基于交通冲突技术的交叉口安全评价
摘要: 本文以交通冲突技术为基础,首先对交叉口交通数据进行收集,利用采集的实际交通数据制作VISSIM仿真模型;通过交通仿真软件VISSIM对交叉口进行仿真后利用SSAM软件获取所需的交通冲突数据,最后结合模糊评价法对交叉口安全状况进行量化评价。实际应用结果表明:利用模糊评价法可以对不同交通流状况下的交叉口安全状况进行量化评价。

0 引言

交通冲突技术在交通安全领域中目前属于较好的一种技术,评价准确性和可信度都较高,近年来以被众多学者应用到交通安全研究方面,发表了不少文献并取得了许多的科研成果。田健等[1]采用交通冲突技术以交通冲突数与混合当量交通量的比值作为评价指标结合聚类评价法对道路交叉口进行安全评价;李金花等[2]将微观仿真与交通冲突技术相结合,以通行效率、交通冲突数作为安全评价指标,将影响通行效率的因素进行单一的变量分析;常玉林等[3]使用交通冲突技术,以典型时段冲突数与当量交通量作为评价指标,结合混合模糊聚类算法对多个交叉口进行安全评价。

对交通冲突技术的应用依赖大量的交通冲突数据且数据获取困难,通过人工观察或利用视频提取很难获取准确的冲突数据。同时对于尚未开通的新建路口和拟建路口,无法通过观测或视频提取获取交通冲突数据。因此,采用VISSIM交通仿真软件对交叉口进行仿真,并使用SSAM软件从提取交通冲突数据,再利用模糊评价法对交叉口的交通安全进行评价。

1 交叉口数据采集与分析

1.1 确定评价对象和数据采集方法

本文以大连交通大学校门前交叉路口为目标研究对象,该路口车流量大,早晚高峰时间段校内学生出行集中,极易发生交通危险事故。数据采集使用人工调查法和视频观测法相结合,利用Tracker软件对车辆运动轨迹进行追踪处理。

交叉路口的车流数据调查周期为一周,选取工作日与非工作日的早晚高峰和平峰时段的交通量为样本,在各时段1小时内选取多次以180s为一记,记录过往各方向数据作定量分析研究。

1.2 交通冲突率

基于交通冲突技术的交叉口安全评价不仅要考虑交通冲突数,还要考虑交通量和路段长度。定义城市交叉口交通冲突率为交通冲突数与冲突区长度和交通量乘积的比值[4],具体表达式如下:

 (1)图片2.png

式中:为交通冲突率,次/(pcu·km);TC为冲突数(次);Q为交通量,pcu/h;L为受冲突影响区域长度,km。

2 对交叉口的仿真和分析

根据实际的交通情况利用VISSIM进行仿真获取。trj格式文件;使用软件导出工作日与非工作日早晚高峰以及平峰的6组数据的。trj文件利用SSAM软件处理获得交通冲突数据,如表1。

表1 各时段交通冲突数

1.png

在调研中发现目标交叉口处在早中晚高峰时期,自东右转进校门、向西左转出校门的车辆和少量违反指令自西向西调头的车辆干扰直行车流的行进,同时须转向跨越对向车道的车辆在路口或停车线前停车让行对向车辆,导致后方直行车为保持行进而变更车道,可能影响车道原本行驶的车流,加剧交通压力。

在仿真运行中发现存在东向西左转进校门、南向西出校门的车辆与东西方向直行车辆发生轨迹重叠的冲突场景。

综上,交通冲突很大程度上加剧了交通压力,减缓了行车速度,不利于行车安全,因此对交叉口进行安全评价是有必要的。

3 模糊评价方法的应用

使用模糊评价方法对大连交通大学校门前交叉路口进行评价。

以冲突率作为评模糊评价价指标。以交通安全评价的严重程度建立评价集合={安全,较安全,临界安全,危险}={0.15,0.28,0.51,0.72}      (2)

评价向量为:

 2.png

运用综合评价方法和式(2)的结果,使用降半梯形的函数,构造交叉口安全评价指标的模糊隶属函数。

隶属函数:

4.png

将表1中的冲突数带入式(1)可知交通冲突率,将交通冲突率依次代入对应的隶属度函数公式(3)~(6)中,到得到模糊隶属度,并进行归一化。从而确定道路交通安全级别,如表2。

表2 隶属度与安全级别

3.png

4 结 论

本文以大连交通大学交叉口区域为评价样本,通过人工计数和视频观测法获取交通流量并使用VISSIM软件进行仿真;通过SSAM软件数据提取并计算得到交通冲突率,建立评价体系,并确定相应的交通安全等级。结果表明:①使用仿真软件能够更加便捷、准确的获取交通冲突数据。实际观察和调研发现的交通问题,在仿真模拟时也体现了出来;②上述方法在评价交叉口交通安全状况上较为准确,可以为类似的交叉口评价提供参考。③证明了模糊评价法在交叉口安全评价中的有效性。

参考文献:

[1]田建,李江,席建锋,矫成武.基于系统聚类的城市道路交叉口安全评价方法研究[J].武汉理工大学学报(交通科学与工程版),2006(06):1038-1040.

[2]李金花,刘莉,张宁,孙忠伟,牛超凡.基于仿真的城市道路交叉口交通安全评价[J].中国安全科学学报,2016,26(12):41-46.

[3]常玉林,陆建荣,张利,魏领军.基于交通冲突技术的交叉口安全评价[J].合肥工业大学学报(自然科学版),2009,32(05):636-639.

[4]张鑫,张卫华,冯忠祥,陈乾。基于交通冲突技术的城市快速路合流区交通安全评价[J].安全与环境工程,2020,27(04):174-179。