專利名稱：一種利用交通沖突判別事故易發路段的方法
技術領域：
本發明涉及利用路段車輛之間的沖突判別事故易發路段，以達到在短期內快速、 準確判斷事故易發路段，為進行事故易發路段的成因分析并提出相應的改善措施提供依據。屬于道路交通管理領域。
背景技術：
交通沖突是指在可觀測條件下，兩個或兩個以上道路使用者在時間和空間上相互接近，以至于如果任何一方不改變其運動軌跡，就將發生碰撞。交通沖突的實質是交通行為不安全因素的表現形式，其發展既可能導致事故發生，也可能因采取的避險行為得當而避免事故發生，因而事故與沖突存在著極為相似的形式，兩者的唯一差別在于是否發生了直接損害性后果。根據國內外的調查研究表明事故與沖突之間存在著一定的替換關系，尤其是嚴重沖突與交通事故有著良好的線性關系。經發明人長期研究發現，收集滿足樣本數量要求的交通事故資料需要一個很長的時間周期，導致判別效率低。其次，以交通事故統計為基礎的判別方法具有“大區域”的特點，不適應判別小區域的事故易發路段的判別要求。如果能夠尋找一種方式，既能夠快速獲得大量統計數，又能體現事故危險特性，則可以顯著提高事故易發路段判別的效率和可信度。
發明內容
技術問題本發明的目的是提供一種利用交通沖突判別事故易發路段的方法，在滿足事故易發路段判別精度需求的同時，縮短事故易發路段檢測周期，為道路安全措施改善提供依據。技術方案為達到上述目的，本發明采用如下技術方案一種利用交通沖突判別事故易發路段的方法，所述方法的具體步驟為步驟1)將待判斷的路段平均劃分為η個小路段，η為大于或等于50的自然數， 并使得每個小路段的長度小于lm，在5 10秒內小路段發生的交通沖突的次數小于兩次， 即
3
^ fl發生交通沖突，.
X -\\<ι<η ,Γ Ρ(Χ\λ) Χ = \-α(2)
J—co并且，選擇交通沖突概率分布的0. 1分位點所對應的交通沖突次數為臨界交通沖突次數，計算臨界交通沖突次數τ，當λ < 20時，通過對式( 進行迭代計算求得τ值；當λ > 20 時，τ ^ λ + μαη4λ(3)其中，μ α/2是標準正態分布分位數，
步驟幻對路段交通沖突次數廠進行測算以交通沖突分類沖突角Q1 e (0,30° )時的交通沖突為同向沖突，以交通沖突分類沖突角θ2ε (30°，90° )時的交通沖突為側向沖突，以滿足沖突車輛相對速度ν彡10m/s及沖突角度θ 3 e (90°，180° )條件為對向沖突，和，以滿足同一車道上前后車距離Dh ( 5m和后車速度與前車速度差值Δ v > 5m / s 條件為追尾沖突；使用Vehicle Video-Capture Data Collector視頻處理軟件，得到同向沖突、側向沖突、對向沖突和追尾沖突的次數，累計求得路段交通沖突次數C，步驟4)如果路段的交通沖突次數廠大于臨界交通沖突次數τ，則該路段是一個事故易發路段。有益效果本發明與現有技術相比具有以下優點1.利用交通沖突判別事故易發路段，通過引入交通沖突概率分布分位點和分位點對應的臨界交通沖突次數，比較待判定路段的觀測交通沖突次數與臨界交通沖突次數的大小，判別是否為事故易發路段，滿足判別小區域的事故易發路段的判別要求，有利于縮短判別的時間周期，提高判別的效率和精度，進而對事故易發路段進行成因分析，快速提出相應的整改措施，減少交通事故的發生。2.路段交通沖突的觀測和處理方法，高度自動化，不受人為因素的影響，便于客觀地、快速地獲得大量數據樣本，為概率統計分析提供可靠的基礎數據，有利于提高事故多發路段判別的可靠度。3.綜合運用距離、沖突角、速度差、時間多個參數，使得交通沖突的界定更確切和可靠。
圖1事故易發路段判別流程圖。
具體實施例方式一種利用交通沖突判別事故易發路段的方法，所述方法的具體步驟為步驟1)將待判斷的路段平均劃分為η個小路段，η為大于或等于50的自然數， 并使得每個小路段的長度小于lm，在5 10秒內小路段發生的交通沖突的次數小于兩次，Γ ^ [1發生交通沖突ρ.ζX =<\<ι<η ,于是，待判斷路段在5 10秒內發生的交通沖突次數X為X = X^X2+......= Σ Xi,并且，待判斷路段在5 10秒內發生的交通沖突概率為Ρ{Χ I λ) = Λ( 1)
Xl其中，λ為在待判斷路段及觀測時段內，每個小時的交通沖突觀測值的平均值，步驟幻引入交通沖突概率分布的α分位點，選擇α分位點對應的交通沖突次數為臨界交通沖突次數τ，作為判定是否為事故易發路段的因子，滿足下式Γ(2)
'-CO并且，選擇交通沖突概率分布的0. 1分位點所對應的交通沖突次數為臨界交通沖突次數，計算臨界交通沖突次數τ，當λ < 20時，通過對式( 進行迭代計算求得τ值；當λ > 20 時，τ ^ λ + μαη4λ⑴其中，μ α/2是標準正態分布分位數，步驟幻對路段交通沖突次數C進行測算以交通沖突分類沖突角Q1 e (0,30° )時的交通沖突為同向沖突，以交通沖突分類沖突角θ2ε (30°，90° )時的交通沖突為側向沖突，以滿足沖突車輛相對速度ν彡10m/s及沖突角度θ 3 e (90°，180° )條件為對向沖突，和，以滿足同一車道上前后車距離Dh彡5m和后車速度與前車速度差值Δ v > 5m/s條件為追尾沖突；使用Vehicle Video-Capture Data Collector視頻處理軟件，得到同向沖突、側向沖突、對向沖突和追尾沖突的次數，累計求得路段交通沖突次數C，步驟4)如果路段的交通沖突次數C大于臨界交通沖突次數τ，則該路段是一個事故易發路段。以下結合交通沖突調查數據，對本發明做進一步說明1.)劃分路段將需要判斷是否為易發事故的路段平均劃分為η個小路段，使得每個小路段的長度小于lm，在5 10秒內小路段發生的交通沖突的次數小于兩次，則在5 10秒內每個小路段發生交通沖突的次數\滿足
^ fl發生交通沖突(概率內 1X, =^\<ι<η,
1 [0沒有發生交通沖突(概率1-尸)于是，該路段在5 10秒內發生的交通沖突次數X為X = X^X2+……=Σ Xi,由于X” X2, X3……之間相互獨立，且都服從(0，1)分布，則該路段在5 10秒內發生交通沖突的次數X服從二項分布，即X Β(η，P)；因為在道路某一小路段發生一起交通沖突的概率P < 0. 1，所以當樣本η彡50時，由泊松定律可知，X近似服從于泊松分布，滿足下式Ρ(Χ \λ)=λ 'β(1)
Xl其中，λ = np，是預期交通沖突次數，表示該路段在1小時內理論上發生的交通沖突的次數，根據極大似然估計，近似認為2 = 1，1為觀測時段內每個小時的交通沖突觀測值的平均值。2.)引入交通沖突概率分布的α分位點引入交通沖突概率分布的α分位點，選擇α分位點對應的交通沖突次數τ為臨界交通沖突次數，作為判定是否為事故易發路段的標準，滿足下式Γ P(XjA)dX = l-a(2)
J—co根據工程可靠性的要求，選擇交通沖突概率分布的0. 1分位點所對應的交通沖突次數為臨界交通沖突次數。3.)計算臨界交通沖突次數τ當路段的交通沖突次數C大于臨界交通沖突次數τ時，路段就可以認為是一個事故易發路段，根據路段交通沖突發生規律符合泊松分布，滿足下式Ρ{0>τ\λ} = ^^^<α(3)
τ C ！因此，τ值可以通過對式( 進行迭代計算求得；然而，當預期交通沖突次數入 >20時，運用概率方程進行計算過程非常復雜，使用以下方法計算τ值由于路段上的交通沖突普遍存在，而且沖突次數X > 5，根據中心極限定理，有隨機變量Z ν- Χ-ηρ⑷
yjnp(l - ηρ) ^[λ隨機變量Z近似服從標準正態分布，可以用下式來近似求解臨界交通沖突次數τ τ χ λ + μαη4λ(5)其中，μ α/2是標準正態分布分位數。4.)路段交通沖突次數C的檢測路段交通沖突觀測過程由視頻攝像完成，判別交通沖突的過程由Vehicle Video-Capture Data Collector視頻處理軟件自動完成，下面是交通沖突的判定準則路段沖突包括同向沖突、側向沖突、對向沖突、追尾沖突，各種交通沖突的判定準則如下，累計每種交通沖突發生的次數，得到路段交通沖突次數C。同向沖突利用沖突角Q1作為判斷參數，根據交通沖突分類沖突角Q1G (0， 30° )時的交通沖突稱為同向沖突，側向沖突利用沖突角θ 2作為判斷參數，根據交通沖突分類沖突角θ2ε (30°， 90° )時的交通沖突稱為側向沖突，對向沖突利用車輛相對速度V，沖突角度θ 3作為判定參數，根據會車視距要求，對
6向行駛兩車之間的最小控制距離1為10m，根據交通心理學研究，駕駛員反應時間、為ls， 由式ν = Ι/t可以計算出沖突車輛相對速度ν = 10m/s ；對向沖突表現為沖突車輛以相反的方向相互逼近，是車頭與車頭之間的沖突碰撞，所以沖突角θ3ε (90°，180° )，所以， 當ν彡lOm/s，θ 3 e (90°，180° )時，發生一次對向沖突，追尾沖突判定使用同一車道上前后車距離Dh、后車速度與前車速度差值Δ ν作為判定參數，根據停車視距要求，前后車最小安全距離為5m ；根據交通心理學研究，駕駛員反應時間、為ls，由Δν = DhAtl可以計算出后車速度與前車速度差值Δ ν的臨界值為5m/ s，所以，當Dh彡5m，Δν > 5m/s時，發生一次追尾沖突，5.)事故易發路段的判別當檢測的路段交通沖突次數C大于臨界交通沖突次數τ時，那么認為該路段是一個事故易發路段，滿足下式。C > τ(6)示例選擇寧六公路葛塘客運站處由北往南方向，位于天橋向北方向延伸50m的路段為本發明的研究對象。對該路段進行連續7小時的路段沖突觀測。采用基于視頻技術的路段交通沖突的自動檢測方法，整理分析了路段交通沖突的數量。如下表所示表1寧六路葛塘客運站路段交通沖突統計結果
權利要求
1. 一種利用交通沖突判別事故易發路段的方法，其特征在于，所述方法的具體步驟為步驟1)將待判斷的路段平均劃分為η個小路段，η為大于或等于50的自然數，并使得每個小路段的長度小于lm，在5 10秒內小路段發生的交通沖突的次數小于兩次，即^ fl發生交通沖突，.X -\\<ι<η ,[0沒有發生交通沖突于是，待判斷路段在5 10秒內發生的交通沖突次數X為 X = X^X2+......= Σ Xi,并且，待判斷路段在5 10秒內發生的交通沖突概率為；Jx 口一義= (1) Xl其中，λ為在待判斷路段及觀測時段內，每個小時的交通沖突觀測值的平均值， 步驟幻引入交通沖突概率分布的α分位點，選擇α分位點對應的交通沖突次數為臨界交通沖突次數τ，作為判定是否為事故易發路段的因子，滿足下式 Γ P(X\A)dX = l-a(2)'-CO并且，選擇交通沖突概率分布的0. 1分位點所對應的交通沖突次數為臨界交通沖突次數，計算臨界交通沖突次數τ ,當λ < 20時，通過對式( 進行迭代計算求得τ值； 當λ > 20時，^ +Mal2^(3)其中，μ α/2是標準正態分布分位數， 步驟幻對路段交通沖突次數c進行測算以交通沖突分類沖突角Q1G (0,30° )時的交通沖突為同向沖突， 以交通沖突分類沖突角θ2ε (30°，90° )時的交通沖突為側向沖突， 以滿足沖突車輛相對速度ν彡lOm/s及沖突角度Θ3Ε (90°，180° )條件為對向沖突，和，以滿足同一車道上前后車距離Dh ^ 5m和后車速度與前車速度差值Δν > 5m/s條件為追尾沖突；使用Vehicle Video-Capture Data Collector視頻處理軟件，得到同向沖突、側向沖突、對向沖突和追尾沖突的次數，累計求得路段交通沖突次數C，步驟4)如果路段的交通沖突次數C大于臨界交通沖突次數τ，則該路段是一個事故易發路段。
全文摘要
一種利用交通沖突判別事故易發路段的方法涉及利用路段車輛之間的沖突判斷事故易發路段，以達到在短期內快速、準確判斷事故易發路段，為進行事故易發路段的成因分析并提出相應的改善措施提供依據。其具體方法為通過劃分路段確定路段交通沖突發生規律；引入交通沖突概率分布的分位點，選擇分位點對應的交通沖突次數為臨界交通沖突次數，作為判別是否為事故易發路段的標準；計算臨界交通沖突次數；使用VehicleVideo-CaptureDataCollector視頻處理軟件對路段交通沖突次數C進行測算；比較路段交通沖突次數C與臨界交通沖突次數的大小，判別是否為事故易發路段。
文檔編號G08G1/01GK102254430SQ20111014862
公開日2011年11月23日 申請日期2011年6月3日 優先權日2011年6月3日
發明者孫祥龍, 肖恢翚, 陸建, 陳偉偉 申請人:東南大學