基于交通冲突的道路交叉口安全优化研究论文_白明磊,周德维,王勇

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摘要:随经济社会发展,我国交通高速发展,交通冲突日益严重。本文针对交叉口的交通冲突情况,首先分析了影响交叉口的安全因素,交叉口的主要特征和交通安全与管控的方法。其次研究交通事故特征,提出了一种基于交通安全的定量计算模型,并将交叉口进行定量分级划分与区间描述,建立评定交叉口安全等级量化标准。再对冲突进行优化从而优化交叉口交通安全。再进行优化前后对比。优化后不仅降低了交叉口的冲突数量,提高了交叉口的安全性,而且还提高了整个交叉口的运行效率,减少了延误时间。

关键词:交叉口;交通冲突;交通安全

引言

随经济社会发展迅速,我国交通基础设施高速发展。为进一步完善路网交通功能性及提高整个道路活力、交通便捷性与灵活性,这便突出了交叉口的重要性。交叉口设计与管控在道路设计中不合理时则将会形成交通瓶颈,产生局部拥堵,严重时将致使整个路网拥堵,甚至会有安全事故发生。然而,国内外在交叉口交通研究方面的往往只考虑交叉口的安全性或交通信号控制措施之一,针对交叉口的交通安全与效率控制的共同研究比较少。

国外关于交叉口交通安全与运行效率的研究相对较早,在总结研究成果基础上,通过实践与反复研究,已渐成规范。Ezra Hauer通过对平面交叉口安全事故的分析及整理,将其各方向上的交通流、交通流间交角与车辆转弯半径等,指出平面交叉口交叉、分流与合流点处可能发生事故概率计算模型;Shippy分析安全事故发生点,认为导致交通事故的关键因素是交通条件不良。

同时,为保证交叉口的交通安全与运行效率,有一种专用步行道设计EPP(Executive Pedestrian Phase)在交叉口设计中应运而生,学者便对EPP的选择和设计进行大量研究,主要为基于安全或效率的研究。

国内对交叉口交通安全与运行效率研究起步较晚,研究也仅仅在硬件和单相关因素设计上,没有综合交叉口安全与效率进行共同优化改善措施。交叉口发生交通事故原因诸多。大量交通事故事出有因,因此对安全性防范意识不断提升。

1交叉口的交通安全与控制理论分析

1.1城市道路交叉口的交通安全分析

道路系统拥堵根源来自于交叉口,甚至产生交通冲突进而影响整个交通系统。影响交叉口交通安全因素较多,主要有四大因素,即人、车、路、环境。如何提高道路交叉口的交通安全度,保障人民的生命及财产安全,促进经济发展,需考虑影响交叉口安全的因素,注意运用一些新科技、新思维及新理念来不断发展与解决其在道路交叉口交通安全中的问题,更好地预防与减少各类交叉口交通事故的发生。

1.2城市道路交叉口的交通冲突分析

(1)交叉口交通冲突分析

交通冲突技术通过分析交叉口产生交通冲突的种类、严重程度、产生几率来对交通冲突进行分析。而交通冲突是否发生,受道路情况、驾驶行为、交通流特征等多种条件的影响,是一个比较复杂的过程。我们对已收集到的交通事故数据进行统计,可作为参考,其在时间上有一定的特征。

①交通数据采集

交通数据采集常用人工调研或录像调研法,根据调研目的、经费、条件、要求等决定其采用方法。

②交通冲突调研数据组成

在进行交叉口冲突调研时,需对交叉口及其附近做好充足的准备;其交叉口冲突数据可由三部分组成:基础信息、交通流量数据和交叉口冲突数据等。

(2)城市道路交叉口冲突数分析

交通冲突数是交叉口安全分析重要参数与管理控制主要依据,对其进行观测调研时,可运用视频观测和交通流运行轨迹图对交叉口的冲突点分布进行分析的基础上,综合运用概率论、交通冲突理论、交通流理论等方法,建立信号交叉口冲突数的计算模型,得出交通冲突数的计算方法。

2交叉口交通安全与效率优化

本文建立了在专用人行道EPP与正常双向交叉口TWC之间选择行人通行模式的量化标准模型。EPP可以用来改善安全,通过对行人与车辆冲突量和行人违规行为进行建模来评估安全效果;同时,考虑信号、冲突、绕行等因素对行人延误的影响,采用一种新的模型来衡量其运行效率。然后将安全性和效率性能指标都转换为综合模型中的经济效益值,并优化交叉口的信号时间。因对非机动的交通冲突分析中,将非机动车视作行人一类考虑,则在构建模型时也将非机动视为行人一类考虑。在综合模型中,安全性和效率性能指标都被转换为经济效益值,同时选择行人相位模式,进而优化交叉口。

3交叉口的交通安全模型权重系数

在复杂动态的道路交通系统评价指标权重系数的大小研究中,确定计算各类指标权重系数,主要有两种:

(1)对于安全服务水平的不同类型冲突点生成潜在危险度权重系数,即:机—人、机—非、机—机的冲突点对其的不同影响权重系数。

(2)对同一种类型冲突点的种类各异冲突点事故严重程度,即恶性程度 ,含有以下3类:

①对于机—人冲突点中的行人与左转、直行、右转机动车冲突点的恶性程度;

②对于机—非冲突点的非机动车与左转、直行、右转车冲突点的恶性程度;

③对于机—机的冲突点中的分流、交叉、合流冲突点的恶性程度。

(3)平交口不同冲突种类权重系数

对于不同冲突点对交叉口安全服务水平的不同危险影响程度,在考虑机—人、机—非、机—机的冲突点类型后,进行安全度模型研究,基于不同类型交叉口,各异的交通行为实体间冲突点影响机理相同,在进行权重系数确定中常有经验法与回归法。进行参考与研究后,文章采取专家调查法与层次分析综合进而得出权重系数。

(4)城市道路交叉口安全等级划分

对交叉口安全的研究,需要定量定性地考虑较多因素,每个交叉口对安全程度的呈现各异,据交叉口安全实际感受及安全度的理论计算与实测数据,对交通安全程度需统一化表征则需更对交叉口的安全等级进行如表3-1所示划分:

表3-1平交口安全等级划分

论文作者:白明磊,周德维,王勇

论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期

论文发表时间:2019/8/6

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