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当前,我国机动车保有量持续增加,行人与机动车驾驶员安全意识有所差别,同时信控交叉口环境复杂以及人车混行的常态,涉及行人过街的交通事故时有发生,而过街行人作为道路交通中的弱势群体,在发生道路交通事故时,其生命及财产安全损失惨重。因此,本文以信控交叉口过街行人为研究对象,探究行人在执行过街任务时的视觉搜索和过街行为特性,进而完善行人交通流理论,减少行人交通事故的发生,提高行人过街安全性。
首先在总结国内外行人过街注意研究的前提下,筹划并开展行人过街实地实验,采集相关的视觉搜索参数和过街速度参数数据。通过单因素方差分析、独立样本t检验、配对样本t检验等统计学方法,对不同过街状态、不同性别、不同年龄行人的视觉搜索特点和过街行为特性进行分析。在此基础上对行人的眼动参数、过街速度以及心理临界时窗进行耦合分析,建立了两两参数之间的数学模型。提出了临界安全水平和行人风险感知水平的概念,选取风险感知因子和临界安全系数指标,借助K-means聚类算法将行人的过街风格划分为冒险型、普通型和谨慎型,在此基础上研究不同风格行人的视觉搜索以及过街可靠性差异,基于此提出改善建议和措施。本文主要得到的研究结论如下:
(1)行人过街状态、性别和年龄对行人过街时的视觉搜索具有显著性影响。心理临界过街状态(CCS)下行人注视点分布较为紧密,自由过街状态(FCS)下行人注视点分布较为疏散。CCS状态行人过街时对信号灯区域、车行区域的关注度要强于FCS状态;从性别上看,FCS状态下男性对于信号灯区域和车行区域的关注度强于女性,CCS状态下女性对信号灯和左右两侧来车方向的关注度强于男性,同时,女性分布在其他无关区域的注视次数百分比高于男性,反映出女性过街时容易出现分心且受外界影响较大;从年龄上看,CCS状态下老年对左右侧车行区域的风险感知敏感度以及过街安全的重视程度强于少年和中青年。
(2)过街状态、年龄对行人的过街速度和心理临界时窗具有显著影响,CCS状态下行人的过街速度显著高于FCS状态,少年和中青年的过街平均速度显著高于老年人;女性的心理临界时窗分布更集中,而男性心理临界时窗分布更离散;从年龄来看,少年心理临界时窗相比中青年和老年而言分布较为离散。
(3)行人的过街速度、心理临界时窗和眼动参数之间具有相关性。行人过街平均速度与心理临界时窗呈负相关关系;CCS状态下,行人对车行区域注视概率随着过街平均速度的增大而呈上升趋势,过街平均速度与行人区域的注视概率呈负相关关系;行人扫视时间百分比、信号灯区域注视概率随心理临界时窗的增大而呈现下降趋势;当行人的过街平均速度增大时,行人的平均扫视速度、扫视时间百分比和信号灯区域注视概率呈现出上升趋势。
(4)通过建立行人过街风格识别模型,将行人划分为谨慎型、普通型和冒险型,并对不同风格行人的过街行为特性进行分析,结果发现冒险型、普通型、谨慎型行人的风险感知水平依次升高;另外发现冒险型、普通型、谨慎型行人过街成功的概率呈现依次增大规律。
(5)不同风格行人的过街行为具有共性和个性。不同性别和年龄段组别中,谨慎型、普通型、冒险型行人的心理临界时窗均呈现出依次减小的规律;男性组中,谨慎型的扫视时间百分比最低,女性组中,谨慎型的扫视时间百分比最高;中青年组谨慎型、普通型、冒险型的过街速度呈现依此递增态势,老年组呈现依次减小趋势。
首先在总结国内外行人过街注意研究的前提下,筹划并开展行人过街实地实验,采集相关的视觉搜索参数和过街速度参数数据。通过单因素方差分析、独立样本t检验、配对样本t检验等统计学方法,对不同过街状态、不同性别、不同年龄行人的视觉搜索特点和过街行为特性进行分析。在此基础上对行人的眼动参数、过街速度以及心理临界时窗进行耦合分析,建立了两两参数之间的数学模型。提出了临界安全水平和行人风险感知水平的概念,选取风险感知因子和临界安全系数指标,借助K-means聚类算法将行人的过街风格划分为冒险型、普通型和谨慎型,在此基础上研究不同风格行人的视觉搜索以及过街可靠性差异,基于此提出改善建议和措施。本文主要得到的研究结论如下:
(1)行人过街状态、性别和年龄对行人过街时的视觉搜索具有显著性影响。心理临界过街状态(CCS)下行人注视点分布较为紧密,自由过街状态(FCS)下行人注视点分布较为疏散。CCS状态行人过街时对信号灯区域、车行区域的关注度要强于FCS状态;从性别上看,FCS状态下男性对于信号灯区域和车行区域的关注度强于女性,CCS状态下女性对信号灯和左右两侧来车方向的关注度强于男性,同时,女性分布在其他无关区域的注视次数百分比高于男性,反映出女性过街时容易出现分心且受外界影响较大;从年龄上看,CCS状态下老年对左右侧车行区域的风险感知敏感度以及过街安全的重视程度强于少年和中青年。
(2)过街状态、年龄对行人的过街速度和心理临界时窗具有显著影响,CCS状态下行人的过街速度显著高于FCS状态,少年和中青年的过街平均速度显著高于老年人;女性的心理临界时窗分布更集中,而男性心理临界时窗分布更离散;从年龄来看,少年心理临界时窗相比中青年和老年而言分布较为离散。
(3)行人的过街速度、心理临界时窗和眼动参数之间具有相关性。行人过街平均速度与心理临界时窗呈负相关关系;CCS状态下,行人对车行区域注视概率随着过街平均速度的增大而呈上升趋势,过街平均速度与行人区域的注视概率呈负相关关系;行人扫视时间百分比、信号灯区域注视概率随心理临界时窗的增大而呈现下降趋势;当行人的过街平均速度增大时,行人的平均扫视速度、扫视时间百分比和信号灯区域注视概率呈现出上升趋势。
(4)通过建立行人过街风格识别模型,将行人划分为谨慎型、普通型和冒险型,并对不同风格行人的过街行为特性进行分析,结果发现冒险型、普通型、谨慎型行人的风险感知水平依次升高;另外发现冒险型、普通型、谨慎型行人过街成功的概率呈现依次增大规律。
(5)不同风格行人的过街行为具有共性和个性。不同性别和年龄段组别中,谨慎型、普通型、冒险型行人的心理临界时窗均呈现出依次减小的规律;男性组中,谨慎型的扫视时间百分比最低,女性组中,谨慎型的扫视时间百分比最高;中青年组谨慎型、普通型、冒险型的过街速度呈现依此递增态势,老年组呈现依次减小趋势。