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步行是慢行交通中最基础、最经济和最环保的出行方式,这种出行方式有利于缓解交通拥堵,提高城市交通通行效率,减少温室气体和噪声。但是,行人作为交通参与者中的弱势群体,是道路交通事故中最易受到严重伤害的交通参与者。为了提升行人过街的安全性,人们设计、设置很多不同类型的行人过街安全设施,人行横道线就是其中最常见的一种。但是针对人行横道线的设计、设置等问题,国内外的标准只对人行横道线的基础样式设计做出相关规定,缺乏针对新型人行横道线的标准,并且国内外针对人行横道线的效用评估未成体系,存在着效用评估不完整、不全面的问题。因此,本研究以北京市近年设置的一种新型人行横道线为评估对象,从驾驶人主体和行人主体的角度出发,开展基于驾驶模拟(Driving Simulation)和虚拟现实(VR)技术的人行横道线效用分析及评估。主要包括以下几个方面:
(1)人行横道线对驾驶入让行行为心理影响要素分析。基于计划行为理论,结合驾驶人在驾驶过程中其他影响其让行行为的心理因素,构建扩展计划行为理论模型并基于此设计问卷,通过问卷调查获取数据,利用结构方程模型分析人行横道线对驾驶人让行行为的心理影响要素,得出新型人行横道线对驾驶人让行行为存在影响,进而证明了研究人行横道线对驾驶人行为影响的必要性。
(2)考虑驾驶入主体的人行横道线作用分析。围绕人行横道线对于驾驶人的作用,采用驾驶模拟技术构建包含多种外部环境条件的实验场景,并通过驾驶模拟实验获取驾驶入客观行为数据和主观感受数据,并依此提炼8项评价指标,运用重复测量方差分析、独立样本T检验等方法分析评价指标,得出相比于普通人行横道线,新型人行横道线在部分外部条件下对驾驶行为和驾驶心理有积极影响。
(3)考虑行人主体的人行横道线规范性作用分析。围绕人行横道线对于行人的作用,采用虚拟现实技术构建包含多种外部环境条件的实验场景,并通过人行横道线规范性作用实验获取行人客观行为数据和主观感受数据,并依此提炼4项评价指标,运用重复测量方差分析、独立样本T检验等方法分析评价指标,得出相比于普通人行横道线,新型人行横道线在部分外部条件下在行人规范过街方面能产生更积极的影响。
(4)考虑行人主体的人行横道线安全性作用分析。基于驾驶模拟实验中的车辆运行轨迹数据,得出驾驶人在不同场景下的拟合轨迹,采用虚拟现实技术结合C#语言还原驾驶模拟实验情景,并通过人行横道线安全性作用实验获取行人在与驾驶人类交互状态下的客观行为数据和主观感受数据,并依此提炼9项评价指标,运用重复测量方差分析、独立样本T检验等方法分析评价指标,得出相比于普通人行横道线,新型人行横道线在部分外部条件下在行人安全过街方面能产生更积极的影响。
(5)考虑各个用户主体的人行横道线综合效用评估。以基于熵权的TOPSIS效用评估模型作为评估方法,以驾驶模拟实验、规范性作用实验和安全性作用实验中提炼出的一系列指标构建评估指标体系,从单独考虑驾驶人主体、单独考虑行人主体和考虑多用户主体交互的角度,开展人行横道线综合效用评估,得出相比于普通人行横道线,不同外部环境条件下新型人行横道线的综合效用不一致,但多数外部环境条件下新型人行横道线的综合效用更好。
综上所述,本研究从驾驶人主体和行人主体的角度出发,开展了基于DrivingSimulation+VR技术的多用户主体人行横道线效用分析及评估,为新型人行横道线在实际工程应用提供了理论基础,并为行人安全设施评估提供了新的思路。
(1)人行横道线对驾驶入让行行为心理影响要素分析。基于计划行为理论,结合驾驶人在驾驶过程中其他影响其让行行为的心理因素,构建扩展计划行为理论模型并基于此设计问卷,通过问卷调查获取数据,利用结构方程模型分析人行横道线对驾驶人让行行为的心理影响要素,得出新型人行横道线对驾驶人让行行为存在影响,进而证明了研究人行横道线对驾驶人行为影响的必要性。
(2)考虑驾驶入主体的人行横道线作用分析。围绕人行横道线对于驾驶人的作用,采用驾驶模拟技术构建包含多种外部环境条件的实验场景,并通过驾驶模拟实验获取驾驶入客观行为数据和主观感受数据,并依此提炼8项评价指标,运用重复测量方差分析、独立样本T检验等方法分析评价指标,得出相比于普通人行横道线,新型人行横道线在部分外部条件下对驾驶行为和驾驶心理有积极影响。
(3)考虑行人主体的人行横道线规范性作用分析。围绕人行横道线对于行人的作用,采用虚拟现实技术构建包含多种外部环境条件的实验场景,并通过人行横道线规范性作用实验获取行人客观行为数据和主观感受数据,并依此提炼4项评价指标,运用重复测量方差分析、独立样本T检验等方法分析评价指标,得出相比于普通人行横道线,新型人行横道线在部分外部条件下在行人规范过街方面能产生更积极的影响。
(4)考虑行人主体的人行横道线安全性作用分析。基于驾驶模拟实验中的车辆运行轨迹数据,得出驾驶人在不同场景下的拟合轨迹,采用虚拟现实技术结合C#语言还原驾驶模拟实验情景,并通过人行横道线安全性作用实验获取行人在与驾驶人类交互状态下的客观行为数据和主观感受数据,并依此提炼9项评价指标,运用重复测量方差分析、独立样本T检验等方法分析评价指标,得出相比于普通人行横道线,新型人行横道线在部分外部条件下在行人安全过街方面能产生更积极的影响。
(5)考虑各个用户主体的人行横道线综合效用评估。以基于熵权的TOPSIS效用评估模型作为评估方法,以驾驶模拟实验、规范性作用实验和安全性作用实验中提炼出的一系列指标构建评估指标体系,从单独考虑驾驶人主体、单独考虑行人主体和考虑多用户主体交互的角度,开展人行横道线综合效用评估,得出相比于普通人行横道线,不同外部环境条件下新型人行横道线的综合效用不一致,但多数外部环境条件下新型人行横道线的综合效用更好。
综上所述,本研究从驾驶人主体和行人主体的角度出发,开展了基于DrivingSimulation+VR技术的多用户主体人行横道线效用分析及评估,为新型人行横道线在实际工程应用提供了理论基础,并为行人安全设施评估提供了新的思路。