基于代理安全评价模型的交叉路口导向车道线优化研究

发布时间：2020-10-08 22:24

　　随着中国城市的发展和人民生活水平的提高,汽车保有量急剧增长,城市交通安全问题日益严重,频发的交通事故给人民的生命财产安全带来了严重威胁。交通领域的研究学者也一直在研究如何能够提高城市交通道路网的安全性和通行效率。在城市道路网中,交叉口是交通事故的多发地带,减少交叉口附近交通事故的发生可以有效提高城市道路交通的安全性。合理设置交通标志和标线作为最常用的低成本交通管理手段,可以有效改善道路安全水平,提升交通效率。交叉口导向车道线是设置于交叉口驶入段的车行道分界线,由于交叉口处于多个不同方向车流的交汇处,多个方向的车流在此汇合、分流、转向,因此,设置交叉口导向车道线来指示行车按导向方向行驶非常必要。传统对导向车道线长度的研究多基于排队理论提出模型,但由于排队理论自身的缺陷和排队长度获取困难的原因,难以被广泛应用,并且相关研究也未从安全角度去探索导向车道线对道路安全的影响。因此,本文以城市平面交叉口为研究对象,运用微观仿真技术构建交叉口模型并运用交通冲突评价技术对交叉口模型进行安全和效率评价,通过改变交通环境参数,从通行效率和安全性两方面来确定最优导向车道线长度,得到交通环境参数对最优导向车道线长度的影响规律。该规律可以为道路规划设计单位及交通管理部门合理设置导向车道线长度提供依据。本文首先介绍了交通安全评价方法的原理及适用性,详细说明了代理安全评价模型(SSAM,Surrogate Safety Assessment Model)所使用的冲突评价技术及识别冲突的基础算法,继而介绍了微观仿真技术所使用的交通数学模型。选择期望车速、车道宽度与车流量作为假定影响导向车道线长度设置的交通环境参数,根据《道路交通标志与标线》(GB5768-2009)等规定设定平面交叉口的基础数据和参数水平。设计试验,运行仿真模型软件输出轨迹文件与通行效率评价参数,使用代理安全评价模型进行识别,得到冲突数据。根据冲突数据及通行效率参数选择最优导向车道线长度,进行方差分析获得各交通环境参数对导向车道线长度设置影响的显著性。最后运用实际案例来验证结论的有效性。研究结果表明,交叉口附近追尾冲突为主要冲突类型,总冲突的变化主要由追尾冲突的变化引起。车流量会显著影响导向车道线长度的设置,车流量越大,最优导向车道线长度越长;期望车速对导向车道线长度的设置有一定影响,期望车速越大,最优导向车道线长度应适当延长;车道宽度对最优导向车道线长度则无显著影响。车流量较小时,导向车道线的长度对交叉口延误时间无显著影响;当车流量较大时,导向车道线的长度可以减少交叉口的延误时间,改善交叉口的通行效率。针对十字形交叉口,当单个进口道车流量在700veh/h以下时,最优导向车道线长度为30m;当单个进口道车流量在700veh/h-900veh/h之间时,导向车道线长度建议设置30m-55m;当单个进口道车流量在900veh/h-1100veh/h时,导向车道线长度建议设置为45m-70m;当单个进口道车流量大于1100veh/h时,最优导向车道线长度在55m-100m之间。研究结论为交叉口导向车道线长度的设置提供了参考,对提高道路安全性具有重要意义。
【学位单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U491.23
【部分图文】：

技术路线图

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价周期长、数据可信性不强的缺点相比又具有能够获取大样本的冲突数据，评价周期短的优点，并且也显著提高了数据的可靠性。综上所述，交通冲突评价法相对其他两种类型的评价方法具有显著优势。下面将对交通冲突评价法的基本原理进行进一步介绍。2.2 交通冲突评价法2.2.1 交通冲突的定义交通冲突指的是在道路状况可以观测的情况下，不同的道路使用者同一时间在空间上相互接近，如果其中某个道路使用者的行驶状态发生变化，产生刹车、变道、加速等行为，如果至少一个其他道路使用者不采取及时的避让，则会导致碰撞的发生，这一现象就是交通冲突[40]。交叉口冲突点指的是在交叉口附近产生的，由于不同车辆之间的行驶方向或因信号控制产生不同性质的交错点。依次可以分为分流交错点、合流交错点以及交叉冲突点，如图 2.2 所示。

示意图,角度,冲突点,交叉点

重庆大学硕士学位论文图(a)是交叉点冲突点示意图，由行驶方向不同的车辆形成；图(b)是合流意图，由两个或者多个不同方向的车辆在交叉口向同一目标方向行驶形是分流交叉点形成示意图，由向同一方向行驶的车流在经过交叉口时由向不同而产生的冲突点。冲突角指的是碰撞产生的双方速度矢量的夹角，其变化区间为[0°,180突角的大小可以分为三种，如下所示：

【参考文献】