[發明專利]一種無信號交叉口機動車沖突概率判斷方法有效
| 申請號： | 201610032796.8 | 申請日： | 2016-01-19 |
| 公開（公告）號： | CN105551251B | 公開（公告）日： | 2017-10-20 |
| 發明（設計）人： | 馬瑩瑩;秦筱然;陳枝偉;馬赟赟;曹宇超;石一飛 | 申請（專利權）人： | 華南理工大學 |
| 主分類號： | G08G1/01 | 分類號： | G08G1/01 |
| 代理公司： | 廣州市華學知識產權代理有限公司44245 | 代理人： | 羅觀祥 |
| 地址： | 510640 廣*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 信號 交叉口 機動車 沖突 概率 判斷 方法 | ||
1.一種無信號交叉口機動車沖突概率判斷方法，其特征在于，包括以下步驟：
1)選定研究的交叉口，獲取基礎資料，總共包括四方面的資料：交叉口幾何信息、交叉口交通管理策略、交叉口交通流數據及車輛相關參數；
2)在選定交叉口的設計圖形上均勻劃分N個柵格單元并做近似處理，將每個柵格單元中心處出現車輛的概率作為該柵格單元出現車輛的概率；其中，根據選定的交叉口對其進行柵格處理，包括以下步驟：
2.1)建系：以交叉口東西向和南北向中心線交匯處為坐標原點，東西方向為x軸，南北方向為y軸建立平面直角坐標系；
2.2)劃分：設交叉口長度為2a，寬度為2b；交叉口在交叉口的兩個坐標軸上分別任意插入n-1個分點，把交叉口分割成了N個柵格，記為
Rec(ij)＝{xi-1,xi,yi-1,yi}
-a＝xo＜x1＜x2＜···＜xn-1＜xn＝a
-b＝yo＜y1＜y2＜···＜yn-1＜yn＝b
2.3)近似：在每個柵格Rec(ij)中，取其形心；當柵格數量n→∞，柵格面積S[Rec(ij)]→0，故用車輛出現在柵格形心的概率作為車輛出現在該柵格單元中的概率，即P(Rec(ij))＝P(Point(ij))＝PAij；
3)計算各流向車輛出現概率，對內部柵格賦值；首先，確定車輛在交叉口的運行軌跡，其次求軌跡范圍內有車出現的概率，最后對軌跡范圍內的柵格進行賦值；其中，計算各流向車輛出現概率，對內部柵格賦值，包括以下步驟：
3.1)根據所得到的交叉口各進口車道功能設置情況，分析各進口道車輛所有可能的運行軌跡；車輛能夠到達的范圍寬度為標準車的寬度B，以東進口道的三條車道為例：
對于東進口道的直行車流，其在交叉口內部的運行軌跡為直線，軌跡方程為：
式中：D——車道寬度；A——中央分隔帶寬度，無中央分隔帶取0；
對于東進口左轉車流，其在交叉口內部的運行軌跡為圓心為(xn,yo)，Rl為半徑的圓上的一個劣弧，軌跡方程為：
式中：Rl——左轉車流軌跡半徑；Rdl——交叉口左轉車流設計半徑；
對于東進口右轉車流，其在交叉口內部的運行軌跡為圓心為(xn,yn)，Rr為半徑的圓上的一個劣弧，軌跡方程為:
式中：Rr——右轉車輛軌跡半徑；Rdr——交叉口右轉車流設計半徑；
其余軌跡方程同理可求；
3.2)確定縱向概率：即確定交叉口車輛軌跡范圍內柵格因車輛到達而有車輛出現的概率；根據各流向預測交通量計算車輛到達交叉口的到達率；確定兩車發生沖突的時間間隔為：
式中：L——標準車長度；B——標準車寬度；v1,v2——可能發生沖突的兩流向道路設計車速；
用泊松分布擬合無信號交叉口的車輛到達；則在觀測時段t內，有車輛出現在軌跡范圍內柵格單元Rec(ij)的概率PRij為：
式中：λ——車輛到達率，單位為pcu/h；
3.3)確定橫向概率：即交叉口車輛軌跡范圍內柵格因車輛側向偏移而有車輛出現的概率；車輛的側向偏移屬于人的操作誤差，不失一般性，認為其服從正態分布；
記柵格單元Rec(ij)的形心坐標為:
以東進口道的三車道的車流為例，柵格Rec(ij)因車輛偏移而有車輛出現的概率為：
對于東進口直行車流，
對于東進口左轉車流，
對于東進口右轉車流，
式中：μ——車輛中心線與車道中心線偏移量的均值；
σ——車輛中心線與車道中心線的縱坐標偏移量方差，通過觀測統計得到；其余車流同理可求；
3.4)計算各流向車輛在交叉口內某柵格出現的概率；設車輛到達交叉口的時候某一小部分占據了小方格Rec(iojo)，發生側向偏移后該部分占據的小方格變為Rec(ij)；用表示某車輛沿軌跡k出現在小方格Rec(ij)的概率，則
式中：PAij——交叉口車輛軌跡范圍內柵格Rec(ij)被車輛占據的概率；
PRij——車輛出現在柵格Rec(ij)的縱向概率；
PDij——車輛出現在柵格Rec(ij)的橫向概率；
4)確定交叉口范圍內任意柵格單元的沖突概率，根據步驟3)得到的結果求兩個及以上流向的沖突概率并對柵格重新賦值；其中，確定交叉口范圍內任意柵格單元的沖突概率，包括如下步驟：
4.1)建立軌跡范圍內的概率沖突模型，計算所有車輛軌跡范圍內的柵格發生沖突的概率；分析無信號交叉口機動車運行軌跡，找出所有能夠經過柵格Rec(ij)的車輛軌跡；經分析，在同一小方格內最多可能有三條車輛軌跡線經過，記為a,b,c，則柵格Rec(ij)發生沖突的概率為：
忽略高階無窮小，
式中：a,b,c——在一個柵格單元內最多可能經過的三條車輛軌跡線的編號；
——沿軌跡k出現在柵格Rec(ij)的概率；
4.2)根據步驟4.1)的計算結果對柵格重新賦值；
5)輸出交叉口所有柵格沖突概率最終賦值結果。
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