基于交通冲突理论的道路安全评价技术研究综述

基于交通冲突理论的道路安全评价技术, 是以交通冲突因素为指标的道路交通安全状态评价技术。在梳理交通冲突影响因素与安全评价基本概念的基础上, 列举了常见的道路安全评价技术应用场景; 从交叉口、高速公路、特定场景3个方面分析了交通冲突的影响因素; 从指标选取、方法选择、模型构建3个方面对道路安全评价技术进行了归纳总结。通过对现有文献的分析可以发现: 在应用场景构建时, 相比于考虑单一冲突因素, 综合考虑交通冲突影响因素, 将使得构建的交通冲突场景更接近实际情况; 在交通安全评价时, 科学选择复合指标、合理使用模糊综合评价和层次分析法构建安全评价方法, 将使构建的安全评价方法更加科学严谨。基于现有研究中存在的问题, 指出了道路安全评价技术未来的研究方向, 主要包括充分利用视频技术和互联网技术, 搭建实时、高效的安全评价模型; 验证现有道路安全评价方法在混合交通流下是否适用; 建立健全混合交通流环境下的道路交通安全评价技术标准和评价体系。     

基于T形道路交通安全冲突评价指标的研究

根据目前我国城乡T形无信号管制道路交叉口及行人的步行特点。从交通安全的角度出发，通过人车潜在交会次数来研究交通冲突量，比较完整地引出道路交通安全潜在穿越冲突量指标，该指标反映人车发生冲突与事故的可能次数，有利于评价城乡T形无信号管制道路交叉口的交通安全的改善状况。     

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。     

基于碰撞时间的侧向冲突指标计算模型研究

针对侧向碰撞发生比例较高且部分路段积累的事故数据难于满足统计分析要求的现状,探讨了基于交通冲突技术来替代事故数据的交通安全分析方法。从速度较快且侧向冲突形态单一高速公路基本路段入手,开展侧向冲突的相关研究。通过分析交通冲突与交通事故之间的关系及交通冲突的分类方式提出了侧向交通冲突的定义,在比较了常用的追尾冲突指标计算模型后,以碰撞时间（TTC）模型为雏形开展侧向冲突指标计算模型的研究。最后,通过分析侧向冲突的特点,建立了二维空间的侧向冲突计算模型并给出了严重冲突的界定标准。     

城乡快速干道车-人冲突时间窗预测模型

为了解决城乡快速干道车-人冲突和事故严重的问题,将车-人冲突点的分析方法扩展到车-人冲突时间窗的分析方法,构建一种行人运动轨迹实时监测和穿越时间预测相结合的车-人冲突时间窗组合预测模型。首先,分析行人违规穿越的实测数据,确定不同类别行人对应的穿越时间置信区间以及松弛时间;其次,根据运动学模型的预测结果判断行人的所属类别并初步确定行人的穿越时间,同时通过卡尔曼滤波算法对行人穿越过程进行实时监测;再次,融合运动学模型预测结果和卡尔曼滤波监测结果,确定最终的车-人冲突时间窗;最后,对所提出的组合预测模型进行标定和验证,并通过VISSIM仿真平台进行安全性能测试。模型验证结果表明：在正常情况下,该模型能够保障行人的安全且能兼顾松弛时间重置次数;在行人初始穿越速度过低或穿越前、中期存在持续低速的情况下,该模型可以通过多次松弛时间重置来解决模型的适用性问题。安全性能测试结果表明,在车辆行驶时间均值增加4.7%的情况下,安全车辆数占比增加了37.3%,车辆的后侵占时间(PET)测试值则增加53.8%。因此,与无松弛时间的预测模型相比,所提出的有松弛时间的车-人冲突时间窗预测模型能够在对交通效率影响较小的前提下,较大程度地提高车-人冲突的安全性。     

基于轨迹数据的高速公路分流区冲突替代指标研究

非事故统计交通安全评价指标冲突时间(Time to Conflict,TTC)和后侵入时间(Post En-croachment Time,PET)在2车间距较近或接近冲突点车速较快时,会出现冲突严重程度判别错误.为提高冲突判别的准确性,以高速公路分流区为研究对象,提出基于行车轨迹的冲突严重程度判别方法.采用视频检测技术,对固定背景下的运动目标进行轨迹提取,利用改进的神经网络算法进行实时轨迹预测,根据预测轨迹坐标进行分流区冲突判别,并引入量化指标J以碰撞概率分析分流区2运动单元冲突严重程度.实例分析结果显示,量化指标J考虑避险行为对潜在冲突点出现时间的影响,准确性更高;以J指标预测所得两车最大碰撞概率为59.93%,比TTC下必定碰撞(100%),更接近于实际未碰撞观测情况.     

人车碰撞事故再现技术综述

对国内外人车碰撞事故再现技术进行了综述,分析了目前各种方法的优缺点,并指明了人车事故再现技术的发展方向.     

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。     

考虑过街行人运动轨迹不确定性的人-车碰撞概率预测方法

为了准确预测人-车冲突中的碰撞风险,研究了利用碰撞概率评估人-车碰撞风险的预测方法。基于车辆运动特征建立车辆运动学模型,通过采集行人实际过街运动轨迹并提取不确定性特征,采用一阶马尔科夫模型和高斯白噪声建立行人随机运动模型,在此基础上构建人-车冲突距离模型;运用蒙特卡洛抽样,提取行人过街过程中的人-车最短距离和碰撞时间（time to collision,TTC）分布特征,通过拟合这些特征来估算最短距离和TTC的概率密度函数,建立人-车碰撞概率预测模型;结合2起人-车深度事故案例和3种不同制动特性的自动紧急制动（automatic emergency braking,AEB）系统,对比验证人-车碰撞概率预测模型的有效性。结果显示：建立的行人随机运动模型,其模拟的行人运动速度的均值和标准差与实际值的绝对误差在2%以内,模型精度较高;在事故案例仿真中,车辆与行人在发生碰撞时刻对应的碰撞概率为100%;在车辆加装AEB的仿真中,激进型AEB,法规型AEB以及保守型AEB在触发时刻对应的碰撞概率分别为超过了80%,在30%~40%之间,以及不足5%,这表明人-车碰撞概率预测模型可有效预测2起真实案例中行人和车辆在不同时刻的碰撞风险,且与使用固定触发阈值的AEB相比,建立的人-车碰撞概率预测模型能够更加准确直观地反应人-车碰撞风险。     

基于Poisson过程的交通冲突预测模型研究

交通冲突预测是利用交通流运行特征,预测出可能发生交通冲突的次数,从而为道路交叉口等交通交汇处的交通安全评价提供一种较为可靠和可行的方法。影响车辆发生冲突的因素包括车辆在冲突点的暴露时间、车辆到达潜在冲突点的特性以及车辆间的车头时距等。在对交通冲突点的冲突过程分析的基础上,给出了交通冲突次数的定义,包括大于2辆车连续通过冲突点的交通状况.应用Poisson随机过程理论,建立潜在冲突点机动车间交通冲突次数的预测模型。预测结果的对比分析研究表明,基于随机过程的交通冲突预测模型的预测值与实际观测值最接近。     

城市环岛广场人车矛盾问题分析

中国城市大多数都是在原有城镇的基础上发展起来的,尤其我国一些主要城市在20世纪初沿用了西方的城市规划思想,将放射状的城市道路系统应用在城市规划中,形成了带有环岛广场的放射状的城市道路系统。该文通过分析这些城市的环岛广场人车矛盾现象,归纳出环岛广场人车矛盾的三种类型,并总结出环岛广场人车矛盾的主要特征,最后提出了城市环岛广场规划建设的几点思路。     

基于交通冲突分析的公路信号交叉口安全评价

交通冲突分析技术是以大样本、快速、定量研究评价交通安全现状与改善效果的特点而异于事故统计评价方法。文中通过对信号平面交叉口道路交条件及交通冲突数据的分析研究,引入综合影响系数,运用灰色关联理论对交通冲突影响因素进行分析,建立了信号平面交叉口道路交通条件与交通冲突率的关系模型,并提出了基于交通冲突的信号平面交叉口交通安全评价的综合影响系数方法。根据交叉口的交通流量、相交道路流量比、交通组成及左转车比例等因素,确定对交通冲突率的综合影响系数K,进而得出交叉口的安全水平等级。     

信号交叉口右转机动车与行人和非机动车冲突研究

研究的主要内容为:未设置右转专用相位的信号灯控制道路交叉口右转机动车流与行人和非机动车的冲突行为,包括冲突数据的采集和提取、右转车流受到干扰前后速度与过街时间对比分析以及机非冲突速度-距离模型。以现实交通数据为基础,通过软件提取右转机动车与行人和非机动车冲突数据,建立标准统一的冲突数据库,以此为基础对比分析右转车流正常行驶状态和受到干扰情况下通过道路交叉口时的车速和过街时间,并建立右转车辆距离机非冲突点不同位置时所对应不同速度的统计模型。研究结果对右转专用相位设立标准的建立和相应信号配时方案的设计具有一定的工程指导意义。     

公交站台区域电动自行车与行人通行冲突演化博弈模型

为探究公交站台区域进出站台行人与电动自行车发生冲突时,双方的通行策略选择机制,建立行人与电动自行车通行时间延误模型,分析2类出行者选择是否通行或穿越策略的时间收益,利用复制动态方程刻画2类出行者通行策略的博弈学习行为,建立该区域2类出行者之间的冲突演化博弈模型,结合稳定性分析可以得到该区域2类出行者发生冲突时的稳定通行选择策略。利用桂林市6个公交站台区域的实测数据对演化博弈模型进行实证分析,结果表明：选择“通行”策略的行人群体比例越大,其过街安全感越高;发生冲突时,电动自行车做出决策的时间较行人更短,且2类出行者分别做出“通行”或“穿越”的决策时间短于做出“等待”或“减速”的决策时间,电动自行车平均用时减少约23%,行人平均用时减少约24%。