基于安全风险和距离的建议车速制定方法技术

本发明专利技术公开了一种基于安全风险和距离的建议车速制定方法，包括：获取道路交通流条件、道路特征条件、天气条件；将交通流数据、道路特征数据和天气数据进行融合与匹配，通过交通风险评估模型计算交通风险；利用交通风险评估模型得到的交通风险值进行聚类，实施交通风险预警分级；计算基于交通风险分布的安全车速，根据不同条件下的交通风险分布，选取交通风险值小于等于0.2的交通流状态作为安全车速确定范围，将该状态下车辆运行速度的第85％位车速作为安全行驶车速；计算基于停车视距(如无严格实物分隔的道路需计算会车视距)的安全行驶车速；对比两种方法得到的道路安全行驶车速，给出不同条件(包括天气条件、道路条件等)下道路的建议车速。

The method of making recommended speed based on safety risk and distance

The invention discloses a method for formulating a recommended speed based on safety risk and distance, which includes: obtaining road traffic flow conditions, road characteristic conditions and weather conditions; integrating and matching traffic flow data, road characteristic data and weather data, calculating traffic risk through traffic risk assessment model; gathering traffic risk values obtained by traffic risk assessment model Class B, implement traffic risk warning and classification; calculate the safety speed based on traffic risk distribution, select the traffic flow state with the traffic risk value less than or equal to 0.2 as the safety speed determination range according to the traffic risk distribution under different conditions, and take the 85% of the vehicle running speed under this state as the safety driving speed; calculate based on the stopping sight distance (if there is no strict physical separation) The safe driving speed of the two methods is compared, and the recommended speed of the road under different conditions (including weather conditions, road conditions, etc.) is given.

【技术实现步骤摘要】
基于安全风险和距离的建议车速制定方法
本专利技术属于交通安全管理领域，尤其涉及一种基于安全风险和距离的建议车速制定方法。
技术介绍
近年来，我国道路交通基础设施的建设不断加快，通车里程不断增加。道路交通带来巨大的社会经济效益的同时，交通事故问题也越来越受到社会的关注。在道路交通安全管理中，车速管理是重要的管理策略。通常来讲，驾驶员会在行驶过程中依据道路条件、车流状况、所驾驶车辆性能等因素经综合考虑后形成心理上自认为的安全行驶车速，即主观期望车速。但实际交通流受人、车、路、环境等多种因素的影响，驾驶员的主观期望车速并非真正的安全车速。相关研究表明，交通流平均车速与安全车速越接近，风险越低；个体期望车速与交通流车速越接近，风险越低。现有的车速管理往往采用最高限速策略，通过停车视距、会车视距和道路超高的分析进行确定，缺乏对环境等可变因素的考虑，且无法随环境的变化而实时动态变化。因此，需要一种基于安全风险和距离的建议车速制定方法，在特定的道路、环境、交通组成的综合情境下，给出驾驶员能够保持安全行驶所建议采取的最大车速，即客观建议车速，以满足道路交通安全的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于安全风险和距离的建议车速制定方法，克服现有最高限速策略中缺乏对环境等可变因素考虑的不足，实时动态制定建议车速，从而确保道路交通安全。本专利技术的主要特征在于，通过交通安全风险评估，划分交通风险预警等级，根据不同条件下的交通风险分布，依照交通风险预警等级确定不同条件下的安全车速。同时，利用停车视距原理(已知技术)确定不同条件下的安全车速。对比两种方法得到的安全车速，对安全车速进行修正，给出道路建议车速。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于安全风险和距离的建议车速制定方法，包括以下步骤：步骤一，获取交通流状态条件、道路特征条件、天气条件、历史交通事故等信息所述交通流状态条件主要包括流量、车速、占有率数据，所述道路特征条件主要包括道路线形、路段类型数据，所述天气条件主要包括降雨量、降雪量、能见度、风向、风速等数据；历史交通事故包括事故信息包括事故发生时间、发生地点、行车方向、事故类型和事故等级等。步骤二，交通安全风险评估将步骤一获取的交通流数据、道路特征数据、气象数据和交通事故数据进行融合与匹配，作为输入数据，构建交通风险评估模型计算各时时间点交通风险，得到交通风险值；步骤三，交通风险预警分级利用步骤二交通风险评估模型得到的交通风险值进行聚类，将道路交通风险进行等级划分，分为几乎无分风险、可允许风险、中度风险、重大风险、不可接受风险5个等级，其中几乎无风险和可允许风险两个等级对应的风险值小于0.2，该将两个等级视为较为安全状态；步骤四，计算基于交通风险分布的道路安全行驶车速统计所述步骤三安全状态下的交通流状态，对所有车速进行排序，取85％位车速作为安全行驶车速。步骤五，计算基于停车视距(如无严格实物分隔的道路需计算会车视距)的安全行驶车速根据基于停车视距和会车视距的安全行驶车速模型(已有技术，利用停车视距原理)，通过对能见度及道路纵坡取不同数值，计算得到不同条件下的安全行驶车速；步骤六，对比步骤四、步骤五两种方法等到的不同等级条件下道路安全行驶车速，综合考虑不同条件下的交通风险分布和停车视距与会车视距，给出不同等级条件下建议车速。进一步，步骤三中，所述道路交通安全风险按照风险等级划分的标准可以分为几乎无风险、可允许风险、中度风险、重大风险、不可接受风险5个等级。表1风险等级划分标准进一步，步骤四中，所述计算基于交通风险分布的安全行驶车速，在不同条件下，选取交通风险值小于等于0.2的交通流状态作为安全行驶车速的确定范围，绘制该状态下车速累积分布曲线并计算车辆运行速度的第85％位车速，取整后可得到不同条件下安全行驶车速。进一步，步骤五中，所述基于停车视距与会车视距的安全行驶车速模型采用以下公式计算：一般情况下，驾驶员发现前面车辆时，前车速度小于本车且处于制动状态，此时后车停车所需的安全距离应满足，L1+L2+Ls≤Lv+L3(1)式中，L1——后方车辆驾驶员反应时间内的车辆行驶距离，m；L2——后方车辆制动时间内的行驶距离，m；Ls——安全距离，一般取值为5～10m，为保障恶劣天气下的行车安全，Ls取值为20m；Lv——路段的可视距离，m；L3——前方车辆在驾驶员反应时间和车辆制动时间内的行驶距离，m。在恶劣天气下，驾驶员有效视距和路面附着系数会发生变化，为了保障车辆的安全行驶，应该考虑最不利的情况，即由于车辆故障、轮胎损坏、抛锚、货物洒落及事故等原因，前方物体的速度为零，车流中出现严重的速度差，后车必须进行紧急制动，此时后车停车所需的安全距离为，L1+L2+Ls≤Lv(2)后方车辆驾驶员反应时间内的车辆行驶距离L1，L1＝vt1(3)式中，v——后方车辆行驶速度，m/s；t1——后方车辆驾驶员反应时间，s。一般情况下驾驶员的反应时间为0.5～1.7s，在恶劣天气下，道路行车环境恶劣，驾驶人员反应时间可能会超过1.7s，t1取值为2.5s。为充分保障恶劣天气下行车安全，考虑最不利组合情况，即车辆处于下坡路段并忽略空气阻力，后方车辆制动时间内的行驶距离L2，式中，a——后方车辆减速度，m/s2；f——路面的附着系数；i——坡度，％；g——重力加速度，取g＝9.8m/s2。将公式(3)和(4)带入公式(2)中可得安全可视距离，将恶劣天气下的能见度作为可视距离，由公式(5)可计算得到基于停车视距的安全车速，如公式(6)所示，式中，V——安全车速，km/h。将基于停车视距与会车视距的安全行驶车速模型计算结果与基于交通风险分布的安全行驶车速进行对比，为保障恶劣条件下道路交通安全，选择更低的安全行驶车速作为该条件下的建议车速。与现有技术相比，本专利技术主要包括以下优点：1.本专利技术综合考虑了影响车速的多种因素，包括人、车、路、环境，尤其考虑了交通流条件和天气条件对速度的影响；2.本专利技术引入交通安全风险作为建议车速制定的主要依据，从影响交通安全风险的因素出发，能够从根本上提高道路交通安全水平；同时利用基于停车视距与会车视距计算的安全行驶车速对建议车速进行修正，保证了车辆行驶的安全；3.本专利技术能够实现实时动态制定建议车速，引导驾驶员按建议车速行驶，减少速度差异、降低交通安全风险、提高道路交通安全水平。附图说明图1是本专利技术实施例提供的基于安全风险和距离的建议车速制定方法的步骤。图2是本专利技术实施例提供的基于安全风险和距离的建议车速制定流程图。图3实施例交通风险时变图图4实施例交通风险等级聚类结果...

【技术保护点】
1.一种基于安全风险和距离的建议车速制定方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤一，获取交通流状态条件、道路特征条件、天气条件等信息/n所述交通流状态条件主要包括流量、车速、占有率数据，所述道路特征条件主要包括道路线形、路段类型数据，所述天气条件主要包括降雨量、降雪量、能见度、风向、风速等数据；/n步骤二，交通安全风险评估/n将步骤一获取的交通流数据、道路特征数据和气象数据进行融合与匹配，作为输入数据，利用交通风险评估模型计算实时交通风险，得到交通风险值；/n步骤三，交通风险预警分级/n利用步骤二交通风险评估模型得到的交通风险值进行聚类，将道路交通风险进行等级划分，分为几乎无分风险、可允许风险、中度风险、重大风险、不可接受风险5个等级，其中几乎无风险和可允许风险两个等级对应的风险值小于0.2，该将两个等级视为较为安全状态；/n步骤四，计算基于交通风险分布的道路安全行驶车速/n统计所述步骤三安全状态下的交通流状态，对所有车速进行排序，取85％位车速作为安全行驶车速。/n步骤五，计算基于停车视距的安全行驶车速/n根据基于停车视距和会车视距的安全行驶车速模型，通过对能见度及道路纵坡取不同数值，计算得到不同条件下的安全行驶车速；/n步骤六，对比步骤四、步骤五两种方法等到的不同等级条件下道路安全行驶车速，综合考虑不同条件下的交通风险分布和停车视距与会车视距，给出不同等级条件下建议车速。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于安全风险和距离的建议车速制定方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，获取交通流状态条件、道路特征条件、天气条件等信息
所述交通流状态条件主要包括流量、车速、占有率数据，所述道路特征条件主要包括道路线形、路段类型数据，所述天气条件主要包括降雨量、降雪量、能见度、风向、风速等数据；
步骤二，交通安全风险评估
将步骤一获取的交通流数据、道路特征数据和气象数据进行融合与匹配，作为输入数据，利用交通风险评估模型计算实时交通风险，得到交通风险值；
步骤三，交通风险预警分级
利用步骤二交通风险评估模型得到的交通风险值进行聚类，将道路交通风险进行等级划分，分为几乎无分风险、可允...

【专利技术属性】
技术研发人员：王艳丽，吴兵，卢建涛，翟犇，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31