[發(fā)明專利]一種交叉口行車安全性評價方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110491070.1
• 申請日: 2021-05-06
• 公開（公告）號: CN113256970B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發(fā)明（設計）人: 馬艷麗;張宿峰;田佳佳;周年發(fā);栗萍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業(yè)大學;黑龍江省公路建設中心
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01
• 代理公司: 哈爾濱工業(yè)大學專利中心 23200
• 代理人: 孫宇博

1.一種交叉口行車安全性評價方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、獲取交叉口附近線形設計數(shù)據(jù)及相關交通數(shù)據(jù)；

步驟二、利用所獲取的交通數(shù)據(jù)，判斷交叉口路況；交叉口路況判斷方法如下：

對交叉口視野進行評價，確定交叉口是否存在障礙物影響駕駛員視野，步驟如下：

首先，根據(jù)交叉口線形設計數(shù)據(jù)及實際交通數(shù)據(jù)，輸出在次要路段左轉、右轉及穿越主要道路需要的主要道路視野距離：

ISD₁＝0.278V₁×t₁

式中：ISD₁—次要道路車輛左轉所需主要道路左側視野距離(m)；V₁—主要道路上左側直行車輛第85百分位運行速度(km/h)；t₁—次要道路左轉所需時間(s)；

在次要道路決策點處左轉需要觀察的主要道路右側視野距離：

ISD₂＝0.278V₂×t₂

式中：ISD₂—次要道路車輛左轉所需主要道路右側視野距離(m)；V₂—主要道路上右側直行車輛第85百分位運行速度(km/h)；t₂—次要道路左轉所需時間(s)，t₂＝t₁；

在次要道路決策點處右轉需要觀察的主要道路左側視野距離：

ISD₃＝0.278V₃×t₃

式中：ISD₃—次要道路車輛右轉所需主要道路左側視野距離(m)；V₃—主要道路上左側直行車輛第85百分位運行速度(km/h)，V₃＝V₁；t₃—次要道路右轉所需時間(s)；

在次要道路決策點處右轉需要觀察的主要道路右側視野距離：

ISD₄＝0.278V₄×t₄

式中：ISD₄—次要道路車輛右轉所需主要道路右側視野距離(m)；V₄—主要道路上右側直行車輛第85百分位運行速度(km/h)，V₄＝V₂；t₄—次要道路右轉所需時間(s)，t₄＝t₃；

在次要道路決策點處穿過主要道路需要觀察的主要道路左側視野距離：

ISD₅＝0.278V₅×t₅

式中：ISD₅—次要道路車輛穿過主要道路所需主要道路左側視野距離(m)；V₅—主要道路上左側直行車輛第85百分位運行速度(km/h)，V₅＝V₁；t₅—次要道路穿過主要道路所需時間(s)；

在次要道路決策點處穿過主要道路需要觀察的主要道路右側視野距離：

ISD₆＝0.278V₆×t₆

式中：ISD₆—次要道路車輛穿過主要道路所需主要道路右側視野距離(m)；V₆—主要道路上右側直行車輛第85百分位運行速度(km/h)V₆＝V₂；t₆—次要道路穿過主要道路所需時間(s)，t₆＝t₅；

其次，根據(jù)實際交叉口設計線形數(shù)據(jù)及左轉、右轉及穿越主要道路的ISD確定次要道路駕駛員視野三角形；

再次，根據(jù)交叉口道路線形數(shù)據(jù)輸出決策點處駕駛員視野高度：

h₁＝1080+10P_xslope×LW_major+10a×P_minor

式中：h₁—駕駛員視野高度(mm)；P_xslope—主要道路路面的橫坡坡度(％)；LW_major—主要道路的行車寬度(m)；a—次要道路決策點距離主要道路邊緣線距離(m)；P_minor—次要道路縱坡(％)；

最后，根據(jù)左轉、右轉及穿越主要道路的視野三角形和駕駛員視野高度h₁進行視野評價，即確定視野三角形范圍內是否存在高度高于h₁的障礙物影響駕駛員視野；若不存在，即ISD'_i≥ISD_i，則輸出結果為A；若存在，即ISD'_i＜ISD_i，則輸出主要道路實際視野距離ISD'_i，在ISD'_i限制下，保證安全的主要車道最大允許車速V'_i為：

V'_i＝3.6ISD_i'/t_i，i＝1，2，3，4，5，6

式中：V'_i—保證行車安全條件下相應主要車道下的最高限速(km/h)；ISD'_i—主要道路實際視野距離ISD'_i；結合交叉口日交通量ADT，確定交叉口視野評價安全等級；

對平曲線停車視距進行評價，確定交叉口前平曲線是否有充足的停車視距保證駕駛員安全停車；若交叉口前不存在平曲線，則直接輸出評價結果A；若存在，具體步驟為：

首先，確定實際行車條件下的期望停車視距：

SSD₂＝0.278V₈×t₈+V₈²/254(a/g+G)

式中：

SSD₂—期望停車視距(m)；V₈—道路上第85分位車輛速度(km/h)；t₈—駕駛員剎車反應時間(s)，取2.5s；a—停車加速度(m/s²)，取0.43m/s²；g—重力加速度(m/s²)，取0.98m/s²；G—縱坡坡度(％)；

其次，確定實際行車條件下的期望視野寬度，

當Lc≥SSD₂時，

右轉曲線:

CSW₁＝(R-0.25LW)×(1-cos(SSD₂/2(R-0.25LW)))-0.75LW

左轉曲線:

CSW₂＝(R+0.25LW)×(1-cos(SSD₂/2(R+0.25LW)))-1.25LW

當Lc＜SSD₂時，

右轉曲線:

左轉曲線:

式中：CSW—期望視野寬度(m)；L_c—平曲線長度(m)；R—平曲線半徑(m)；LW—車道寬度(m)；

再次，進行平曲線停車視距評價，如果實際視野寬度CSW'≥CSW，則平曲線停車視距評價結果為A；

如果CSW'＜CSW，反算出實際停車視距條件下保證行車安全的最高限制速度V'₈，結合交叉口交通量情況，確定平曲線停車時距評價安全等級；

對豎曲線停車視距進行評價，確定交叉口前豎曲線是否有充足的停車視距保證駕駛員安全停車，步驟如下：

首先，確定實際行車條件下的期望停車視距：

SSD₁＝0.278V₇×t₇+V₇²/254(a/g+G)

式中：SSD₁—期望停車視距(m)；V₇—道路上第85分位車輛速度(km/h)；t₇—駕駛員剎車反應時間(s)，取2.5s；a—停車加速度(m/s²)，取0.43m/s²；g—重力加速度(m/s²)，取0.98m/s²；G—縱坡坡度(％)；

其次，確定期望豎曲線長度，

當SSD₁＜L時，輸出L₁:

L₃＝L₁

式中：A-豎曲線前后坡坡度差(％)；h₁—駕駛員視野高度(m)，取1.08m；h₂—道路表面物體高度(m)，取0.6m；L—實際豎曲線長度；L₃—期望豎曲線長度

當SSD₁≥L時，輸出L₂:

L₃＝L₂

最后，進行豎曲線停車視距評價，如果L≥L₃，則豎曲線停車視距評價結果為A；

如果L＜L₃，則：

當SSD₁＜L時：

當SSD₁≥L時：

式中：SSD'₁—實際停車視距(m)；

根據(jù)公式：

SSD'₁＝0.278V'₇×t₇+V'₇²/254(a/g+G)

可反算出實際停車視距條件下保證行車安全的最高限制速度V'₇，結合交叉口交通量情況，確定豎曲線停車時距評價安全等級；

對交通信號視距進行評價，確定交叉口前是否有充足的視野范圍保證駕駛員可以完整、準確觀察到交通信息；若交叉口不存在交通信號燈或交通信息指示標志，則直接輸出評價結果A；若存在，具體步驟為：

具體步驟如下：

首先確定交叉口前最小停車距離SSD₃

SSD₃＝0.278V₉×t₉+V₉²/254(a/g+G)

SSD₃—期望停車視距(m)；V₉—道路上第85分位車輛速度(km/h)；t₉—駕駛員剎車反應時間(s)，取2.5s；a—停車加速度(m/s²)，取0.43m/s²；g—重力加速度(m/s²)，取0.98m/s²；G—縱坡坡度(％)；

其次，根據(jù)交通信號高度h₃和保證行車安全的交通信號視距確定交叉口前駕駛員視野三角形；

VD₁＝SSD₃+W

VD₁—交通信號視距(m)；W—停車線距離信號燈距離(m)；h₃—交通信號設施高度(m)；

最后，檢查視野三角形內是否存在障礙物，若不存在障礙物，即VD'₁≥VD₁則輸出評價結果A；若存在障礙物，即VD'₁＜VD₁，則輸出實際交通信號視距VD'₁；

SSD'₃＝VD'₁-W

SSD'₃—實際條件下的實際最小停車距離(m)；

根據(jù)SSD'₃反算出實際停車視距條件下保證行車安全的最高限制速度V'₉，結合交叉口交通量情況，確定豎曲線停車時距評價安全等級；

步驟三、得到交叉口行車安全性評價結果。