基于事故风险成本的驾驶路径规划方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了基于事故风险成本的驾驶路径规划方法及系统，包括：获取历史交通事故数据，对数据进行预处理；根据历史交通事故数据，建立事故风险成本评价指标体系；确定各指标权重，根据事故风险量化模型，确定各路段事故风险成本；构建算例网络，基于起点、终点、各路段事故风险成本和各路段旅行时间，采用K条最短路径求解算法，得到最优路径。本发明专利技术依据交通事故数据，从事故特征出发构建风险评价体系，建立基于熵权法的事故风险量化模型，设计综合考虑风险成本和通行时间的路径规划算法，以期为驾驶员出行进行路线指引，提高行驶安全性。提高行驶安全性。提高行驶安全性。

【技术实现步骤摘要】
基于事故风险成本的驾驶路径规划方法及系统


[0001]本专利技术涉及路径规划
，特别是涉及基于事故风险成本的驾驶路径规划方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提到了与本专利技术相关的
技术介绍
，并不必然构成现有技术。
[0003]先进的驾驶辅助系统能够为驾驶员提供路线规划、智能引导，是提高交通路网运行效率，缓解城市道路交通拥堵，规避出行风险的重要手段之一。但常规的路径规划多以行驶里程或行驶时间最小作为优化目标，立足于道路事故风险成本的研究相对较少。
[0004]近年来，在事故风险方面的研究成果较多，大体上可分为两类：
[0005]1)基于交通事故数据，利用贝叶斯网络、事故率法等方法开展的道路交通安全评价研究；
[0006]2)以人、车、路及环境等特性为基础建立指标评价体系，结合层次分析法(AHP)、熵权法、模糊评价法等方法开展的交通事故风险评价研究。
[0007]利用交通事故数据研究道路交通安全方面，Anthony等基于公路交通事故数据，利用德尔菲技术与贝叶斯网络结合的模型进行事故率预测，评价国家公路交通安全；Chu利用有序logit模型对高速公路长途行驶的大型客车所发生的严重事故进行事故致因分析，研究发现疲劳驾驶、驾驶员或乘客未系安全带、酒后驾驶等因素对事故严重程度有显著影响；Mohan等基于6个城市的致死交通事故数据，利用事故率法对城市交通安全进行评价，研究发现，交通事故中死亡人数绝大部分为弱势交通群体(行人和自行车、电动车、摩托车使用者)；Eusofe等、Gomes等基于交通事故数据，从交通管理层面对道路交通安全进行评价。基于人、车、路及环境等特性构建事故风险评价指标方面，Li等，Zhao等通过文献研究、专家咨询确定道路危险货物运输风险评价指标体系，使用层次分析法(AHP)评价危货品运输风险情况；Fernandez J.J.等利用问卷调查的方式让马尼拉535名驾驶员对影响道路事故的因素指标(如：驾驶员不良驾驶行为、交通标志掌握程度、分心驾驶等)进行排序打分，结合层次分析法(AHP)确定各指标权重，结果表明，驾驶员的不良驾驶行为是导致交通事故的主要原因；Temrungsie等根据联合国道路安全白皮书建立道路安全评价指标体系，调查了100名从事交通相关行业的专家对指标进行打分，利用层次分析法(AHP)分析道路交通安全影响因素，发现交通管理混乱，须加强交通法规的执行；Cai等基于车辆驾驶行为数据建立道路交通安全风险预估指标体系，提出了基于熵权法的道路交通安全熵计算方法，并利用K
‑
means聚类对道路交通安全风险等级进行了划分；Guo等通过驾驶模拟实验采集驾驶员眼动状态和车辆运行状态数据，构建驾驶员行为指标体系，采用主成分分析法对指标进行简化，最后利用熵权法计算特征指标权重，评价驾驶员行为对交通安全的影响。
[0008]现有路径规划研究中关于路径选择的影响因素大多侧重于最小化行驶里程和行程时间，但很少考虑驾驶员的性格特点、出行目的以及道路环境等因素。驾驶员选择出行路径的标准不是固定不变的，所以其“最优”的含义也是狭隘的，模型推荐的路径不一定满足
驾驶员期望。因此，很多学者将影响驾驶员选择的因素纳入到路径规划模型中：GRANTHAM利用模糊神经网络方法训练驾驶员的历史路线数据，据此反映驾驶员出行偏好，为车载导航设备的出行路线选择提供指导；LEE通过离散选择分析估计驾驶员因不良出行行为造成的延误，再比较不同路径的行程时间，为驾驶员推荐旅行时间更可靠的路径。然而，影响驾驶员出行选择的因素众多，其中考虑交通安全的路径诱导日益受到学者重视，KARIM通过分析交通冲突与碰撞之间的关系，建立了融合路径旅行时间和安全性的最短路径模型；PAYYANADAN利用老年驾驶员的碰撞事故数据量化老年驾驶员左转、掉头和行程距离等事故风险指标，基于此评估行驶路径的安全程度，协助老年驾驶员选择更加安全的出行路径，降低老年驾驶员的事故风险；张惠玲根据交通量和通行能力等参数，建立路径旅行时间和事故风险成本的预测模型，从广义出行费用角度出发，设计不同风险倾向驾驶员的路径规划算法。
[0009]从上述内容可以看出，众多学者在事故风险和路径规划方面做了大量研究，但仍存在一定的不足：
[0010]1)基于交通事故数据的道路交通安全评价研究，利用的是事故发生后的统计数据，能够对事故发生后道路交通安全状态进行评价，但事故发生前的预防预控更加重要，此类方法缺少了事故发生前的风险预估；
[0011]2)以人、车、路、环境等物理特性建立指标体系的道路运输风险研究，大多结合客观分析和主观评价，通过问卷调查、专家打分、层次分析模型评定风险状态。然而，问卷调查的方式存在较大的主观性，受打分专家的风险偏好和经验影响较大，主观性强，缺少数据支撑导致得到的评价不够准确客观。
[0012]而在路径规划研究方面，常规的路径诱导系统往往将行驶里程或行程时间最小作为最优目标，虽然已有考虑驾驶员选择偏好和行驶安全的路径诱导研究，但立足于道路事故风险成本构建路径诱导模型的研究依然较少。

技术实现思路

[0013]为了解决现有技术的不足，本专利技术提供了基于事故风险成本的驾驶路径规划方法及系统；本专利技术依据交通事故数据，从事故特征出发构建风险评价体系，建立基于熵权法的事故风险量化模型，设计综合考虑风险成本和通行时间的路径规划算法，以期为驾驶员出行进行路线指引，提高行驶安全性。
[0014]第一方面，本专利技术提供了基于事故风险成本的驾驶路径规划方法；
[0015]基于事故风险成本的驾驶路径规划方法，包括：
[0016]获取历史交通事故数据，对数据进行预处理；
[0017]根据历史交通事故数据，建立事故风险成本评价指标体系；
[0018]确定各指标权重，根据事故风险量化模型，确定各路段事故风险成本；
[0019]构建算例网络，基于起点、终点、各路段事故风险成本和各路段旅行时间，采用K条最短路径求解算法，得到最优路径。
[0020]第二方面，本专利技术提供了基于事故风险成本的驾驶路径规划系统；
[0021]基于事故风险成本的驾驶路径规划系统，包括：
[0022]获取模块，其被配置为：获取历史交通事故数据，对数据进行预处理；
[0023]评价指标体系建立模块，其被配置为：根据历史交通事故数据，建立事故风险成本评价指标体系；
[0024]事故风险成本确定模块，其被配置为：确定各指标权重，根据事故风险量化模型，确定各路段事故风险成本；
[0025]最优路径求解模块，其被配置为：构建算例网络，基于起点、终点、各路段事故风险成本和各路段旅行时间，采用K条最短路径求解算法，得到最优路径。
[0026]第三方面，本专利技术还提供了一种电子设备，包括：
[0027]存储器，用于非暂时性存储计算机可读指令；以及
[0028]处理器，用于运行所述计算机可读指令，
[0029]其中，所述计算机可读指令被所述处理器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于事故风险成本的驾驶路径规划方法，其特征是，包括：获取历史交通事故数据，对数据进行预处理；根据历史交通事故数据，建立事故风险成本评价指标体系；确定各指标权重，根据事故风险量化模型，确定各路段事故风险成本；构建算例网络，基于起点、终点、各路段事故风险成本和各路段旅行时间，采用K条最短路径求解算法，得到最优路径。2.如权利要求1所述的基于事故风险成本的驾驶路径规划方法，其特征是，确定各指标权重，根据事故风险量化模型，确定各路段事故风险成本；其中，各个评价指标的权重，确定方式为：采用熵权法计算各个评价指标的权重。3.如权利要求2所述的基于事故风险成本的驾驶路径规划方法，其特征是，所述采用熵权法计算各个评价指标的权重；具体包括：(11)：对n个交通事故样本，m个指标，则x
ij
为第i个样本的第j个指标的数值；(12)：指标的归一化处理：异质指标同质化；正向指标：负向指标：(13)：计算第j项指标下第i个样本值占该指标的比重：(14)：计算第j项指标的熵值：其中，k＝1/ln(n)＞0，满足e
j
≥0；(15)：计算信息熵冗余度：d
j
＝1
‑
e
j
,j＝1,
…
,m
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)(16)：计算各项指标的权重：其中，x
ij
为标准化后的数据。4.如权利要求1所述的基于事故风险成本的驾驶路径规划方法，其特征是，确定各指标权重，根据事故风险量化模型，确定各路段事故风险成本；具体包括：
其中，Z
i
为第i个样本的事故风险成本；d
ij
为第i个样本对应第j个指标的现实数据；w
j
为第j个指标权重。5.如权利要求1所述的基于事故风险成本的驾驶路径规划方法，其特征是，构建算例网络，基于起点、终点、各路段事故风险成本和各路段旅行时间，采用K条最短路径求解算法，得到最优路径；具体包括：(21)：交通网络初始化，确定路径的起点s、终点t和备选路径数K值；(22)：将各路段事故风险成本以及各路段旅行时间载入到交通网络中；(23)：以事故风险成本为目标，使用迪杰克斯拉算法Dijkstra求出从s到t的最短路径p
k
；(24)：若k≥K，则转到(27)；若k<K，则把最短路径p
k
上除了终点t以外的其他所有节点v
i
均看做偏离节点，共有x个，0≤i≤x；(25)：遍历所有偏离节点，求出每个偏离节点...

【专利技术属性】
技术研发人员：王旭，廖小棱，周童，景峻，万青松，房宏基，迟猛，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：