道路线形透视特征沿程变化的安全风险预测方法技术

本申请涉及一种道路线形透视特征沿程变化的安全风险预测方法，包括获取公路的几何设计参数和事故数据；确定公路桩号，并将公路按几何设计参数分类；标记公路每个路段中符合Con的桩号，提取车辆行驶经过符合Con的桩号时的公路透视图；提取各路段线形透视图特征；构建负二项预测模型。本事故预测方法将线形对驾驶员的行为导向纳入了事故分析因素，能够通过研究驾驶员视角下的线形来预测公路事故。以此方法进行公路事故预测能够更准确地揭示驾驶员视角下的公路线形对事故的影响。员视角下的公路线形对事故的影响。员视角下的公路线形对事故的影响。

【技术实现步骤摘要】
道路线形透视特征沿程变化的安全风险预测方法


[0001]本申请涉及道路线形安全风险预测
，尤其涉及一种道路线形透视特征沿程变化的安全风险预测方法。

技术介绍

[0002]道路是车辆运动的承载体，更是诱导驾驶行为的主体。驾驶人在道路空间中行驶，需要不断观察道路线形的变化，并操控车辆进行加减速和转弯以适应道路线形的变化，从而达到安全、舒适的行车效果。
[0003]事故预测是保障道路交通安全的重要环节，当前对公路进行事故预测的方法大致包括线形特征提取和事故建模两个方面，评价流程一般包括：提取公路平曲线半径、坡度等二维特征以及曲率、挠率等三维特征；通过提取的二维、三维特征对公路路段事故数据建立回归模型，并构建事故预测模型。
[0004]此类公路事故预测方法仍具有以下不足：
[0005]1、当前公路事故预测方法所构建的预测模型迁移性差。用当前评价方法对一条公路建立事故预测模型后，套用在其他同等级公路上会产生严重的线形特征与事故数不匹配。
[0006]2、当前二维、三维特征都只能描述道路断面的特征，不具备连续性，从而忽略了道路线形对驾驶员引导的影响。

技术实现思路

[0007]为解决
技术介绍
中的其中至少一个技术问题，本申请提出一种道路线形透视特征沿程变化的安全风险预测方法。
[0008]本申请实施例提供一种道路线形透视特征沿程变化的安全风险预测方法，包括如下：
[0009]获取公路的几何设计参数和事故数据。
[0010]确定公路桩号，并将公路按几何设计参数分类为：平直线平坡路段TT、平直线斜坡路段TV、平曲线平坡路段CT、平曲线斜坡路段CV、缓和曲线平坡路段ST、缓和曲线斜坡路段SV六种路段；第j个路段的起点桩号为KS
j
、终点桩号为KE
j
、路段长度为L
j
、实际路段事故频次为A
j
。
[0011]标记公路每个路段中符合Con的桩号，车辆在超车道行驶经过符合Con的桩号时，行车记录仪所提取的公路透视图记为O
jk
；符合Con的桩号的条件为：桩号大于该路段起点桩号、桩号小于该路段终点桩号、桩号除以指定提取步长α的余数为0；O
jk
为在第j个路段中第K张公路透视图。
[0012]透视图中心距离计算公式如下：
[0013][0014]其中，t为一张计算机提取透视图道路边缘像素集合的第t个像素点；z(t)为t点的
中心距离，x
t
为透视图上t点的横坐标，y
t
为透视图上t点的纵坐标，x
c
为透视图中封闭道路形状重心的横坐标；y
c
为透视图中封闭道路形状重心的纵坐标。
[0015]提取各路段线形透视图特征，计算公式如下：
[0016][0017][0018][0019][0020][0021][0022][0023][0024]式中，N
jk
为公路透视图O
jk
中道路边缘线所包含的像素块总数；z
jk
(t)为公路透视图O
jk
中道路边缘线上第t个像素块的中心距离；P
jk
为公路透视图O
jk
中道路边缘线的线形偏度；F
jk
为公路透视图O
jk
中道路边缘线的线形峰度；为建立模型回归时第j个路段的第i个自变量，其中i＝1，2，...，6；为第j个路段的线形偏度平均值；为第j个路段的线形偏度标准差；为第j个路段的线形峰度平均值；为第j个路段的线形峰度标准差；N
j
为第j个路段所提取公路透视图O
jk
的总数；为第j个路段的后延伸线形偏度均值偏差；为第j个路段的后延伸线形峰度均值偏差。
[0025]构建负二项预测模型，计算公式如下：
[0026][0027][0028][0029]式中，μ
j
为第j个路段的事故发生次数均值；∈
j
为第j个误差项；为建立模型回归时第j个路段所用的第i个自变量；为的回归系数；L
j
为第j个路段的长度；α为过度离散随机变量；N为事故频次；A
j
为j路段的实际事故频次；A
j
′
为第j个路段的预测事故频次；t为误差项。
[0030]有益效果：本事故预测方法基于道路真实场景提取线形透视图特征，该指标相比设计规范指标能够更加直观描述道路的特征，即使是同一设计规范下的不同道路，也能区分出因施工、地理环境等因素产生的线性误差。因此，本事故预测方法能够解决预测模型迁移性差的缺点。
[0031]本事故预测方法将驾驶员视觉中的道路作为预测手段，对道路中的每一个点都能对驾驶员的行为导向进行分析。例如，在一条较长的直线路段，驾驶员在前端的道路场景是一条直线路段，而末端的道路场景包含了过弯路段，驾驶员采取的驾驶行为并不是一致的，本预测方法能够通过道路对驾驶员行为的连续作用进行分析，从而克服当前二维、三维特征具备连续性的缺点。
[0032]本事故预测方法将线形对驾驶员的行为导向纳入了事故分析因素，能够通过研究驾驶员视角下的线形来预测公路事故。以此方法进行公路事故预测能够更准确地揭示驾驶员视角下的公路线形对事故的影响。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本申请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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0034]图1为道路线形透视特征沿程变化的安全风险预测方法的流程示意图
具体实施方式
[0035]相关技术中，受“平
‑
纵”拆分
‑
拼凑式的道路线形设计模式影响，现有的道路线形安全性评估方法的评价对象主要集中在道路的平纵线形，这类方法由道路的平纵线形提取道路的线形几何特征，重点关注道路平纵线形中的某个点上线形几何特征的安全阈值，通过建立线形几何特征与车辆行驶轨迹、运行速度等的关系模型来对道路线形的安全性进行评估。
[0036]例如，申请公布号为CN106469238A的中专利技术专利申请公开了一种公路三维线形的一致性评价方法，该方法以曲率、挠率为几何特征参数，通过对道路线形二维平面、纵断面
的组合形式进行分类，根据空间几何数学原理，建立起各类平纵组合段的三维几何特征参数(曲率和挠率)的求解模型。在此基础上，计算道路线形中各点的曲率和挠率，获取各组合段起点、终点的曲率和挠率，从而得到各组合段曲率、挠率的变化情况，据此建立曲率、挠率变化与交通事故的关系模型，进而以事故的分级情况作为判别曲率变化、挠率变化是否安全的标准，也称为曲率一致性、挠率一致性评价，具体通过如下公式计算：
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种道路线形透视特征沿程变化的安全风险预测方法，其特征在于，包括如下：获取公路的几何设计参数和事故数据；确定公路桩号，并将公路按几何设计参数分类为：平直线平坡路段TT、平直线斜坡路段TV、平曲线平坡路段CT、平曲线斜坡路段CV、缓和曲线平坡路段ST、缓和曲线斜坡路段SV六种路段；第j个路段的起点桩号为KS
j
、终点桩号为KE
j
、路段长度为L
j
、实际路段事故频次为A
j
；标记公路每个路段中符合Con的桩号，车辆在超车道行驶经过符合Con的桩号时，行车记录仪所提取的公路透视图记为O
jk
；符合Con的桩号的条件为：桩号大于该路段起点桩号、桩号小于该路段终点桩号、桩号除以指定提取步长α的余数为0；O
jk
为在第j个路段中第K张公路透视图；透视图中心距离计算公式如下：其中，t为一张计算机提取透视图道路边缘像素集合的第t个像素点；z(t) 为t点的中心距离，x
t
为透视图上t点的横坐标，y
t
为透视图上t点的纵坐标，x
c
为透视图中封闭道路形状重心的横坐标；y
c
为透视图中封闭道路形状重心的纵坐标。提取各路段线形透视图特征，计算公式如下：提取各路段线形透视图特征，计算公式如下：提取各路段线形透视图特征，计算公式如下：提取各路段线形透视图特征，计算公式如下：提取各路段线形透视图特征，计算公式如下：提取各路段线形透视图特征，计算公式如下：提取各...

【专利技术属性】
技术研发人员：何石坚，杨佳成，姚岩青，付红梅，王杰，谷健，邢璐，唐峰，龙科军，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：