CN107067729A - 一种城市道路交通安全状态评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种城市道路交通安全状态评估方法，该方法包括：获取道路路段的交通流参数；计算道路的路段车速离散度；将路段车速离散度与安全状态分级标准区间匹配，得到路段车速离散度所属的安全等级区间；依据安全等级区间确定道路安全状态评估结果。该方法实现提高评估准确性。

Description

一种城市道路交通安全状态评估方法

技术领域

本发明涉及道路交通安全评估技术领域，特别是涉及一种城市道路交通安全状态评估方法。

背景技术

目前，在城市道路交通网络中，路段是构成城市路网***的基本单元结构之一。路段是将各个交叉口连接起来的桥梁，通过路段与交叉口的相互连接最终组成了城市路网交通***。对路段的交通安全状态评估是城市道路路网交通安全状态评估的基础之一。

车速离散产生的机理起于每个不同的驾驶员个体的不同驾驶选择，即便是相同的道路条件不同的驾驶员也会选择不同的速度行驶，反映到宏观层面就是路段的车速离散现象。此外，交通流特性及道路特性也会给予驾驶员一定影响，致使速度离散。路段车辆速度离散程度的増加会使得该路段中更容易发生交通冲突，其中的严重冲突引发为交通事故，进而危害交通安全。因此需要进行路段交通安全评估，然而目前交通安全评估方法为工作人员依据交通视频画面进行人为评估，没有考虑到速度离散，不能真实反映道路交通安全等级，评估准确性较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种城市道路交通安全状态评估方法，以实现提高评估准确性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种城市道路交通安全状态评估方法，该方法包括：

获取道路路段的交通流参数；

计算道路的路段车速离散度；

将路段车速离散度与安全状态分级标准区间匹配，得到路段车速离散度所属的安全等级区间；

依据安全等级区间确定道路安全状态评估结果。

优选的，所述交通流参数包括：路段划分的检测断面数M、通过第i个断面的85位车速V_85,i、通过整条道路车辆的平均行驶速度其中，M为正整数，i＝1,2,…,M。

优选的，所述计算道路的路段车速离散度，包括：

计算通过所有断面的85位车速的平均值其中，i＝1,2,…,M；

计算路段上断面85位车辆速度的标准差SL；其中，

依据平均行驶速度和标准差SL计算路段车速离散度φ_L；其中，路段车速离散度φ_L的计算公式为：

优选的，所述计算道路的路段车速离散度之后，还包括：

计算道路安全状态下的路段车速离散度的平均值。

优选的，所述计算道路安全状态下的路段车速离散度的平均值，包括：

步骤S1：对每个路段处于安全运行状态下的样本j，计算样本j的路段车速离散度φ_L,j；j＝1,2,…,K，K为样本总数，初始值j＝1；

步骤S2：输入第j个路段处于安全运行状态下样本的交通流参数：路段划分的检测断面数M、通过第i个断面的85位车速V_85,i、通过整条道路车辆的平均行驶速度

步骤S3：根据路段车速离散度φ_L的计算公式计算得到样本j的路段车速离散度φ_L,j；其中，φ_L,j＝φ_L；

步骤S4：j＝j+1；如果j≤K，进入步骤S2；

步骤S5：计算路段安全状态下的车速离散度的平均值其中，

优选的，所述安全状态分级标准区间包括四个安全等级区间，分别为和其中，安全等级区间所对应的安全状态等级为安全状态，安全等级区间所对应的安全状态等级为较安全状态，安全等级区间所对应的安全状态等级为基本安全状态，安全等级区间所对应的安全状态等级为不安全状态。

优选的，所述依据安全等级区间确定道路安全状态评估结果，包括：

获取安全等级区间所对应的安全状态等级，将安全等级区间所对应的安全状态等级作为道路安全状态评估结果。

本发明所提供的一种城市道路交通安全状态评估方法，获取道路路段的交通流参数；计算道路的路段车速离散度；将路段车速离散度与安全状态分级标准区间匹配，得到路段车速离散度所属的安全等级区间；依据安全等级区间确定道路安全状态评估结果。可见，本方法考虑到最初的车速离散度入手，路段车速离散度能够反映出路段整体的稳定行驶状态，车速和速度变化率是影响车辆行驶安全的主要数值即车速波动幅度，因此本方法能够科学、客观地评价道路交通安全状态，具有简明、快速等特点，较好地满足实际应用需求，由于考虑到速度离散，能够真实反映道路交通安全等级，提高评估准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的一种城市道路交通安全状态评估方法的流程图；

图2为确定道路交通安全状态等级的具体流程图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种城市道路交通安全状态评估方法，以实现提高评估准确性。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本发明所提供的一种城市道路交通安全状态评估方法的流程图，该方法包括：

步骤S11：获取道路路段的交通流参数；

步骤S12：计算道路的路段车速离散度；

步骤S13：将路段车速离散度与安全状态分级标准区间匹配，得到路段车速离散度所属的安全等级区间；

步骤S14：依据安全等级区间确定道路安全状态评估结果。

可见，本方法考虑到最初的车速离散度入手，路段车速离散度能够反映出路段整体的稳定行驶状态，车速和速度变化率是影响车辆行驶安全的主要数值即车速波动幅度，因此本方法能够科学、客观地评价道路交通安全状态，具有简明、快速等特点，较好地满足实际应用需求，由于考虑到速度离散，能够真实反映道路交通安全等级，提高评估准确性。

基于上述方法，具体的，所述交通流参数包括：路段划分的检测断面数M、通过第i个断面的85位车速V_85,i、通过整条道路车辆的平均行驶速度其中，M为正整数，i＝1,2,…,M。

进一步的，步骤S12具体包括以下步骤：

S21：计算通过所有断面的85位车速的平均值其中，

S22：计算路段上断面85位车辆速度的标准差SL；其中，

S23：依据平均行驶速度和标准差SL计算路段车速离散度φ_L；其中，路段车速离散度φ_L的计算公式为：

进一步的，步骤S12之后，还包括：计算道路安全状态下的路段车速离散度的平均值。

具体的，计算道路安全状态下的路段车速离散度的平均值具体包括以下步骤：

步骤S1：对每个路段处于安全运行状态下的样本j，计算样本j的路段车速离散度φ_L,j；j＝1,2,…,K，K为样本总数，初始值j＝1；

步骤S2：输入第j个路段处于安全运行状态下样本的交通流参数：路段划分的检测断面数M、通过第i个断面的85位车速V_85,i、通过整条道路车辆的平均行驶速度

步骤S3：根据路段车速离散度φ_L的计算公式计算得到样本j的路段车速离散度φ_L,j；其中，φ_L,j＝φ_L；

步骤S4：j＝j+1；如果j≤K，进入步骤S2；

其中，j＝j+1表示将j的数值增加1；

步骤S5：计算路段安全状态下的车速离散度的平均值其中，

详细的，安全状态分级标准区间包括四个安全等级区间，分别为和

其中，安全等级区间所对应的安全状态等级为安全状态，安全等级区间所对应的安全状态等级为较安全状态，安全等级区间所对应的安全状态等级为基本安全状态，安全等级区间所对应的安全状态等级为不安全状态。

进一步的，步骤S14的过程具体包括：获取安全等级区间所对应的安全状态等级，将安全等级区间所对应的安全状态等级作为道路安全状态评估结果。

其中，将城市路段交通安全状态等级分为4级，分别为等级1、等级2、等级3和等级4。等级1表示安全状态，等级2表示较安全状态，等级3表示基本安全状态，等级4表示不安全状态。然后再确定路段交通安全状态评估分级标准，如表1所示，表1位路段交通安全状态评估分级标准。计算出的路段车辆速度离散度φ_L与路段交通安全状态评估分级标准区间匹配，得到路段车辆速度离散度φ_L所属的安全等级区间，该区间所对应的道路安全状态等级即为该路段安全状态的评估结果。

表1

参考图2，图2为确定道路交通安全状态等级的具体流程图。本方法通过对城市路段车速离散度的研究，建立了基于路段车速离散度的城市道路交通安全状态评估指标，通过建立城市路段车速离散度计算公式，经过统计及输入相应的交通流参数计算得到路段车速离散度，并与建立的城市路段交通安全评估分级标准进行匹配，从而得到道路交通安全状态评估结果。本方法提供的方法能够科学、客观地评价道路交通安全状态，具有简明、快速等特点，较好地满足实际应用需求。

下面将本发明通过对城市道路的交通安全状态进行案例分析，断面M是唯一需要主观确定的值，在本文中对道路设置检测断面的间距保存在50m，对于评估长度为400m的路段，则M为8。本发明提供的一种城市道路交通安全状态评估方法的具体实施案例实施步骤如下：

步骤1：输入：路段划分的检测断面数M＝8；通过第i个断面的85位车速V_85,i(km/h)分别为：V_85,1＝44.9、V_85,2＝48.0、V_85,3＝50.8、V_85,4＝42.9、V_85,5＝50.0、V_85,6＝53.0、V_85,7＝35.6、V_85,8＝50.6；通过整条道路车辆的平均行驶速度

步骤2：计算道路的路段车速离散度。

路段车速离散度φ_L计算公式如下：

其中，路段上断面85位车辆速度的标准差SL及通过所有断面的85位车速的平均值分别为：

则路段车速离散度为：

步骤3：计算道路安全状态下的路段车速离散度的平均值；

其中，步骤3进一步包括：

步骤3-1：对每个该路段处于安全运行状态下样本j(j＝1,2,…,K)，样本总数K＝10，计算样本j的路段车速离散度φ_L,j，初始j＝1。

步骤3-2：输入第j＝1个该路段处于安全运行状态下样本的相应参数：

样本1的路段划分的检测断面数M＝8；通过第i个断面的85位车速V_85,i(km/h)分别为：V_85,1＝44.9、V_85,2＝48.0、V_85,3＝50.8、V_85,4＝42.9、V_85,5＝50.0、V_85,6＝53.0、V_85,7＝35.6、V_85,8＝50.6；通过整条道路车辆的平均行驶速度

步骤3-3：根据步骤2中确定的路段的车速离散度φ_L计算方法计算得φ_L＝10.95％，则样本j＝1的路段车速离散度φ_L,1：

φ_L,1＝φ_L＝10.95％；

步骤3-4：j＝j+1＝2。如果j≤10，转步骤3-2，输入样本2的相应参数。

其中，得到该路段处于安全状态下的样本车速离散度如表2所示。

表2

样本j	路段车速离散度φL,j(％)
		1	10.95
2	11.20
		3	8.67
4	12.74
		5	9.90
6	10.88
		7	11.85
8	16.16
		9	12.04
10	10.43

步骤3-5：计算路段安全状态下的车速离散度的平均值

步骤4：确定城市路段交通安全评估分级标准。

其中，先将城市路段交通安全状态等级分为4级，分别为：

等级一，安全状态；

等级二，较安全状态；

等级三，基本安全状态；

等级四，不安全状态。

然后确定路段交通安全状态评估分级标准如上面表1所示。

步骤5：将步骤2计算出的路段车辆速度离散度φ_L＝10.95％与路段交通安全状态评估分级标准区间匹配，得到路段车辆速度离散度φ_L所属的安全等级区间为该区间所对应的道路安全状态等级为较安全状态，则较安全状态为该路段安全状态的评估结果。

步骤6：输出道路交通安全状态的评估结果为该路段安全状态等级为较安全状态。

本方法从最初的车速离散度入手，路段车速离散度能够反映出路段整体的稳定行驶状态。车速和速度变化率是影响车辆行驶安全的主要数值，即车速波动幅度。本方法能够科学、客观地评价道路交通安全状态，具有简明、快速等特点，较好地满足实际应用需求。本方法由于考虑到速度离散，能够真实反映道路交通安全等级，提高评估准确性。

以上对本发明所提供的一种城市道路交通安全状态评估方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种城市道路交通安全状态评估方法，其特征在于，包括：

获取道路路段的交通流参数；

计算道路的路段车速离散度；

将路段车速离散度与安全状态分级标准区间匹配，得到路段车速离散度所属的安全等级区间；

依据安全等级区间确定道路安全状态评估结果。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述交通流参数包括：路段划分的检测断面数M、通过第i个断面的85位车速V_85,i、通过整条道路车辆的平均行驶速度其中，M为正整数，i＝1,2,…,M。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算道路的路段车速离散度，包括：

计算通过所有断面的85位车速的平均值其中，i＝1,2,…,M；

计算路段上断面85位车辆速度的标准差SL；其中，i＝1,2,…,M；

依据平均行驶速度和标准差SL计算路段车速离散度φ_L；其中，路段车速离散度φ_L的计算公式为：

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述计算道路的路段车速离散度之后，还包括：

计算道路安全状态下的路段车速离散度的平均值。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述计算道路安全状态下的路段车速离散度的平均值，包括：

步骤S1：对每个路段处于安全运行状态下的样本j，计算样本j的路段车速离散度φ_L,j；j＝1,2,…,K，K为样本总数，初始值j＝1；

步骤S2：输入第j个路段处于安全运行状态下样本的交通流参数：路段划分的检测断面数M、通过第i个断面的85位车速V_85,i、通过整条道路车辆的平均行驶速度

步骤S3：根据路段车速离散度φ_L的计算公式计算得到样本j的路段车速离散度φ_L,j；其中，φ_L,j＝φ_L；

步骤S4：j＝j+1；如果j≤K，进入步骤S2；

步骤S5：计算路段安全状态下的车速离散度的平均值其中，

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述安全状态分级标准区间包括四个安全等级区间，分别为和其中，安全等级区间所对应的安全状态等级为安全状态，安全等级区间所对应的安全状态等级为较安全状态，安全等级区间所对应的安全状态等级为基本安全状态，安全等级区间所对应的安全状态等级为不安全状态。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述依据安全等级区间确定道路安全状态评估结果，包括：

获取安全等级区间所对应的安全状态等级，将安全等级区间所对应的安全状态等级作为道路安全状态评估结果。