[发明专利]一种基于极值理论与微观仿真的城市交叉口安全评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种城市交叉口安全评价方法，特别是一种基于极值理论与微观仿真的城市交叉口安全评价方法。

背景技术

城市道路交叉口是城市道路网的交汇点，是行人、车辆汇合、转向、分流的地方，是道路网灵活性的关键。但是由于交叉口通常有多向交通流集中，所以在整个路网中，平面交叉口是道路通行能力的瓶颈和交通事故的多发地。据统计发生在平面交叉口的交通事故占很大的比例，我国对国内城市的交通事故抽样表明，发生在平面交叉口的交通事故数约占30％，联邦德国城市的交通事故发生在平面交叉口约占60％-80％。由此可见城市交叉口的交通安全问题更加值得重视。而提高城市交叉口交通安全的有效手段是对其进行合理设计和科学管理，即在实施交叉口安全设计之前，对其进行交通安全评价，然后再根据其评价结果，进行合理有效设计，保障改善措施合理性和科学性。道路交叉口作为道路最重要的组成部分也是事故发生率较高的部分，对其做出相应的安全评价以便交通部门对现有交叉口做出改进有极其重要的意义。

极值理论已被应用在多个领域(如金融、保险、风险管理)根据正常观测预测极端或不可观测的极端事件的概率。根据现场观测到的冲突，它可成功检测交叉口和高速公路匝道的交通安全。但是它还没被用在基于仿真的冲突研究中。

国外针对道路交通安全的研究较早，并且提出了较完善的安全系统理论，如英国 1987年开始安全审核研究工作，到1996年IHT出版了道路安全评价指南(Guidelines to Road Safety Audit of Highway)，明确规定了安全审查的实施方法和实施规程，并提出了评价清单；美国1995年提出安全审核报告《Road safety Audit:A New Tool for Accident Prevention》，这份报告对安全性和道路及其环境的影响，保证安全性的设计参数取值都做了详细的论述。对于交通安全评价方法的研究主要有专家经验法、回归法、速度中介法。目前，国内对交通安全的评价方法大致可以分为2类：概率数理统计方法和强度分析法。

对于交通安全评价方法的研究主要有专家经验法、回归法、速度中介法。

专家经验法：由长期从事道路工作的专家对道路的各种条件进行安全评价。这种方法随机性较大，只能作定性分析，不能给出定量模型；回归法：

回归法又包括线性回归模型、非线性回归模型、确定性模型和概率模型。线性回归模型是最基本的模型，它假设道路交通事故的发生与若干个道路条件因素相关，根据一定量的统计数据进行回归分析。这种模型由于在自变量的选择上有很大的主观随意性，并且假设事故数是若干因素的确定函数，往往得到的结果跟实际有很大的差距；

速度中介法：这种方法认为车速和事故间存在密切关系，而且是酿成事故的主要原因，特别是道路条件对车辆的最直接影响表现在速度上，因此可以利用运行车辆的速度特征及其变化来分析道路条件与事故间的关系。

目前，国内对交通安全的评价方法大致可以分为2类：概率数理统计方法和强度分析法。概率数理统计法中包含事故绝对数法、事故率法等，这种方法在统计上简单易行，不足之处是对事故的分析过于简单，没有考虑到不同道路交通条件的差别，使得评价结果往往缺乏科学性和说服力。事故率法采用相对比较和统计分析的方法，孤立地分析各道路因素与事故的关系，得出各道路因素对交通安全的影响系数，某路段上的各因素安全系数的乘积作为路段的安全系数。这种方法虽简便易行，但各路段上的交通安全状况是由众多因素综合作用的结果，而分析中未考虑各因素间的综合作用，因而这种方法缺乏理论上的严密性。

发明内容

发明目的：本发明针对上述问题，提供一种基于极值理论与微观仿真的城市交叉口安全评价方法。

技术方案：本发明提供以下技术方案：

一种基于极值理论与微观仿真的城市交叉口安全评价方法，包括以下步骤：

S1、交叉口基础数据采集；

S2、交叉口冲突识别与数据提取；

S3、交通路网仿真建模；

S4、对仿真模型进行标定；

S5、对标定好的模型进行Leave-one-out交互验证，得到十个交叉路口最终的交通微观仿真模型；

S6、提仿真模型进行标取冲突轨迹文件；

S7、对交通冲突数据进行筛选；为了避免冲突的发生是由于序列相关性，所以需要采用阈值法将时空范围内非常接近的交通冲突进行合并处理；

S8、使用极值模型对交通冲突数据进行建模；

S9、判断交叉口的事故风险率；