[論文レビュー] Towards Modelling Pedestrian-Vehicle Interactions: Empirical Study on Urban Unsignalized Intersection

Andrea Gorrini, Giuseppe Vizzari+1 more|arXiv (Cornell University)|Oct 25, 2016

Evacuation and Crowd Dynamics参考文献 8被引用数 32

ひとこと要約

本研究は、イタリア・ミラノの信号のない歩行者横断帯における歩行者と車両の相互作用について、実地観察による経験的分析を提示する。特に高齢の歩行者に焦点を当て、非干渉的な映像観察を用いて、到着、評価、横断の3つの明確な横断段階を同定した。年齢が歩行速度を著しく遅くし、意思決定時間を延長することが判明したが、両年齢層とも到着車両の速度と距離を正確に評価しており、危険を伴う行動は示さなかった。

ABSTRACT

The modelling and simulation of the interaction among vehicles and pedestrians during cross-walking is an open challenge for both research and practical computational solutions supporting urban/traffic decision makers and managers. The social cost of pedestrians' risky behaviour pushes the development of a new generation of computational models integrating analytical knowledge, data and experience about the complex dynamics occurring in pedestrian/vehicle interactions, which are not completely understood despite recent efforts. This paper presents the results of a significant data gathering campaign realised at an unsignalized zebra crossing. The selected area of the city of Milan (Italy) is characterised by a significant presence of elderly inhabitants and pedestrian-vehicle risky interactions, testified by a high number of accidents involving pedestrians in the past years. The results concern the analysis of: (i) vehicular and pedestrian traffic volumes; (ii) level of service; (iii) pedestrian-vehicle interactions, considering the impact of ageing on crossing behaviour. Results showed that the phenomenon is characterised by three main phases: approaching, appraising (evaluation of the distance and speed of oncoming vehicles) and crossing. The final objective of the research is to support the development of a microscopic agent-based tool for simulating pedestrian behaviour at unsignalized crosswalks, focusing on the specific needs of the elderly pedestrians.

研究の動機と目的

• 信号のない都市部の横断帯における、特に高齢の歩行者を含む歩行者の行動的ダイナミクスを理解すること。
• 高齢化した人口を対象とした、実世界の都市環境における歩行者-車両相互作用に関する検証済みの経験的データの不足を是正すること。
• 信号のない交差点における歩行者横断行動の、キャリブレーション済みのエージェントベースのシミュレーションモデルの開発を支援すること。
• 歩行者安全と横断行動に与えるインフラ品質要因（歩道の連続性、段差解消装置の有無など）の影響を評価すること。
• 実際の交通状況下でのドライバーの順守行動と歩行者の意思決定に関するデータを提供することで、都市計画と交通管理を支援すること。

提案手法

• イタリア・ミラノの2か所の歩行者横断帯で、大規模なデータ収集キャンペーンを実施し、非干渉的な映像観察を実施した。
• 歩行者および車両の軌跡、速度、横断中の行動段階を抽出するために、映像データを収集・分析した。
• 歩行者の横断行動を、順次的3段階（到着、評価（車両の距離と速度の評価）、横断）に分類した。
• 成人と高齢の歩行者の歩行速度と意思決定時間の長さを測定・比較した。
• 歩道の途切れ、段差解消装置の欠如、視界の遮断といった環境要因が横断安全に与える影響を評価した。
• 将来的には、歩行しやすさの主観的認識を調査するためのアンケート調査と、ドライバーの順守行動や横断違反行動をさらに分析するための映像分析を計画している。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 高齢の歩行者は、信号のない交差点における横断行動で成人とどのように異なるか？
• RQ2 進行車両と相互作用する際の歩行者横断意思決定に含まれる主な行動段階は何か？
• RQ3 高齢化が、歩行者横断中の速度と意思決定時間にどのように影響を与えるか？
• RQ4 歩道の質や段差解消装置の有無といった環境要因が、横断安全にどの程度影響を与えるか？
• RQ5 ドライバーの行動（速度調整や順守行動など）は、歩行者横断帯に近づいた際にどのように変化するか？

主な発見

• 歩行者の横断行動は、一貫して3つの順次的段階（到着、評価、横断）に従い、明確な減速と加速の傾向が見られた。
• 高齢の歩行者は成人よりも著しく遅く歩き、評価段階での滞在時間が長く、運動機能と知覚の年齢関連の低下による意思決定の長期化が示された。
• 遅い歩行速度と長い評価時間にもかかわらず、成人および高齢の両方の歩行者が、進行車両の距離と速度を正確に評価しており、危険を伴う行動は示さなかった。
• 横断帯Bの地点では、適切な歩道空間と段差解消装置の欠如が、歩行者が道路を占用する危険な横断行動を引き起こした。
• ドライバーは一般的に自由な運転行動を報告していたが、不正な横断は観察されなかった。ただし、横断帯Bのインフラの欠陥が危険な状況を助長した。
• 本研究は、成人および高齢の歩行者のための経験的スピード閾値を提供しており、歩行者信号の設計や自動運転車両の衝突回避システムの開発に活用できる。