[發明專利]城市道路交叉口的交通風險表征與評估方法、裝置及設備

在審

• 申請號: 202211266983.4
• 申請日: 2022-10-17
• 公開（公告）號: CN115691123A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 楊林;左澤均;羅學昆
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 吳曉茜

本發明提出了一種城市道路交叉口的交通風險表征與評估方法、裝置及設備。結合交通沖突頻率和沖突嚴重程度構建交通風險指標；引入煙羽擴散模型模擬沖突點交通風險向鄰域的傳播擴散過程，表征交叉路口全域的風險分布；基于該交叉口風險分布，實施交叉口精細交通風險多維度的層次評價體系，主要包括基于面積的整體風險、基于單個運動軌跡的路徑交通風險、基于多個軌跡的通行模式風險。本發明構建的交叉路口全域交通風險量化模型和多維度層次評價體系，通過風險場模擬方法賦能單路徑或群體交通模式下的風險評估，有望為未來的城市風險分析起到了重要的支撐作用，進而為智能汽車、智慧交通、安全出行及新型智慧城市的發展建設提供技術保障。

技術領域

本發明涉及交通風險評估技術領域，尤其涉及一種城市道路交叉口的交通風險表征與評估方法、裝置及設備。

背景技術

城市道路交叉口由于其復雜的時空動態性及多模式特征，包含大量的交通沖突與通行風險。在發達國家和發展中國家，如美國、挪威、日本、新加坡和泰國，道路交叉口交通事故約占所有報告交通事故的20-45％(Golembiewsk et al.,2011；Ma et al.,2021；Tayet al.,2017；Elvik et al.,2005；Lord et al.,2007)。評估城市道路交叉口的交通風險，一直是識別交叉口設計的潛在安全風險(Essa et al.,2018)的一種主要手段，對改善交通狀況、保障道路使用者的人身安全至關重要(Nopadon Kronprasert et al.,2021)。

在過去近幾十年中，交叉口交通風險評估是交通風險評估領域里面的研究重點。(Chen et al,,2020)通過計算機視覺技術跟蹤交叉路口區域車輛，采用TTC指標計算區域內的潛在沖突點位置和沖突嚴重程度；(Wei et al.,2019)提出了一種三維立方體搜索算法，通過檢測軌跡之間的接近度來判別交通沖突和沖突嚴重程度；(VittorioAstarita etal.,2019)提出根據準確的碰撞動力學變量來評估由此產生的潛在碰撞的嚴重性，由此計算交通沖突的風險值；(Shi et al.,2018)提出了關鍵風險指標(KRI)的概念，使用混合指標評估風險敞口。基于能夠識別事故前的交通風險的時間積分碰撞時間(TIT)和事故可能性指數(CPI)，開發KPI表達式評估交叉口交通風險嚴重性以及可能性；(Guo et al.,2016)評估了信號交叉口非常規外部左轉車道的安全影響；(Justice et al.,2020)研究了信號交叉口左轉碰撞風險如何隨交通條件的變化而變化。上述的方法只關注沖突點的交通風險。實際交叉口場景產生交通沖突后，處于沖突點一定范圍內的道路使用者的通行均將受到影響進而增加其交通風險。總之，交通沖突點的影響會向周圍擴散，非沖突點位置同樣也可能存在一定程度的風險，而現有方法無法支持任意位置的風險計算。同時，從交叉口處風險量化評價用于指導道路使用者出行的視角分析，評價角度具有路口級、模式級和路徑級三個層次。然而上述方法無法做到全面兼顧；

因此，實現任意位置的交通風險評估，以及實現路口級、模式級和路徑級多層次的交通風險評估是亟待解決的技術問題。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種通過建立多維風險量化模型，揭示路口時空動態風險分布，為風險決策提供定量參考的方法以及對應的裝置及電子設備。

根據本發明的第一方面，本發明提供了一種城市道路交叉口的交通風險表征與評估方法，包括以下步驟：

使用動態時間歸整的軌跡分類方法對交叉口內運動對象的軌跡進行分類，提取通行模式；

采用碰撞時間作為關鍵指標來衡量兩車是否發生交通沖突，以識別發生交通沖突的軌跡點，即沖突點；

檢測沖突點所屬的通行模式，并根據所屬的通行模式對沖突點進行分類，不同的通行模式將產生不同的風險擴散的初值作用于單個對象的風險擴散模擬；

融合交通沖突頻率和嚴重程度，構建交通風險指標R，以此量化沖突點的交通風險；