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急弯路段运行风险分析与预测方法研究
| 论文题名： | 急弯路段运行风险分析与预测方法研究 |
| 关键词： | 急弯路段;运行风险;黑箱解释方法 |
| 摘要： | 近年来，虽然我国道路交通安全状况得到一定改善，但急弯路段的事故率依然居高不下，安全形势较为严峻。相较于普通直线道路，急弯路段的道路线形变化更大，且伴随着一定的视线遮挡，更易导致交通事故发生。因此，对急弯路段进行交通安全风险评估和预测研究十分必要。本文以急弯路段为研究对象，以交通冲突技术为基础，揭示了急弯路段车辆运行规律，建立了急弯路段风险评估与预测模型，为相关运营管理部门制定交通安全管理措施提供理论支撑。 首先，采用视频提取技术对无人机采集的急弯路段数据进行提取，并利用Matlab软件进行初步的数据处理。其次，将急弯路段细分为入弯直线、入弯缓和曲线、圆曲线、出弯缓和曲线、出弯直线段等五个区段，分方向对车辆在急弯路段的运行特性进行了分析和总结。在此基础之上，探究了急弯路段交通冲突机理，选取距离碰撞时间（TTC）作为度量指标，建立了适用于急弯路段的交通冲突模型，并采用累积频率法对严重程度等级进行划分，基于计算结果对急弯路段交通冲突分布情况进行统计分析。然后，从宏观层面上，提出了综合考虑冲突数量和冲突严重程度的急弯路段整体的运行风险评估指标，利用K-means聚类算法将其划分为四个风险等级，并采用有序Logistic模型探究了急弯路段运行风险影响因素。最后，从微观层面上，分别建立了基于BP神经网络、随机森林、支持向量机算法的急弯路段单车事故风险动态预测模型，利用粒子群算法进行参数寻优，并采用黑箱解释方法对单车事故风险影响因素进行了分析。 结果表明：出弯缓和曲线段和出弯直线段是运行风险最大的区段，这可能与交通环境的复杂性和稳定性有关；对急弯路段整体运行风险影响显著的因素从大到小依次为纵向加减速均值、加减速度标准差、路段交通量和车头间距标准差；基于粒子群-随机森林算法的单车事故风险动态预测模型性能最佳，事故风险预测准确率高达90.7%；本区段的车辆平均车头间距对单车事故风险影响最大，其次为本区段的向心加速度均值、速度均值、纵向加速度均值、断面速度差。 |
| 作者： | 郑少娅 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 王永岗 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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