P4道路交通安全研究現(xiàn)狀與未來發(fā)展趨勢

1、p4p4中國道路安全設計、評價與運營中國道路安全設計、評價與運營 管理的關(guān)鍵技術(shù)問題探討管理的關(guān)鍵技術(shù)問題探討主要內(nèi)容主要內(nèi)容道路運營安全管理技術(shù)道路運營安全管理技術(shù)道路交通安全實驗技術(shù)道路交通安全實驗技術(shù)概述概述道路安全設計與評估方法道路安全設計與評估方法道路安全評價與控制標準道路安全評價與控制標準歷年中國道路交通事故死亡人數(shù)（萬人）歷年中國道路交通事故死亡人數(shù)（萬人）200120022003200410.61.概述概述（1）中國道路交通運營安全狀況中國道路交通運營安全狀況10.910.410.79.820058.92006200720087.48.1年份年份死亡死亡人數(shù)人數(shù)（萬）（萬）近十

2、年交通事故數(shù)量逐年下降近十年交通事故數(shù)量逐年下降 事故統(tǒng)計分析事故統(tǒng)計分析 事故黑點鑒別事故黑點鑒別 社會經(jīng)濟影響社會經(jīng)濟影響 運行車速分析運行車速分析 駕駛生理心理駕駛生理心理 行車動力仿真行車動力仿真 安全信息系統(tǒng)安全信息系統(tǒng) 交通流狀態(tài)分析交通流狀態(tài)分析 運營管理系統(tǒng)運營管理系統(tǒng) 事件安全影響事件安全影響 風險管理技術(shù)風險管理技術(shù) 安全實驗仿真安全實驗仿真 智能安全系統(tǒng)智能安全系統(tǒng) 綜合運營安全綜合運營安全管理系統(tǒng)管理系統(tǒng)1.概述（概述（2）中國道路交通安全研究技術(shù)進程）中國道路交通安全研究技術(shù)進程宏觀事故研究宏觀事故研究中觀事故研究中觀事故研究中微觀事故研究中微觀事故研究事事 后后事事

3、 前前事事 中中1.概述概述（3）道路安全道路安全研究的關(guān)鍵技術(shù)問題研究的關(guān)鍵技術(shù)問題事故后安全評價指標適用性？事故后安全評價指標適用性？運行速度的控制與管理標準？運行速度的控制與管理標準？道路養(yǎng)護與運營安全的關(guān)系？道路養(yǎng)護與運營安全的關(guān)系？道路線形設計的安全指標是什么？道路線形設計的安全指標是什么？運行環(huán)境的安全評價指標是什么？運行環(huán)境的安全評價指標是什么？交通基礎(chǔ)設施的安全設計是什么？交通基礎(chǔ)設施的安全設計是什么？u交通安全信息采集與數(shù)據(jù)處理技術(shù)？交通安全信息采集與數(shù)據(jù)處理技術(shù)？u狀態(tài)檢測與安全判別標準是什么？狀態(tài)檢測與安全判別標準是什么？u運營運營安全安全管理對策技術(shù)是什么？管理對策技術(shù)

4、是什么？道路安全道路安全 道路安全道路安全控制標準控制標準 道路安全道路安全設計評價設計評價道路運營道路運營安全管理安全管理2 2、道路安全評價與控制標準、道路安全評價與控制標準2.1 2.1 安全評價與控制指標（安全評價與控制指標（1 1）事故率指標事故率指標人人車車環(huán)境環(huán)境路路u平面線形指標平面線形指標u縱斷面線形指標縱斷面線形指標u線形組合均衡性線形組合均衡性u道路結(jié)構(gòu)物道路結(jié)構(gòu)物駕駛員生理和心駕駛員生理和心理特征指標理特征指標駕駛行為冒險性駕駛行為冒險性（侵略性或攻擊（侵略性或攻擊性）性）l制動穩(wěn)定性制動穩(wěn)定性l操縱穩(wěn)定性操縱穩(wěn)定性l安全保護裝置安全保護裝置災害天氣災害天氣沿線景觀沿線

5、景觀事故率指標是基于公路運營的事故率指標是基于公路運營的后評估指標，運用局限性大；后評估指標，運用局限性大；道路道路運營運營系統(tǒng)系統(tǒng)事故事故億車公里事故率億車公里事故率百萬車事故率百萬車事故率人口事故率人口事故率車輛事故率車輛事故率實際運行速度實際運行速度道路平縱橫指道路平縱橫指標設計等標設計等路線設計速度路線設計速度道路用戶（駕駛員）道路用戶（駕駛員）標志標線、防標志標線、防護設施等護設施等隔離帶、沿線隔離帶、沿線景觀綠化等景觀綠化等不同服務水平不同服務水平的交通流的交通流1.1.路線幾何路線幾何2.2.交通設施交通設施3.3.路線景觀路線景觀4.4.車流狀況車流狀況* * 實際運行環(huán)境實際

6、運行環(huán)境* *道路路線設計道路路線設計2.2 2.2 路線設計速度與實際運行速度的一致性路線設計速度與實際運行速度的一致性 a a設設計計與與使使用用一一致致性性問問題題綜合車速綜合車速指標指標運行車速評估指標關(guān)系圖運行車速評估指標關(guān)系圖車速離散車速離散指標指標斷面車速斷面車速變化指標變化指標 2.2 2.2 運行速度預測與線形評價運行速度預測與線形評價 b b綜合車速綜合車速指標指標車速離散車速離散指標指標斷面車速斷面車速變化指標變化指標采用非線性擬合方法采用非線性擬合方法多個運行車速特征指標與事故多個運行車速特征指標與事故率的關(guān)系模型率的關(guān)系模型路段車速離散度路段車速離散度車速變異系數(shù)車速

7、變異系數(shù)客貨差極差比客貨差極差比 斷面車速差斷面車速差車速降低系數(shù)車速降低系數(shù)評評估估方方法法2.2 2.2 運行速度預測與線形評價運行速度預測與線形評價 c c安全性服務水平安全性服務水平事故率標準事故率標準imax=1起起/百萬車公里百萬車公里 安全等級安全等級 特征指標特征指標好好一般一般差差車速變異系數(shù)車速變異系數(shù)0.0310.0310.0310.0310.0460.0460.0310.031客貨極差比客貨極差比0.460.460.460.460.540.540.540.54路段車速離散度路段車速離散度0.950.950.950.952.342.342.342.34基于路段車速離散性指

8、標的線形設計一致性評價標準基于路段車速離散性指標的線形設計一致性評價標準 安全等級安全等級 特征指標特征指標好好一般一般差差斷面車速差斷面車速差-10-101111-15-15-10-10，111116161616，-151.12,1.12,0.87基于路段斷面車速變化指標的線形設計一致性評價標準基于路段斷面車速變化指標的線形設計一致性評價標準i0.65，安全性好，安全性好0.65i0.80，安全性一般，安全性一般i0.80，安全性差，安全性差2.3 2.3 交通流運營風險評價技術(shù)交通流運營風險評價技術(shù) a a當前運行速度期望運行速度期望加/減速道路幾何線形車輛動力性能交通流狀況沿線氣候穩(wěn)健型

9、駕駛員冒險型駕駛員冒險加/減速預判斷誤差擾動速度增減變化車道位置變換跟車行駛狀態(tài)車流運行速度沖突車流行駛軌跡沖突車輛行駛狀態(tài)沖突車輛行駛狀態(tài)沖突自由行駛狀態(tài)換道行駛狀態(tài) 若干車輛個體的運動形成了交通群體的運動，類似于流體若干車輛個體的運動形成了交通群體的運動，類似于流體的運動形式，稱之為交通流。但交通流與液體流存在著兩大顯的運動形式，稱之為交通流。但交通流與液體流存在著兩大顯著差異著差異：（：（1 1）交通流為）交通流為非均質(zhì)流非均質(zhì)流，即個體間存在著特性差異，即個體間存在著特性差異，表現(xiàn)為混合車流運動特性的差異；（表現(xiàn)為混合車流運動特性的差異；（2 2）交通流的）交通流的各向異性各向異性，即

10、，即個體間相互作用是非對稱的，表現(xiàn)為前車對后車的影響與個體間相互作用是非對稱的，表現(xiàn)為前車對后車的影響與后車對前車的影響不同。以上差異共同作用的結(jié)果為交后車對前車的影響不同。以上差異共同作用的結(jié)果為交通流的運營風險，以交通沖突和交通事故等形式體現(xiàn)。通流的運營風險，以交通沖突和交通事故等形式體現(xiàn)。2.3 2.3 交通流運營風險評價技術(shù)交通流運營風險評價技術(shù) b b 交通流運營風險評價的核心是交通流危險狀態(tài)的檢測與識交通流運營風險評價的核心是交通流危險狀態(tài)的檢測與識別技術(shù)，即從交通流運動狀態(tài)中辨識可能發(fā)生的危險狀態(tài)；其別技術(shù)，即從交通流運動狀態(tài)中辨識可能發(fā)生的危險狀態(tài)；其關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)包括：包括

11、： (1)(1)交通流運動狀態(tài)參數(shù)指標的選擇交通流運動狀態(tài)參數(shù)指標的選擇 交通流運動狀態(tài)，包括車輛個體的運動特征以及車輛間相互影交通流運動狀態(tài)，包括車輛個體的運動特征以及車輛間相互影響關(guān)系；前者包括車輛的速度、加（減）速度、運行軌跡等，后者包響關(guān)系；前者包括車輛的速度、加（減）速度、運行軌跡等，后者包括車輛間的跟車和換道行為等。如何選擇綜合反映交通流運動狀態(tài)參括車輛間的跟車和換道行為等。如何選擇綜合反映交通流運動狀態(tài)參數(shù)，既真實描述車輛個體特征，又能反映群體的危險狀態(tài)。數(shù)，既真實描述車輛個體特征，又能反映群體的危險狀態(tài)。 (2)(2)車輛狀態(tài)參數(shù)的統(tǒng)計分析方法車輛狀態(tài)參數(shù)的統(tǒng)計分析方法 通常，

12、采用算術(shù)平均、移動平均或指數(shù)平滑法等方法獲取交通通常，采用算術(shù)平均、移動平均或指數(shù)平滑法等方法獲取交通流的狀態(tài)參數(shù)，如平均速度、流量、密度等。然而，該類方法忽略了流的狀態(tài)參數(shù)，如平均速度、流量、密度等。然而，該類方法忽略了車輛個體運動的差異特征，而此差異正是交通流運營風險的主要誘因。車輛個體運動的差異特征，而此差異正是交通流運營風險的主要誘因。因此，采用何種統(tǒng)計方法進行狀態(tài)識別是危險狀態(tài)識別的關(guān)鍵。因此，采用何種統(tǒng)計方法進行狀態(tài)識別是危險狀態(tài)識別的關(guān)鍵。 (3)(3)交通流危險狀態(tài)的評判標準確定交通流危險狀態(tài)的評判標準確定 在不同交通流狀態(tài)（情形）下，如何量化駕駛員的操縱在不同交通流狀態(tài)（情形

13、）下，如何量化駕駛員的操縱失誤、車輛不良工況、突發(fā)狀況等多因素綜合作用下的危險失誤、車輛不良工況、突發(fā)狀況等多因素綜合作用下的危險狀態(tài)評判分析。狀態(tài)評判分析。2.3 2.3 交通流運營風險評價技術(shù)交通流運營風險評價技術(shù) c c 目前已取得的交通流運營風險研究成果：目前已取得的交通流運營風險研究成果： (1)(1)基于動態(tài)歸類的交通流相關(guān)統(tǒng)計分析技術(shù)基于動態(tài)歸類的交通流相關(guān)統(tǒng)計分析技術(shù) 根據(jù)前后車運動狀態(tài)參數(shù)，包括運行速度、車頭時距、車道位根據(jù)前后車運動狀態(tài)參數(shù)，包括運行速度、車頭時距、車道位置等，以前車與后車是否在檢測路段內(nèi)發(fā)生相互影響作為歸類判別標置等，以前車與后車是否在檢測路段內(nèi)發(fā)生相互影

14、響作為歸類判別標準，實時對相關(guān)交通流進行動態(tài)歸類，剔除不相關(guān)車輛信息的影響。準，實時對相關(guān)交通流進行動態(tài)歸類，剔除不相關(guān)車輛信息的影響。前車速度v前臨界車頭時距hr實際車頭時距h實hrh實v后v前-5是前后車異類否前后車同類是l前l(fā)后l測否前后車同類是前后車異類否動態(tài)歸類的動態(tài)歸類的技術(shù)核心為技術(shù)核心為車輛軌跡追車輛軌跡追蹤蹤和和車輛間車輛間狀態(tài)傳遞等狀態(tài)傳遞等兩大原則兩大原則2.3 2.3 交通流運營風險評價技術(shù)交通流運營風險評價技術(shù) d d 目前已取得的交通流運營風險研究成果：目前已取得的交通流運營風險研究成果： (2)(2)相互影響車隊（群）的運行安全狀態(tài)判別理論相互影響車隊（群）的運行

15、安全狀態(tài)判別理論 依據(jù)動態(tài)歸類車隊中時間序列車輛的運動特征，包括運行車速、依據(jù)動態(tài)歸類車隊中時間序列車輛的運動特征，包括運行車速、位置和車頭視距等，依次構(gòu)建車輛在檢測區(qū)段內(nèi)可能存在行駛狀態(tài)，位置和車頭視距等，依次構(gòu)建車輛在檢測區(qū)段內(nèi)可能存在行駛狀態(tài)，包括自由行駛、跟車行駛和換車道行駛等；然后以可能存在構(gòu)建車隊包括自由行駛、跟車行駛和換車道行駛等；然后以可能存在構(gòu)建車隊（群）的運行狀態(tài)矩陣（包括狀態(tài)矢量和對應的狀態(tài)風險因子），并（群）的運行狀態(tài)矩陣（包括狀態(tài)矢量和對應的狀態(tài)風險因子），并最終獲取可能的最大運行危險狀態(tài)，從而判斷車隊（群）安全性。最終獲取可能的最大運行危險狀態(tài)，從而判斷車隊（群）安

16、全性。車隊狀態(tài)矩陣車隊運動特征行程時間預測速度車頭時距車道位置各車輛行車軌跡預估車輛行駛狀態(tài)判別車隊運行狀態(tài)判別駕駛員和車輛安全閾值 公路養(yǎng)護作業(yè)類型與交通影響范圍公路養(yǎng)護作業(yè)類型與交通影響范圍 養(yǎng)護作業(yè)下的道路運營風險評價指標與評估方法養(yǎng)護作業(yè)下的道路運營風險評價指標與評估方法 不同養(yǎng)護作業(yè)類型下運行風險的規(guī)避工程技術(shù)和不同養(yǎng)護作業(yè)類型下運行風險的規(guī)避工程技術(shù)和管理對策管理對策2.4 2.4 公路養(yǎng)護維修與運營安全的關(guān)系公路養(yǎng)護維修與運營安全的關(guān)系關(guān)關(guān)鍵鍵技技術(shù)術(shù) 公路安全養(yǎng)護與管理技術(shù)公路安全養(yǎng)護與管理技術(shù)養(yǎng)護類型與影響?zhàn)B護類型與影響?zhàn)B護作業(yè)管理養(yǎng)護作業(yè)管理養(yǎng)護風險評估養(yǎng)護風險評估養(yǎng)護作業(yè)

17、方案養(yǎng)護作業(yè)方案養(yǎng)護作業(yè)管理養(yǎng)護作業(yè)管理管制技術(shù)措施管制技術(shù)措施安全管理技術(shù)安全管理技術(shù)公路養(yǎng)護管理與控制技術(shù)公路養(yǎng)護管理與控制技術(shù)基于基于公路公路安全安全性的性的養(yǎng)護養(yǎng)護管理管理技術(shù)技術(shù)3 3、道路的安全設計與評估方法、道路的安全設計與評估方法道路線形改進和安全設施改造道路線形改進和安全設施改造路線設計路線設計交通設施交通設施道路設計道路設計安全審計安全審計3.1 3.1 道路路線設計與安全評估（道路路線設計與安全評估（1 1）設設計計一一致致性性路路線線均均衡衡性性道路組成元素和道路組成元素和元素間的相互作用機理元素間的相互作用機理3.1 3.1 道路路線設計與安全評估（道路路線設計與安全

18、評估（2 2）路線評價方法）路線評價方法基基于于公公路路線線形形綜綜合合指指標標的的安安全全評評價價關(guān)鍵關(guān)鍵技術(shù)技術(shù)3.2 3.2 道路運營環(huán)境安全評估（道路運營環(huán)境安全評估（1 1）綜合因素與運營安全的影響關(guān)系綜合因素與運營安全的影響關(guān)系不同影響因素間的作用機理不同影響因素間的作用機理指標量化與綜合評估方法指標量化與綜合評估方法3.3 3.3 道路路線安全評估方法道路路線安全評估方法路線均衡性評價（路線均衡性評價（1 1）基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡的運行車速安全分析基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡的運行車速安全分析 利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡理論，建立線形特征指標（如平曲利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡理論，建立線形特征指標（如平曲線半徑、豎

19、曲線半徑、曲線轉(zhuǎn)角、曲線長度等）與運行車線半徑、豎曲線半徑、曲線轉(zhuǎn)角、曲線長度等）與運行車速的模型；分析路線上運行車速變化（如連續(xù)曲線斷點速的模型；分析路線上運行車速變化（如連續(xù)曲線斷點v v85%85%差值）與事故率關(guān)系，從而評判線形設計的優(yōu)良。差值）與事故率關(guān)系，從而評判線形設計的優(yōu)良。 平曲線半徑平曲線半徑轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角曲線長度曲線長度偏差偏差輸入層輸入層隱含層隱含層輸出層輸出層運行速度運行速度v v8585路線連續(xù)點車速路線連續(xù)點車速路段事故率路段事故率路線車速差路線車速差路線安全評估指標路線安全評估指標路線設計指標路線設計指標路線安全性評估路線安全性評估人工神經(jīng)網(wǎng)絡人工神經(jīng)網(wǎng)絡3.3 3.

20、3 道路路線安全評估方法道路路線安全評估方法路線均衡性評價（路線均衡性評價（2 2）基于駕駛員空間視距的線形安全分析基于駕駛員空間視距的線形安全分析 依據(jù)空間曲線描述方法，建立道路上離散點的三維坐依據(jù)空間曲線描述方法，建立道路上離散點的三維坐標（標（x,y,zx,y,z）確定橫向偏角、縱向偏角和視線高度；根據(jù)行）確定橫向偏角、縱向偏角和視線高度；根據(jù)行車過程中駕駛員視線特征，建立駕駛員的空間視距模型；車過程中駕駛員視線特征，建立駕駛員的空間視距模型；利用利用gpsgps實測數(shù)據(jù)，建立空間視距與運行速度關(guān)系；以運行實測數(shù)據(jù)，建立空間視距與運行速度關(guān)系；以運行速度與事故率之間的關(guān)系，評估路線設計的

21、優(yōu)良。速度與事故率之間的關(guān)系，評估路線設計的優(yōu)良。路線離散化路線離散化路線橫向偏角路線橫向偏角路線縱向偏角路線縱向偏角駕駛視線高度駕駛視線高度x xy yz z空空間間視視距距運運行行速速度度事故率事故率路線安全性評價路線安全性評價路線安全性評價路線安全性評價空間視距空間視距3.3 3.3 道路路線安全評估方法道路路線安全評估方法路線均衡性評價（路線均衡性評價（3 3）基于行車風險的交通沖突分析基于行車風險的交通沖突分析 傳統(tǒng)的交通沖突技術(shù)傳統(tǒng)的交通沖突技術(shù)：假設前后車輛以的當前速度行駛時，前：假設前后車輛以的當前速度行駛時，前車緊急制動后，以后車是否可能與前車碰撞作為沖突判斷標準，其本車緊急

22、制動后，以后車是否可能與前車碰撞作為沖突判斷標準，其本質(zhì)是跟車狀態(tài)下的假設碰撞判別，通常以車頭視距質(zhì)是跟車狀態(tài)下的假設碰撞判別，通常以車頭視距2s2s作為簡便的沖突作為簡便的沖突判別標準；而判別標準；而行車風險分析行車風險分析則是充分考慮高速行駛、跟車行駛和換車則是充分考慮高速行駛、跟車行駛和換車道行駛等三種駕駛行為，以制動減速度構(gòu)建安全評價等級，進一步量道行駛等三種駕駛行為，以制動減速度構(gòu)建安全評價等級，進一步量化交通沖突類型和沖突嚴重性?；煌_突類型和沖突嚴重性。前車速度前車速度后車速度后車速度前車制動前車制動后車制動后車制動是是否否碰碰撞撞路路線線幾幾何何特特征征運運行行車車速速預預測

23、測交交通通沖沖突突傳統(tǒng)的傳統(tǒng)的交通沖交通沖突技術(shù)突技術(shù)路線路線車車輛輛運運動動狀狀態(tài)態(tài)自由行駛狀態(tài)自由行駛狀態(tài)跟車行駛狀態(tài)跟車行駛狀態(tài)換道行駛狀態(tài)換道行駛狀態(tài)制制動動減減速速度度安安全全等等級級路路線線行行車車風風險險路路線線設設計計安安全全性性行車運行車運營風險營風險技術(shù)路技術(shù)路線線歸歸納納法法演演繹繹法法 3.3 3.3 道路路線安全評估方法道路路線安全評估方法路線均衡性評價（路線均衡性評價（4 4）基于基于公路公路幾何幾何線形線形指標指標的運的運行車行車速預速預測與測與安全安全評價評價技術(shù)技術(shù) 根據(jù)公路路線相關(guān)設計指標，提出了公路幾何線形綜合指標，建根據(jù)公路路線相關(guān)設計指標，提出了公路幾

24、何線形綜合指標，建立公路線形綜合指標客觀描述模型，構(gòu)建路線運行車速預測模型，從立公路線形綜合指標客觀描述模型，構(gòu)建路線運行車速預測模型，從而實現(xiàn)由路線設計指標直接預測出路線上任意點的運行車速。而實現(xiàn)由路線設計指標直接預測出路線上任意點的運行車速。4 4、道路運營安全管理技術(shù)、道路運營安全管理技術(shù)道路運營安全管理是各種道路與交通信息融合、分道路運營安全管理是各種道路與交通信息融合、分析、決策與實施等一系列的集成系統(tǒng)平臺。析、決策與實施等一系列的集成系統(tǒng)平臺。關(guān)鍵技術(shù)：關(guān)鍵技術(shù)： 道路信息采集、分析、處理與發(fā)布技術(shù)；道路信息采集、分析、處理與發(fā)布技術(shù)； 道路運營安全管理決策模型與算法；道路運營安全

25、管理決策模型與算法； 公路運營安全管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計技術(shù)；公路運營安全管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計技術(shù)； 公路運營安全狀態(tài)評價與預測技術(shù)；公路運營安全狀態(tài)評價與預測技術(shù)；4.1 4.1 道路運營安全管理關(guān)鍵技術(shù)道路運營安全管理關(guān)鍵技術(shù)信息采集信息采集系統(tǒng)系統(tǒng)緊急信息緊急信息采集子系統(tǒng)采集子系統(tǒng)氣象信息氣象信息 采集子系統(tǒng)采集子系統(tǒng)交通信息交通信息采集子系統(tǒng)采集子系統(tǒng)動態(tài)數(shù)據(jù)動態(tài)數(shù)據(jù)預處理模塊預處理模塊信信息息采采集集系系統(tǒng)統(tǒng)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu) 4.2 4.2 道路安全信息采集技術(shù)道路安全信息采集技術(shù)4.3 4.3 杭州灣大橋交通安全運營管理系統(tǒng)杭州灣大橋交通安全運營管理系統(tǒng)基于基于gisgis公路公路網(wǎng)運網(wǎng)運營安營安全管全管理系理系統(tǒng)層統(tǒng)層次結(jié)次結(jié)構(gòu)設構(gòu)設計計4.4 4.4 高速公路災害性天氣運營控制信息系統(tǒng)標準高速公路災害性天氣運營控制信息系統(tǒng)標準 該標準規(guī)定了高速