（车辆工程专业论文）城市交通事故多发路段驾驶行为安全性研究.pdf

c i a s s i f i e di n d e x ：u 4 9 1 u d c ： d i s s e r l a f i o nf o rl h em a s l e rd e g r e ei ne n g i n e e r - n g r e s e a r c ho nt h ed r i v i n g b e h a v i o rs a f e t y o fu r b a nr o a d a c c i d e n t _ p r o n e c a n d i d a t e ： s u p e r v i s o r ： c h e n y i n g p r o f w a n gf e n g y u a n a c a d e m i c d e g r e ea p p l i e df o r ： m a s t e ro f e n g i n e e r i n g s p e c i a l t y ： d e p a r t m e n t ： d a t eo fo r a le x a m i n a t i o n ： u n i v e r s i 锣： v e h i c l ee n g i n e e r i n g s c h o o lo f a 呦舭a n d 亿m 删o n d e c e m b e r2 0 0 9 q i n g d a ot e c h n 0 1 0 9 i c a lu i l i v e r s i t y 硕士学位论文 城市交通事故多发路段驾驶行为安全性研究 学位论文答辩日期： 指导教师签字： 答辩委员会成员签字： 幽：堕塑 至奎垫 青岛理工大学工学硕士学位论文 目录 摘要i a b s t r a c t i i 第l 章绪论1 1 1 课题研究的背景和意义1 1 1 1 研究背景2 1 1 2 研究意义3 1 2 国内外研究现状5 1 2 1 驾驶行为国内外研究现状。5 1 2 2 驾驶行为理论研究发展趋势6 1 3 论文主要研究内容9 1 4 本章小结1 0 第2 章交通事故多发路段1 1 2 1 事故多发路段定义1 1 2 2 事故多发路段的分类1 2 2 3 事故多发路段的鉴别1 2 2 4 本文研究对象。1 3 2 5 城市交叉口交通系统1 6 2 5 1 交叉口定义1 6 2 5 2 交叉口系统构成要素1 6 2 5 3 交叉口分类1 7 2 6 本章小结1 8 第3 章驾驶行为及其形成模式1 9 3 1 驾驶行为特性1 9 3 1 1 驾驶行为1 9 3 1 2 驾驶行为的特点2 0 3 1 3 驾驶员特性2 2 3 2 驾驶员的信息处理2 3 3 2 1 信息加工模型2 3 3 2 2 驾驶员的信息处理过程2 4 3 3 交叉口驾驶行为理论2 5 3 3 1 交叉口驾驶行为特征2 5 3 3 2 影响交叉口驾驶行为的因素2 6 3 4 交叉口安全效用控制模型2 9 3 4 1 限速控制子模型3 0 3 4 2 制动距离控制子模型3 3 4 2 5 合理化建议5 9 4 3 本章小结6 0 第5 章交叉口安全效用控制系统设计6 1 5 1 系统设计：6 1 5 1 1 系统的运行环境及开发平台6 1 5 1 2 系统目标6 1 5 1 3 系统功能结构6 1 5 2 交叉口安全效用控制系统应用6 3 5 2 1 系统界面介绍6 3 5 2 2 环境设施数据输入6 6 5 2 3 驾驶行为数据输入6 7 5 2 4 安全控制效用计算6 7 5 2 5 交叉口安全效用优化6 8 5 3 本章小结一7 1 第6 章结论与展望7 2 6 1 结论7 2 6 2 研究展望7 3 参考文献7 4 攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作7 8 致j 酣7 9 青岛理工大学工学硕士学位论文 摘要 道路交通条件对驾驶行为的不良影响是引发道路交通事故的重要因素。交通 环境复杂的城市平面交叉口是交通事故多发地。车辆在通过交叉口时，驾驶员在 短时间内要对大量交通信息做出准确的反应，还要完成一系列复杂的操作，容易 发生驾驶行为失误，导致交通事故的发生。对事故多发路段尤其是交通环境复杂 的城市道路交叉口处的驾驶行为安全性进行研究并提出合理改善措施是减少道路 交通事故的重要手段。 本课题在对事故多发路段进行定义和分类的基础上，根据城市年度交通事故数 据鉴别出部分交叉口为事故多发路段，确定以交通环境复杂的城市交叉口作为典 型事故多发路段进行驾驶行为安全性的分析研究。探讨了驾驶行为特性、驾驶员 信息处理过程以及交叉口驾驶行为理论，在此基础上对交叉口建立基于驾驶员信 息处理的安全效用模型，此模型可以定量计算交叉口所提供的交通环境信息对驾 驶行为安全性的影响。选取鉴别出的事故多发交叉口作为实验对象，有针对性的 进行驾驶员选择反应时间实验以及驾驶行为测试，通过现场调查和实验来获取模 型所需数据，通过视频采集、视觉图像处理等方式，综合分析在复杂交通条件下 交叉口交通设施设置、交通流运行状态对驾驶员视觉变化、手脚操作、反应时间 等驾驶行为的影响机理，并据此提出改善事故多发交叉口驾驶行为安全性的合理 化建议。 应用面向对象的编程思想，开发了对交叉口安全效用控制模型可视化的计算分 析系统。根据提出的改善交叉口驾驶行为安全性的建议，调整信息量系数，应用 该系统计算得到的改善后交叉口的安全效用值明显高于原安全效用值，说明通过 改善交叉口交通设施设置、交通流运行状况可以提高交叉口驾驶行为的安全性。 关键词事故多发路段；交叉口；驾驶行为；系统开发 i m p r o v et h et r a 伍cc o n d i t i o n sa r ei r n p o n a j l tn l e a i l st 0d e c r e a u s et h et r a 艏ca c c i d e n t s t h ea c c i d e n t - p r o n ew a sd e f i n e da i l d c l a s s i f i e d s o m er o a di n t e r s e c t i o n sw e r e d i s t i n g u i s h e da sa c c i d e n t - p r o n eb a s e d0 nt h ed a t ao ft 而f ! f i ca c c i d e n ti na i lu r b a l la r e a t h eu r b a i lr o a di n t e r s e c t i o nw a ss e l e c t e da so b j e c t i v eo f t y p i c a la c c i d e n t p r o n et 0s t u d y t h e 嘶v i n gb e h a v i o r t h ep r o p e r t i e s o f 血v i n gb e h a v i o r t h ep r o c e s so fd r i v e r i n f 6 咖a t i o np r o c e s s i n ga n dt h et h e o 巧o f d r i v i n gb e h a v i o ri ni n t e r s e c t i o nw e r ed i s c u s s e d t h es e c u r i t yu t i l i t yc o n n o lm o d e lo fi n t e r s e c t i o n sw a s p u tf o r 、) l ，a r do nm eb a s i so fd r i v e r i n f b 姗a t i o np m c e s s i n g i tc 锄a i l a j y z eq u 锄t i t a t i v e l yt h ee 脆c to fi n t e r s e c t i o no nt h e 埘v i n gb e h a v i o rw i md i 骶r e n tt r a f ! f i cc o n d i t i o n s t h ed r i v e rr e a c t i o nt i i i l ea i l dt h e d r i v i n g b e h a v i o rw e f et e s t e d i nt h es e l e c t e d a c c i d e n t - p r o n ei n t i e r s e c t i o n t h e i n v e s t i g a t i o na i l de x p e r i i n e n tw e r ec o n d u c t e dt o g e tt h em o d e lc o n s t m c t i o nd a t a d r i v e r so p e r a t i o n so f h a n d 锄df e e t ，e 虢c t0 fd i 虢r e n ti n t e r s e c t i o nt r a m ce n v i r o n m e n t o nv i s u a lc h a i l g e ，r e a c t i o nt i m ew e r e 锄a l y z e d s y n t h e t i c a j l yi nc o i n p l e xt r a f ! f i cc o n d i t i o n t h r o u g hv i d e oc o l l e c t i o n ， v i s u a j i m a g ep r o c e s s i n g t h er e a s o n a b l ea d v i s e sw e r e p r o p o s e dt oe n h a i l c et h e 埘v i n gb e h a v i o rs a f e t yo fm o s ei n t e r s e c t i o n s t h es e c u r i t yu t i l i t yc o n t r o lm o d e lc 2 i l c u l a t i o ns y s t e mw a sd e v e l o p e de f 佬c t i v e l y b a s e do nt h ei d e 硒 o f o b j e c t o r i e n t e d p r o g r a n 呦i n g t h et r a m ce n v i r o n i n e n t c o m m u n i c a t i o nv o l u m ei n d e xw a sm o d i f i e db a s eo nt h er e a s o n a b l ea d v i s e sw m c h w e r e p r o p o s e dt oe n h a n c et h es a f e t yo ft h o s ei n t e r s e c t i o n sw m c ho r e nh a v et r a 伍ca c c i d e n t i i t h ei m p r o v e dv a l u eo fi n t e r s e c t i o ns e c u r i t yu t i l i 哆w a so b t a i n c d i ts h o w e dt h a tt h e s a f e t y0 f 衄v i n gb e h a v i o rc a nb ee n h a n c e db yi i n p r o v i n gt h e 仃a m ce n v i r o n m e n to f i n t e r s e c t i o n k e y w o r i l s ： a c c i d e n t 。p r o 】呛，h l t e r s e c t i o n ，d r i v e r b e h a v i o r ，s y s t e md e v e l o p m e n t 青岛理工大学工学硕士学位论文 第1 章绪论 道路交通系统是由道路使用者( 驾驶员、行人) 、车辆和道路环境构成的统一的 系统。这三种要素在交通事故的致因分析中所导致的事故比例不同。在道路交通 系统的三个组成部分中由道路使用者导致的交通事故占绝大部分，尤其是驾驶员。 国际驾驶员行为研究协会( d b r a ) 和日本有关学者曾经对不同国家的驾驶员进行 过驾驶员因素作为交通事故的主要因素和相关因素( 驾驶员因素、驾驶员一车辆因 素、驾驶员一道路环境因素和驾驶员一车辆一道路环境因素) 所占比例的调查，调 查结果如表1 1 所示。 表1 1 不同国家2 0 0 7 年驾驶员因素在交通事故中所占比例 国家英国美国中国法国瑞典西班牙日本德国 主要因素6 7 5 8 6 1 5 l 4 7 6 0 5 5 5 4 7 相关因素 9 4 9 3 9 0 8 5 8 1 9 2 9 4 8 6 尽管不同学术组织因其自身条件对其所调查的交通事故致因分析的统计数据 来源不同，调查分析结果或多或少地存在差异，但是驾驶员失误作为导致道路交 通事故的主要原因已被世界各国所公认。随着生命科学、计算机科学等相关学科 的迅速发展，以及人们所面对的日益严重的交通压力和交通安全问题，对驾驶员 驾驶行为的研究已经被广泛关注。 1 1 课题研究的背景和意义 通常国民收入每增加l ，机动车拥有量就会增加1 0 2 到1 9 5 。人均国民 收入达到1 0 0 0 美元至2 0 0 0 美元时；小汽车拥有量增长进入高峰期。随着经济的 发展，车辆拥有量的增加，非职业驾驶人员的人数增多，导致交通事故频繁发生， 交通事故己经成为现代社会的第一公害。交通安全是研究驾驶行为的直接动因， 实践证明驾驶行为研究对提高道路交通安全可以起到改善作用。 青岛理工大学工学硕士学位论文 1 1 1 研究背景 ( 1 ) 道路交通安全形势日益严峻 迄今为止，全世界被汽车夺去的生命已经超过3 2 0 0 万人，伤残者难以计数， 道路交通事故由此被称为“和平时代的战争”。进入2 1 世纪之后，全世界每年死于 汽车事故者已增至7 0 万人之多。在全球范围内，平均每万辆汽车每年死亡9 7 人。 由于占人口优势的发展中国家的汽车总数在增加，全世界每年死于汽车事故的总 人数也在增加。交通事故，这场“和平时代的战争”还将无情地持续下去。全球现有 7 2 亿辆汽车在行驶。除了每年有7 0 多万人死于车祸外，还有l o o o 一1 5 0 0 万人伤 残。全世界每年因道路交通事故造成的经济损失约为5 1 8 0 亿美元。随着全世界汽 车拥有量的增加，全球道路交通事故年死亡人数也在增加，但是向着两极化的方向 发展：发达国家的年死亡人数在逐年下降，并将保持在一个较低水平；发展中国家 的年死亡人数在逐年增加，一些国家的上升势头较猛，使世界道路交通事故的年 死亡总人数在逐年上升。预计到2 0 1 0 年全球道路交通事故死亡人数每年将达1 0 0 万人；到2 0 2 0 年全球道路交通事故死亡人数每年将达1 2 0 万人【2 】。 伴随着我国经济的迅速增长，我国机动车保有量保持平均每年增长1 6 左右， 增长势头迅猛。且由于我国交通环境总体情况较差，交通安全管理手段滞后以及 机动车增长速度远远超过道路设施的增长速度等其他原因，交通事故及其带来的经 济损失并未有减缓趋势。全国呈现交通事故多，直接间接损失严重的现象( 如表 1 2 ) ，道路交通安全形势十分严峻。 表1 2 我国部分年份道路交通事故四项指标统计 年份2 0 0 5 年 2 0 0 6 年2 0 0 7 年2 0 0 8 年 事故次数( 万起) 4 5 0 33 7 8 83 2 7 22 6 5 2 死亡人数( 万人) 9 8 78 9 58 1 77 3 5 受伤人数( 万人) 4 6 9 94 3 1 13 8 0 43 0 4 9 直接经济损失( 亿元) 1 8 8 31 4 9 41 2 0 51 0 0 1 如何增强驾驶安全性一直是人们极为关注的研究课题。 ( 2 ) 现代城市交通状况日益复杂对驾驶行为安全性影响越来越大 城市交通是现代城市的重要组成部分之一，城市交通的建设是一个城市发展 的重要一环。但是城市交通在执行城市运转职能的同时，也带来了许多道路交通安 2 青岛理工大学工学硕士学位论文 全方面的问题。通常情况下，增建和扩大道路系统是缓和交通紧张最常用的方法。 尽管道路不断建设，交通设施也不断完善，在短时间内城市交通拥堵会有所缓解， 但是一段时期以后交通拥堵又会重新出现，道路的建设无法满足交通量的增加。 无限量的增修道路使城市交通状况及环境不断恶化，直接影响驾驶员在行车时接 收道路交通信息量的能力，影响驾驶员行车判断力以及驾驶员的驾驶行为。 我国正处在城市化快速发展时期，城市道路及交通设施迅速膨胀。从城市道 路交通状况出发研究交通环境所提供的信息量对驾驶行为安全性的影响是积极改 善城市道路交通安全状况的重要手段。 ( 3 ) 驾驶行为安全性成为新的研究热点 近年来人们一直致力于解决道路交通安全问题的方法的研究。传统方法降低 交通事故通常是通过完善交通安全法律体系，明确交通安全责任，调整交通安全 政策，强化政府管理职能，推广和使用新技术、新方法，从而全面提高道路交通 的安全性，这些手段曾经为改善交通安全状况做出了贡献。但是随着现代技术的 不断成熟和管理手段的日臻完善，传统手段所能发挥的功效逐渐减弱。 作为交通事故中扮演重要角色的驾驶员，其行为直接和间接地引发交通事故， 因此驾驶行为的研究工作从2 0 世纪3 0 年代以来就为人们所关注【3 】。1 9 6 4 年以来有 一些驾驶行为理论模型先后被提出，然而，由于人类对自身的了解还不深刻，特 别在刻画自身认知行为方面，还有许多猜测【4 】。最近的研究表明心理疗法可以起到 减少交通事故的作用，这又给交通安全研究提供了新的方法。计算机技术的迅速 发展为认知科学带来新的发展机遇，作为一种建模工具他为生动刻画人类认知行 为以及对认知行为模型有效性验证方面提供重要手段【5 】。 1 1 2 研究意义 研究证明超过9 5 的交通碰撞是由驾驶员错误这一因素造成的。由驾驶员原因 引起的交通事故死亡人数比例超过7 0 ，且呈现逐年上升的态势，见图1 1 。 青岛理工大学工学硕士学位论文 图1 1 1 9 9 8 2 0 0 8 年事故主要原因死亡人数构成示意图 交通事故中纯粹由于道路环境引起的事故相对较少，约占1 0 。但是资料表 明，许多交通事故深究其原因，是发生事故周围的道路条件对驾驶员的心理、生理、 行为等造成了影响，引起驾驶行为不当而造成事故【。7 ，8 1 。 实践证明驾驶行为研究对提高道路交通安全可以起到积极作用【6 】。驾驶行为研 究一直以来广泛被人们所关注。解决道路交通中的安全问题是驾驶行为研究的重 要目的之一，孤立驾驶行为的研究无法体现驾驶行为研究的真正意义，在交通工 程实际中的应用将是驾驶行为研究的发展趋势和最终目标【6 】。 交通事故在道路的空间上分布分为分散型和密集型两种。据专家们多年的研 究发现，分散型的事故多与驾驶员及其他道路使用者( 骑自行车者及行人) 的不安全 行为有关；而密集型分布的事故则多与道路类型、交通设施和交通环境等因素有 关，如视距不良、傍山险道、交通设施欠缺的道路和交通环境复杂的交叉口，通 常把这类地点称为事故多发点或事故多发路段，这些地点事故率高，它是交通管 理中的难点。从国内外治理经验看，将占事故发生地点总数比例不大的( 如2 0 2 5 以上) 事故多发点( 路段) 治理好，可获得占事故总数比例较大的( 5 0 或5 0 以上) 事故率的下降。因此本文着重研究城市道路事故多发路段驾驶员驾驶行为的安全 性。 4 通信 为研 的关 的灯 识别 能力，分析驾驶员不同的社会和心理背景对其所采取驾驶行为的制约。近几年国 外对驾驶员行为的研究多侧重于通过大量问卷调查探讨驾驶员的各种性格特征与 操纵冒险行为及事故发生概率之间的关系。由英国著名心理学家e y s e n c k 提出的 e p q 理论认为人的外向型、易变型和反社会型性格与交通事故发生率之间的关系最 大。另外一些研究学者以驾驶模拟器为辅助手段，研究了不同年龄阶段驾驶员对 突发事件所需的感知反应时间刚3 1 。 我国目前关于汽车驾驶行为的研究主要包括： ( 1 ) 应用多种方法探讨、评价驾驶适应性。着重于驾驶员暗适应能力、反应 时间、感知特性等对交通安全影响的测试、调查与定性分析，并提出了相应的评 价指标和检测系统1 4 1 5 】；以数学模型和考核程序为基础，开发面向人一车一道路 环境系统的汽车驾驶模拟器【l q ；利用神经网络和模糊逻辑相结合的方法对驾驶员 主动安全性因素进行辨识与分析并生成综合测评系纠1 。7 1 。 ( 2 ) 研究驾驶员特定行为模型。在综合考虑驾驶员一汽车一道路交通环境各 种决策影响因素的前提下，建立了一些驾驶员特定行为操作模型【1 8 1 。 ( 3 ) 侧重于研究驾驶员可靠性的评价方法，并建立相应的模型。从驾驶员行 为致因理论和历年交通事故数据出发，结合分析影响驾驶员安全驾驶主要心理生 青岛理工大学工学硕士学位论文 理因素后，提出驾驶员操作可靠性评定方法，并建立相应的可靠性模型，阐明驾 驶员可靠性与行车安全的关系【1 4 1 。 ( 4 ) 分析驾驶员反应特性与交通事故影响程度大小的关系。如采用运动反应 时测定仪对驾驶员的反应时间、动作时间等进行抽样调查；运用统计学原理对其 与交通事故的关系做相关分析，探明了反应特性各项指标与交通事故的相关性， 以及这些指标在各类驾驶员之间的差异性1 9 测。 ( 5 ) 在研究车辆跟驰行为的过程中也产生了一些新的模型构建思想。例如： 2 0 0 3 年，王武宏提出“从驾驶行为分析的角度构建车辆跟驰模型”【2 ，后来他又提 出“在跟驰模型构建过程中考虑驾驶员的多信息处理和多通道判断能力”【2 2 】；吉林 大学学者2 0 0 5 年定性研究了跟驰过程中驾驶员的认知结构2 3 1 ，2 0 0 6 年又简单研究 了“基于认知心理学的驾驶员信息加工模式”阱】。 1 2 2 驾驶行为理论研究发展趋势 驾驶员行为理论及模型存在以下发展趋势： ( 1 ) 应用领域专门化 由于道路交通系统的复杂性，尤其是驾驶行为影响因素的多样性、随机性和 影响程度难度量性，要想构建一个公认的、“标准”的驾驶员行为模型可能不现实。 相反，针对不同用途建立相应的驾驶员行为模型，也许能更准确地反映不同交通 状况下真实的驾驶员行为。例如：针对高速公路和城市道路所开发的不同的驾驶 员行为模型、用于驾驶员信息系统的驾驶员行为模型等等2 7 1 。 ( 2 ) 研究手段多样化 1 ) 数据采集方法多样化 采用微波检测、视频检测等技术，以及数字信号处理、图像处理、语音处理、 数据挖掘、人工智能等领域的前沿成果，设计更经济、实用的动态交通信息采集 与处理方案，充分实现信息的深度挖掘、集成和应用可使道路交通系统中的多源 信息，以及多源信息刺激下驾驶员行为特征数据的采集成为可能，例如天气、道 路状况、车辆状况、驾驶员面部表情、压力承受度等等2 剐。 2 ) 输入变量人性化 对驾驶行为的研究，不再采用代表固定控制规则和最优驾驶性能的参数，而 6 青岛理工大学工学硕士学位论文 规则的、期望型感知变量。同时，通过引入一些意识变量 配一些与交通状况密切相关的参数来提高驾驶员行为模型 的研究，应进一步考虑复杂交通环境中信息刺激的多源性 行为的可变影响性，开发能综合反映多源信息刺激的驾驶 源信息不仅包括外部环境信息、车辆自身信息、车内复合 员的认知结构、驾驶员对多源信息刺激的响应情况等3 0 1 。 研究须建立一个完善的评价体系，此体系能对模型功效做 出合理的评价并指导模型的改进和完善。 3 ) 模型全面验证 模型验证过程中，受测驾驶员对显示器上的交通状况做出反应的同时，交通 环境也能对受测驾驶员的行为做出反应，即受测驾驶员要与交通环境交互作用， 从而达到更真实的仿真场景。由于现实条件的限制( 如场地、检测仪器、车载设 备、被测试人员的非自然状态等) ，真正具有现实意义的模型验证少之又少，因此 对驾驶员行为模型的验证目前只停留在仿真阶段3 1 1 。 ( 4 ) 模型构建实用化 对驾驶员行为建模及仿真时，应该结合实际交通需求，不能只是追求数学表 达式形式上的完善，真正实用的驾驶员行为模型应该具有解决实际交通问题的能 力。 1 ) 模型完善动态化 对驾驶员行为要有充分、系统的认识，认识越深刻所建立的驾驶员行为模型 就越符合实际，越能很好地描述动态交通系统，就可以弥补驾驶员行为模型的不 完善性，提高模型的应用能力3 2 1 。 2 ) 模型简单实用化 简单、实用是判断驾驶员行为建模及仿真应用性的重要标准，简单、实用的 驾驶员行为模型更加容易推广。人们很难接受应用复杂、输入条件苛刻的驾驶员 行为模型，尽管复杂的模型能很好地解释某些交通现象或模拟再现驾驶员行为， 青岛理工大学工学硕士学位论文 但复杂模型求解难度大、计算时间长、使用生命力较弱。 3 ) 模型应用智能化 将在理论上和计算上行之有效的驾驶员行为模型转化为实际的驾驶行为控制 系统。例如，汽车智能驾驶系统能利用道路交通系统中的多源信息，有效地选取 车辆的安全运行模式，实现主动安全防撞决策，避免交通事故的发生【3 3 ，蚓。 4 ) 交通环境治理方面的应用 驾驶员不仅是道路交通系统的信息处理者和决策者，也是调节者和控制者。 驾驶员是操纵汽车的主体，不同的驾驶员有着不同的驾驶行为和驾驶习惯，例如 对转向盘、离合器、换档杆、加速踏板的控制等。好的驾驶行为会降低汽车的燃 料消耗和污染物排放。据有关专家预测，驾驶员采用合理的驾驶行为进行操作， 可使汽车燃料消耗降低1 5 左右，使污染物排放大幅度减少3 5 1 。 5 ) 交通流诱导方面的应用 信息条件下道路出行者路线选择行为的不确定性和出行者个人偏好容易导致 交通流诱导负效应的产生。对驾驶员行为多变性机理进行深入、系统地研究，可 以有效地处理驾驶决策过程中的不确定性问题，提出消除负效应的有效理论和方 讨：【3 6 t3 7 】 i f 、 o 6 ) 交通安全方面的应用 现代化道路交通系统是由人、车、路和环境构成的一个复杂的、动态系统， 其中驾驶员行为对道路交通的正常运行起着关键性作用。为此，需以驾驶员行为 特性研究为核心，开展综合性交通安全措施( 包括交通法规和交通四要素等) 等 方面的研究阢3 9 1 。 在探讨已有驾驶行为研究的成果及其未来发展趋势的同时，还要看到我国对 驾驶员行为的研究还处于起步阶段，由于驾驶行为具有复杂性和模糊性，目前的 研究多侧重于单一条件下驾驶行为规律，且实验一般采取主干路或高速公路等一 般道路，还没有深入研究经常出现驾驶行为失误的多源信息环境下交通事故多发 路段的驾驶行为的安全性。因此，本课题针对事故多发路段进行驾驶行为的视频 记录和图像处理分析，通过对事故多发路段的观察、交通干扰的研究，分析驾驶 员的动作、反应和驾驶习惯，建立实用的基于驾驶员信息处理的驾驶行为安全效 用模型，促进我国驾驶行为安全性的研究发展，符合驾驶行为研究的发展趋势。 8 理模式， 过模型计 算交叉口的驾驶行为安全效用值； ( 4 ) 通过现场实验来获取模型计算所需数据。详细介绍实验方案以及如何调 查交叉口现场环境，同时进行了驾驶员选择反应时间实验以及交叉口驾驶行为实 验，根据实验所得到的数据对两个实验交叉口安全效用值进行计算，并根据计算 结果结合实验数据分析交叉口各因素对驾驶行为安全性的影响机理，验证交叉口 安全效用控制模型的正确性。提出改善交叉口驾驶行为安全性的合理化建议； ( 5 ) 应用面向对象的编程思想，使用v c + + 对交叉口安全效用控制模型提供 可视化的计算分析系统，并对系统的目标、功能结构等进行分析阐述。应用自行 开发的安全效用控制系统，对交叉口驾驶行为的安全效用进行分析，并根据提出 的合理化的建议，修正交叉口环境信息量系数，得到改善后交叉口的安全效用值， 证明通过改善交叉口交通环境可以提高交叉口驾驶行为的安全性。 论文研究的技术路线具体描述如图1 2 所示。 9 青岛理工大学工学硕士学位论文 国 ：际! i 应r i 用： l 一一_ l 1 4 本章小结 1 2 论文研究技术路线 第一章： 第二章 第三章 第四章 第五章 图 本章简要分析了对事故多发路段驾驶行为安全性研究的重要性，总结驾驶行 为国内外研究现状及其发展趋势，介绍国内外现有驾驶行为理论。讨论了课题背 景及研究的目的，最后介绍了本文的主要研究内容和技术路线。 1 0 1_ 一理论与方法体系一 ri|ll_ 验证 多称之为 “事故多 定义也有 ( m o n a s h 中将事故 路段的事 故次数明显多于其他路段，或超过某一规定的数值时，则该路段即为危险路段【4 2 1 。 湖南大学冯桂炎教授从事故的分布特征角度指出：事故密集分布的路段和交叉口 称为事故多发点或路段【4 3 】。湖南省在全面排查治理道路交通事故多发路段的工作 过程中，对事故多发点和事故多发路段做了以下规定：5 0 0 m 范围内，在一年中发 生3 次重大以上交通事故的区域称为事故多发点，道路上2 0 0 0 m 范围或道路桥梁、 涵洞全程的事故多发地称之为事故多发路段嗍。 综合国内外学者专家对事故多发路段的不同的定义，可以总结出事故多发位 置的定义有几个重要的内涵：首先，这里的“位置 可以是一个点、一个路段、 整个一条道路或一个区域。其次，事故多发位置对数据统计时间有要求“较 长一段时间”。这主要是为了避免事故统计的偶然性，这个“时段”的长度应根 据所研究道路的运营状况分析确定，时间过短，事故的偶发性过大，不能说明一 般规律；过长，则路网中的道路状况、交通设施、交通量、交通环境及交通管理 水平等的改变，使统计数据缺乏可比性，通常周期选取2 4 年。再次，定义中的 道路交通事故的数量是一个广义的概念。交通事故数量可以是事故的绝对次数， 也可以是死亡人数、受伤人数、各种事故率、死亡率、事故损失等不同指标，或 某些事故特征的发生量( 如：超速引起的) 【4 5 】。 综上所述，本文对事故多发路段或作如下定义：事故多发路段是指在相对较 长的一个时间段里，发生的道路交通事故的数量及其相关特征与其他正常位置相 青岛理工大学工学硕士学位论文 比突出或明显的某些位置( 点、路段或区域) 。 2 2 事故多发路段的分类 根据城市道路的交通环境和事故形态的特点，将城市交通事故多发路段分为 以下三类。 ( 1 ) 学校及企事业单位比较密集的路段 在该类路段发生的交通事故主要是机动车与非机动车、行人相撞而导致非机 动车驾驶人，行人死亡或受伤。一方面，机动车在通过这类路段时，容易超速行 驶，或者疏忽大意、导致驾驶行为不当等原因而诱发事故；另一方面，这类路段 学校和企事业密集分布，这必然导致行人过街的增加，致使路段交通流混行严重， 如果非机动车驾驶人和行人交通法制观念淡薄，不按规定通行，则容易依法交通 事故。 ( 2 ) 宽阔平坦的平直路段 宽阔平坦的路面容易使驾驶员，注意力下降，心情放松，自信心增强，容易发 生因超速、强超强会造成相刮相撞或追尾的事故，也有可能发生非机动车和行人 不按规定通行而造成的人身伤亡事故。 ( 3 ) 交通环境复杂的城市交叉路口 近年来城市道路拥挤尤其是城市主干路交叉口附近交通流复杂影响驾驶员心 理及驾驶行为的可靠性。不安全交叉口的存在是导致城市道路交通事故频发的重 要原因之一。在某些交叉路口，由于建筑物，广告牌或者行道树的影响，致使交 叉口视野狭窄，存在视觉盲点，使驾驶员在安全行车视距内看不清交叉的另一条 路上的交通情况，进而盲目行驶，酿成交通事故。 2 3 事故多发路段的鉴别 交通事故的四项统计数字( 交通事故数，死亡人数，重伤人数，直接经济损 失) 是交通安全评价指标的基本组成部分，是最早被确定用来记录和描述交通事 故的方式，基本涵盖了交通事故所造成各种损害的主要方面，表征的交通事故情 况直接且直观，其含义十分明确。利用这四项统计数字评价交通安全状况时，通 常是采用对比的方法。如对同一时间段内不同地区之间的事故统计数字进行对比， 1 2 交叉口1 2 处，这些交叉口事故相关数据和类型描述如表2 1 所示。 2 4 本文研究对象 当 数 这 响 权 除 伤 交 的 城市平面交叉口是城市道路网络的枢纽，也是交通事故多发地。表2 2 中美国 2 0 0 2 年数据表明2 1 的车辆交通事故在信号交叉口发生，2 4 的设施损坏和人员 伤害发生在信号交叉口地区1 ；联邦德国农村交通事故的3 6 发生在平面交叉口， 城市交通事故的6 0 8 0 发生在平面交叉口【4 7 】；日本1 9 9 0 年的死亡事故发生在 交叉路口及其附近的事故数占总事故的4 2 2 【4 8 】；中国城市交通事故大约3 0 发 生在平面交叉口【4 9 】。平面交叉口是事故多发地，原因之一是平面交叉口交通流运 行复杂。车辆在通过交叉口时，驾驶员在极短时间内不但要对大量交通信息做出 正确而准确的反应，而且还要完成一系列复杂的操作，如减速转向等，从而容易 发生驾驶行为失误，进而导致交通事故的发生。由于目前我国城市平面交叉口设 计不甚合理，又缺少必要的交通控制，加之城市平面交叉口混行严重。因此本文 着重研究交通环境复杂的城市平面交叉口驾驶行为( 为了方便，城市平面交叉口以 下简称为交叉口) 。 1 3 青岛理工大学工学硕士学位论文 表2 1 青岛市2 0 0 7 年部分交叉口交通事故数据 事轻重死 直接 序交叉口当量交叉口 故伤伤亡 经济 号 名称事故数类型 数数数数 损失 l 东海路燕儿岛路 1 030o7 0 6 1 8 92 9 6 5 四支分叉一支变窄 2 山东路香港中路 4oo26 5 7 8 42 1 “四支分叉十字型 3 江西路徐州路 502 0 7 0 9 2 3 1 7 7 7四支分叉x 型 4 延安三路东海路 1 04oo5 6 7 8 01 7 4 2 三支分叉t 型 5 香港中路福州路 5l003 7 6 9 50 4 9 4 四支分叉十字形 6 山东路闽江路 2l002 8 3 6 50 4 7 0 三支分叉t 型 7 香港中路南京路 820o5 8 3 2 50 9 4 6四支分叉x 型 8 东海路山东路 6l0o3 2 1 1 50 4 8 0 四支分叉十字形 9 香港中路高雄路 32001 5 1 7 50 8 3 7 四支分叉k 型 1 0中山路肥城路74002 0 3 3 51 6 5 1四支分叉主支交义 1 1 山东路抚顺路 830o3 5 3 2 71 2 8 8 四支分叉十字形 1 2 广西路安徽路 610o1 2 0 0 00 4 3 0 四至分叉十字型 表2 2 美国2 0 0 2 年交叉口事故数和严重程度 类型事故数事故数比例事故伤亡人数伤亡比例 非交叉口事故 3 5 9 9 0 0 05 7 1 0 2 2 5 4 95 2 交叉口事故 2 7 1 7 0 0 04 3 9 4 4 7 6 04 8 信号交叉口事故 1 2 9 9 0 0 0 2 1 4 6 2 7 6 62 4 非信号交叉口事故 1 4 1 8 0 0 02 2 4 8 1 9 9 42 4 合计 6 3 1 6 0 0 0 1 0 0 1 9 6 7 3 0 91 0 0 据我国研究人员的统计，城市道路交通事故有6 0 的发生在交叉口，从表2 3 1 4 青岛理工大学工学硕士学位论文 中可以看出城市道路交叉口发生事故比例较大，城市道路中各种横断面形式下交 叉口事故严重程度高于路段事故。 表2 3 我国2 0 0 3 年各种路口路段类型的交通事故情况表 次数死亡人数受伤人数直接损失 项目 数量占总数数量占总数数量占总数数量占总数 合计 6 6 7 5 0 71 0 0 1 0 4 3 7 41 0 0 钙1 4 1 7 31 0 0 3 3 6 9 1 4 6 8 5 21 0 0 三枝分叉口 5 3 6 0 18 0 3 7 1 0 86 8 1 4 2 3 8 88 5 8 2 1 8 8 5 6 2 0 26 5 0 四枝分叉口 6 1 6 1 l9 2 3 6 2 2 15 9 6 4 2 4 8 08 6 0 3 2 1 0 2 8 1 3 79 5 3 多枝分叉口 2 4 7 00 3 7 2 8 20 2 7 1 7 0 40 3 4 1 0 9 3 7 0 6 3 0 3 2 环形交叉 3 2 7 1o 4 9 3 0 3o 2 9 2 1 3 10 4 3 1 4 3 9 1 4 81 o 4 3 立体交叉 2 2 7 00 3 4 2 8 2o 2 7 1 4 8 00 3 0 3 0 6 1 3 6 9 3 0 9 1 铁路道口 5 3 40 0 8 1 0 4o 1 0 3 5 1o 0 7 2 7 8 4 3 8 3 o 0 8 隧道 2 0 6 9o 3 l 1 8 8 0 1 8 9 6 l 0 1 9 2 5 4 4 6 5 9 8o 7 6 桥梁 7 4 7 61 1 2 1 6 3 91 5 7 5 5 0 41 1 1 5 9 0 3 7 6 3 5 1 7 5 窄路3 4 0 4 0 5 1 6 6 80 6 4 3 5 1 0 o 7 1 15 2 8 2 7 2 6 0 4 5 高架路段1 0 0 7 9 1 5 1 3 2 4 0 3 1 1 4 8 4 0 3 0 1 0 7 2 8 4 2 1 63 1 8 变窄路段 3 2 7 0 0 4 9 5 7 4 0 5 5 2 7 1 0 o 5 5 2 2 0 3 0 1 1 7o 6 5 正常4 1 6 9 2 56 2 4 6 7 5 3 1 5 7 2 1 6 3 3 8 5 5 96 8 5 1 2 0 5 5 8 2 3 5 4 7 6 1 0 2 其他路段1 0 0 5 2 71 5 0 6 1 1 3 6 61 0 8 9 5 0 9 1 11 0 3 0 4 8 5 6 3 1 0 5 41 4 4 1 根据北京市2 0 0 5 年事故数据的统计结果，如表2 4 所示，城区事故有5 9 发 生在交叉路口，其中，城市道路中的支路，其路口的事故发生比例达到了6 9 。 而在远郊区县，往往事故发生在路口的比例会比较低。这与城市交叉口连接道路 交通量大、行人非机动车过街干扰严重等原因有关。 表2 _ 4 北京市交叉口事故发生频率 地域 主路次路 支路 平均 城区 5 7 6 3 5 8 5 8 近郊 4 7 4 5 3 8 4 6 远郊 3 6 2 9 3 6 3 4 不安全交叉口的存在是导致城市道路交通事故频发的重要原因之一。迫切需 青岛理工大学工学硕士学位论文 要能够有