[發(fā)明專利]一種基于速度風(fēng)險勢場的高速公路行車風(fēng)險甄別方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310082661.2
• 申請日: 2023-02-08
• 公開（公告）號: CN116343473A
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 裴非飛;張馳;何富勇;張敏;王雪;王世法;王博;黃河;趙一靜;劉志彤;謝子龍;毛廣茂;劉昌赫
• 申請（專利權(quán)）人: 四川成綿蒼巴高速公路有限責(zé)任公司成都分公司;長安大學(xué)
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G08B31/00
• 代理公司: 西安尚睿致誠知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61232
• 代理人: 何凱英

1.一種基于速度風(fēng)險勢場的高速公路行車風(fēng)險甄別方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)、數(shù)據(jù)采集與處理：采集并處理門架卡口道路斷面監(jiān)測數(shù)據(jù)、高速公路事故數(shù)據(jù)和地圖POI數(shù)據(jù)；

2)、對步驟1)中采集與處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以獲得速度數(shù)據(jù)和交通事故數(shù)據(jù)；

3)、根據(jù)步驟2)中的數(shù)據(jù)分析結(jié)果，建立速度風(fēng)險勢場模型，確定速度勢能V_i,j、速度勢能場場強和速度風(fēng)險勢場強度實現(xiàn)基于速度風(fēng)險勢場的高速公路行車風(fēng)險甄別。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于速度風(fēng)險勢場的高速公路行車風(fēng)險甄別方法，其特征在于，所述步驟1)中，采集并處理的門架卡口道路斷面監(jiān)測數(shù)據(jù)包括車牌、車型、行車方向、時間、速度及車道；采集并處理的高速公路事故數(shù)據(jù)包括時間、樁號、行車方向、事故車型及事故類型；采集并處理的地圖POI數(shù)據(jù)包括坐標(biāo)、監(jiān)測時間、路段時長及行程時間。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于速度風(fēng)險勢場的高速公路行車風(fēng)險甄別方法，其特征在于，所述步驟2)中，獲得所述速度數(shù)據(jù)具體為：對同一時間內(nèi)所述門架卡口道路斷面監(jiān)測數(shù)據(jù)中的車輛速度進(jìn)行統(tǒng)計，得到75％、50％、25％分位值和平均值，并與所述地圖POI數(shù)據(jù)中的車輛速度進(jìn)行對比，同時將采集到的橫斷面車速按照車道和時間進(jìn)行分類統(tǒng)計；獲得的所述交通事故數(shù)據(jù)包括對比速度梯度與交通事故的分布規(guī)律、對比道路平均縱坡與交通事故的分布規(guī)律和對比道路半徑對交通事故的影響。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于速度風(fēng)險勢場的高速公路行車風(fēng)險甄別方法，其特征在于，在獲得所述對比道路半徑對交通事故的影響時，取道路不設(shè)超高的圓曲線最小半徑R^*規(guī)范值與道路半徑R比值為曲率參數(shù)α，α與行車風(fēng)險呈正相關(guān)，當(dāng)R≥R^*時視為與直線段相近對行車安全影響不大，α取1，

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于速度風(fēng)險勢場的高速公路行車風(fēng)險甄別方法，其特征在于，所述步驟3)中確定速度勢能V_i,j時，采用路域范圍內(nèi)各路段的平均速度作為速度勢能V_i,j，路側(cè)護(hù)欄處速度勢能V_i,j為0，當(dāng)已知路段各車道車速時，直接采用各車道速度數(shù)據(jù)計算速度勢能；當(dāng)無法獲取車道級速度數(shù)據(jù)時，可根據(jù)下面的公式進(jìn)行速度勢能計算：

式中：V_i,j為第j個車道處，統(tǒng)計單元為i處的速度勢能，單位為km/h；為側(cè)向分布系數(shù)，與車道數(shù)和側(cè)向位置有關(guān)，側(cè)向分布系數(shù)具體取值如下：對于雙向四車道，左邊線處為0.90、內(nèi)側(cè)車道處為1.00、車道分界線處為0.925、外側(cè)車道處為0.85、右邊線處為0.80；對于雙向六車道，左邊線處為0.90、內(nèi)側(cè)車道處為1.00、內(nèi)側(cè)車道與中間車道的車道分界線處為0.95、中間車道處為0.90、中間車道與外側(cè)車道的車道分界線處為0.825、外側(cè)車道處為0.75、右邊線處為0.70。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于速度風(fēng)險勢場的高速公路行車風(fēng)險甄別方法，其特征在于，所述步驟3)中，通過如下方式確定所述速度風(fēng)險勢場強度

U＝V_a，b-V_c，d

式中：E_V為空間速度風(fēng)險勢場強度，具有大小和方向，E_x和E_y分別指代側(cè)向和縱向的速度風(fēng)險勢場強度；η為速度風(fēng)險勢場強度系數(shù)；β為縱向風(fēng)險影響因子；i為道路坡率；k為風(fēng)險方向調(diào)整系數(shù)；d_x和d_y分別指向側(cè)向和縱向距離，方向由低勢能指向高勢能位置，其中d_x單位為m，d_y單位為km；U為速度勢能差；V_a,b和V_c,d為分別為a樁號側(cè)向位置b處和c樁號側(cè)向位置d處的速度勢能，單位為km/h；α是曲率參數(shù)，也就是，側(cè)向風(fēng)險影響因子，

速度風(fēng)險勢場強度系數(shù)η的計算方法如下：

構(gòu)建空間速度風(fēng)險勢場強度時，引入風(fēng)險方向調(diào)整系數(shù)k，實現(xiàn)空間行車風(fēng)險有效評估，風(fēng)險方向調(diào)整系數(shù)和空間速度風(fēng)險勢場強度閾值計算方法如下：

式中：e_x,e_y,e_xy分別為側(cè)向、縱向和空間速度風(fēng)險勢場強度的風(fēng)險閾值。