一种基于风险传导耦合的车辆运行风险评估系统技术方案

一种基于风险传导耦合的车辆运行风险评估系统，针对现有技术中车辆风险评估系统评估准确率低的问题，包括：风险评估指标生成模块、信息采集模块、赋值计算模块和风险评估模块，该系统以运行车辆为研究对象，通过层次分析法对在车辆运行风险评估过程中出现的驾驶员、车辆和道路环境因素进行分析，确定了影响车辆运行的六个关键风险因素，通过研究各风险因素间的传导耦合关系构建车辆运行风险的风险传导耦合函数，据其计算的风险传导耦合度实时准确地判断运行车辆所处的风险等级，评估准确率高，为驾驶员提供车辆运行状态风险提示，进而提高车辆运行系统的安全水平和交通流的整体运行效率。

A vehicle operation risk assessment system based on risk conduction coupling

【技术实现步骤摘要】
一种基于风险传导耦合的车辆运行风险评估系统
本专利技术涉及道路交通安全
，具体为一种基于风险传导耦合的车辆运行风险评估系统。
技术介绍
随着社会经济和科学技术的进步，我国的交通运输行业蓬勃发展，随之而来的交通安全问题日益凸显。道路交通事故不仅造成了极大的人员伤亡和财产损失，还严重影响了道路交通系统的有效运行并造成了社会经济损失。交通安全的核心在于风险管理，构建合理的车辆运行风险评估方法已经成为解决交通安全问题的关键。专利CN101937421A公开了一种采集车辆实时运行信息而进行运行安全风险评估的方法，通过对车辆运行信息和车辆事故信息进行数据挖掘以建立车辆运行安全风险评估模型，再利用车辆实时运行信息修正风险评估模型以计算车辆运行的安全风险系数。专利CN107909678A公开了一种行车风险评价方法及系统，通过对车辆行驶信息的采集和处理，得到所述车辆的异常驾驶信息，获取已发生的事故信息，根据异常驾驶信息和事故信息建立机器学习模型对所述车辆的行车风险进行评价。车辆运行风险涉及多因素的作用，包括驾驶员、车辆、道路环境等因素，且各个因素之间相互影响。现今车辆运行风险评估方法的研究已有一定的成果，但大多数只是对静态因素进行分析，极少建立动态的模型或评估方法对实时的车辆运行状态进行评估，并且多从单一因素考虑车辆运行风险，未充分考虑各因素间的相互传导和影响作用，针对车辆运行的多风险因素传导耦合方面的研究有待进一步深入。若能对影响车辆运行的各风险因素进行区分和量化，研究各风险因素之间的传导耦合关系并搭建有效的车辆运行风险评估系统，将能更实时准确地评估运行车辆所处的风险状态，对减少交通安全事故、完善车辆运行风险评估体系和提升行驶安全性均具有重要的理论价值和现实意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是：针对现有技术中车辆风险评估系统评估准确率低的问题，提供一种基于风险传导耦合的车辆运行风险评估系统。本专利技术为了解决上述技术问题采取的技术方案是：一种基于风险传导耦合的车辆运行风险评估系统，包括：风险评估指标生成模块、信息采集模块、赋值计算模块和风险评估模块，所述风险评估指标生成模块采用层次分析法对驾驶员、车辆和道路环境因素进行分析，并建立车辆运行风险评估指标层次结构，所述驾驶员因素包括驾驶员的眨眼时间、眨眼频率、眨眼时间均值、扫视速度、注视点轨迹和制动踏板位移，所述车辆因素包括车速、横向速度、纵向速度、车头间距、车头间距和加速度，所述道路环境因素包括道路线形指标、V/C和路面摩擦系数；所述信息采集模块根据建立的车辆运行风险评估指标层次结构采集车辆在行驶过程中各关键风险因素的实测参数值，所述信息采集模块中各关键风险因素包括眨眼时间均值、制动踏板位移、车辆的横向、纵向速度、路面摩擦系数和V/C，所述V/C为交通量与路段通行能力的比值；所述赋值计算模块用于对各关键风险因素间的直接影响程度进行赋值，并计算各关键风险因素间的影响度、被影响度、中心度和原因度；所述风险评估模块利用耦合度模型建立关于车辆运行风险的风险传导耦合函数，然后计算风险传导耦合度，划分耦合度的阈值并判定运行车辆所处的风险等级。进一步的，所述信息采集模块包括：眼动仪、制动踏板位移传感器、车速传感器、角速度传感器、摆式摩擦系数测定仪和CCD相机，所述眼动仪用于采集驾驶员在单位时间内的眨眼次数；所述制动踏板位移传感器用于采集驾驶员踩下制动踏板的深度；所述速度传感器用于采集车辆在行驶过程中的速度信息；所述摆式摩擦系数测定仪用于采集车辆行驶道路的路面摩擦系数；所述CCD相机用于拍摄车辆行驶路段的交通情况。进一步的，所述赋值计算模块执行如下步骤：步骤一：确定6个关键风险因素间的直接影响关系，采用0-5标度法进行直接影响程度赋值，并绘制车辆运行关键风险因素直接影响关系图及赋值结果图；步骤二：建立关键风险因素直接影响矩阵和综合影响矩阵，所述直接影响矩阵表示为所述综合影响矩阵表示为T＝X+X2+X3+……+Xn＝X(1-X)-1其中，X表示矩阵数列；步骤三：利用综合影响矩阵计算6个关键风险因素的影响度、被影响度、中心度和原因度，然后确定车辆运行风险因素传导耦合关系图，其中，rj为第j个关键风险因素对其他关键风险因素的影响度，ci为第i个关键风险因素对其他关键风险因素而言的被影响度，mi＝rj+ci,i＝jni＝rj-ci,i＝j其中，mi表示第i个关键风险因素之间的影响及被影响的总程度，为中心度，ni表示第i个关键风险因素之间的影响或被影响的总程度，为原因度。进一步的，所述风险评估模块具体执行如下步骤：步骤A：利用耦合度模型建立关于车辆运行风险的风险传导耦合函数，并将中心度作为耦合函数时所需的指标权重；步骤B：计算各车辆运行风险因素间的风险传导耦合度，划分耦合度的阈值并判定车辆运行系统的风险等级。进一步的，所述车辆运行风险的风险传导耦合函数为：其中，C为车辆运行风险耦合度，Ui为第i个关键风险因素所占权重，即中心度。进一步的，所述划分耦合度的阈值并判定车辆运行系统的风险等级的具体步骤为:风险传导耦合度阈值大于0，小于等于0.2，判定为安全，风险传导耦合度阈值大于0.2，小于等于0.4，较判定为较安全，风险传导耦合度阈值大于0.4，小于等于0.6，较判定为一般，风险传导耦合度阈值大于0.6，小于等于0.8，较判定为危险，风险传导耦合度阈值大于0.8，小于等于1，较判定为高度危险。进一步的，所述赋值计算模块采用DEMATEL方法。本专利技术的有益效果是：本专利技术提出了一种基于风险传导耦合的车辆运行风险评估系统，该系统以运行车辆为研究对象，通过层次分析法对在车辆运行风险评估过程中出现的驾驶员、车辆和道路环境因素进行分析，确定了影响车辆运行的六个关键风险因素，通过研究各风险因素间的传导耦合关系构建车辆运行风险的风险传导耦合函数，据其计算的风险传导耦合度实时准确地判断运行车辆所处的风险等级，评估准确率高，为驾驶员提供车辆运行状态风险提示，进而提高车辆运行系统的安全水平和交通流的整体运行效率。同时对道路交通安全主动防控技术、交通仿真及自动驾驶技术的进一步完善也具有借鉴意义。附图说明图1为车辆运行风险评估系统的结构示意图；图2为车辆运行风险评估指标层次结构图；图3为车辆运行关键风险因素直接影响关系及赋值结果图；图4为车辆运行风险因素传导耦合关系图。具体实施方式具体实施方式一：参照图1具体说明本实施方式，本实施方式所述的一种基于风险传导耦合的车辆运行风险评估系统，包括：风险评估指标生成模块、信息采集模块、赋值计算模块和风险评估模块，所述风险评估指标生成模块采用层次分析法对驾驶员、车辆和道路环境因本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于风险传导耦合的车辆运行风险评估系统，其特征在于包括：风险评估指标生成模块、信息采集模块、赋值计算模块和风险评估模块，/n所述风险评估指标生成模块采用层次分析法对驾驶员、车辆和道路环境因素进行分析，并建立车辆运行风险评估指标层次结构，所述驾驶员因素包括驾驶员的眨眼时间、眨眼频率、眨眼时间均值、扫视速度、注视点轨迹和制动踏板位移，所述车辆因素包括车速、横向速度、纵向速度、车头间距、车头间距和加速度，所述道路环境因素包括道路线形指标、V/C和路面摩擦系数；/n所述信息采集模块根据建立的车辆运行风险评估指标层次结构采集车辆在行驶过程中各关键风险因素的实测参数值，所述信息采集模块中各关键风险因素包括眨眼时间均值、制动踏板位移、车辆的横向、纵向速度、路面摩擦系数和V/C，所述V/C为交通量与路段通行能力的比值；/n所述赋值计算模块用于对各关键风险因素间的直接影响程度进行赋值，并计算各关键风险因素间的影响度、被影响度、中心度和原因度；/n所述风险评估模块利用耦合度模型建立关于车辆运行风险的风险传导耦合函数，然后计算风险传导耦合度，划分耦合度的阈值并判定运行车辆所处的风险等级。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于风险传导耦合的车辆运行风险评估系统，其特征在于包括：风险评估指标生成模块、信息采集模块、赋值计算模块和风险评估模块，
所述风险评估指标生成模块采用层次分析法对驾驶员、车辆和道路环境因素进行分析，并建立车辆运行风险评估指标层次结构，所述驾驶员因素包括驾驶员的眨眼时间、眨眼频率、眨眼时间均值、扫视速度、注视点轨迹和制动踏板位移，所述车辆因素包括车速、横向速度、纵向速度、车头间距、车头间距和加速度，所述道路环境因素包括道路线形指标、V/C和路面摩擦系数；
所述信息采集模块根据建立的车辆运行风险评估指标层次结构采集车辆在行驶过程中各关键风险因素的实测参数值，所述信息采集模块中各关键风险因素包括眨眼时间均值、制动踏板位移、车辆的横向、纵向速度、路面摩擦系数和V/C，所述V/C为交通量与路段通行能力的比值；
所述赋值计算模块用于对各关键风险因素间的直接影响程度进行赋值，并计算各关键风险因素间的影响度、被影响度、中心度和原因度；
所述风险评估模块利用耦合度模型建立关于车辆运行风险的风险传导耦合函数，然后计算风险传导耦合度，划分耦合度的阈值并判定运行车辆所处的风险等级。


2.根据权利要求1所述的一种基于风险传导耦合的车辆运行风险评估系统，其特征在于所述信息采集模块包括：眼动仪、制动踏板位移传感器、车速传感器、角速度传感器、摆式摩擦系数测定仪和CCD相机，
所述眼动仪用于采集驾驶员在单位时间内的眨眼次数；
所述制动踏板位移传感器用于采集驾驶员踩下制动踏板的深度；
所述速度传感器用于采集车辆在行驶过程中的速度信息；
所述摆式摩擦系数测定仪用于采集车辆行驶道路的路面摩擦系数；
所述CCD相机用于拍摄车辆行驶路段的交通情况。


3.根据权利要求1所述的一种基于风险传导耦合的车辆运行风险评估系统，其特征在于所述赋值计算模块执行如下步骤：
步骤一：确定6个关键风险因素间的直接影响关系，采用0-5标度法进行直接影响程度赋值，并绘制车辆运行关键风险因素直接影响关系图及赋值结果图；
步骤二：建立关键风险因素直接影响矩阵和综合影响矩阵，所述直接影响矩阵表示为

【专利技术属性】
技术研发人员：马艳丽，尹必清，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙;23