基于視頻檢測技術(shù)的路段行人過街速度研究

任予躍，李浩領(lǐng)，胡子建

(長安大學(xué) 公路學(xué)院，陜西 西安 710064)

基于視頻檢測技術(shù)的路段行人過街速度研究

任予躍，李浩領(lǐng)，胡子建

(長安大學(xué) 公路學(xué)院，陜西 西安 710064)

隨著城市小汽車保有量的增加，城市道路中的交通事故數(shù)量和嚴(yán)重性也日益增大，行人交通安全問題更加受到重視。本文通過視頻檢測技術(shù)，采集了西安市育才路行人過街速度、路段車路速度數(shù)據(jù)，通過SPSS軟件建立了行人過街速度與與路段上來車的關(guān)系模型,對路段行人過街行為進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，路段行人過街速度受到路段車輛速度及車輛與行人之間的距離的影響。

行人過街；視頻檢測技術(shù)；SPSS建模

步行是城市居民出行的重要交通方式之一，而在道路交通系統(tǒng)中，行人為弱勢群體，也是交通傷害的主要受害者，2012年的全國道路交通事故統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，行人、乘客、摩托車駕駛員三者傷亡人數(shù)占總數(shù)的70%以上[1]。如何降低和減輕行人交通事故已成為城市交通管理的一項(xiàng)重點(diǎn)工作，要改善行人交通安全需要從多方而入手，這包括：行人合理過街行為的有效引導(dǎo)、教育，行人過街設(shè)施的優(yōu)化布置和設(shè)計(jì)[2]。在合理地誘導(dǎo)行人過街、優(yōu)化過街設(shè)施設(shè)計(jì)之前，需掌握行人的過街特性，以保證措施的有效性。因此，本文針對城市道路上的行人過街行為開展研究，通過行為數(shù)據(jù)采集，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)方法來解析行人過街行為。

本文通過對路段上的無過街信號的人行橫道上行人的過街行為的研究，來探尋行人過街步行速度與路段上來車的關(guān)系。行人過街速度與道路上車輛的位置與速度有關(guān)[3-4]，為簡化模型，忽略環(huán)境、行人年齡、性別等因素，只探討行人過街速度與道路上車輛的位置與速度的關(guān)系。

1 調(diào)查方法

通過對路段上人行橫道的調(diào)查和觀測來探究行人過街速度與道路上車輛的位置與速度的關(guān)系。選取西安市育才路上一人行橫道進(jìn)行了觀測。該人行橫道位于長安大學(xué)北門口，長10 m，寬4.5 m，人流量較大。人行橫道所處的育才路為單行道，車輛運(yùn)行方向?yàn)閺奈魍鶘|。車輛與行人沖突較嚴(yán)重，行人過街受車輛影響較大，過街一般需等待并尋找車輛間隙過街。

相關(guān)文獻(xiàn)表明，認(rèn)為行人過街的步行速度與路段上來車的速度和車輛到人行道到距離有關(guān)。因此，對人行道上行人步行速度與鄰近人行道的車輛速度與距離進(jìn)行了觀測。

使用攝像機(jī)對調(diào)查地點(diǎn)進(jìn)行拍攝，并從中提取數(shù)據(jù)。將人行道的上游分為7個(gè)路段，每個(gè)路段長10 m，每隔一個(gè)路段貼一個(gè)白條，如圖1所示。這些白條用于估測上游來車的縱向位移。攝像機(jī)選擇架設(shè)在路側(cè)高樓，能同時(shí)拍攝到過街行人和上游來車。

圖1 調(diào)查方法示意圖

2 調(diào)查結(jié)果

通過后期對視頻的處理，得到行人過街的時(shí)間tc、距離人行道最近的車輛位置，車輛通過路段的時(shí)間td，整理后共得到50組有效數(shù)據(jù)，如表1所示。

表1 調(diào)查數(shù)據(jù)匯總

3 數(shù)據(jù)分析

對視頻觀測得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，由于人行道長度和一個(gè)路段的長度已知，計(jì)算得到行人過街的步行速度以及車輛的行駛速度。由于60 m之外的車輛車速未進(jìn)行測量，考慮到60 m外人行道對車輛車速的影響已經(jīng)較小，故將60 m外的車輛車速統(tǒng)一取整條路上車輛的平均車速5 m/s，結(jié)果如表2所示。

表2 調(diào)查數(shù)據(jù)處理結(jié)果

4 模型建立

行人在過街前會(huì)依據(jù)來車的速度和自身與車輛的距離來預(yù)估車輛到達(dá)自身所在位置的時(shí)間，當(dāng)行人判斷無法在這段時(shí)間內(nèi)通過道路，行人則會(huì)選擇等待。如果判斷能在這段時(shí)間內(nèi)通過道路，則會(huì)選擇合適的步行速度過街，即保證在預(yù)估車輛到達(dá)時(shí)間內(nèi)通過人行橫道[5-6]。利用SPSS對過街時(shí)間與預(yù)估車輛到達(dá)時(shí)間進(jìn)行回歸分析，得到：

tc=9.610-2.078ts+0.279ts2-0.01ts3

(1)

式中：tc為行人過街時(shí)間；ts為預(yù)計(jì)車輛到達(dá)時(shí)間。

vc=l/tc

(2)

vs=d/ts

(3)

故得到行人過街速度的模型為：

(4)

式中：vc為行人過街速度；vs為上游路段距離行人最近的車輛速度；l為人行道長度；d為上游最近車輛與人行道距離。

5 結(jié) 語

通過模型發(fā)現(xiàn)行人過街的速度受道路上來車的速度及其與人行道的距離有關(guān)，即行人會(huì)根據(jù)車輛的車速和到人行道的距離對車輛行駛至行人道的時(shí)間進(jìn)行預(yù)估，并根據(jù)預(yù)估時(shí)間調(diào)整過街速度以在車輛到達(dá)前完成過街即要保證過街時(shí)間tc小于其預(yù)估的車輛到達(dá)時(shí)間td。

由于當(dāng)車輛距離人行道較遠(yuǎn)時(shí)，行人預(yù)估其到達(dá)時(shí)間時(shí)會(huì)將其減速考慮在內(nèi)，故行人對車輛的實(shí)際預(yù)估到達(dá)時(shí)間應(yīng)大于d/vs；而當(dāng)車輛與人行道距離較近時(shí)速度較小且速度已經(jīng)較穩(wěn)定，行人預(yù)估其到達(dá)時(shí)間等于d/vs。

[1] 公安部交通管理局.2012年全國道路交通事故統(tǒng)計(jì)報(bào)告[R].北京：公安部交通管理局,2013：51-52.

[2] 王小雙.基于排隊(duì)論的人行橫道寬度定量分析[J].洛陽理工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2015，25(3)：33-36.

[3] 劉勝洪.無信號控制城市行人過街交通特性研究[D].重慶：重慶交通大學(xué)，2008：8-10.

[4] 趙瑩瑩，曲昭偉，江晟，等.基于視頻的行人過街速度特性[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版)，2013，43(2)：298-303.

[5] 吳昌旭，馬舒，莊想靈.行人過街的認(rèn)知心理過程和模型[J].心理科學(xué)進(jìn)展，2013，21(7)：1141-1149.

[6]JinSheng，QuXiaobo，XuCheng，etal.Dynamiccharacteristicsoftrafficflowwithconsiderationofpedestriansroad-crossingbehavior[J].PhysicaA:StatisticalMechanicsanditsApplications，2013，392(18)：3881-3890.

Research on Road Pedestrian Crossing Speed Based on Video Detection Technology

REN Yuyue, LI Haoling, HU Zijian

(Chang′an University, Xi′an 710064, China)

With the increase of urban car ownership, the quantity and severity of city road traffic accident are increasing, especially, pedestrian traffic safety have been a serious problem. By using of video detection technology, the data of pedestrian crossing speed and vehicle speed in Xi′an Yucai road are collected in this paper. Road pedestrian crossing behavior is analyzed, and model has been established through SPSS software. It is shown in the model that the pedestrian crossing speed is influenced by the vehicle speed and the distance between vehicles and pedestrians.

pedestrian crossing；video detection technology； SPSS model

2016-11-20

任予躍(1991-)，男，浙江舟山人，在讀碩士研究生，主要從事交通規(guī)劃、交通安全方面的研究.

10.3969/i.issn.1674-5403.2017.01.006

U491

A

1674-5403(2017)01-0019-04