高速公路危险路程交通安全警报体系研究

  本文关键词：基于交通流理论的高速公路安全预警系统关键技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

　　结论

　　本文基于对高速公路危险路段已识别的基础上，展开交通安全预警系统的理论和工程实施技术的研究。本文构建的交通安全预警系统属于针对路段的微观、实时、动态的交通安全预警系统，也是集信息采集、处理和发布为一体化的基于GIS的交通安全预警系统。论文的主要研究工作包括以下三部分：

　　（1）预警系统的构建本文在参考国内外大量文献的基础上，基于系统的功能设计，合理构建了预警系统：信息采集子系统、信息处理子系统和信息发布子系统。

　　（2）交通安全状态评价方案的设计本部分是论文的重点研究内容，分别通过构建系统的交通安全评价指标体系和预警模型，设计了交通安全状态评价方案。

　　（3）实例验证本文还对预警模型进行了初步的验证，最终结果证明了预警模型是可行、有效的，具有实用价值。

　　参考文献

　　[1]肖盈.高速公路交通安全影响因素与对策措施[J].公路,2005,(08):325-327.

　　[2]肖海承.云南省高速公路交通安全预警模型研究[D].昆明:昆明理工大学,2010.

　　[3]王宁.城市道路交通安全预警系统理论研究[D].武汉:华中科技大学,2007.

　　[4]陈晓冬.基于交通流理论的高速公路安全预警系统关键技术研究[D].长春:吉林大学,2011.

　　[5]杨兆升.智能运输系统概论[M].北京:人民交通出版社,2003.

　　[6]胡明.重庆市县际公路交通安全预警方法研究[[D].重庆:重庆交通大学,2011.

　　[7]JonathanKoopmann,WassimG.Najm[C].2003SAEWorldCongress,Detroit,Michigan.2003.SAETechnicalPaperSeriesNo:2003-01-0535.

　　[8]Garber,N.J,A.A.Ehrhart.TheEffectofSpeed,Flow,andGeometricCharacteristicsonCrashRatesforDifferentTypesofVirginiaHighways[J].CTRC00-R15.

　　[9]DepartmentofTransportation,IntelligentVehicle-HighwaySystems[R],ResearchandTechnologyProgram1993-1997,FederalHighwayAdministration,July,1992,PP9-12.

　　[10]张祝祥.欧洲道路交通管理[J].劳动安全与健康,2001,(01):52-53.

　　第1章绪论

　　1.1研究背景

　　随着我国高速公路网的扩建和汽车保有量的增加，高速公路交通事故率居高不下，出行者的生命安全和财产安全受到严重威胁。根据公安部交通管理局统计表明，2011年全国共发生道路交通事故210812起，共造成62387人死亡，其中交通事故每死亡11人，就有1人死于高速公路，高速公路每百公里事故发生率是普通公路4倍多，每百公里死亡人数是普通公路的5倍。可知，我国高速公路交通安全形势已十分严峻，已成为我国严重的社会问题，倘若我们不及时采取有效措施遏制交通事故的高发态势，高速公路交通事故将会逐年恶化，最终严重制约我国高速公路的快速发展，危及人民的出行安全和财产安全，因此，针对高速公路，如何有效地预防和减少交通事故、提高交通安全状况迫切需要解决的问题[1]。本文研究的高速公路危险路段交通安全预警系统，是在对交通相关数据分析和研究的基础上，建立起的一种针对高速公路危险路段、全方位发挥作用的，动态实时、高效准确的综合交通安全管理系统。预警系统通过对各种信息的采集、监测及预警模型等，能对交通事故进行预警，从而达到减少交通事故发生次数和事故严重程度的目的[2]。由此可见，高速公路危险路段交通安全预警系统是预防交通事故，提高高速公路交通安全水平，增强高速公路交通管理部门对交通安全管理水平的有效手段，也是智能交通系统（ITS）的一个重要发展方向。因此高速公路交通安全预警系统作为智能交通系统的一个重要研究方向正好能解决这一难题。尽管目前我国在交通安全预警领域取得了一些研究成果，但是相关的技术成果、预警系统建设及运营实践还十分缺乏。因此，本文立足云南省的高速公路的交通安全实际情况，以昆石高速公路的危险路段为依托，研究一套建立完善的交通安全预警系统的方法，为高速公路交通管理部门建立预警系统提供技术支持，从而帮助高速公路交通管理部门对高速公路危险路段进行动态实时的交通安全预警、监控和管理，预防和减少道路交通事故,提高交通安全水平，保障人们出行安全和财产安全，构建一个和谐、安全、快捷的高速公路交通环境[3]。

　　1.2研究目的及意义

　　本文针对交通流的综合交通安全状况,旨在建立一套集信息采集、处理、信息发布等多种功能于一体，有效预防高速公路交通事故发生且符合实际状况、经济可行的基于GIS的高速公路危险路段短期交通安全预警系统。高速公路危险路段交通安全预警系统的研究，不仅可以为高速公路管理部门对高速公路的交通管理提供理论支持，而且也给高速公路危险路段交通安全预警系统的建立提供技术指导。应用该预警系统可以对高速公路危险路段的交通安全状态进行准确地诊断，从而针对其安全水平和存在的安全隐患，及时采取有效的预防措施来遏制和减少交通事故的发生，降低交通事故的危害程度，提高高速公路的交通安全水平,因此建立集信息采集、评价和发布一体化的基于GIS的公路危险路段预警系统具有重要的现实意义和实际应用价值[4]。

　　1.3.1国外研究情况

　　国外对道路交通安全预警研究开始于20世纪60年代，研究重点主要集中在交通事故自动检测算法和预警系统开发方面[5]。目前，美、英和日本等许多发达国家均已经立起先进完善的道路交通预警系统[6]。美国在道路交通安全研究方面起步早，于1930年成立的美国交通工程师协会（ITE）是世界上第一个交通研究机构，该协会的研究成果为保障美国道路交通畅通和安全、减少道路交通事故做出了巨大的贡献[7]。在20世纪90年代中后期，美国为了加快改善道路交通安全态势，开始在道路交通安全领域大幅增加科研方面的投入，陆续建立起各种先进完善的道路交通预警管理系统,如紧急交通事件管理系统、车道偏离预警系统、道路雾区预警系统以及恶劣天气预警系统等。欧洲各国在实施道路交通事故现场紧急救援方面做了大量工作，建立了先进完善的交通事故紧急救援系统，从而有效地减少了交通事故的发生和交通事故伤亡人数[8]。例如英国利兹大学交通研究所提出采用停车距离算法来实现碰撞预警的理论，并通过对报警时间与频率、用户认可度、可靠度、最小车头时距和制动反应时间等参数进行了仿真实验分析与评价，证明了停车距离算法用于车辆碰撞预警系统的可行性。

　　第2章交通安全预警系统的基础理论

　　本文研究的高速公路交通安全预警系统，主要针对高速公路危险路段的正常交通运行情况，对路段的交通安全状态进行判别，如判别危险路段在非交通事故、非拥堵状态以及非交通管制条件下，其交通安全状态及预警信息。

　　2.1基础概念

　　危险路段是指高速公路上容易诱发交通事故的路段，如长下坡，急弯，隧道及事故多发路段等。相对于整个高速公路路网而言，危险路段的长度很小，因此本文在此视危险路段为一个点，该系统的目的就是告知危险路段上游的机动车驾驶员，前方多少米外存在危险路段，并提供相应的预警信息和预警措施。高速公路危险路段交通安全预警系统是指首先通过信息采集设施获取危险路段的相关预警数据，，然后依据交通安全评价指标体系和交通安全状态评价模型，对危险路段的交通安全状态进行分析判断，最后针对交通危险状态的致因进行预警信息的发布，从而确保驾驶员安全通过前方的危险路段[16]。

　　2.2交通安全预警系统的功能

　　高速公路交通安全预警系统的功能依据高速公路预警管理的功能并结合自身特点可以确定为以下基本功能：

　　（1）监测功能：主要通过自动信息采集系统、相关部门通报的信息、巡逻检查和基础数据库等，全程动态监视危险路段（交通安全风险较大的事故多发路段、安全隐患路段），以及外部环境中的交通量、占有率和气象条件等情况，对监测到的状态信息进行收集、分类、储存、传输，建立信息档案，然后按一定的时间间隔定期更新相关的状态信息，确保监测信息及时、准确、简明。

　　（2）识别功能：交通安全状态识别是预警系统的重要环节，通过运用交通安全预警模型对交通信息进行分析，判断出高速公路交通安全状态的安全评价值，然后与某种阀值进行比较确定警度，从而决定是否发出警报以及发出何种警报。同时，系统还可以找出安全风险最大、危害程度最严重的主要因素，从而为采用何种防范对策和措施来有效控制安全风险提供依据。

　　第3章交通安全预警信息采集子系统....11

　　3.1交通安全预警系统信息采集指标.........11

　　3.2预警信息采集的要求.......12

　　3.3预警信息的自动采集方法.....13

　　3.4预警信息采集系统的结构.........16

　　3.5预警信息检测器的空间布设方案.........17

　　第4章交通安全预警信息处理子系统....22

　　4.1交通流数据的预处理.......22

　　4.2交通安全状态评价.........29

　　4.3系统数据库的构建.........37

　　第5章交通安全预警信息....50

　　5.1信息发布子系统的构成.....50

　　5.2信息的发布.........5

　　5.2.1信息发布的内容及顺序......51

　　5.2.2信息的发布方式......51

　　5.3信息发布设施的布设.......52

  本文关键词：基于交通流理论的高速公路安全预警系统关键技术研究，由笔耕文化传播整理发布。