高速公路改扩建半幅封闭施工区交通冲突研究

作     者：邹禾 

作者单位：武汉理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：朱顺应

授予年度：2020年

学科分类：03[法学] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 0306[法学-公安学] 

主      题：高速公路改扩建 半幅封闭施工区 交通冲突 贝叶斯网络 碰撞风险评估 

摘      要：随着高速公路新建速率减慢,现有高速公路的改扩建步伐加快,改扩建施工区的交通安全研究成为热点。现阶段,高速公路改扩建施工大多采用对交通流影响相对较小的半幅封闭形式,但该形式下,车流需在道路不同半幅间进行转换,存在一定安全隐患。故本文建立半幅封闭施工区交通冲突贝叶斯网络对该形式施工区的交通安全进行研究。本文根据高速公路改扩建半幅封闭施工区的两种区段类型（半幅双向施工区段、车道转幅区段）,采用跟踪雷达,实地观测6个济青高速公路改扩建典型施工路段。通过实地观测数据,分析两种区段的道路特性、交通流特性、车辆行驶特性,发现半幅封闭施工区道路环境复杂,车辆的车头时距较低,存在安全隐患。考虑到新建施工区缺乏事故数据,而严重交通冲突与交通事故之间存在显著相关性,故采取交通冲突技术对该施工区交通安全的进行研究。实地观测发现半幅双向通车区段车辆间多为追尾冲突,选取TTC（Time to Collision）作为该区段交通冲突识别指标;车道转服区段车辆间既有追尾冲突又有侧向冲突,选取TTC与TDTC（Time Difference to Collision）作为该区段的交通冲突指标,根据两种指标计算公式计算得到施工区车辆间TTC、TDTC值,并根据区段严重交通冲突率与事故率间的相关性,确定了严重交通冲突阈值为4s。然后,基于计算得到的TTC、TDTC值与严重交通冲突阈值得到了实测路段的车辆交通冲突结果,并进行统计分析。最后,论文基于济南-青岛高速公路改扩建工程实测数据,从道路、交通流、单个车辆三个方面,分析严重冲突影响因素。根据实测数据与计算得到的交通冲突结果,采用Bayesialab软件分别建立两种区段的交通冲突贝叶斯网络模型。基于贝叶斯网络模型对两种区段的交通冲突进行研究,发现道路因素对两种区段的交通冲突影响均很大。当半幅双向通车区段的路侧存在施工状况,发生严重交通冲突的概率是32.52%;不存在时发生严重交通冲突的概率是12.16%。当车道转幅区段的圆曲线处半径为2630m、2160m、1680m时,车辆发生严重交通冲突的概率是19.95%、34.88%、54.79%。此外,车辆类型、平均车速、交通流速度标准差均对两种区段的交通冲突产生影响。为进一步降低交通冲突概率,减少碰撞风险,基于贝叶斯网络评估两种区段的车辆碰撞风险,同时提出采用分流大车、区段限速、增大车道转幅区段圆曲线半径等措施改善高速公路改扩建半幅封闭施工区交通安全。