机动车交通冲突技术研究综述

对机动车-机动车交通冲突定义、交通冲突度量指标、冲突严重性判定以及交通冲突评价与预测等的国内外研究进展做了归纳和综述。分析表明,目前交通冲突研究存在以下主要问题:传统的冲突度量指标存在各自的局限性和不一致性,冲突潜在碰撞的后果严重性研究处于初始阶段,交通事件分级模型和相关性需要进一步研究和确认,冲突严重性判定存在一致性问题,交通冲突产生和发展的微观机理研究不足,缺乏真实环境下整个区域相互作用车辆精确连续轨迹追踪的数据获取手段。建议未来从以下方向进行优化:复合的改进度量指标比单一指标更为科学合理,并要考虑冲突潜在碰撞的后果严重性;统一和规范交通冲突度量指标的使用也有一定意义;需要针对多个参与者的"区域连锁冲突"进行更深入的研究;可通过采集区域多车辆连续时空轨迹大数据,得到区域多车辆冲突时空演变模型,并进行交通冲突实时预警和干预研究;另外可通过大量精确数据量化和统一区分各级交通冲突的阈值,并验证交通冲突技术的有效性;在不同设施对象及冲突的空间特征等方面的探索等也会丰富交通冲突研究体系;最后,以上所有的改进方向离不开高精度大范围的采集方法和高效精确的处理手段,故急需真实环境下、长时间的整个区域相互作用车辆精确连续轨迹追踪的大数据获取手段。     

面向多类型交通冲突的道路条件及交通状况影响评估

交通冲突为交通事故发生前的潜在状态。探究静态路段属性和动态交通流特性等宏观特征对于交通冲突的影响至关重要,但现有研究主要关注2辆车之间的危险状态,对于涉及多个交通主体的冲突缺乏重视。为有效提取包括单一冲突和连锁冲突在内的多类型交通冲突,基于无人机采集的车辆轨迹数据首先识别车辆对之间的单一冲突,另通过关联匹配辨识连锁冲突,并基于聚类将连锁冲突划分为纵向风险下降模式、纵向风险增加模式和横纵向高风险持续模式。构建巢式Logit模型探究宏观交通属性及路段条件对多类型单一冲突和连锁冲突的影响,结果表明合流区和基本路段为单一冲突的高发区域,而分流区和交织区为连锁冲突高发区域,尤其会导致横纵向高风险持续模式的发生,但车道数的增加有助于减少严重连锁冲突的发生。此外,主线交通密度增大,连锁冲突发生概率增加;匝道与主线的流量比增大时,连锁冲突更易发生,其中纵向风险增加模式对交通流量最为敏感。将各类型冲突发生的交通流条件与宏观基本图结合分析,表明各类型交通冲突的发生次数存在峰值,且路段上交通冲突发生最多的临界密度要高于同一路段宏观基本图的临界密度。研究结论有助于理解多车连锁冲突发生的宏观原因,有效阻断其演化...     

公路平面交叉口小汽车冲突严重性的判定

在综述国内外对交通冲突领域研究的基础上,详细介绍了冲突数据的采集方法,结合录像观测,对公路平面交叉口小汽车冲突开展专门研究,对一般冲突和严重冲突的冲突距离及冲突速度进行了数据采集,导出了冲突时间参数(TTC:time to collision),通过分析TTC累积频率分布图,对小汽车冲突的严重性进行了有效界定。最后,文章选择了10个交叉口进行冲突观测,对相关结论进行了假设检验。     

城市信号交叉口掉头车道右置安全性能分析

为探索城市信号交叉口掉头车道右置的可行性,分析交叉口的整体状况,从交叉口几何形状、交通构成和信号配时三方面对交叉口适应性进行分析;从安全层面对交叉口运用交通冲突技术进行安全性分析.结合某一T形交叉口,利用Vissim软件进行交通运行仿真模拟,将得到的轨迹导入至SSAM软件进行冲突分析.采用交通冲突类型、冲突数目、冲突空间分布等指标,对比分析了常规车道设置和掉头车道右置2种交通渠化下的冲突特性.研究表明,城市主次道路相交信号交叉口,将掉头车道右置可显著减少交叉冲突、追尾冲突、变道冲突数目,增加冲突时间(TTC),提升交叉口尤其是掉头车流安全性.      

城市公交车与社会车辆混合流速度模型及交通运行状态分析

为了精确解析城市公交车和社会车辆混合运行的状态,在基本路段车速模型适用性分析的基础上,引入公交车流量、社会车辆流量、公交车比例等参数,建立了改进的混合机动车运行速度模型,分别选取单向二车道和单向三车道路段进行交通试验调查,采用Metrocount 5600气压管式车辆分型系统进行数据采集并用于改进模型的参数标定,并分别建立了2种车型的速度差模型,提出了路段混合车流3种不同交通运行状态的评价方法。研究结果表明：同等车流量情况下,不同公交车比例对社会车辆速度的影响表现为3个显著的变化区间;随着路段饱和度的增加,社会车辆和公交车之间的速度差呈现出从几乎不变、快速缩小到接近于零3个较为明显的运行状态;考虑车流组成中公交车比例的变化可以细化路段车流畅通状态、拥堵形成状态以及拥堵状态的判别。     

考虑快速路交织区驾驶人强行变道行为的交通冲突机理分析

驾驶人的强行变道行为对交通安全具有较大影响。为研究快速路交织区驾驶人强行变道行为引发交通冲突的机理、提升变道场景的安全性,本研究选取变道收益、变道车辆特征、目标车道后方来车避险特征、交通冲突严重程度4个变量构建了结构方程模型（structural equation model,SEM）。选取南京市1处快速路交织区为研究区域,通过无人机采集200个强行变道行为样本,并从中提取高精度车辆轨迹数据,分析了强行变道行为引发交通冲突的微观机理与关键特征指标。基于最小碰撞时间评估交通冲突的严重程度,以结构模型分析强行变道各环节因素引发事故风险的因果链路,提出压迫式、侵入式2种强行变道形态,综合考虑表征车辆变道收益与变道特征的多项微观指标,建立测量模型。SEM分析表明：变道收益显著影响变道车辆特征（p=0.044）;变道车辆特征显著影响后方来车避险特征（p=0.001）与交通冲突严重程度（p=0.021）;后方来车避险特征显著影响交通冲突严重程度（p <0.001）。在变道起始时刻,变道车辆与目标车道后车间距（p=0.002）、相邻车道前车速度差（p=0.012）与变道动机（p <0.0...     

基于轨迹数据的高速公路隧道风险特性分析

由于隧道内部照度不同，隧道不同区域的驾驶行为具有很大差异。基于TJRD自然驾驶轨迹数据，提出基于车辆速度和加速度的个体风险指标和基于交通冲突的交互风险指标，分析了隧道内不同路段的风险分布特性。研究结果发现：(1)在隧道入口段、过渡段、出口段驾驶行为存在较大差异，行车风险较大；(2)入口段及过渡段车辆低速比例较高，且处于危险及较危险等级的比例高达15%、20%,车辆减速度处于不安全等级的比例分别为6.2%、7.8%;(3)入口段车辆交互风险最大，交互指标TTC、DRAC处于不安全等级的比例分别为23.8%、14.2%。研究结论揭示了隧道风险演化特征，对于改善隧道风险隐患和靶向主动安全治理具有重要意义。     

道路交通次级冲突的研究分析

介绍了次级冲突的定义和分类,分析了次级冲突的产生、传播和消散的过程,把次级冲突的传递看做是一种波的传播,主要研究了首部车辆和次级冲突车辆之间的间距和速度等状态。当加速波大于减速波时,该次级冲突的影响就会消散;并提出了一种基于交通波传递和消散的计算方法,用于计算次级冲突的影响车辆数,在此基础上采用调查方法来实现这一计算方法。同时该影响范围可以为交通冲突的严重性的判断提供一个科学定量的参考依据。     

车车通信环境下考虑交通拥堵状态的碰撞时间混合分布建模研究

碰撞时间（TTC）是评价车车碰撞风险的有效指标，然而该指标分布规律受到交通状态影响。为研究车车（V2V）通信环境下不同交通状态的TTC分布规律，通过构建基于LTE-V技术的车车通信环境，开展实车实验获取4种典型城市道路中的驾驶数据。考虑加速度和航向角建立动态冲突辨识模型，计算车辆以任意角度接近时的TTC值；针对TTC值的结果出现多峰值现象，将交通流分为“拥堵、缓行、畅通”这3种状态，构建了考虑交通流状态的高斯混合模型以描述不同交通状态下的TTC分布规律，并采用最大期望（EM）算法进行参数求解。将所建高斯混合模型与负指数分布、对数正态分布、负指数/对数正态混合分布这3种传统的TTC分布模型进行对比，采用校正决定系数R2评价模型的拟合优度，并通过K-S检验验证模型的有效性。在此基础上，将所建高斯混合模型应用于非车车通信条件下不同交通状态的TTC分布拟合描述，进一步验证模型的适用性。结果表明:车车通信环境下“拥堵、缓行、畅通”这3种交通状态下的高斯分布均值逐渐增大，所处交通场景的碰撞风险依次降低；考虑交通状态的TTC高斯混合模型拟合优度为0.950 5，相较于其他TTC混合分布模型，拟合优度提升了0.057 5。      

基于轨迹数据的山区危险性弯道路段交通事故风险动态预测

针对山区双车道公路危险性弯道路段交通事故多发的现实问题,提出主动评估短时交通流状态下的交通事故风险,以降低交通事故发生率.采用无人机高空拍摄弯道路段交通流运行状态,利用计算机识别技术提取高精度的车辆轨迹和交通流数据,结合山区双车道公路弯道路段危险驾驶行为特征表征交通冲突,以距离碰撞时间为交通冲突量化指标,提出山区车道公...     

基于轨迹数据的非机动车道内冲突事件自动识别与可视化

准确识别非机动车道内的交通冲突事件既是量化评价非机动车道安全水平的基础,也是剖析与理解非机动车道内运行风险产生与发展过程的重要前提.基于轨迹的交通冲突识别与分析技术已被运用于城市交叉口处机动车之间以及机非之间的交互安全分析,但目前鲜有聚焦非机动车道场景内交通冲突事件的分析方法.针对该问题,提出一种基于个体的(Agent...     

考虑非机动车影响的直线式单泊位公交停靠站设置优化

为了降低非机动车对沿人行道设置的公交停靠站周边交通的影响，对直线式单泊位公交停靠站设置进行优化。选取重庆市6个沿人行道设置的单泊位公交停靠站进行调研，分析非机动车车道宽度、公交车停靠站长度、当量交通量、非机动车速度等参数与3类冲突率(非机动车与公交车3种形态的追尾与横向冲突率)的相关关系，拟合得到回归方程。根据回归方程和相关性系数建立交通冲突预测模型，并对模型进行验证，预测模型误差均小于10%。研究表明:当非机动车道设置宽度在3.5~4.0 m、直线式单泊位公交停靠站设置长度在16~18 m时，3类冲突率最低。当量交通量达到700 pcu/h之后，冲突率趋于平稳；此时非机动车速度仍不宜大于6 m/s。选取2个公交车停靠站进行冲突率预测，并对其进行安全等级评价。以冲突率最低值作为约束条件，对沿人行道设置的直线式单泊位公交停靠站进行优化。研究成果可为公交停靠站周边区域的交通管理和规划设计提供理论依据。      

信号交叉口右转机动车与行人冲突运动模型

在一些信号交叉口,右转机动车的转弯行为不受信号控制,容易与过街行人发生冲突。现有冲突研究的内容多为冲突判别和冲突分级研究,对人车冲突运动过程研究相对较少。为减少交通冲突,提高行人过街安全性,提出一种新的右转机动车与行人冲突运动过程的仿真模型。研究右转车辆的决策过程,分析人车冲突机理。建立人车冲突模型,依据实际调查所获得的车辆速度和可接受间隙数据,对模型参数进行标定。对模型进行仿真分析,通过比较冲突时间、后侵占时间、安全减速度、间距时间4个冲突严重性指标,选择后侵占时间(PET)这一评价指标进行安全评价。仿真得到的车辆速度和 PET 数据与调查得到数据相比误差不超过5%,验证了模型的有效性。通过灵敏度分析,小交叉口 PET 提高了10%,说明小交叉口有助于降低冲突的严重性。      

Traffic conflict assessment for non-lane-based movements of motorcycles under congested conditions

Traffic conflict under congested conditions is one of the main safety issues of motorcycle traffic in developing countries. Unlike cars, motorcycles often display non-lane-based movements such as swerving or oblique following of a lead vehicle when traffic becomes congested. Very few studies have quantitatively evaluated the effects of such non-lane-based movements on traffic conflict. Therefore, in this study we aim to develop an integrated model to assess the traffic conflict of motorcycles under congested conditions. The proposed model includes a concept of safety space to describe the non-lane-based movements unique to motorcycles, new features developed for traffic conflict assessment such as parameters of acceleration and deceleration, and the conditions for choosing a lead vehicle. Calibration data were extracted from video clips taken at two road segments in Ho Chi Minh City. A simulation based on the model was developed to verify the dynamic non-lane-based movements of motorcycles. Subsequently, the assessment of traffic conflict was validated by calculating the probability of sudden braking at each time interval according to the change in the density of motorcycle flow. Our findings underscore the fact that higher flow density may lead to conflicts associated with a greater probability of sudden breaking. Three types of motorcycle traffic conflicts were confirmed, and the proportions of each type were calculated and discussed.     

Exploring pedestrian surrogate safety measures by road geometry at midblock crosswalks: A perspective under mixed traffic conditions

Pedestrian safety is generally assessed using frequency of crashes, based on historical data, for a given transportation facility. However, the lack of good and reliable crash data has hampered its apposite analyses and in evaluating the effectiveness of pedestrian safety programs. To overcome this gap, traffic conflict technique (TCT) which relies mainly on the observations of critical traffic situations for safety analysis were developed. However, the applicability of TCTs and related measures under varying non-lane based heterogeneous traffic conditions prevailing in countries such as India is not widely explored. This paper attempts to evaluate pedestrian safety at urban midblock crosswalk using different surrogate safety measures, including vehicle crossing speed, post encroachment time (PET), yielding compliance of driver as well as pedestrian, and conflict rate. The number of conflicts were observed to increase as the average vehicle crossing speed increases, indicating that pedestrians are extremely vulnerable while crossing the road. The PET value for the smaller vehicles, such as two-wheelers and three-wheelers, is recorded to be lower than the heavy vehicles, such as trucks and buses. With the addition of one lane, there is a significant decrease in the PET value. The average PET values for the vehicle on eight-lane divided road is less than the six-lane divided, four-lane divided, and two-lane undivided roads. Further, the yielding compliance of the driver as well as of the pedestrian depends on the crossing speed of the approaching vehicle and the type of road geometry. Further, the rate and severity of conflicts increased with a decrease in the pedestrian crossing speed. The yielding behaviour of the drivers as well as the pedestrian's yielding compliance varies by location, highlighting the effect of individual and demographic characteristics on pedestrian crossing behaviour.     

城市干路交叉口右转车辆轨迹流线与曲率特性分析

为明确城市干路交叉口汽车右转的轨迹特性和轨迹曲率模式，使用无人机在重庆市4个城市道路交叉口上方进行高空拍摄。利用图像分析方法采集了右转车辆的轨迹数据，包括时间、行驶速度和轨迹坐标等，通过对相邻轨迹点外接圆半径的计算得到轨迹曲率。运用轨迹线-车道边缘线的间距值分析了右转车辆轨迹通过位置分布与交叉口几何布局之间的关系，明确了交叉口右转车辆轨迹的曲率特性。运用聚类方法识别了右转车辆的6种轨迹曲率形态，确定了不同轨迹曲率形态下的常见驾驶行为，并研究了车辆行驶速度与轨迹曲率的相关关系。研究结果表明:①交叉口几何布局（包括路缘半径、车道宽度和出口车道数）对右转轨迹通过位置分布存在影响；②带渠化设计的右转专用道可以限制轨迹分布范围，减少右转交通的冲突和延误；③在右转过程中公交车辆较小型汽车所需侧向空间更大，轨迹分布的离散程度更低；④轨迹曲率的关键点与圆曲线设计中的主要点变化趋势不一致；⑤车辆加速度与轨迹曲率变化率呈负相关关系，相关系数为-0.843 5；⑥行驶速度与等效半径存在正相关关系，车辆行驶速度越快，圆曲线内轨迹的等效半径越大。      

公交与右转混合型专用道仿真分析及效益评价

为解决设置公交专用道所带来的道路资源利用率低，相邻车道交通压力增大，专用道分时段开启致使社会车辆行驶混乱等问题，基于车种分离思想，提出一种公交车辆与右转车辆混合专用道的组织方式，允许公交车辆与右转社会车辆共用一条车道，以寻求保持公交优先与减少对社会车辆影响的平衡点。为论证该方案的可行性，首先，针对所研究的道路环境，提出了基于流量生成模型与配时优化模型的车道组仿真流程；随后，在考虑红灯时右转车辆行驶特性的前提下，建立了人均延误和车均延误的双指标评价矩阵模型；最后，分别在MATLAB和VISSIM仿真平台上，实现了对传统车道组、公交与右转混合型专用道车道组和公交专用道车道组3种方案的效益评价，并对其中的关键影响因素进行分析。仿真结果表明：所提出的公交与右转混合型专用道车道组的总体车均延误与人均延误在大多情况下处于较低水平，而公交专用道车道组和普通车道组也具有各自的优势区域；公交与右转混合型专用道的车道组织方式可以在保证社会车辆延误不明显增加的情况下，有效确保公交车辆的优先性，在一定条件下具有适用性，在工程实践中可作为公交专用道的过渡或替代方案。     

车路协同无信号交叉口的矩形冲突检测及消解

针对车路协同环境下的冲突问题，建立了以系统反应时间代替驾驶员反应时间的自动驾驶车辆制动距离模型，以此作为安全距离改进了矩形冲突检测模型，并根据轨迹优化的研究思路，提出了以矩形冲突检测模型为基础的冲突消解算法，对非通行优先权车辆进行速度引导，避免车辆冲突。在车联网开源框架 Veins 的基础上，将交通仿真器 SUMO和网络仿真器 OMNeT++双向耦合，并对冲突检测模型与消解模型进行验证。仿真结果显示，该冲突检测及消解模型具有可行性，与传统无信号交叉口四路停车让行规则相比，模型中的速度引导方案能减少合流冲突车辆 8.6%的平均行驶时间，减少交叉冲突车辆 8.3%的平均行驶时间；合流冲突和交叉冲突中车辆的平均速度分别提高了61.4%和105.0%。在实际应用中，冲突消解模型可以为不同速度范围内的自动驾驶车辆提供速度参考，降低无信号交叉口车辆发生碰撞的概率，提高无信号交叉口的通行效率。