（交通运输规划与管理专业论文）基于交通冲突的信控环形交叉口交通安全分析.pdf

f i e l do fs t u d y ： e n g i n e e r i n g m a i n s u b j e c t ：t r a n s p o r t a t i o ne n g i n e e r i n g s p e c i a l t y ：t r a n s p o r t a t i o np l a n n i n ga n d m a n a g e m e n t r e s e a r c hf i e l d ：u r b a nt r a n s p o r t a t i o ns y s t e m p l a n n i n ga n dm a n a g e m e n t p o s t a g r a d u a t e ：l i ny u p i n g s u p e r v i s o r ：p r o f g u o ji a n g a n g s u b m i t t e dt i m e ： a p r i l ，2 0 10 独创性声明 本人声明，所呈交的学位( 毕业) 论文，是本人在指导教师的指导下独立完成 的研究成果，并且是自己撰写的。尽我所知，除了文中作了标注和致谢中已作了答 谢的地方外，论文中不包含其他人发表或撰写过的研究成果。与我一同对本研究做 出贡献的同志，都在论文中作了明确的说明并表示了谢意，如被查有侵犯他人知识 产权的行为，由本人承担应有的责任。 学位( 毕业) 论文作者亲笔虢种研 嗍加p 易易 论文使用授权的说明 本人完全了解福建农林大学有关保留、使用学位( 毕业) 论文的规定，即学校有 权送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内 容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 保密，在年后解密可适用本授权书。 口 不保密，本论文属于不保密。 口 学位( 毕业) 论文作者亲笔签名： 伽彳 日期 如夕、参i 孑 指导教师亲笔签名： 却伙卅 1 日期：如胗、多眵 摘要 a b s t r a c t 1 绪论 1 1问 1 2 平 1 3 交通冲突技术分析2 1 3 1 交通冲突的发生及分类3 1 3 2 交通冲突测量标准的建立与判别5 1 4 交通冲突技术发展状况9 1 4 1国外发展状况9 1 4 2 国内发展状况l l 1 5 研究的目的及意义1 2 1 6 主要研究内容1 3 2 信号控制环形交叉口冲突特性的调查与分析1 4 2 1信号控制环形交叉口分类1 4 2 1 1 一般控制的环形交叉口1 4 2 1 2 左转一次控制的环形交叉口”1 4 2 1 3左转二次控制的环形交叉口“1 4 2 2 信号控制环形交叉口冲突分析1 5 2 3 信号控制环形交叉口交通冲突调查1 6 2 3 1交通冲突的基本测定1 6 2 3 2 交通调查的主要内容1 7 2 3 3 调查方法的选择1 7 2 3 4 调查方案实施1 7 3 信号控制环形交叉口交通安全评价方法分析：1 9 3 1 评价方法理论基础l9 3 1 1 模糊理论概述“l9 3 1 2 模糊综合评价方法19 3 2 评价方法的建立2 0 3 2 1 确定因素集2 0 3 2 2 确定评价集2l 3 2 3 确定隶属函数，建立模糊矩阵“2 2 3 2 4 评价指标权重的确定2 4 3 2 5 模糊综合评价2 5 4 实例分析2 6 4 1交通安全评价方法应用2 6 4 1 1 基础数据采集2 6 4 1 2 交通安全评价2 8 4 2 交通安全状况分析3 0 4 2 1 仿真模型构建一3 0 4 2 2 交通现状及冲突成因分析”3 2 4 3 信号控制环形交叉口交通改善分析”3 4 4 4 改善方案的决策3 9 4 4 1 基于灰色关联的决策方法“3 9 4 4 2 决策方法的应用”4 2 5 结束语4 4 5 1 结论4 4 5 2 展望4 4 参考文献4 5 致谢5 0 褊建农林人学硕 = 学位论文堑丁交通冲突的信拧环形交义r 交通安个分析 摘要 平面交叉口是城市交通路网的重要节点，也足交通事故的多发地点。信号控制环 形交叉口作为平面交叉口的一种特殊形式，在城市道路交通发展史上曾经发挥了重要 的作用，其交通安全状况对整个路网的交通安全水平有着重要的影响。为减少交通事 故的发生，提高交叉口的安全性和运行效率，有必要对信号控制环形交叉口的交通安 全状况做出客观的评价。本文以交通冲突技术、模糊数学、灰色理论等为工具，对城 市信号控制环形交叉口的交通安全进行评价分析。 首先，简要概述了现有平面交叉口的交通安全评价方法，对其优缺点进行了分析， 并指出交通冲突技术在交叉口交通安全评价方面的优越性。随后对交通冲突技术的基 本原理进行介绍，探讨了交通冲突的界定标准，并对国内外交通冲突技术研究现状进 行综述。 其次，介绍了信号控制环形交叉口的不同类别，在此基础上对不同类型的信号控 制环形交叉口的交通冲突特性进行分析。然后根据信号控制环形交叉口的运行特征， 提出了信号控制环形交叉口交通冲突的调查方法。 最后，结合交通冲突技术理论知识，采用模糊评价方法，以交通冲突率为评价指 标，建立了基于交通冲突技术的模糊综合评价方法，并以石狮市华山信号控制环形交 叉口为例对其交通安全状况进行了评价分析，得出了华山环形交叉口处于临界安全状 态的结论。随后，根据评价结果，提出了相应的交通安全改善措施，并应用v i s s i m 仿真软件验证了两种改善方案的有效性。同时，为选取更加科学合理的改善措施，在 灰色理论的基础上，建立了基于灰色关联分析的改善方案决策方法，然后对提出的改 善方案进行定量化评价决策，结果表明所提出的交通安全改善方案二优于方案一。 关键词：交通安全；交通冲突；信号控制环形交叉口；模糊评价方法；灰色决策 福建农林大学硕士学位论文基丁交通冲突的f ? i 控环形交叉门交通安全分析 a b s t r a c t i n t e r s e c t i o ni st h ei m p o r t a n tn o d eo ft h ec i t yr o a dn e t w o r k ，m e a n w h i l ei ti sa l w a y st h e b l a c ks p o t t h es i g n a l i z e dr o u n d a b o u ta sas p e c i a lf o r mo fi n t e r s e c t i o nh a v ep l a y e da n i m p o r t a n tr o l ei n r o a dt r a f f i ch i s t o r y h e n c e ，t h es a f e t yc o n d i t i o no ft h es i g n a l i z e d r o u n d a b o u th a sas i g n i f i c a n te f f e c tt os a f e t yl e v e lo ft h et r a n s p o r t a t i o no ft h ew h o l er o a d n e t w o r k i no r d e rt or e d u c et h ea c c i d e n tr a t e ，t h es a f e t yo ft h es i g n a l i z e dr o u n d a b o u t s h o u l db ee v a l u a t e do b j e c t i v e l ys ot h a tt h e yc a na d v a n c et h es a f e t yf u n c t i o n sa n dt h e o p e r a t i o ne f f i c i e n c y o ft h ei n t e r s e c t i o n t h et r a f f i c s a f e t yo ft h eu r b a ns i g n a l i z e d r o u n d a b o u ta l o n gw i t ht r a f f i cc o n f li c tt e c h n i q u e ，f u z z ym a t h e m a t i c sa n dg r a yt h e o r yh a s b e e ne v a l u a t e di nt h i sp a p e r f i r s t l y ，t h em e t h o d so ft r a f f i cs a f e t ye v a l u a t i o no ft h ei n t e r s e c t i o ne x i s t e dn o w a d a y s h a v eb e e nb r i e f l yi n t r o d u c e d ，a n dt h em e r i t sa n dd e m e r i t so ft h es a f e t ye v a l u a t i o n sb a s e d o ns t a t i s t i co ft r a f f i ca c c i d e n t sh a v eb e e na n a l y z e d a n dt h a tt h es u p e r i o r i t yo ft r a f f i c c o n f l i c tt e c h n i q u eu s e di nt h et r a f f i cs a f e t ye v a l u a t i o no ft h ei n t e r s e c t i o nh a v eb e e np o i n t e d o u t t h e n t h r o u g hi n t r o d u c i n g t h eb a s i ct h e o r yo f t r a f f i cc o n f l i c tt e c h n i q u e ，d i s c u s s i n gt h e d e f i n i t i o ns t a n d a r do ft r a f f i cc o n f l i c t ，t h ep a p e rp r o v i d e da no v e r v i e wo ft h ea c t u a l i t i e so f t h ed o m e s t i ca n do v e r s e a sr e s e a r c h e si nt h et r a f f i cc o n f l i c tt e c h n i q u e s e c o n d l y ，b a s e do ni n t r o d u c i n gt h ed i f f e r e n tc l a s s i f i c a t i o n so f s i g n a l i z e dr o u n d a b o u t ， t h et r a f f i cc o n f l i c tc h a r a c t e r i s t i c so fd i f f e r e n t s i g n a l i z e d r o u n d a b o u t sh a v eb e e n a n a l y z e d n e x t ，a c c o r d i n g t ot h eo p e r a t i o nc h a r a c t e r i s t i c so f t h e s i g n a l i z e dr o u n d a b o u t ， t h es u r v e ym e t h o d so ft r a f f i cc o n f l i c t si nt h es i g n a l i z e dr o u n d a b o u th a v eb e e np u t f o r w a r d e di nt h ep a p e r f i n a l l y ，c o m b i n i n gw i t ht h e o r yk n o w l e d g eo ft r a f f i cc o n f l i c tt e c h n i q u e ，t h ef u z z y c o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o nm e t h o do nt h eb a s i so ft r a f f i cc o n f l i c tt e c h n i q u ew i t ht r a f f i c c o n f l i c tr a t e sa se v a l u a t i o ni n d e xh a sb e e ne s t a b l i s h e du n d e rt h ef u z z ye v a l u a t i o n m e t h o d b yt a k i n gt h es i g n a l i z e dr o u n d a b o u to fh u a s h a ni ns h i s h ic i t ya sa ne x a m p l e ，t h e t r a f f i cs a f e t yc o n d i t i o no fh u a s h a nr o u n d a b o u th a sb e e na n a l y z e da n de v a l u a t e d t h e h 福建农林人学硕十学化论文基1 ：交通冲突的倍摔环形交义n 交通安个分析 e v a l u a t i o nr e s u l ts h o w e dt h a tt h eh u a s h a nr o u n d a b o u tw a sc r i t i c a l s a f e t y t h e nt h e i m p r o v e m e n tm e a s u r e so f t r a t t i cs a f e t yh a v eb e e na d v a n c e di nt h el i g h to f e v a l u a t i o nr e s u l t a n dt h ea v a i l a b i l i t yo f t h ei m p r o v e m e n tm e a s u r e sh a sb e e ns h o w e db a s e do nv i s s i m a t t h es a m et i m e ，i no r d e rt os e l e c tm o r es c i e n t i f i ca n dr e a s o n a b l ei m p r o v e m e n tm e a s u r e s ，t h e d e c i s i o nm e t h o do fi m p r o v e m e n tm e a s u r e so nt h eb a s i so fg r a yr e l a t i o na n a l y s i sh a sb e e n e s t a b l i s h e di na c c o r d a n c ew i t hg r a yt h e o r y ，t h e nt h ei m p r o v e m e n tm e a s u r e sh a v eb e e n e v a l u a t e db yq u a n t i t a t i v ed e c i s i o ni nt h ep a p e r a tl a s t ，t h er e s u l ti n d i c a t e dt h a tt h es e c o n d s c h e m ew a sb e t t e rt h a nt h ef i r s ts c h e m e k e yw o r d s ：t r a f f i cs a f e t y ；t r a f f i cc o n f l i c t s ；s i g n a l i z e dr o u n d a b o u t ；f u z z ya s s e s s m e n t m e t h o d ；g r a yd e c i s i o n i i i 福建农林人学硕仁学化论文基丁交通冲突的f ? i 拧王 、形交义广 交通安个分析 1绪论 1 1 问题的提出 交通是人类社会生存和发展的必须活动，是经济和社会发展的基础性产业。城市 道路作为城市重要的基础设施，随着经济的高速发展和城市规模的不断扩大得到不断 的完善，交通需求也不断增加。城市交通供求的不平衡导致交通拥堵、交通事故等问 题日趋尖锐。据数据显示，世界每年有1 2 0 万人死于交通事故，世界平均每半分钟就 发生一起交通事故，无论是发达国家还是发展中国家都承受着交通事故问题所带来的 困扰【l 2 1o 随着交通的越发拥挤，平面交叉1 ：3 的交通安全问题也越发突显出来。由于 平面交叉口通常有多向交通流汇合，致使交通量大幅度增加，而且各方向行驶的车辆 存在许多可能导致事故发牛的潜在冲突点。交叉口由于交通量大、冲突点多及视线盲 区大，发生的交通事故也多【3 “】。在整个路网中，平面交叉口是道路通行能力的瓶颈 和交通事故的多发地点。 平面环形交叉口作为平面交叉口的一种特殊形式，曾在2 0 世纪9 0 年代对城市交 通组织发挥了很大的作用。与一般平面交叉口相比，平面环形交叉口消除了车辆在交 叉口运行的冲突点，到达交叉口的车辆，可连续有序地进入交叉口，并逆时针顺岛绕 行直至到达相应的出口。环形交叉口具有冲突点少、车流连续、行驶安全等优点，环 岛上的空间还有利于城市绿化和景观建设。但是，采用环形交叉口交通组织时，由于 进环与出环的车辆需做交织运行，使得环形交叉口上无论有多少条车道，能用于车辆 绕行的车道只有一条，这大大限制了环形交叉口的通行能力。 城市化进程的加快，汽车工业和道路交通的迅猛发展，原有环形交叉口的通行能 力已无法满足日益增k 的交通量需求，出现了交通拥挤、事故率上升、车辆延误增大 甚至交叉口夕e 锁等问题。为了提高城市道路的通行能力，通常是采用拆除环岛把环形 交叉口改建成信号控制的平面交叉口或直接拆除环岛后修建立交的形式来提高交叉 口的通行能力。但这些方式拆迁量大、工程投资大，因受到城市用地、资金等因素的 影响，在短期内无法尽快实施。鉴于这种状况，许多城市对环形交叉口采用增加信号 控制的方式，以提高其通行能力，解决城市交叉口拥堵问题。而环形交叉口引入信号 控制后，其交通运行状况发牛很大改变，相应的交通安全状况也发牛改变。因此，如 何使信号控制环形交叉e l 交通安全、高效运行是一个尚待解决的重要问题。 福建农林人学硕十学位论文基丁交通冲突的信控环形交叉n 交通安个分析 1 2 平面交叉口安全评价方法概述 目前，交叉口安全评价的方法主要有两种：一是以事故为基础的直接评价方法， 二是以非事故统计为基础的问接评价方法。 以事故统计为基础的安全评价方法包括概率数理统计方法和强度分析法。概率数 量统计方法包含事故绝对数法、事故率法等。这种方法简单易行，但对事故的分析过 于简单，没有考虑到不同道路条件和交通条件的差别，也不考虑交叉口形式、流量等 相关因素，使得评价结果过于宏观，缺乏科学性和说服力。在强度分析法中常采用万 车死亡数、l o 万车死亡数等指标，由于这些指标考虑因素过少而没有足够的可信度。 另外，经验模型法虽然简明、实用，但需要收集大量的统计资料，考虑的因素往往具 有局限性，并受当地交通、地域等条件影响较大，可移植性、通用性较差。灰色系统 理论评价方法算法含义清晰、明确，应用效果也较好，但该法在选定评价指标和确定 安全评价指标的灰类白化权函数时受人为因素影响较大，而且不能进行显著性统计检 验，因而该方法的客观适用性受到影响。总的来说，以事故统计为基础的传统安全评 价方法具有评价指标逻辑上的合理性、评价精度较高的优点【5 】，但评价指标操作起来 比较麻烦，需要大量的时间、人力和物力，成本也相对较高。且由于交通事故具有随 机性、不可观测性、不可重现性等生成特剧6 。引，我国大部分地区对交叉1 2 1 交通事故 的统计不完整、不规范，使得交叉口交通安全评价的可信度大大降低。 以非事故统计为基础的交通安全间接评价方法主要是基于交通冲突技术( t r a f f i c c o n f l i c tt e c h n i q u e ，简称t c t ) 的安全评价方法。交通冲突技术是目前国际交通安全 领域中较为流行的一种非事故统计的安全评价方法。它可以对交通运营系统的许多方 面，如地点安全度、安全改善措施的效果等进行快速评价，另外可根据交通冲突的严 重性程度，反映交通系统中人的安全感大小【9 。 1 3 交通冲突技术分析 综上所述，传统的基于事故统计的评价方法存在着小样本、长周期、大区域、低 信度等特点与缺陷，明显地表现为对地点交通安全评价，尤其是快速安全评价及预测 的不适应。因此，通过研究非事故统计的评价方法来改善交通效度与信度就具有重要 的意义。为保证评价的准确性和实用性，以大样本生成、快速、定量研究评价交通安 全现状与改善效果为出发点的交通冲突技术孕育而生。 交通冲突技术自2 0 世纪5 0 年代在美国开始应用，这项新技术立即引起了道路安 2 福建农林人学硕= j 学位论文基丁交通冲突的信拧环形交叉n 交通安个分析 全研究人员的广泛关注。交通冲突技术( t c t ) 是一种非事故统计的安全评价方法，它 以大样本、短周期小区域、高信度的统计学优势，通过定量测定相当于“准事故”的严 重冲突的方式，代替传统的事故统计方法，实现道路交通安全的快速评价和预测。它 可以对交通运营系统的许多方面，如地点安全度、安全改善措施的效果等进行快速评 价另外可根据交通冲突的严重性程度，反映交通系统中人的安全感大小】。 1 3 1 交通冲突的发生及分类 1 9 7 7 年在挪威的奥斯陆召开了首届国际交通冲突学术年会，会上正式提出了交通 冲突的标准定义，即两个或多个道路使用者在一定的时间和空间上彼此接近到一定程 度，此时若不改变其运动状态，就有发生碰撞的危险，这种现象称为交通冲突【1 2 _ ”。 在实际交通运行中，常有机动车和其它交通参与者。如果双方均按其原来的方向和速 度行驶，则一定会产生碰撞。但大多数情况下，由于其中一方采取紧急避让、转向或 制动等措施，使得这种事故并未发生【1 4 】。由此可见，交通冲突的发生要比交通事故多， 而且交通冲突可表述为交通行为者的一方已明显感知到事故危险的存在，并采取积极 有效避险行为的交通遭遇事件，也可表示为两个作相对运动的物体在一定时间内，向 事故接触点逼近的空间变化趋势，这一特定的时空变化关系可由时间、距离和速度等 参数予以定量描述【1 5 】。交通冲突的发生与不发生的过程关系，见图1 1 。 交通冲突的实质是交通行为不安全因素的表现形式，其发展既可能导致事故发 生，也可能因采取的避险行为得当而避免事故发生。事故与冲突的成因与前期过程完 全相似，两者的唯一差别在于是否发生了直接的损害性后果，因而冲突与事故存在一 定的相关性。同时，交通冲突与交通事故尤其是严重冲突与交通事故有着良好的线性 关系，二者之间存在着一定的相互替换关系 1 6 q 8 1 。 交通冲突虽有基本定义，但在应用过程中的具体含义并不完全一致，研究方法也 无一定的标准，故对交通冲突的分类方法也多种多样。在城市道路的研究过程中，可 按严重程度、冲突对象和移动方向等进行分类f 1 8 】。 ( 1 ) 严重程度分类 交通冲突按严重程度可分为严重冲突与非严重冲突两大类，或分为严重冲突、中 等冲突和一般冲突3 类。在交通冲突研究中，与交通事故具有良好相关关系的是严重 冲突。因此，分为严重冲突和非严重冲突两类的情况比较多，而且严重冲突与非严重 3 祸建农林大学硕：卜学位论文基。r 交通冲突的信摔环形交义门交通安个分析 图1 1交通冲突发生与不发生的过程关系 f i g u r el - i t h ec r e a t i v ea n du n c r e a t i v ep r o c e s sr e l a t i o n s h i po f t r a f f i cc o n f l i c t 冲突界限的确定对研究的影响十分重要。 ( 2 ) 冲突对象分类 交通冲突按冲突对象可分为机动车与机动车冲突、机动车与非机动冲突、机动车 与行人冲突、非机动车与行人冲突。 在城市道路交叉口，交通参与者主要有机动车、非机动车与行人。这三类交通参 与者成为交通冲突对象的情况比较多，对交通冲突数的影响很大，因此必须按冲突对 象的不同对交通冲突进行分类。 ( 3 ) 移动方向分类 城市道路中的车辆移动方向在交叉口与一般路段各具特点，根据车辆移动方向的 特点，交通冲突可分为4 大类，见图1 2 。 4 福建农林人学硕十学位论文基- 丁交通冲突的f 占控环形交叉几交通安个分析 a 邋 c d 图1 2 交通冲突的类型 f i g u r e1 - 2 t h et y p eo ft r a f f i cc o n f l i c t 正向冲突：冲突角0 【1 3 5 。，1 8 0 。】时的交通冲突称为正向冲突，主要表现为 冲突车辆以相反的方向相互逼近，是车头与车头之间的冲突碰撞。 追尾冲突：冲突角0 e 【0 0 ，4 5 0 ) 时的交通冲突称为追尾冲突，主要表现为冲 突车辆以相同的方向逼近，是车头与车尾之间的冲突碰撞。 横穿冲突：冲突角o 【4 5 0 ，1 3 5 0 ) 时的交通冲突称为横穿冲突，主要表现为 冲突车辆以交错的方式相互逼近，是车头与车辆中部之间的冲突碰撞。 撞固定物冲突：道路使用者与道路上固定构造物发生冲突，冲突角0 e 0 ， 9 0 0 】。撞固定物冲突主要表现为冲突车辆以一定角度逼近道路构造物，是车头与道路 构造物之间的冲突碰撞。 1 3 2 交通冲突测量标准的建立与判别 交通冲突程度的判定是交通冲突测量的重要内容，也是以交通冲突为基础的安全 评价的关键之一。交通冲突测量标准的建立分交叉口和路段两种情况。本文的研究对 象是信号控制环形交叉口，因此主要介绍交叉口的交通冲突程度判别。 1 3 2 1 界定指标的选择 由交通冲突的分类可知交通冲突按严重性可分为严重、非严重等类别。通常可采 用距发生事故的时间，距发牛事故的距离，加速度，速度等指标对交通冲突的严重和 非严重程度进行界定。从理论上来说，应用综合时间、距离和速度指标对交通冲突的 严重程度进行界定会更加准确。但由于交叉口交通流的复杂性，若采用综合指标进行 界定时其指标的确定比较困难，此时如果进入交叉口的车辆速度变化范围较小，可用 褊建农林大学硕十学位论文基于变通冲突的信拧环形交义几交通安个分析 单一指标界定。目前，多数冲突研究组织采用先估算速度，进而判断车辆距可能发生 事故的时间兀，并以此来判定足否为严重冲突。如果小于某一临界值，则为严重 冲突，否则为非严重冲突。美国公路研究所提出的临界值为l s ，瑞典则是1 5 s 1 9 1 。 我国在分析研究平面交叉口的交通冲突状况进的基础上，通常选择车辆相距事故发生 点的距离作为判断交通冲突严重程度的标准。因为距离在实际观测过程中比时问更直 观和更易把握，其观测值也更加准确。如果事先测定交叉口内的各种距离作为参考距 离，以参考距离作为标准可较准确判断车辆问的距离。 1 3 2 2 界定指标的确定 选取距离作为衡量冲突严重程度的冲突判断指标。通常，车辆距事故发牛地点的 距离与车辆的制动性能、车辆行驶速度等有着密切的关系。根据汽车相关理论，汽车 的制动过程，见图1 - 3 1 9 1 。 减 速 度 图1 - 3 汽车制动过程 f i g u r e1 - 3 p r o c e s so fa u t o m o b i l eb r a k e f o 一驾驶员的反应时间； f i 执行时间； 乞一出现制动力所需时问； ，3 一制动力增长时问； r 4 一制动力最大值后的持续制动时间； 一停车后到制动力解除所需时间。 6 墨= v o f ，一i 1 ，一b 2 ，4 内汽车驶过的距离： 鼠：旦一堕+ 丝 2 l 28 式中：k 一汽车最大制动减速度，m s 2 ，见表i - i ； 一汽车制动初速度，m s 。 表i - i各类型车辆的最大制动减速度 汽车类型最大制动减速度m s 。2 小型车 中型车 大型车 7 4 6 2 5 5 总的制动距离为： 哟母墨吲，2 + 抄是吲i 一b 2 由于。，3 1 ，贝 j t 3 z 作为高阶项可忽略，s 近似为： s 毗1 + 是 7 ( 1 2 ) ( 1 - 3 ) ( 1 4 ) ( 1 5 ) 根据我国车辆设计标准c b 7 5 2 8 8 7 ，车辆制动系统协调时问及制动力增长时间， 见表l 一2 ，经测定t ：均值为o 0 9 s 。 表1 2 制动系统协调时间及制动力增长时间 t a b l el - 2t i m ef o rb r a k es y s t e mc o o r d i n a t i o na n db r a k ep o w e rr i s i n g 当观测到车辆有异常行为时，如车辆间的距离大于制动距离，则交通冲突不严重； 如车辆问的距离小于制动距离，则有可能发生碰撞并认为发生交通冲突，甚至交通冲 突很严重，因此以车辆制动距离作为判别交通冲突严重程度的标准，制动距离即为临 界距离。如果车辆在采取避险行为时小于等于该临界距离，则视为严重冲突。根据不 同车型特点，在不同车速条件下的临界距离汇总，见表1 3 。 表1 3 不同车型和速度下的临界距离 临界速度m临界速度m 速度m s 1速度m s - 1 大车中车小车大车中车小车 0 50 1 90 1 60 1 2 1 0 51 3 4 41 1 7 39 6 5 1 oo 4 20 3 50 2 8 1 1 01 4 5 8 1 2 7 3 1 0 4 9 1 50 6 90 5 90 4 7“51 5 7 61 3 7 71 1 3 5 2 o1 0 l0 8 6o 6 91 2 01 6 9 91 4 8 51 2 2 5 2 51 3 81 1 8o 9 51 2 51 8 2 71 5 9 81 3 1 8 3 01 7 91 5 31 2 41 3 o1 9 5 91 7 1 41 4 1 5 3 52 2 51 9 31 5 61 3 52 0 9 61 8 3 41 5 1 5 4 02 7 52 3 7 1 9 2 1 4 02 2 3 7 1 9 5 9 1 6 1 8 8 福建农林人学硕j ：学位论文绣丁交通冲突的信拧耳：形交叉n 交通安个分析 通常情况下，进入交叉口所有车辆的速度不会有大的变化，在进行交通冲突调查 时需要调查该交叉口车辆速度的大致范围。 1 4 交通冲突技术发展状况 1 4 1 国外发展状况 交通冲突技术已被世界各国广泛应用到交叉口或路段的交通安全研究中，并已取 得了许多成果。但各国交通现状存在差别，并且研究目的、范围和遵循的原则各不相 同，其t c t 的研究和应用相差很大【2 0 川】。 迄今为止，交通冲突技术在许多西方发达工业国家已经得到广泛应用，全世界约 有2 0 余个国家在进行交通冲突技术的研究。经过各国交通安全专家们多年的努力， 交通冲突技术已成为国际上用于定量研究多种交通安全，特别是地点安全问题及对策 的重要方法【2 2 1 。c h a r l e s v z e g e e r 于1 9 7 6 年，把交通冲突技术应用于信号交叉口绿灯 信号延时系统，并进行了有效性论证，发现这种系统可以使冲突减少6 2 ，事故减少 5 4 2 3 1 。1 9 7 7 年，在挪威的奥斯陆举行的第一届围际交通冲突技术会议，对交通冲 突的定义进行规范，国际问的交通冲突技术研究交流与合作也从此拉开了序幕。此后， 9 福建农林大学硕十学位论文 基于交通冲突的信控环形交义几交通安令分析 在瑞典、西德、比利时等国家陆续举办了几届国际会议，出版了国际交通冲突会议论 文集。同年，w d g l o u z 等根据调查大堪萨斯城地区4 6 个信号交叉口与非信号交叉口 事故与冲突的数据，对事故和冲突进行分类，并建立了事故率与冲突关系模型，得出 了各类型冲突与同类型事故有较好相关关系的结论，同时应用该模型对事故值进行预 福建农林人学硕l j 学位论文基丁交通冲突的信控环形交叉r 】交通安个分析 试，研究对象由城市交叉口转向公路的危险路段，如桥梁、坡道及弯道等，其研究内 容也由单一的机动车之间的冲突转向机动车一非机动车、机动车一行人的交通冲突 1 3 2 - 3 4 1 。此外，其研究范围也有所扩大，由单纯的冲突过程研究转向了更为广阔的交通 行为、交通心理、车辆构造和交通法规等综合性应用研究【3 5 】。 1 4 2 国内发展状况 交通冲突技术的研究，我国起步较晚，始于2 0 世纪8 0 年代后期，目前尚处于初 级阶段。因此，在理论研究方面比较薄弱，仅在交通冲突技术有效性、调查技术、严 重冲突的判别标准和分级标准等方面有少量研究，缺乏系统性。 1 9 8 7 年，湖南大学在瑞典l u n d 大学的进修教师周义武、唐叔梅等参加了该校 交通冲突技术课题组的部分观测研究，并加入了国际交通冲突技术委员会( t c t c t ) ， 为我国t c t 的研究工作奠定了基础【l o 3 6 1 。随后湖南大学通过国际学术交流，正式邀 请了t c t c t 主席c h y d e n 博士来华讲学，首次正式将t c t 介绍到我国交通工程界【l o 】。 同时，吉林工业大学李江等编译并出版了交通工程调查指南，该书对美国t c t 的 部分定义原则、冲突调查方法及部分其它情况进行了介绍【3 刀。1 9 9 4 年，由张苏翻译 了时任t c t c t 主席、瑞典l u n d 大学c h y d e n 博士的交通冲突技术一书，在西 南交通大学出版社出版。该书是国内第一部较系统阐述了交通冲突技术的书籍，也为 国内交通安全专家对交通冲突技术的深入研究与应用提供了极为重要的参考价值 1 1 0 1 。北京工业大学的刘小明、段海林于1 9 9 7 年在研究汽车交通发达国家交通冲突标 准化的基础上，结合分析交叉口混合交通特性，从交通冲突的定义、分类、冲突调查 时间和地点选择以及观测人员选择、样本要求等方面，对交通冲突技术在平面交叉口 交通安全评价上的标准化程序进行了研究，同时还对以交通事故统计为基础的平面交 叉口交通安全评价指标的优缺点进行了分析，建立了以交通冲突为基础的交叉口交通 冲突概率分布模型，根据交通事故与冲突问的关系，研究了应用冲突技术评价交叉口 交通安全的有效性，提出了平面交叉口安全评价指标标准的界定方法，研究为平面交 叉口的安全分析提供了一种理论方法【3 8 3 9 1 。同年，西南交通大学的张苏撰写了博士 论文中国交通冲突技术的研究，标志着我国对交通冲突技术课题的研究进入了第 2 阶段( 全国范围内大规模校正第2 次交通冲突技术研究阶段) ，其博士论文重点统计 调查了我国2 8 个特大、大、中、小城市共2 5 5 个交叉口的冲突与流量，其中还收集 了6 个城市的5 4 个交叉口的交通设施、流量、冲突和3 年事故数据，此外通过与5 个典型亚洲城市的4 0 个交叉口冲突和流量对比分析，提出了符合我国交通特点的交 福建农林人学硕。 ：学位论文 基丁交通冲突的信控环形交叉n 交通安令分析 通城市、交通安全城市分级标准及交通安全评价模型、交通事故预测模型【4 0 1 。1 9 9 8 年，张苏在博士论文的基础上出版了中国交通冲突技术一书，进一步详细介绍了 交通冲突技术，该书引入交通冲突评价的指标t c t m e ( 时均冲突数与混合交通当量 的比值) ，将城市交通安全分为特别安全、安全、边缘安全和不安全4 个等级，随后 引入t c m p c u ( 交通冲突数与交叉1 3 入1 3 交通当量的比值) 作为交通评价指标瞵】。1 9 9 9 年，西安公路交通大学( 现长安大学) 骆勇撰写了硕士论文郑州黄河公路大桥交通安 全冲突技术研究。该论文应用交通冲突技术与聚类分析和分居抽样理论相结合的方 法，确定了郑州黄河公路大桥的具体冲突观察路段，并对大桥交通安全现状进行了定 量分析，制定了大桥交通安全改善及其效益评定方澍4 1 1 。周伟、罗石贵在2 0 0 0 年在 总结现有方法的基础上，通过分析比较，建立了一种基于交通冲突技术的路段交通事 故多发点判定方法，并应用郑州黄河公路大桥的冲突观测数据验证了模型的有效性。 而罗石贵、周伟把交通冲突技术应用于路段的交通安全评价，对路段交通冲突进行定 义和分类，着重研究严重冲突的判别标准和分级标准，进一步完善和改进了现有交通 冲突技术理论，为路段交通安全分析评价提供一种新的研究途径【4 2 “3 1 。2 0 0 3 年王海 星、肖贵平将交通冲突技术与平面信号控制交叉口的入口交通量相结合，通过研究交 通流量与交通冲突的关系，尝试利用模型由交通量分析推算出交通冲突数量，然后进 行交通流量对安全评价的影响分析【4 4 1 。 因此，我国交通冲突技术的理论研究还比较薄弱，大部分研究主要集中在验证交 通冲突是否可靠、确定哪种冲突类型与事故次数存在着强相关性以及建立冲突与事故 的换算模型上。但随着交通冲突技术的不断发展，许多学者也逐步把模糊数学、灰色 评价、神经网络等数学方法引入到交通冲突技术的研究中【4 5 矧，并建立了多种交叉 口和路段的交通冲突模型【4 7 弼j ，还把t c t 拓展应用于不停车收费及高速交织区的安 全评价f 5 4 - 5 引。 1 5 研究的目的及意义 信号控制环形交叉口是城市路网中平面交叉口的一种特殊形式，它具有形式简 单、冲突点少、车流连续等特点，有利于城市绿化和景观建设。环形交叉口在引入了 信号控制后，一定程度上消除了无信号控制环形交叉口的弊端，协调利用环交的时间 和空间资源，对环道内各车流的组织也较为有序，这些均使得环形交叉口的通行能力 得到一定提高，交通拥挤与阻塞状况也得到缓解。但由于交叉口内部的冲突点和交织 福建农林人学硕f ：学位论文基于交通冲突的信拧环形交叉n 交通安个分析 段依然存在，并且因信号控制方案不合理造成的延误较大，其通行能力的提高程度依 然有限。此外，由于各个方向机动车、非机动车和行人都在同一平面上，人车混行严 重，各种道路使用者之间的冲突严重，造成相互干扰，尤其在高峰时段的大交通量情 况下，会造成长时间延误、甚至堵塞，交通事故的发生机率就会增大。因此，分析研 究有效的交通安全评价方法，对信号控制环形交叉口交通安全状况进行系统的分析合 和评价，在此基础上提出合理、有效的改善措施，以提高信号控制环形交叉口运营效 率，减少交叉口的交通事故以及提高城市整个路网的交通安全水平，均具有十分重要 的意义。 1 6 主要研究内容 本文基于信号控制环形交叉口的交通现状，采用交通冲突技术结合模糊综合评价 的交通安全评价方法对信号控制环形交叉口交通安全状况进行评价分析。根据分析结 果，提出相应的改善措施，选取合理的评价指标，建立评价方法对