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高速公路施工区合流段交通冲突辨识及因素分析
| 论文题名： | 高速公路施工区合流段交通冲突辨识及因素分析 |
| 关键词： | 高速公路;施工区;合流段;交通冲突 |
| 摘要： | 随着汽车保有量的不断增加，我国众多高速公路的通行能力已经无法满足交通运输需求，并且一定程度上制约了地区经济发展，很多早期修建的高速公路需要进行改扩建。高速公路改扩建期间，由于道路及交通条件发生明显变化，尤其在合流区这种存在频繁变道的复杂路段，交通安全问题会愈加突出，成为管理部门亟待解决的安全难题。故本文将对高速公路改扩建施工区合流段这一特殊场景展开交通冲突研究，为解决相关安全难题提供理论与实践依据。 本文以济南至青岛高速公路改扩建项目为依托，在改扩建施工期间，利用无人机悬停观测4个互通合流段的车辆轨迹数据，结合帧间差分法和时空上下文视觉跟踪算法的优点，构建视频自动分析系统，获取车辆的行驶状态及空间坐标等信息。为弥补复杂路段上独立识别追尾冲突和换道冲突较为繁琐的缺陷，本文针对存在长距离追尾冲突与换道冲突的合流段，以车辆规避冲突的行为特征为基础，综合车辆的区间初始速度、区间加速度以及路段交通事故率，提出了一种新的规避性严重交通冲突识别方法，可同时识别多类型的交通冲突。 利用实测数据，分析施工区合流段的道路特性和交通流特性，在合流段空间区段划分及交通冲突识别的基础上，结合车辆的行驶轨迹，深入分析了施工区合流段的交通冲突空间分布特征及其致因。最后，综合考虑施工区道路物理条件、交通流条件、车辆自身条件等方面的多个因素，建立并验证Logistic冲突风险概率模型，对比分析交通冲突的重要影响因素，为改善合流区交通安全状况提出合理建议。 研究发现，1）高速公路施工区合流段的车辆在以下两种情况会存在严重交通冲突：v∈[7,13.5]m/s且a∈[-3.96,-0.65]m/s2；v∈[13.5,24.3]m/s且a∈[-3.96,-1.57]m/s2。2）在变速车道被严重压缩的合流区，严重交通冲突主要集中在起始端和末端，其所占比例分别为32.5%和34.6%；在变速车道正常的合流区，严重交通冲突总体占比呈现逐渐降低的趋势。3）上游施工区与合流区的间距越小，发生严重交通冲突的概率越大；随着主线小时交通量的增大，发生严重交通冲突概率先增大后减小；随着车辆平均速度的增大，发生严重交通冲突概率先减小后增大。4）车辆平均速度在[21.6,33]m/s范围内，严重交通冲突发生的概率最大，会增至低速时的5.954倍，其次是大型车的严重冲突概率较大，为小型车的4.765倍。 研究结果可为高速公路管理部门提高施工期间合流段的安全水平提供参考，如增加施工区与合流区的间距、在施工区设置合理的限速标识、对大型车辆进行适当分流，这些措施都能够有效降低严重冲突发生的概率。 |
| 作者： | 汪攀 |
| 专业： | 交通运输规划与管理 |
| 导师： | 朱顺应 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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