山区急陡弯路段行车风险演化链及风险状态评估研究

作     者：胡汇 

作者单位：重庆交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘唐志

授予年度：2024年

学科分类：08[工学] 082303[工学-交通运输规划与管理] 082302[工学-交通信息工程及控制] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：山区急陡弯路段 风险演化链 VAR模型 熵权-突变级数模型 

摘      要：受地形地貌影响,急陡弯路段在山区低等级公路中较为常见。急陡弯路段事故频率高、烈度大,已成为山区低等级公路最典型的事故高发路段。在“人-车-路-环境耦合作用下,探究行车风险演化过程中道路环境、驾驶员心生理状态以及驾驶人行为之间的作用机理,对山区急陡弯路段智能化干预方法以及事故防控智能化装备研制具有重要意义。 试验选取包含27个急陡弯的路段作为样本路段,分析获取表征道路环境、驾驶员心生理状态以及车辆运行状态的11个表征指标,以此建立山区急陡弯路段风险演化数据集。基于类反射弧模型对指标进行分层,通过构建分层VAR模型对不同层间指标的相关性进行分析,得到风险演化链。再运用尖点突变理论对演化链相互耦合状态下的风险状态演化过程进行分析,并基于熵权-突变级数模型对山区急陡弯路段行车风险水平进行评估,以此实现了高风险路段行车风险关键影响因子溯源。主要结论如下: (1)基于类反射弧模型将11个山区急陡弯路段风险影响因素表征指标分为刺激信息层、感知反应层和行为表观层三个层次。建立分层VAR模型,利用Eviews10.0软件对样本路段进行VAR模型实例分析,据格兰杰因果检验结果获得12条风险演化链;由VAR模型中脉冲响应函数分析得上层表征指标对下层表征指标的影响程度最大时期均在10-20s内,由此得风险演化链阻断最佳时期为10s内;最后由VAR模型中方差分解结果可知上层各表征指标对下层各指标变化贡献度存在显著差异。 (2)运用时间-状态分析法分析得到山区急陡弯路段行车风险演化网络图,运用尖点突变理论对各演化链相互耦合状态下风险状态由安全状态转为危险状态的过程进行分析;运用熵值法对指标进行赋权,建立评估指标体系,结合尖点突变模型建立熵权-突变级数评估模型,将山区急陡弯路段行车风险等级划分为Ⅰ级(较低风险)、Ⅱ级(低风险)、Ⅲ级(中风险)、Ⅳ级(较高风险)、Ⅴ级(高风险)五个等级,结合试验数据对模型进行实例分析,并将风险评估模型与VAR模型所得风险演化链融合,实现对Ⅳ级(较高风险)及Ⅴ级(高风险)路段的行车风险关键影响因子溯源,绘制得到行车风险关键影响因子溯源流程图。 研究结果可为相关部门对高风险水平路段的智能化干预方法以及事故防控智能化装备研发的提供重要理论基础。