CN106991806A - 低能见度高速公路带队通行方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种低能见度高速公路带队通行方法，包括以下步骤：利用模拟平台随时采集线形、前车和驾驶员所在车辆的位置、车速以及加减速；根据所采集的驾驶员车辆的位置和车速，计算车头时距h；根据所采集的驾驶员车辆的加减速时点，计算驾驶员的反应时间T；根据采集的车速，计算最小安全车头时距h_min；评价某时点的跟车驾驶安全性Δh＝h‑h_min；评价整个路段的跟车驾驶安全性A；根据所获取的跟车距离以及车速两者的变化幅度，分析带队车速选择；确定带队通行方案。本发明通过建立低能见度条件下高速公路行车安全性评价模型，为低能见条件下高速公路交通流运营管理提供意见，在实现低能见度条件高速公路持续运营的同时，保障路上行车安全。

Description

低能见度高速公路带队通行方法

技术领域

本发明属于交通安全管理技术领域，涉及一种低能见度高速公路带队通行方法。

背景技术

目前，高速公路上行车速度快，驾驶员难以观察周围环境。特别在低能见度条件下，我国高速公路上交通事故率高，致死率高，并极易引发二次事故、酿成重特大交通事故，将引起广泛的社会反响。

对此，我国《道路交通安全法》、《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》以及公安部《高速公路交通应急管理程序规定》等法规条例都对大雾条件下行车安全管理手段和应急管理程序做出了规定。常规的主要治理手段是车速控制，但效果并不理想。原因在于雾或霾具有聚集快速、难以预测的特点，易导致高速公路封闭，影响高速公路管理单位的运营工作，导致大批车辆延误，造成经济损失。

为保障低能见度条件下高速公路正常运营，我国各省市个别高速公路段根据当地实际管理体制、高速公路交通条件和自然环境，利用长期管理经验摸索出不同的因地制宜的特殊大雾条件管理手段，具体比如：实行“晚上早关闭、白天早开通，主线排队、择时带路”、进行车队模块化通行的成渝式雾天特情管理、规定主线带路通行的具体流程等。然而，这些管理手段均依靠交警经验进行带队通行，耗费人力物力。

有鉴于此，需要通过数据化的计算结果评价低能见度条件下高速公路行车安全，建立以安全为导向、规范的带队通行方法，为现实应用提供有效指导。

发明内容

为克服现有技术所存在的缺陷，现提供一种低能见度高速公路带队通行方法，通过建立低能见度条件下高速公路行车安全性评价模型，为低能见条件下高速公路交通流运营管理提供意见，在实现低能见度条件高速公路持续运营的同时，保障路上行车安全。

为实现上述目的，本发明的解决方案是：提供一种低能见度高速公路带队通行方法，包括以下步骤：

I.利用模拟平台模拟不同能见度下的公路环境，驾驶员在所述模拟平台进行跟车驾驶，所述模拟平台随时采集线形、前车和驾驶员所在车辆的位置、车速以及加减速；

II.根据所采集的驾驶员车辆的位置和车速，计算车头时距h，即两车之间的时间距离；

III.根据所采集的驾驶员车辆的加减速时点，计算驾驶员的反应时间T；

IV.根据采集的车速，计算最小安全车头时距式中，

h_min为最小安全车头时距、V₁为前车车速、V₂为后车的车速、T为后车驾驶员反应时间、μ_z为路面纵向附着系数、i路段纵坡、b为前车车身长度；

V.评价某时点的跟车驾驶安全性Δh＝h-h_min，即当Δh≤0，认为跟车不安全，当Δh＞0，认为跟车安全；

VI.评价整个路段的跟车驾驶安全性式中，L_为Δh≤0的路段长度、L_总为路段总长度，当A＝0时，代表安全，否则代表不安全；

VII.同时采集多辆车，将能见度、驾驶员车速、跟车距离和反应时间作为因子，以驾驶安全性作为变量，进行Logistic回归，得到模型公式P＝f(L，V，H，T)，式中，L为能见度、V为带队车辆车速、H为跟车距离、T为驾驶员的反应时间，并利用该模型公式判断，当P≥0.5时，不安全，当P＜0.5时，跟车安全；

VIII.根据I步骤所获取的跟车距离以及车速两者的变化幅度，分析带队车速选择；

IX.确定带队通行方案。

优选地，在进行IX步骤之前，还包括以下步骤：

根据VII步骤中所述模型公式P，取不同能见度水平L，使得P＜0.5，V取步骤g中的车速，求跟车距离H，以供得到跟车距离的要求标准。

优选地，进行分析所述带队车速选择的过程，包括：

当能见度20m时，并不适合长时间在高速公路上跟车驾驶；

当能见度30～50m时，带队车辆车速宜选择20km/h；

当能见度在50～100m时，带队车辆车速宜选择40km/h；

当能见度在100m以上时，不需要进行带队通行。

优选地，实行步骤VII时，待进行Logistic回归后，得到跟车安全性评价模型公式

式中，

aa、bb、cc、dd分别为对于不同路段测量后模型P的可变参数；

并根据该模型公式P，确定所述带队车速选择以及所述跟车距离的要求标准。

优选地，计算所述车头时距的公式为式中，h为车头时距、H为跟车距离、K₁为前车坐标、K₂为后车坐标、V₂为假设前车停下不动的情况下后车的相对车速。

优选地，计算驾驶员的反应时间的公式为T＝t₂-t₁，式中，T为反应时间，t₁为前车开始减速的时间，t₂为由前车开始减速致使后车驾驶员刹车的反应时间。

本发明低能见度高速公路带队通行方法的有益效果包括：

为低能见条件下高速公路交通流运营管理提供详尽细致的可选则性意见，在实现低能见度条件高速公路持续运营的同时，保障路上行车安全。

附图说明

图1为本发明低能见度高速公路带队通行方法的逻辑框图。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本发明进一步加以说明。

如图1所示，本发明提供了一种低能见度高速公路带队通行方法，在实际应用中具体包括以下实施过程：

(1)利用八自由度驾驶模拟平台模拟能见度20m、50m、100m、150m和200m的高速公路环境，驾驶员在该平台进行跟车驾驶，采集线形、前车和驾驶员所在车辆的位置、车速、加减速；

(2)根据采集的位置和车速，计算车头时距式中：

h为两车之间时间距离，H为跟车距离，K₁为前车坐标，K₂为后车坐标，V₂为假设前车停下不动的情况下后车的相对车速；

(3)根据采集的加减速时点，计算驾驶员反应时间T＝t₂-t₁，式中：

T为反应时间，t₁为前车开始减速的时间，t₂为由于前车开始减速导致后车驾驶员刹车的反应时间；

(4)根据采集的车速，计算最小安全车头时距式中：

h_min为最小安全车头时距，V₁为前车车速，V₂为后车车速，T为后车驾驶员反应时间，μ_z为路面纵向附着系数取0.45～0.7，i路段纵坡，b为前车车身长度取8；

(5)评价某时点的跟车驾驶安全性Δh＝h-h_min：(对单一辆车单一时点的计算)

当Δh≤0，认为跟车不安全，当Δh＞0，认为跟车安全；

(6)评价整个路段的跟车驾驶安全性式中L_为Δh≤0|的路段长度，L_总为路段总长度，当A＝0时，安全性S＝1，代表安全，否则S＝0，代表不安全。

通过上述步骤，所确定对该路段制定带队通行方案，其中包括前期采集该路上车辆位置、车速和车辆加减速、计算车头时距和反应时间、评价安全性等等，并取得数据如下表1：

路段上各变量数据 表1

(7)将能见度、驾驶员车速、跟车距离和反应时间作为因子，以驾驶安全性作为变量，进行Logistic回归，得到模型P＝f(L，V，H，T)，式中：当P≥0.5时，S＝1，不安全，当P＜0.5时，S＝0，跟车安全，L为能见度，V为带队车辆车速，H为跟车距离，T为反应时间。此步骤需采集多辆车，得出一个统计结果的模型。通过控制因子，使得结果安全。

具体地，进行Logistic回归，得到跟车安全性评价模型，预测结果如下表，得到模型，该模型预测总正确率为88.9％。

Logistic回归结果 表2

式中：L为能见度(m)；H为跟车距离(m)；T为反应时间，一般3～5s；

对不同的路段实际情况，该模型P的参数(5.469，-0.033，-8.248，1.953)均可能有所不同，公式中可用aa、bb、cc、dd代替。

判断原则为，当P≥0.5不安全，当P＜0.5跟车安全。

(8)比较不同能见度、车速组合下跟车距离和车速的变化幅度，以分别确定：

当能见度20m时，根据驾驶员反馈并不适合长时间在高速公路上跟车驾驶；当能见度30～50m时，带队车辆车速宜选择20km/h；当能见度在50～100m时，带队车辆车速宜选择40km/h；当能见度在100m以上时，不需要进行带队通行；再根据式1，得出：能见度30～50m时，跟车距离应高于30m，能见度50～100m时，跟车距离应高于50m。

(9)根据(7)公式，取不同能见度水平L，反应时间T取一般反应时间，即5s，为使P＜0.5，V取(8)中车速，求跟车距离H的值，得到跟车距离要求标准。

最终，得到带队通行方案：

1)当能见度低于30m时，应封闭高速公路；

2)当能见度30～50m时，前车车速20km/h，跟车距离高于30m；

3)当能见度50～100m时，前车车速40km/h，跟车距离高于50m；

4)当能见度高于100m时，驾驶员能够较稳定地进行自由驾驶，强制跟车可能导致驾驶员情绪烦躁，无法提高安全性。

完成上述实施过程后，应能体现出本发明的以下特点：

对步骤4、5，精确判断单车单时点跟车安全性。结合步骤6，精确判断单车全路段跟车安全性。通过步骤7之前Logistic回归计算，准确判断大多数车辆在该路段跟车安全性，具有统计学意义。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种低能见度高速公路带队通行方法，其特征在于，包括以下步骤：

I.利用模拟平台模拟不同能见度下的公路环境，驾驶员在所述模拟平台进行跟车驾驶，所述模拟平台随时采集线形、前车和驾驶员所在车辆的位置、车速以及加减速；

II.根据所采集的驾驶员车辆的位置和车速，计算车头时距h，即两车之间的时间距离；

III.根据所采集的驾驶员车辆的加减速时点，计算驾驶员的反应时间T；

IV.根据采集的车速，计算最小安全车头时距式中，

h_min为最小安全车头时距、V₁为前车车速、V₂为后车的车速、T为后车驾驶员反应时间、μ_z为路面纵向附着系数、i路段纵坡、b为前车车身长度；

V.评价某时点的跟车驾驶安全性Δh＝h-h_min即当Δh≤0，认为跟车不安全，当Δh＞0，认为跟车安全；

VI.评价整个路段的跟车驾驶安全性式中，L_{_}为Δh≤0的路段长度、L_总为路段总长度，当A＝0时，代表安全，否则代表不安全；

VII.同时采集多辆车，将能见度、驾驶员车速、跟车距离和反应时间作为因子，以驾驶安全性作为变量，进行Logistic回归，得到模型公式P＝f(L，V，H，T)，式中，L为能见度、V为带队车辆车速、H为跟车距离、T为驾驶员的反应时间，并利用该模型公式判断，当户≥0.5时，不安全，当P＜0.5时，跟车安全；

VIII.根据I步骤所获取的跟车距离以及车速两者的变化幅度，分析带队车速选择；

IX.确定带队通行方案。

2.根据权利要求1所述的低能见度高速公路带队通行方法，其特征在于，在进行IX步骤之前，还包括以下步骤：

根据VII步骤中所述模型公式P，取不同能见度水平L，使得P＜0.5，V取步骤g中的车速，求跟车距离H，以供得到跟车距离的要求标准。

3.根据权利要求2所述的低能见度高速公路带队通行方法，其特征在于，进行分析所述带队车速选择的过程，包括：

当能见度20m时，并不适合长时间在高速公路上跟车驾驶；

当能见度30～50m时，带队车辆车速宜选择20km/h；

当能见度在50～100m时，带队车辆车速宜选择40km/h；

当能见度在100m以上时，不需要进行带队通行。

4.根据权利要求3所述的低能见度高速公路带队通行方法，其特征在于：

实行步骤VII时，待进行Logistic回归后，得到跟车安全性评价模型公式

式中，

aa、bb、cc、dd分别为对于不同路段测量后模型P的可变参数；

并根据该模型公式P，确定所述带队车速选择以及所述跟车距离的要求标准。

5.根据权利要求1至4任一所述的低能见度高速公路带队通行方法，其特征在于，计算所述车头时距的公式为式中，h为车头时距、H为跟车距离、K₁为前车坐标、K₂为后车坐标、V₂为假设前车停下不动的情况下后车的相对车速。

6.根据权利要求1至4任一所述的低能见度高速公路带队通行方法，其特征在于，计算驾驶员的反应时间的公式为T＝t₂-t₁，式中，T为反应时间，t₁为前车开始减速的时间，t₂为由前车开始减速致使后车驾驶员刹车的反应时间。