[发明专利]一种高速公路出口匝道区域安全评价方法

权利要求书

1.一种高速公路出口匝道区域安全评价方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：采集高速公路匝道区域相关的交通冲突数据；

S2：根据采集到的交通冲突数据对交通冲突的类型进行分析，获得交通冲突场景，所述交通冲突场景包括：

场景一：变道车辆与后车的交汇冲突：变道车辆为驶离高速，产生换道行为与相邻车道的后方车辆产生交汇冲突点；

场景二：变道车辆完成变道后与后车的追尾冲突：变道车辆变道驶离高速，后车及时发现采取减速措施，变道车辆完成换道，由于后车速度仍高于变道车辆，存在发生追尾事故隐患；

场景三：变道车辆与前车的交汇冲突：变道车辆变道驶出高速，与前方车辆存在潜在交汇冲突点；

S3：使用驾驶模拟器建立高速公路匝道区域的交通冲突场景，采集驾驶模拟器数据，包括驾驶者的反应时间和紧急制动减速度数据；

S4：根据采集的驾驶模拟器数据，建立驾驶者在不同交通冲突场景下的反应时间和紧急制动减速度概率密度分布；

S5：针对每一个交通冲突场景，进行事故概率推演：

针对场景一的事故概率推演包括以下步骤：

S511：考虑后车驾驶者的反应时间，若反应时间大于碰撞时间TTC，则后车不会减速，事故将在交汇点发生，此类情况发生概率为：

其中RT为驾驶者的反应时间，TTC为碰撞时间，μ_rt和σ_rt是反应时间分布的参数，erf()为误差函数；

S512：若后车驾驶者的反应时间小于TTC,则认为后车在t＝RT开始减速；

S513：计算后车的最小必减速度：

计算变道车辆的换道总时间：

其中，l₁为变道车辆的车长，V₁为变道车辆的车速，θ为冲突角度；

在变道车辆换道过程中，后车不能与变道车辆相撞条件：

其中：l₂为后车车长，V₂为后车车速，D₁为变道车辆行驶总距离，D₂为后车行驶总距离，D’为变道车辆和后车初始距离；

计算后车的最小必减速度：

其中，w₁和w₂分别是变道车辆和后车的车宽，x为后车的司机反应时间；

S514：比较后车的最小必减速度和测得的紧急刹车减速度，得到事故发生的条件概率：

其中，MABR为后车最小必减速度，RBR为紧急刹车减速度，μ_MABR为驾驶模拟实验得到的所有车辆最大紧急刹车减速度均值，L_MABR，U_MABR分别为驾驶模拟实验得到的紧急刹车速度的上限和下限，σ_MABR为驾驶模拟实验中车辆紧急刹车速度的标准差，Φ()为概率密度函数，μ_rt，σ_rt分别为驾驶模拟实验得到的所有驾驶者反应时间均值和方差；

S515：对于场景一，事故发生的概率为：

针对场景二的事故概率推演包括以下步骤：

S521：为了避免追尾冲突，后车必须在减速降到与变道车辆相同速度之前，保持和变道车辆之间的距离大于0：

其中，D₁'为场景二下变道车辆的行驶距离；D′₂为场景二下后车的行驶距离；

S522：计算后车的最小必减速度：

S523：计算场景二下的追尾事故发生概率：

针对场景三的事故概率推演包括以下步骤：

S531：考虑前车的反应时间，如果反应时间大于碰撞时间TTC，事故将在交汇点发生，此类情况发生概率为：

S532：如果前车在碰撞之前做出反应，则计算前车占据冲突区域的时间：

变道车辆总共可以避让的时间为TTC+t/2，变道车辆需要减速确保前车离开该区域前不能到达该区域：

得到前车的最小必减速度：

S533：如果V₂-a*(TTC+t'-x)＜0，则需要前车完全停下

计算此种情况下的前车的最小必须减速度：

S534:计算事故发生的条件概率：

S535:场景三的总事故概率为：

S6：对于一个特定的换道冲突，根据实际发生时的状况确定其场景归类，再按照步骤S5中相应场景的事故概率推演求得其事故概率；

S7：将冲突的事故概率进行累计，获得观测时段内的事故预测数，或通过转换，获得特定时间内的事故预测数。

2.根据权利要求1所述的一种高速公路出口匝道区域安全评价方法，其特征在于：所述步骤S1中采用无人机采集交通冲突数据，该交通冲突数据包括碰撞时间TTC、车辆速度和冲突角度。