车联网环境下道路交通事故链阻断系统的效率评价方法技术方案

本发明专利技术提供了一种车联网环境下道路交通事故链阻断系统的效率评价方法，本发明专利技术根据对车辆所处的人-车-路-环境的实时监测来检测车辆本身及周围等的危险源，确定事故链被阻断前后的危险源和危险度等级，建立评价函数对CRTI阻断系统进行评价，能够保障阻断系统的效率。以帮助实现有效中断CRTI和进程，能够避免重、特大连环交通事故发生。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及交通智能管理和控制
尤其是一种车联网环境下道路交通事故链阻断系统的效率评价方法。
技术介绍
众所周知，高速公路重特大交通事故很少是由一个交通事件造成，大多是由于一系列不起眼或者看似不严重交通事件综合作用的结果，是人-车-路-环境耦合失调而导致的。根据海因里西(Heinrich)事故法则，把这些引发交通事故的一系列交通事件串起来看就组成道路交通事故链(ChainsofRoadTrafficIncident，CRTI)。CRTI的演化表现为道路交通状态的变化，当一个不安全的交通状态在时间或空间上引发相邻的另一个不安全交通状态时，则形成了CRTI，并且交通状态是在危险与安全之间不断变化着的。因此，CRTI演化过程实质上是马尔可夫过程。通过建立在马尔可夫随机过程理论之上的马尔可夫链原理，可以研究道路交通系统的非线性、随机性、动态性以及不确定性等特性下的道路交通事故本质，可以将复杂多样的道路交通(连环)事故表征成有序的CRTI形态，将CRTI的演变过程转变成道路交通事件有限状况空间下的马尔可夫链的k步状态转移矩阵。根据交通事件不同状态的初步概率和状态之间转移概率，确定交通事件状态变化趋势，即确定基于马尔可夫链状态空间转换的CRTI演化系统。如果在发生连环交通事故前就切断事故链中的某个“链”，就能有效阻断CRTI，因此本专利技术根据实时的CRTI演化状态，并同时考虑当前区域所有车辆车型、相对位置、相对速度、交通事故发生的后果等相关因素，确定交通状态危险度(r)和危险源(e)，仅根据危险度和危险源的变化程度建立基于车联网感知的阻断效率的评价方法，保障阻断系统的效率。需要说明的是本文仅考虑的是车联网环境下的城市快速路或高速公路。
技术实现思路
本专利技术的目的是弥补交通事故预防技术的不足，提供一种在车联网环境下，设计基于阻断前后危险度和危险源的变化程度的效率评价方法，以便达到有效的交通事故预防和交通事故链阻断。本专利技术采用的技术方案是：车联网环境下道路交通事故链阻断系统的效率评价方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)对车辆可能存在的危险源进行实时监测；(2)筛选出可能导致事故的危险源个数n1，并计算阻断前的危险度r1；(3)对危险度进行判断，若危险度等级在3级或3级以上时，转入(4)；若危险度在3级以下，则转入(1)；(4)阻断系统根据阻断策略库知识，立即采取控制措施，并采用声、光、电、振动的形式提醒驾驶员；(5)再次筛选危险源n2，并再次计算阻断后的危险度r2；(6)构建评价函数f：Step1：评价函数建模：通过建立CRTI代价函数fcost＝argminf(r,e)对阻断效率进行评价，建立CRTI代价函数，如下： f = a ( exp r 2 r 1 - 1 ) + b ( exp n 2 n 1 - 1 ) - - - ( 3 ) ]]>其中：r1表示阻断前检测的危险度；n1表示阻断前检测的危险源个数；r2表示阻断后检测的危险度；n2表示阻断后检测的危险源个数；f∈[0，+∞],a+b＝1，其中b>a，a、b分别为危险度、危险源的权重；Step2：层次分析法计算权重a、b:Step2-1：在专家咨询后，e与r的量比值为5，由1-9标度法确定出判断矩阵B；B e r e 1 1/5 r 5 1 判断矩阵B为：Step2-2：计算判断矩阵B每行的乘积(i＝1,2...n)；Step2-3：计算判断矩阵B的方根式中:n为矩阵的阶数；Step2-4：将正规化并进一步得到所求的特征向量W；Step2-5：W＝(W1，W2，…，Wn)T即为所求的各指标权重；经计算所得：a＝0.31，b＝0.69；代价函数为：(7)r1、r2、n1、n2代入评价函数f对阻断效果进行评价，当0≤f＜0.5时，说明阻断效率较高，评价结束；当0.5≤f＜+∞时，说明阻断效率较差，返回(4)中，更新阻断策略库知识，直至f取值为0≤f＜0.5，评价结束。进一步地，所述步骤(2)中阻断前的危险度r1的计算方法为：对人、车、路、环境四类危险度分别建模：阻断前驾驶员的危险度式(1.1)中：D1表示驾驶员驾龄；D21表示年龄在25岁以下的驾驶员；D22表示年龄在25-50岁之间的驾驶员；D23表示年龄在50-70岁之间的驾驶员；D31表示男性驾驶员；D32表示女性驾驶员；D4表示驾驶员疲劳程度；k1表示驾驶员自身存在的危险度等级系数；b1表示驾驶员在车、路、环境中的耦合数；阻断前车辆自身危险因素的危险度式(1.2)中：v1表示车辆间的相对距离；v2表示车辆间的相对速度；v3表示车辆自身故障；k2表示车辆自身存在的危险度等级系数；b2表示车辆在人、路、环境中的耦合数；阻断前道路存在危险因素的危险度式(1.3)中：R1表示道路施工；R2道路障碍；R3道路弯曲度；R4表示道路摩擦系数；k表示摩擦因子；k3表示道路自身存在的危险度等级系数；b3表示道路在人、车、环境中的耦合数；阻断前环境危险因素的危险度式(1.4)中：s1表示雾；s2表示大雨；s3表示大风；s4表示冰雹；s5表示沙尘；s6表示晴天；s7表示雪；k4表示环境因素的危险度等级；b4表示环境在人、车、路中的耦合系数；阻断前的危险度其中：取值在之间。进一步地，所述步骤(3)中危险度等级分级如表1所示：表1进一步地，所述步骤(4)中阻断后的危险度r2的计算方法为：表示阻断后的驾驶员的危险度；表示阻断后的车辆自身危险因素的危险度；表示阻断后的道路存在危险因素的危险度；表示阻断前环境危险因素的危险度；和的计算方法类同公式(1.1)…(1.4)；ki分别表示人、车、路、环境的危险度等级，bi分别表示人、车、路、环境在其他三种危险源中的耦合数，ki、bi在公式(1)和(2)中是不变的，阻断前后的危险源个数根据
技术实现思路
中的技术方案来监测获取，且值得注意的是，危险源是量化的，用个数表示。进一步地，所述步骤(6)step2中层次分析法比例标度如表3所示：表3因素比因素 量比值 同等重要 1 稍微重要 3 较强重要 5 强烈重要 7 极端重要 9 两相邻判断的中间值 2，4，6，8 从同等到极端所采用的量比值为1-9的奇数，同等重要的因素量比值为本文档来自技高网...

【技术保护点】
车联网环境下道路交通事故链阻断系统的效率评价方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)对车辆可能存在的危险源进行实时监测；(2)筛选出可能导致事故的危险源个数n1，并计算阻断前的危险度r1；(3)对危险度进行判断，若危险度等级在3级或3级以上时，转入(4)；若危险度在3级以下，则转入(1)；(4)阻断系统根据阻断策略库知识，立即采取控制措施，并采用声、光、电、振动的形式提醒驾驶员；(5)再次筛选危险源n2，并再次计算阻断后的危险度r2；(6)构建评价函数f：Step 1：评价函数建模：通过建立CRTI代价函数fcost＝argminf(r,e)对阻断效率进行评价，建立CRTI代价函数，如下：f=a(expr2r1-1)+b(expn2n1-1)---(3)]]>其中：r1表示阻断前检测的危险度；n1表示阻断前检测的危险源个数；r2表示阻断后检测的危险度；n2表示阻断后检测的危险源个数；f∈[0，+∞],a+b＝1，其中b>a，a、b分别为危险度、危险源的权重；Step2：层次分析法计算权重a、b:Step2‑1：e与r的量比值为5，由1‑9标度法确定出判断矩阵B；Bere11/5r51判断矩阵B为：Step2‑2：计算判断矩阵B每行的乘积(i＝1,2...n)；Step2‑3：计算判断矩阵B的方根式中:n为矩阵的阶数；Step2‑4：将正规化并进一步得到所求的特征向量W；Step2‑5：W＝(W1，W2，…，Wn)T即为所求的各指标权重；经计算所得：a＝0.31，b＝0.69；代价函数为：(7)r1、r2、n1、n2代入评价函数f对阻断效果进行评价，当0≤f＜0.5时，说明阻断效率较高，评价结束；当0.5≤f＜+∞时，说明阻断效率较差，返回(4)中，更新阻断策略库知识，直至f取值为0≤f＜0.5，评价结束。...

【技术特征摘要】
1.车联网环境下道路交通事故链阻断系统的效率评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)对车辆可能存在的危险源进行实时监测；
(2)筛选出可能导致事故的危险源个数n1，并计算阻断前的危险度r1；
(3)对危险度进行判断，若危险度等级在3级或3级以上时，转入(4)；若危险度在3
级以下，则转入(1)；
(4)阻断系统根据阻断策略库知识，立即采取控制措施，并采用声、光、电、振动的形
式提醒驾驶员；
(5)再次筛选危险源n2，并再次计算阻断后的危险度r2；
(6)构建评价函数f：
Step1：评价函数建模：通过建立CRTI代价函数fcost＝argminf(r,e)对阻断效率进行评
价，建立CRTI代价函数，如下：
f = a ( exp r 2 r 1 - 1 ) + b ( exp n 2 n 1 - 1 ) - - - ( 3 ) ]]>其中：r1表示阻断前检测的危险度；n1表示阻断前检测的危险源个数；r2表示阻断后检测
的危险度；n2表示阻断后检测的危险源个数；
f∈[0，+∞],a+b＝1，其中b>a，a、b分别为危险度、危险源的权重；
Step2：层次分析法计算权重a、b:
Step2-1：e与r的量比值为5，由1-9标度法确定出判断矩阵B；
B
e
r
e
1
1/5
r
5
1
判断矩阵B为：Step2-2：计算判断矩阵B每行的乘积(i＝1,2...n)；
Step2-3：计算判断矩阵B的方根式中:n为矩阵的阶数；
Step2-4：将正规化并进一步得到所求的特征向量W；
Step2-5：W＝(W1，W2，…，Wn)T即为所求的各指标权重；
经计算所得：a＝0.31，b＝0.69；
代价函数为：(7)r1、r2、n1、n2代入评价函数f对阻断效果进行评价，当0≤f＜0.5时，说明阻断效
率较高，评价结束；当0.5≤f＜+∞时，说明阻断效率较差，返回(4)中，更新阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁军，张婉婉，陈龙，周卫琪，马世典，赵彤阳，陈小波，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32