CN103106811A - 一种基于两车碰撞时间的机动车有效交通冲突识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于两车碰撞时间的机动车有效交通冲突识别方法，该方法包括选择冲突点、判断两冲突车辆是否采取了避险行为等步骤，通过分别调查两辆冲突车辆采取避险行为时的碰撞距离、行驶速度，求出两辆车辆的碰撞时间，进而判断是否具有发生交通事故的风险，以此作为依据进行有效交通冲突的识别。与传统单纯依靠避险行为进行交通冲突识别方法相比，本发明提出的方法可以排除一些不具有交通事故发生可能的伪冲突，使得交通冲突调查结果与实际交通事故具有更密切的联系，进而提高交通冲突调查的有效性和可靠性，为应用交通冲突技术进行交通安全评价提供良好的冲突数据。

Description

一种基于两车碰撞时间的机动车有效交通冲突识别方法

技术领域

本发明属于交通安全评价领域，具体涉及一种基于两车碰撞时间的机动车有效交通冲突识别方法。

背景技术

交通冲突技术是目前国内外应用最广泛的交通安全间接评价法。交通冲突技术以交通冲突作为交通事故替代指标来评价道路交通的安全状况，与传统的基于交通事故数据分析的交通安全评价方法相比，交通冲突技术不依赖于完善的事故统计资料的积累，具有数据获得迅速、样本量大、评价周期短等优点，因此自20世纪80年代引入我国后迅速得到了关注。交通冲突技术的核心是利用交通冲突作为代替交通事故的评价指标，因此，交通冲突技术研究的基础是获取可靠、足量的交通冲突数据，交通冲突数据调查在很大程度上决定了交通冲突技术研究的有效性和可靠性。

交通冲突的发生过程与交通事故相似，是两个交通参与者在空间上同时向交通冲突点接近以至于有可能发生碰撞。就一定意义而言，交通事故同属于交通冲突范畴，交通事故与交通冲突的成因及发生过程完全相似，也就是说，交通冲突与交通事故在本质上是一致的，两者之间的唯一区别在于交通冲突中由于驾驶员及时采取了避险行为，避免了交通事故的发生，而在交通事故中，驾驶员由于未及时采取避险行为最终导致了事故的发生。也就是说，避险行为是识别交通冲突的一个主要指标，但由于驾驶员个人的误判，在某些没有碰撞可能的交通事件是，同样会采取避险行为。有效的交通冲突事件中，如果驾驶员未采取避险措施，将会导致交通事故的发生；在无效的交通冲突事件中，即使驾驶员未采取任何避险措施，仍然不会发生交通事故，这是区分交通冲突是否可能导致事故发生的关键。但目前的交通冲突判别中，认为发生了避险行为即代表冲突产生，这种判别方法将会使大量不具备实际危险性的交通事件被误判为交通冲突。本发明即通过对交通冲突本质的分析，利用两辆冲突车辆碰撞时间的关系进行有效交通冲突的识别。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于两车碰撞时间的机动车有效交通冲突识别方法，该方法通过交通事件中两车碰撞时间的比较来识别有效交通冲突，可以提高交通冲突调查数据的有效性和可靠性，为应用交通冲突技术进行交通安全评价提供良好的冲突数据。

技术方案：为实现上述目的，本发明的一种基于两车碰撞时间的机动车有效交通冲突识别方法，包括以下步骤：

1）选择要进行交通冲突调查的冲突点，确定造成此冲突点的两股机动车流，包括第一冲突车辆和第二冲突车辆；

2）判断在交通事件发生时，两辆冲突车辆是否均采取了避险行为：若只有一辆冲突车辆采取了避险行为，则记录此避险行为发生时刻点，调查在此时刻点时两辆冲突车辆距离冲突点的距离，即碰撞距离以及车辆正常行驶速度；若两辆冲突车辆均采取了避险行为，则以先采取避险行为的时刻为准，计算此时刻点时两辆冲突车辆距离冲突点的距离，即碰撞距离以及车辆正常行驶速度；

3）根据所述步骤2）得到的冲突车辆碰撞距离及行驶速度，分别计算第一冲突车辆的碰撞时间TTC₁及第二冲突车辆的碰撞时间TTC₂；

4）若TTC₁大于或等于TTC₂，则根据第二冲突车辆车身长度、避险时刻点前速度，计算其通过冲突点所需时间t₂，比较TTC₁与TTC₂+t₂的大小，若此时TTC₁≤TTC₂+t₂，则确定此交通事件为有效交通冲突，否则为无效交通冲突；

5）若TTC₁小于TTC₂，则根据第一冲突车辆车身长度、避险时刻点前速度，计算其通过冲突点所需时间t₁，比较TTC₂与TTC₁+t₁的大小，若此时TTC₂≤TTC₁+t₁，则确定此交通事件为有效交通冲突，否则为无效交通冲突。

有益效果：本发明克服过去单纯以避险行为作为交通冲突发生判别标准的缺陷，通过分析避险行为发生时刻两辆冲突车辆的碰撞时间关系来识别是否有可能发生交通事故，据此识别有效交通冲突。本发明的优势在于通过对交通冲突与交通事故相似性的本质分析，指出只有真正具备交通事故发生可能性的交通事件才是有效的交通冲突。对避险行为发生时刻两辆冲突车辆的碰撞时间及车辆通过冲突点所需时间之间关系进行分析，判定当两辆冲突车辆可能同时经过冲突点时的交通事件为有效交通冲突。在本质上将交通冲突与交通事故统一起来，保证交通冲突可以更好的反应实际交通安全水平。因此，本发明可以为交通冲突技术在交通安全评价中的应用提供可靠的数据基础。

附图说明

图1为本发明的总体流程图；

图2为本发明中，交通冲突点及冲突车辆碰撞距离示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1所示，本发明的一种基于两车碰撞时间的机动车有效交通冲突识别方法，包括以下步骤：

1）选择要进行交通冲突调查的冲突点，确定造成此冲突点的两股机动车流，包括第一冲突车辆和第二冲突车辆；

2）判断在交通事件发生时，两辆冲突车辆是否均采取了避险行为：若只有一辆冲突车辆采取了避险行为，则记录此避险行为发生时刻点，调查在此时刻点时两辆冲突车辆距离冲突点的距离，即碰撞距离以及车辆正常行驶速度；若两辆冲突车辆均采取了避险行为，则以先采取避险行为的时刻为准，计算此时刻点时两辆冲突车辆距离冲突点的距离，即碰撞距离以及车辆正常行驶速度；

3）根据所述步骤2）得到的冲突车辆碰撞距离及行驶速度，分别计算第一冲突车辆的碰撞时间TTC₁及第二冲突车辆的碰撞时间TTC₂；

4）若TTC₁大于或等于TTC₂，则根据第二冲突车辆车身长度、避险时刻点前速度，计算其通过冲突点所需时间t₂，比较TTC₁与TTC₂+t₂的大小，若此时TTC₁≤TTC₂+t₂，则确定此交通事件为有效交通冲突，否则为无效交通冲突；

5）若TTC₁小于TTC₂，则根据第一冲突车辆车身长度、避险时刻点前速度，计算其通过冲突点所需时间t₁，比较TTC₂与TTC₁+t₁的大小，若此时TTC₂≤TTC₁+t₁，则确定此交通事件为有效交通冲突，否则为无效交通冲突。

以下采用具体实施例进一步说明本发明的方法的具体实施过程。

实施例1：已知某无信号控制交叉口如图2所示，第一进口道直行车流与第二进口道直行车流有潜在冲突点，在进行交通冲突调查时发现在某个交通事件中第一冲突车辆采取了避险行为，第二冲突车辆无避险行为，通过本发明方法识别此交通事件是否为有效交通冲突的过程如下：

1）已知第一冲突车辆与第二冲突车辆的潜在冲突点位置如图2所示，第一冲突车辆在驶向冲突点的过程中采取了避险行为，第二冲突车辆在驶向潜在冲突点的过程中未采取避险行为；

2）通过录像观测可得第一冲突车辆在时刻T开始采取避险行为，第一冲突车辆在时刻T时车头距离潜在冲突点距离L₁=7米，在时刻T前第一冲突车辆的正常行驶速度为V₁=5米/秒；第二冲突车辆在时刻T时车头距离潜在冲突点距离L₂=6米，在时刻T前第二冲突车辆的正常行驶速度为V₂=6米/秒；

3）第一冲突车辆的碰撞时间TTC₁=L₁/V₁=7/5=1.4秒；第二冲突车辆的碰撞时间TTC₂=L₂/V₂=6/6=1秒；

4）因为TTC₁=1.4>TTC₂=1，因此下面需要继续分析第二冲突车辆完全通过冲突点所需时间，进而判断第一冲突车辆与第二冲突车辆是否存在潜在碰撞风险；

5）通过录像观测可知第二冲突车辆的车身长度为4.2米，因此第二冲突车辆如果按照正常行驶速度行驶过冲突点，从第二冲突车辆车头达到冲突点到第二冲突车辆车尾通过冲突点需要时间t₂=4.2/6=0.7秒；

6）由步骤3可知第二冲突车辆的TTC₂小于第一冲突车辆的TTC₁，即如果两辆车辆都按照正常行驶速度驶向潜在冲突点，第二冲突车辆将先到达冲突点，因此如果在第二冲突车辆完全通过冲突点之前（即第二冲突车辆车尾通过冲突点）第一冲突车辆也到达冲突点，这时将发生交通碰撞事故，这种有危险的交通事件才是真正有效的交通冲突。由步骤3和步骤5可知，TTC₂=1秒，t₂=0.7秒，TTC₁=1.4秒，TTC₂+t₂=1.7秒，此时第一冲突车辆与第二冲突车辆的碰撞时间满足TTC₂≤TTC₁≤TTC₂+t₂的条件，所以此交通事件为有效交通冲突。

实施例2：已知某无信号控制交叉口如图2所示，第一进口道直行车流与第二进口道直行车流有潜在冲突点，在进行交通冲突调查时发现在某个交通事件中第一冲突车辆与第二冲突车辆均采取了避险行为，通过本发明方法识别此交通事件是否为有效交通冲突的过程如下：

1）已知第一冲突车辆与第二冲突车辆的冲突点位置如图2所示，第一冲突车辆与第二冲突车辆在驶向冲突点过程中均采取了避险行为，观测发现第一冲突车辆采取避险行为时刻早于第二冲突车辆，因此以第一冲突车辆采取避险行为时刻为准计算两辆冲突车辆的碰撞距离及正常行驶速度；

2）通过录像观测发现第一冲突车辆在时刻T开始采取避险行为，第一冲突车辆在时刻T时车头距离潜在冲突点距离L₁=7米，在时刻T前第一冲突车辆的正常行驶速度为V₁=10米/秒；第二冲突车辆在时刻T时车头距离潜在冲突点距离L₂=6米，在时刻T前第二冲突车辆的正常行驶速度为V₂=5米/秒；

3）第一冲突车辆的碰撞时间TTC₁=L₁/V₁=6/10=0.7秒；第二冲突车辆的碰撞时间TTC₂=L₂/V₂=6/5=1.2秒；

4）因为TTC₁=0.7<TTC₂=1.2，因此下面需要继续分析第一冲突车辆完全通过冲突点所需时间，进而判断第一冲突车辆与第二冲突车辆是否存在潜在碰撞风险；

5）通过录像观测可知第一冲突车辆的车身长度为4米，因此第一冲突车辆如果按照正常行驶速度行驶过冲突点，从第一冲突车辆车头达到冲突点到第一冲突车辆车尾通过冲突点需要时间t₁=4/10=0.4秒；

6）由步骤3可知第以冲突车辆的TTC₁小于第二冲突车辆的TTC₂，即如果两辆车辆都按照正常行驶速度驶向冲突点，第一冲突车辆将先到达冲突点，因此如果在第一冲突车辆完全通过冲突点之前（即第一冲突车辆车尾通过冲突点）第二冲突车辆也到达冲突点，这时将发生交通碰撞事故，这种有危险的交通事件才是真正有效的交通冲突。由步骤3和步骤5可知，TTC₁=0.7秒，t₁=0.4秒，TTC₂=1.2秒，TTC₁+t₁=1.1秒，此时第一冲突车辆与第二冲突车辆的碰撞时间不满足TTC₁<TTC₂≤TTC₁+t₁的条件，所以此交通事件为非有效交通冲突。

为了将本发明与现在常用的交通冲突识别方法进行比较，通过调查获取了15个交叉口近三年的事故数据，对这15个交叉口进行冲突录像，然后分别利用本发明及现在常用的交通冲突识别方法进行交通冲突判别。计算两种方法冲突识别结果与15个交叉口的交通事故的相关系数，结果如表1所示。

表1不同冲突识别方法下冲突与事故的相关系数

本发明方法时冲突与事故相关系数	现在常用方法时冲突与事故相关系数
		0.854	0.647

结果显示，采用本发明方法进行交通冲突识别后得到的冲突数据与事故数据的相关系数更高，即采用本发明方法得到的冲突数据与事故有高的相关性。可见，本发明提出的交通冲突识别方法可以提高交通冲突数据的有效性。

通过对交通冲突本质进行分析发现，只有当具有潜在冲突点的两辆冲突车辆有可能同时通过潜在冲突点时，才真正具有发生交通事故的危险，而只有具有发生交通事故可能的冲突，与真正的交通事故才具有最紧密的联系。因此，本发明提出在交通冲突调查中，通过分别调查两辆冲突车辆采取避险行为时的碰撞距离、行驶速度，求出两辆车辆的TTC，进而判断是否具有发生交通事故的风险，以此作为依据进行有效交通冲突的识别。与传统单纯依靠避险行为进行交通冲突识别方法相比，本发明提出的方法可以排除一些不具有交通事故发生可能的伪冲突，使得交通冲突调查结果与实际交通事故具有更密切的联系，进而提高交通冲突调查的有效性和可靠性，为应用交通冲突技术进行交通安全评价提供良好的冲突数据。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种基于两车碰撞时间的机动车有效交通冲突识别方法，其特征在于包括以下步骤：

1）选择要进行交通冲突调查的冲突点，确定造成此冲突点的两股机动车流，包括第一冲突车辆和第二冲突车辆；

2）判断在交通事件发生时，两辆冲突车辆是否均采取了避险行为：若只有一辆冲突车辆采取了避险行为，则记录此避险行为发生时刻点，调查在此时刻点时两辆冲突车辆距离冲突点的距离，即碰撞距离以及车辆正常行驶速度；若两辆冲突车辆均采取了避险行为，则以先采取避险行为的时刻为准，计算此时刻点时两辆冲突车辆距离冲突点的距离，即碰撞距离以及车辆正常行驶速度；

3）根据所述步骤2）得到的冲突车辆碰撞距离及行驶速度，分别计算第一冲突车辆的碰撞时间TTC₁及第二冲突车辆的碰撞时间TTC₂；

4）若TTC₁大于或等于TTC₂，则根据第二冲突车辆车身长度、避险时刻点前速度，计算其通过冲突点所需时间t₂，比较TTC₁与TTC₂+t₂的大小，若此时TTC₁≤TTC₂+t₂，则确定此交通事件为有效交通冲突，否则为无效交通冲突；

5）若TTC₁小于TTC₂，则根据第一冲突车辆车身长度、避险时刻点前速度，计算其通过冲突点所需时间t₁，比较TTC₂与TTC₁+t₁的大小，若此时TTC₂≤TTC₁+t₁，则确定此交通事件为有效交通冲突，否则为无效交通冲突。

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