基于Vissim的面向无人驾驶的新型行人过街装置

曹原 肖悦雯 陈波 陈舒琪 夏荣洋

摘 要：介绍了一种面向无人驾驶的新型行人过街装置，以Vissim软件仿真的形式呈现该装置的结构和工作原理，并将基于新型行人过街装置的行人过街新方式与传统的行人过街方式进行对比，证实了该装置的先进性并提出进一步的工作设想。

关键词：新型行人过街装置； 无人驾驶； Vissim

1.简介

混合交通是中国城市交通系统的特点之一。混合交通即机动车、非机动车和行人共用一个交通系统，交通效率低且存在较大的安全隐患。其中由行人构成的交通流是混合交通中较为弱势的交通流，但行人交通在城市交通出行结构中占比较大，因此行人交通安全尤其是行人过街的安全尤为重要。目前我国现有行人过街设施尚存不足，无法保证行人高效、安全地穿过交通流量大、交通成分组成复杂的街道。基于该情况，本文提出了一种面向无人驾驶的新型行人过街装置。现有人行横道经过小规模改造即可搭载该装置，对现有的多种过街设施兼容性好。该新型行人过街装置环保、安全、高效的人本设计，将助力交通可持续发展。

2.新型行人过街装置介绍

以Vissim软件仿真的形式呈现该装置的结构和工作原理。

（1）装置结构

在现有行人道的基础上拓宽部分车道并加装道路区域控制装置，面向无人驾驶实现车路协同；加装机械旋转挡板和红外检测器，保证行人过街安全，减少事故发生等，具有很大的实用价值。

（2）装置工作原理

該装置的仿真运行共分为五个阶段。

第一相位时，一车道为红灯，二、三车道为绿灯，行人于一车道，车辆均可于二、三车道通行。

第二相位时，一、二车道为红灯，三车道为绿灯，行人过街至二车道，车辆均可于三车道通行。

第三相位时，二车道为红灯，一、三车道为绿灯，行人于二车道，此时一、二号机械挡板旋转至指定位置保证行人安全，车辆均可于一、三车道通行。

第四相位时，二、三车道为红灯，一车道为绿灯，行人过街至三车道，车辆均可于一车道通行。

第五相位时，三车道为红灯，一、二车道为绿灯，行人于三车道，此时三号机械挡板旋转至指定位置保证行人安全，车辆均可于一、二车道通行。待行人安全过街后，车道均为绿灯，机械挡板旋转至初始状态。

3.传统行人过街方式与行人过街新方式对比

目前传统行人过街方式主要有三种：通过机动车礼让行人让行人过街、通过红绿灯控制为行人过街设置行人过街专用相位和行人通过人行天桥及地道直接过街。行人过街新方式则是基于新型行人过街装置和无人驾驶环境下，行人根据信号灯的提示过街。由于前两种传统行人过街方式与新方式都是通过人行横道过街，所以将三者进行对比。

建立vissim仿真模型，三种方式的vissim仿真模型设置相同参数。建立inpx模型，利用MATLAB对接Vissim-COMserver，获得三种方式的车辆通过数和行程时间数据，并制作数据对比三线表。

以平均通过车辆数、平均行程时间两个指标评估三种行人通过方式，礼让行人方式的平均通过车辆数最小、平均行程时间最长，说明该种方式的交通效率最低；而新方式平均通过车辆数最大、平均行程时间最短，说明该方式的交通效率最高；红绿灯控制方式居于两者之间。与此同时，礼让行人方式依靠机动车驾驶员的自觉性，行人过街时没有信号灯的保护，极有可能造成重大交通事故；红绿灯控制方式在行人过街的同时，机动车停在原地等候，降低了交通效率。

我们可以得出结论：行人过街采用新方式相较于两种传统的行人过街方式，所需行程时间最短，同时通过的平均车辆数最大，此时交通系统的效率最高。因此，基于新型行人过街装置的行人过街新方式具有极大的优势，证实了该装置的先进性。

4.总结

行人交通向来是城市交通非常重要的组成部分，行人交通安全问题尤其是行人过街安全同样也是城市交通安全问题重要的一部分。如何在保障行人交通安全尤其是行人过街的安全的同时，保证城市交通系统的高效率是一个极其重要的研究热点。本文提出的新型行人过街装置在保障行人过街的安全时，其他车道依旧允许机动车通过，交通系统效率较传统行人过街方式更高。该装置面向无人驾驶，可实现不间断交通流，在相同相位情况下，可以减少车辆的行程时间，减少排队长度，缓解城市拥堵，减缓车辆尾气排放及能源消耗，利于可持续交通的发展。

且随着无人驾驶技术的普及，信号控制机进行相应的软硬件技术升级，才能实现更好的车路协同，为智能交通的发展做好铺垫，这说明该装置技术上的可行性。

参考文献：

[1]行人过街设施的设置依据与措施[J] 韩慧敏； 彭宏勤.湖南交通科技，2007-12-30

[2]关注行人过街设施[J]. 焦蕾稚. 交通与运输. 2004（05）

[3]行人过街信号与交叉口信号联动控制方法研究[D]. 郑长江.东南大学 200