城市道路交通事故與交通沖突技術(shù)理論模型及方法研究
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城市道路交通事故與交通沖突技術(shù)理論模型及方法研究
隨著機(jī)動車數(shù)量的增加,社會機(jī)動化程度提高,交通事故日趨嚴(yán)重。改革開放20年來,隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,我國的事故率及嚴(yán)重程度也居高不下,交通安全形勢非常嚴(yán)峻。因此,為了減少交通事故發(fā)生次數(shù)、降低事故嚴(yán)重程度,交通工程師一直致力于交通安全的改善。本文依托昆明市交通警察支隊(duì)的重點(diǎn)項(xiàng)目《昆明市交通綜合治理實(shí)施方案》,通過對包括昆明市在內(nèi)的云南省十個城市以及上海市、大慶市、哈爾濱市等地區(qū)近幾年的城市道路交通事故資料的整理,對交通事故分布規(guī)律、原因、預(yù)測、評價以及改善措施展開了廣泛而深入的研究,并引入交通沖突技術(shù)這一新興的非事故評價方法對交通安全評價及改善進(jìn)行了系統(tǒng)探討。 本文以昆明市的城市道路交通事故數(shù)據(jù)為依據(jù),對交通事故的發(fā)生原因進(jìn)行了深入分析,得出人和車輛是造成城市道路交通事故的主要原因的結(jié)論;引入灰色理論,建立灰色關(guān)聯(lián)模型,進(jìn)一步確定了人和車輛中的各種要素對交通事故的影響程度,以便使交通改善措施更具針對性。 揭示了城市道路交通事故的時間分布、空間分布、事故形態(tài)分布、不同道路與交通管理?xiàng)l件下以及不同氣候條件下等方面的分布規(guī)律。指出了城市道路交通事故分布的特點(diǎn)以及交通安全中存在的主要問題。 針對交通安全概念的模糊性和評價者思維方式的多樣性,提出了鑒別城市道路交通事故危險點(diǎn)的模糊評價法,建立了以萬車死亡率、萬車當(dāng)量總事故率以及事故嚴(yán)重性指數(shù)為評價指標(biāo)的評價模型,并運(yùn)用該方法對昆明市部分交叉口進(jìn)行事故危險點(diǎn)的鑒別。 鑒于傳統(tǒng)BP算法學(xué)習(xí)速度慢、目標(biāo)函數(shù)存在局部極小點(diǎn)的缺點(diǎn),采用改進(jìn)的快速BP算法,即采用加動量項(xiàng)和自適應(yīng)學(xué)習(xí)速率的方法來彌補(bǔ)這一不足,建立了基于三層BP網(wǎng)絡(luò)的城市道路交通事故神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型。鑒于我國交通事故統(tǒng)計(jì)的實(shí)際狀況,該模型將城市道路交通事故的發(fā)生作為一時間序列事件,撇開了城市道路事故形成的復(fù)雜原因,確立了基于時間序列的預(yù)測城市道路交通事故、死亡人數(shù)和受傷人數(shù)的方法,最后,應(yīng)用昆明市的統(tǒng)計(jì)及調(diào)查數(shù)據(jù)驗(yàn)證了該模型的有效性,具有宏觀指導(dǎo)性。 根據(jù)交通事故次數(shù)、死亡人數(shù)、受傷人數(shù)這三者和交通事故直接經(jīng)濟(jì)損失之間存在著的某種聯(lián)系,首次提出了基于自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊推理系統(tǒng)的城市道路交通事故經(jīng)濟(jì)損失預(yù)測模型。該模型是基于數(shù)據(jù)的建模,其基本思想是為模糊建模的過程提供一種能夠從數(shù)據(jù)集中提取相應(yīng)信息的學(xué)習(xí)方法,能夠有效的計(jì)算出隸屬函數(shù)的最佳參數(shù),使得設(shè)計(jì)出的推理系統(tǒng)能夠最好的模擬出預(yù)期的或是實(shí)際的輸入輸出關(guān)系,避免了采用傳統(tǒng)數(shù)學(xué)方法建立事故損失預(yù)測模型困難大且要求數(shù)據(jù)量多的不足。 目前國內(nèi)外用于城市道路交通安全評價的方法很多,因具體情況不同,方法也各異。一般可以分為宏觀評價和微觀評價。本文首先對各種評價方法作詳細(xì)的剖析,目的在于確定各方法的優(yōu)缺點(diǎn)和使用范圍,以利于交通專家能根據(jù)具體情況運(yùn)用相應(yīng)的方法做出客觀、準(zhǔn)確地評價。然后針對不同評價對象(交叉口、不同類型的城市道路、整個城市),分別提出了不同評價方法以便于使用。鑒于各評價指標(biāo)對交叉口安全度的影響具有一定的模糊性,本文提出了基于模糊C—均值聚類的安全評價方法,并通過昆明市的交叉口對其有效性給予了驗(yàn)證;對于不同類型的城市道路,為便于數(shù)據(jù)的獲取本文提出了采用四項(xiàng)指標(biāo)相對數(shù)和交通事故率的評價方法;對城市而言,鑒于整個交通安全信息不完全的特點(diǎn),提出基于灰色聚類的安全評價方法,建立了灰色聚類評價模型,并借助VB程序設(shè)計(jì)語言,設(shè)計(jì)出用于交通安全評價的城市灰色聚類軟件,最后選擇了云南省10個城市的交通調(diào)查資料進(jìn)行驗(yàn)證,效果良好。 由于現(xiàn)有交通事故統(tǒng)計(jì)中存在的缺陷,本文引入了交通沖突技術(shù)進(jìn)行城市道路的交通安全評價。提出了路段事故危險點(diǎn)判定模型,實(shí)現(xiàn)以沖突觀測值作為路段事故危險點(diǎn)的快速判定方法。此外,引入交通沖突與混合當(dāng)量交通量的比值(TC/MPCU)作為交通安全的評價指標(biāo),針對交叉口首次建立基于交通沖突技術(shù)的模糊C—均值聚類安全評價模型,采用早高峰、平峰、晚高峰三個典型時段的(TC/MPCU)值進(jìn)行評價,克服了多個時段交通量與沖突數(shù)據(jù)調(diào)查所帶來的耗時耗力問題,同時也比以往采用時均(TC/MPCU)比值的評價法更客觀、更準(zhǔn)確。 交通沖突研究不僅能用于安全評價,而且也可用于信號相位選擇。鑒于目前國內(nèi)在信號控制中難于確立安全設(shè)計(jì)指標(biāo)的現(xiàn)狀,通過沖突調(diào)查,筆者就昆明市四種信號相位控制下的交叉口的交通沖突狀況進(jìn)行了比較分析,創(chuàng)新性地建立了小區(qū)域內(nèi)以沖突率為指標(biāo)的信號相位選擇標(biāo)準(zhǔn),從定量的角度,為信號設(shè)計(jì)建立了安全評價方法。 在交通沖突調(diào)查中,既要減少觀測時間,又能達(dá)到測量效果,這是急待解決的問題。為此,筆者建立了一種方法:即在獲取部分信息的基礎(chǔ)上,通過預(yù)測的方法實(shí)現(xiàn)。即認(rèn)為,一個地區(qū)的道路系統(tǒng)是灰色系統(tǒng),且每天至少8個小時的調(diào)查得出的沖突數(shù)是時間變化序列,因此可以運(yùn)用灰色理論預(yù)測交通沖突數(shù),達(dá)到減少交通沖突調(diào)查量的目的,,擬為交通沖突調(diào)查提供一種新思路。 建設(shè)性地提出了基于交通沖突技術(shù)的交通安全改善思路,并以交叉口的交通運(yùn)行為例,分析了交叉口的交通沖突狀況,提出了減少交叉口交通沖突的措施。最后,運(yùn)用于工程實(shí)踐中,驗(yàn)證了其有效性。 進(jìn)過分析研究,得出結(jié)論,信號控制是提高通行能力,改善安全狀況的有效手段之一。通過對昆明市交叉口的大量調(diào)查,提出了在混合交通嚴(yán)重的地區(qū),實(shí)施多相位信號控制的思路,并且提出了在交叉口實(shí)行以整
體車流為主,以車流通過交叉口通行時間均衡的原則來設(shè)計(jì)相位相序的方法,達(dá)到減少交通沖突,提高安全度的目的。
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本文編號:129161
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