基于Vissim的面向無人駕駛的新型行人過街裝置

曹原 肖悅雯 陳波 陳舒琪 夏榮洋

摘 要：介紹了一種面向無人駕駛的新型行人過街裝置，以Vissim軟件仿真的形式呈現(xiàn)該裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理，并將基于新型行人過街裝置的行人過街新方式與傳統(tǒng)的行人過街方式進(jìn)行對比，證實(shí)了該裝置的先進(jìn)性并提出進(jìn)一步的工作設(shè)想。

關(guān)鍵詞：新型行人過街裝置； 無人駕駛； Vissim

1.簡介

混合交通是中國城市交通系統(tǒng)的特點(diǎn)之一?；旌辖煌礄C(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)車和行人共用一個(gè)交通系統(tǒng)，交通效率低且存在較大的安全隱患。其中由行人構(gòu)成的交通流是混合交通中較為弱勢的交通流，但行人交通在城市交通出行結(jié)構(gòu)中占比較大，因此行人交通安全尤其是行人過街的安全尤為重要。目前我國現(xiàn)有行人過街設(shè)施尚存不足，無法保證行人高效、安全地穿過交通流量大、交通成分組成復(fù)雜的街道。基于該情況，本文提出了一種面向無人駕駛的新型行人過街裝置。現(xiàn)有人行橫道經(jīng)過小規(guī)模改造即可搭載該裝置，對現(xiàn)有的多種過街設(shè)施兼容性好。該新型行人過街裝置環(huán)保、安全、高效的人本設(shè)計(jì)，將助力交通可持續(xù)發(fā)展。

2.新型行人過街裝置介紹

以Vissim軟件仿真的形式呈現(xiàn)該裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理。

（1）裝置結(jié)構(gòu)

在現(xiàn)有行人道的基礎(chǔ)上拓寬部分車道并加裝道路區(qū)域控制裝置，面向無人駕駛實(shí)現(xiàn)車路協(xié)同；加裝機(jī)械旋轉(zhuǎn)擋板和紅外檢測器，保證行人過街安全，減少事故發(fā)生等，具有很大的實(shí)用價(jià)值。

（2）裝置工作原理

該裝置的仿真運(yùn)行共分為五個(gè)階段。

第一相位時(shí)，一車道為紅燈，二、三車道為綠燈，行人于一車道，車輛均可于二、三車道通行。

第二相位時(shí)，一、二車道為紅燈，三車道為綠燈，行人過街至二車道，車輛均可于三車道通行。

第三相位時(shí)，二車道為紅燈，一、三車道為綠燈，行人于二車道，此時(shí)一、二號機(jī)械擋板旋轉(zhuǎn)至指定位置保證行人安全，車輛均可于一、三車道通行。

第四相位時(shí)，二、三車道為紅燈，一車道為綠燈，行人過街至三車道，車輛均可于一車道通行。

第五相位時(shí)，三車道為紅燈，一、二車道為綠燈，行人于三車道，此時(shí)三號機(jī)械擋板旋轉(zhuǎn)至指定位置保證行人安全，車輛均可于一、二車道通行。待行人安全過街后，車道均為綠燈，機(jī)械擋板旋轉(zhuǎn)至初始狀態(tài)。

3.傳統(tǒng)行人過街方式與行人過街新方式對比

目前傳統(tǒng)行人過街方式主要有三種：通過機(jī)動(dòng)車禮讓行人讓行人過街、通過紅綠燈控制為行人過街設(shè)置行人過街專用相位和行人通過人行天橋及地道直接過街。行人過街新方式則是基于新型行人過街裝置和無人駕駛環(huán)境下，行人根據(jù)信號燈的提示過街。由于前兩種傳統(tǒng)行人過街方式與新方式都是通過人行橫道過街，所以將三者進(jìn)行對比。

建立vissim仿真模型，三種方式的vissim仿真模型設(shè)置相同參數(shù)。建立inpx模型，利用MATLAB對接Vissim-COMserver，獲得三種方式的車輛通過數(shù)和行程時(shí)間數(shù)據(jù)，并制作數(shù)據(jù)對比三線表。

以平均通過車輛數(shù)、平均行程時(shí)間兩個(gè)指標(biāo)評估三種行人通過方式，禮讓行人方式的平均通過車輛數(shù)最小、平均行程時(shí)間最長，說明該種方式的交通效率最低；而新方式平均通過車輛數(shù)最大、平均行程時(shí)間最短，說明該方式的交通效率最高；紅綠燈控制方式居于兩者之間。與此同時(shí)，禮讓行人方式依靠機(jī)動(dòng)車駕駛員的自覺性，行人過街時(shí)沒有信號燈的保護(hù)，極有可能造成重大交通事故；紅綠燈控制方式在行人過街的同時(shí)，機(jī)動(dòng)車停在原地等候，降低了交通效率。

我們可以得出結(jié)論：行人過街采用新方式相較于兩種傳統(tǒng)的行人過街方式，所需行程時(shí)間最短，同時(shí)通過的平均車輛數(shù)最大，此時(shí)交通系統(tǒng)的效率最高。因此，基于新型行人過街裝置的行人過街新方式具有極大的優(yōu)勢，證實(shí)了該裝置的先進(jìn)性。

4.總結(jié)

行人交通向來是城市交通非常重要的組成部分，行人交通安全問題尤其是行人過街安全同樣也是城市交通安全問題重要的一部分。如何在保障行人交通安全尤其是行人過街的安全的同時(shí)，保證城市交通系統(tǒng)的高效率是一個(gè)極其重要的研究熱點(diǎn)。本文提出的新型行人過街裝置在保障行人過街的安全時(shí)，其他車道依舊允許機(jī)動(dòng)車通過，交通系統(tǒng)效率較傳統(tǒng)行人過街方式更高。該裝置面向無人駕駛，可實(shí)現(xiàn)不間斷交通流，在相同相位情況下，可以減少車輛的行程時(shí)間，減少排隊(duì)長度，緩解城市擁堵，減緩車輛尾氣排放及能源消耗，利于可持續(xù)交通的發(fā)展。

且隨著無人駕駛技術(shù)的普及，信號控制機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的軟硬件技術(shù)升級，才能實(shí)現(xiàn)更好的車路協(xié)同，為智能交通的發(fā)展做好鋪墊，這說明該裝置技術(shù)上的可行性。

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