí)條件下停 車感知反應(yīng)時(shí)間、減速度和加速度與黃燈啟亮?xí)r速度的關(guān)系模型，從而構(gòu)建有無倒計(jì)時(shí)條 件下最小停車距離模型和最大通過距離模型。
[0018] 本發(fā)明提出的一種有無倒計(jì)時(shí)條件下黃燈困境區(qū)域建模方法，該方法分別建立有 無倒計(jì)時(shí)條件下停車感知反應(yīng)時(shí)間、減速度和加速度與黃燈啟亮?xí)r速度之間的關(guān)系模型， 從而構(gòu)建有無倒計(jì)時(shí)條件下最小停車距離模型和最大通過距離模型。本發(fā)明方法拓展了現(xiàn) 有黃燈困境區(qū)域模型的適用范圍，可為采取更合理的黃燈困境規(guī)避措施提供理論依據(jù)，直 接應(yīng)用到改善信號交叉口交通安全水平。
[0019] 與現(xiàn)有黃燈困境區(qū)域模型相比，本發(fā)明充分考慮了駕駛?cè)说耐＼嚫兄磻?yīng)時(shí)間及 所采用的加、減速度隨黃燈啟亮?xí)r車輛速度不同而變化的特性，更能反映實(shí)際黃燈困境區(qū) 域動(dòng)態(tài)變化的特征，而且更符合我國城市道路信號交叉口廣泛采用倒計(jì)時(shí)信號背景下黃燈 困境區(qū)域分布的新情況。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發(fā)明方法的總體流程圖；
[0021] 圖2為黃燈困境區(qū)域的形成；
[0022] 圖3為攝像機(jī)架設(shè)位置及參考點(diǎn)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
【具體實(shí)施方式】 [0023] 一：本實(shí)施方式的如圖1所示為一種有無倒計(jì)時(shí)條件下黃燈困境區(qū) 域建模方法的總體流程圖。本發(fā)明方法通過分析黃燈困境區(qū)域的形成，提出困境區(qū)域模型 中停車感知反應(yīng)時(shí)間、加速度、減速度三個(gè)參數(shù)是關(guān)于黃燈啟亮?xí)r車輛速度的函數(shù)等基本 假設(shè)，應(yīng)用視頻觀測、畫屏幕參考線的方法采集有無倒計(jì)時(shí)條件下黃燈啟亮?xí)r首停車與末 行車的速度及至停車線距離等數(shù)據(jù)，篩選有無倒計(jì)時(shí)條件下黃燈啟亮?xí)r距停車線最近首停 車和最遠(yuǎn)末行車的相關(guān)數(shù)據(jù)，分別建立有無倒計(jì)時(shí)條件下停車感知反應(yīng)時(shí)間、減速度和加 速度與黃燈啟亮?xí)r速度的關(guān)系模型，從而構(gòu)建有無倒計(jì)時(shí)條件下最小停車距離模型和最大 通過距離模型。
[0024] 如圖2所示，一種黃燈困境區(qū)域建模方法，它按以下步驟實(shí)現(xiàn)：
[0025] 步驟一：分析黃燈困境區(qū)域的形成；
[0026] 步驟二：提出建模的基本假設(shè)；
[0027] 步驟三：采集及處理相關(guān)數(shù)據(jù)；
[0028] 步驟四：建立感知反應(yīng)時(shí)間與黃燈啟亮?xí)r速度的關(guān)系模型；
[0029] 步驟五：構(gòu)建減速度與黃燈啟亮?xí)r速度的關(guān)系模型；
[0030] 步驟六：建立最小停車距離模型；
[0031] 步驟七：構(gòu)建加速度與黃燈啟亮?xí)r速度的關(guān)系模型；
[0032] 步驟八：建立最大通過距離模型，即完成了一種黃燈困境區(qū)域建模方法。
[0033] 【具體實(shí)施方式】二：本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是：所述步驟一中，黃燈 困境區(qū)域的形成是由黃燈啟亮?xí)r車輛開始制動(dòng)至完全停止的最小距離即最小停車距離X s 和黃燈間隔內(nèi)能夠安全通過交叉口的車輛在黃燈啟亮?xí)r至停車線的最大距離即最大通過 距離&共同決定的，具體計(jì)算如下：
[0035] 式中Xs--最小停車距離（m);
[0036] Xc--最大通過距尚（m);
[0037] V0一一黃燈啟亮?xí)r車輛速度（km/h);
[0038] δ ：--停車感知反應(yīng)時(shí)間（s)，取值為1.0 s ;
[0039] d--最大減速度（m/s2)，取值為3. Om/s2;
[0040] τ--黃燈時(shí)長（s);
[0041 ] a--最大加速度（m/s2)，取值為Om/s2;
[0042] δ 2-一行駛感知反應(yīng)時(shí)間（s)，常假設(shè)其等于停車感知反應(yīng)時(shí)間；
[0043] W--交叉口寬度及平均車長之和（m);
[0044] 當(dāng)&義時(shí)，形成困境區(qū)；當(dāng)X 80(。時(shí)，形成選擇區(qū)。
[0045] 其它步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一相同。
【具體實(shí)施方式】 [0046] 三：本實(shí)施方式與一或二不同的是：所述步驟二中， 假設(shè)駕駛?cè)藘H考慮黃燈間隔內(nèi)能否通過停車線，而不是能否通過交叉口；假設(shè)停車感知反 應(yīng)時(shí)間δ i、最大減速度d以及最大加速度a是隨著黃燈啟亮?xí)r車輛速度不同而變化；假設(shè) 行駛感知反應(yīng)時(shí)間為零；
[0047] 最小停車距離Xs，表示為：
[0051] 其它步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一或二相同。
[0052]
【具體實(shí)施方式】四：本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至三之一不同的是：如圖3所示， 數(shù)字為攝像機(jī)架設(shè)位置；所述步驟三中，通過視頻觀測，采集有倒計(jì)時(shí)信號交叉口和無倒計(jì) 時(shí)信號交叉口的視頻資料；通過屏幕畫線，并用Hotplayer播放器逐幀地播放黃燈期間的 交通流視頻以記錄直行車道上首停車和末行車的相關(guān)數(shù)據(jù)；其中，所述相關(guān)數(shù)據(jù)包括：黃 燈啟亮?xí)r刻，黃燈啟亮?xí)r車輛速度及至停車線距離，首停車剎車燈啟亮?xí)r刻，末行車駛過停 車線時(shí)刻；刪除闖紅燈末行車及黃燈啟亮前開始制動(dòng)首停車的相關(guān)信息。
[0053] 其它步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一至三之一相同。
【具體實(shí)施方式】 [0054] 五：本實(shí)施方式與一至四之一不同的是：所述步驟四 中，在有無倒計(jì)時(shí)條件下，篩選黃燈啟亮?xí)r不同速度的車輛中至停車線距離最小的首停車， 其最小停車感知反應(yīng)時(shí)間等于黃燈與剎車燈啟亮的時(shí)間差；應(yīng)用線性、對數(shù)、倒數(shù)、冪、S型 及指數(shù)函數(shù)，分別擬合有無倒計(jì)時(shí)條件下最小停車感知反應(yīng)時(shí)間與黃燈啟亮?xí)r車輛速度之 間的變化關(guān)系；選擇相關(guān)系數(shù)R 2及顯著性檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)值F最大的擬合函數(shù)作為二者之間的關(guān) 系豐吳型：
[0055] 無倒計(jì)時(shí)條件下，最佳擬合函數(shù)為倒數(shù)函數(shù)，表示為：
[0056] δ 1= 〇. 493+17. 501/V〇
[0057] SmS1--停車感知反應(yīng)時(shí)間（s);
[0058] V0一一黃燈啟亮?xí)r車輛速度（km/h);
[0059] 有倒計(jì)時(shí)條件下，最佳擬合函數(shù)為線性函數(shù)，表示為：
[0060] δ 1= 〇. 〇26V〇-〇. 135〇
[0061 ] 其它步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一至四之一