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越江越海隧道入口段追尾事故风险预测模型研究

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交通运输系统工程与信息 2021年第6期21卷 167-175页

作者：陈丰张婷黄雅迪陈慈河张曙光吕明同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804 中国城市规划设计研究院西部分院重庆400000 中交西南投资发展有限公司成都610213

针对越江越海隧道入口段追尾事故风险问题,本文首先基于上海长江隧道入口处路侧监控视频提取车速数据,通过聚类算法得到不同交通流状态下的实际平均速度,作为设置实验参数的依据。然后在驾驶模拟实验中,分别在晴天、雨天、雪天等不同环... 详细信息

针对越江越海隧道入口段追尾事故风险问题,本文首先基于上海长江隧道入口处路侧监控视频提取车速数据,通过聚类算法得到不同交通流状态下的实际平均速度,作为设置实验参数的依据。然后在驾驶模拟实验中,分别在晴天、雨天、雪天等不同环境下设置拥堵流、拥挤流、自由流3种交通流状况,并且在不同环境下分别设置一次追尾事故高危风险情境,获取驾驶行为数据。通过相关性分析和随机森林方法进行变量筛选和重要性排序,发现车头时距最小值、两车速度差最大值、急躁、加速度标准差、拥堵流这5个变量对事故风险有显著影响。最后,引入随机过采样方法优化不平衡数据问题,构建随机森林模型,结果表明,基于随机过采样策略的随机森林预测模型AUC指标提高了6.8%,且对比随机森林、XGBoost、支持向量机模型,基于随机过采样-随机森林算法的短时追尾事故风险预测模型效果最佳。

关键词：城市交通事故风险预测模型随机森林越江越海隧道入口段追尾事故

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工况紧急程度对驾驶员避撞行为的影响

同济大学学报（自然科学版） 2016年第6期44卷 876-883页

作者：王雪松朱美新陈铭同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804

利用同济大学8自由度高仿真驾驶模拟器研究了临撞工况紧急程度对驾驶员避撞行为的影响.通过不同初始车头时距(<1.0 s,[1.0 s,1.5 s),[1.5 s,2.5 s])和不同前车减速度(0.30g,0.50g,0.75g)的组合,建立了不同紧急程度的前车减速临撞工况,... 详细信息

利用同济大学8自由度高仿真驾驶模拟器研究了临撞工况紧急程度对驾驶员避撞行为的影响.通过不同初始车头时距(<1.0 s,[1.0 s,1.5 s),[1.5 s,2.5 s])和不同前车减速度(0.30g,0.50g,0.75g)的组合,建立了不同紧急程度的前车减速临撞工况,运用驾驶员感知反应时间、油门释放反应时间、制动转移时间、制动延误、最大刹车踏板压力、最大减速度等指标比较了不同紧急程度下避撞行为的差异.结果表明,①随着工况紧急程度的增加,驾驶员更快地释放油门及达到最大刹车踏板压力,并且施加更大的制动力度;②当初始车头时距为1.5 s左右时,驾驶员感知反应时间约为1.2s,而当初始车头时距增大到2.5 s以上时,感知反应时间变得非常大,甚至达到了3 s;③驾驶员开始释放油门与开始制动间的转移时间不受工况紧急程度影响,保持在0.8 s附近;④在低紧急程度下,驾驶员表现出多阶段刹车行为,使得驾驶员需要更多的时间才能达到最大刹车踏板压力.

关键词：追尾事故避撞行为感知反应时间制动延误工况紧急程度驾驶模拟器

汽车碰撞事故中乘员颈部复杂姿势下的生物力学研究

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汽车碰撞事故中乘员颈部复杂姿势下的生物力学研究

作者：任启凡长沙理工大学

学位级别：硕士

尽管汽车行业的乘员保护方法不断发展,颈椎仍然是机动车事故造成严重伤害的主要区域。在低速追尾的交通事故中,颈部因运动发生的轻度软组织损伤称为挥鞭伤。挥鞭伤很难通过医疗设备客观诊断,并且可能发展成为慢性疾病,对患者生活造成长... 详细信息

尽管汽车行业的乘员保护方法不断发展,颈椎仍然是机动车事故造成严重伤害的主要区域。在低速追尾的交通事故中,颈部因运动发生的轻度软组织损伤称为挥鞭伤。挥鞭伤很难通过医疗设备客观诊断,并且可能发展成为慢性疾病,对患者生活造成长期的影响。许多研究人员只将后方撞击作为鞭击损伤的来源,但正面撞击也被证明会导致大量的颈部损伤。目前,大部分关于汽车碰撞中颈部损伤的研究都集中在驾驶员头部处于正常中立位置的情况。但在汽车行驶过程中,驾驶员执行变道,停车,转向等任务的时候会改变颈部姿势。随着智能手机的普及,开车“低头族”日益成为一种常态,这给自己和他人的交通安全带来了极大隐患。头颈姿势可能是影响挥鞭伤患者症状持续性的唯一因素。为了研究交通事故中颈部姿势对汽车碰撞过程中颈部损伤的影响,本文利用现有的GHBMC人体有限元模型进行预处理得到头颈伸展20°、屈曲20°、左侧轴向旋转20°、左侧侧弯20°的模型姿势,进行碰撞仿真。以志愿者实验和C-NCAP鞭打试验为基础,进行了后碰仿真和正碰仿真,研究碰撞过程中不同姿势的头颈运动规律。研究发现,头部侧弯和轴向旋转的姿势不影响碰撞过程中的颈部整体的伸展和屈曲运动过程。头部屈曲的姿势会增加后碰过程中初始阶段颈部的S形排列方式。在正面碰撞中,颈部回弹阶段出现了与后碰相反的S形运动。伸展姿势和侧弯姿势对正碰冲击影响较大,屈曲姿势对后碰冲击影响较大。研究表明,C4-C5颈椎是容易发生损伤的颈椎段。传统的Nij、Nkm等损伤标准对研究复杂姿势下的碰撞损伤情况不能够完全适用,像Ⅳ-NIC在三维方向上的评价损伤标准需要被提出和完善。

关键词：挥鞭伤头颈姿势正面碰撞追尾事故碰撞安全

不利天气条件下驾驶人跟车行为特性及车载预警方案研究

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不利天气条件下驾驶人跟车行为特性及车载预警方案研究

作者：徐嘉伟北方工业大学

学位级别：硕士

追尾事故是最常见的事故类型之一,严重威胁人们的生命和财产安全。驾驶行为不当是追尾事故发生的主要致因。天气环境对驾驶人的驾驶行为具有很大影响,分析驾驶人在不同天气环境下的避撞行为有助于减少追尾事故的发生。追尾避撞预警系统... 详细信息

追尾事故是最常见的事故类型之一,严重威胁人们的生命和财产安全。驾驶行为不当是追尾事故发生的主要致因。天气环境对驾驶人的驾驶行为具有很大影响,分析驾驶人在不同天气环境下的避撞行为有助于减少追尾事故的发生。追尾避撞预警系统对驾驶人具有良好的辅助作用,但预警内容以及发布预警的时机在不同天气环境下的功效性仍有待商榷。本文首先对追尾事故成因及驾驶人做出避撞反应决策的依据,即车辆运行状态和视觉感知刺激进行理论分析。接着获取晴、雨天气下的自然驾驶跟车数据,提取基于车辆运行状态和视觉感知刺激的反应决策变量后利用描述统计、方差分析和结构方程模型等统计学方法分析驾驶行为差异及反应决策变量与反应时间的关系,并基于视觉感知刺激的反应决策变量设计在不同时机发布语音预警的预警方案。然后引入雾天、雨天作为不利天气因素建立驾驶模拟跟车试验,基于试验数据提取关键变量并分析驾驶行为差异及预警功效性,利用Logistic回归模型探究外界因素和预警对追尾碰撞风险的影响,最后建立了基于随机森林的追尾事故预测模型,并基于问卷调查结果分析了驾驶人对试验内容真实性及预警功效性的主观感受。在不利天气对驾驶行为影响的研究中发现,基于视觉感知变化刺激的反应决策变量与反应时间密切相关;驾驶人在雨天环境保持的车头时距随降雨量的增大呈先增大后减小的变化;在大雨、浓雾天气下驾驶人会保持较小的车头时距,且驾驶人的制动过程更为激烈,发生碰撞的风险更大;问卷调查结果显示浓雾天气对驾驶能力的干扰性更强。在对语音预警功效性的研究中发现,预警有效的降低了雨天、雾天环境下的追尾事故发生率;在三种环境下,预警均缩短了驾驶人的减速反应时间;预警使驾驶人在雾天有更长的时间制动,从而使雾天下的制动过程更为平缓;驾驶人在雾天、雨天环境下的最小车头时距有所增加,但在晴天环境效果并不明显;有预警作用时驾驶人追尾碰撞风险为高风险的概率降低了40%。在对预警发布时机的研究中发现,随着发布预警时刻紧急程度的提高,驾驶人的减速反应时间、最小车头时距均呈下降趋势,平均减速度则是呈上升趋势;紧急程度较低时发布的语音预警使驾驶人追尾碰撞风险为高风险的概率更低;基于随机森林算法的追尾事故预测模型效果良好。

关键词：不利天气驾驶模拟跟车行为追尾事故追尾避撞预警

基于生成对抗网络的追尾事故数据填补方法研究

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交通运输系统工程与信息 2024年第1期24卷 132-137,198页

作者：周备张莹张生瑞周千喜汪琴长安大学运输工程学院西安710064 北京清华同衡规划设计研究院有限公司北京100085

深入分析交通事故数据可以为规避事故发生、降低事故严重程度提供重要理论依据,然而,在事故数据采集、传输、存储过程中往往会产生数据缺失,导致统计分析结果的准确性下降、模型的误判风险上升。本文以芝加哥2016—2021年的101452条追... 详细信息

深入分析交通事故数据可以为规避事故发生、降低事故严重程度提供重要理论依据,然而,在事故数据采集、传输、存储过程中往往会产生数据缺失,导致统计分析结果的准确性下降、模型的误判风险上升。本文以芝加哥2016—2021年的101452条追尾事故数据为研究对象,将原始数据按照7∶3随机分为训练集和测试集。在训练集数据上,利用生成式插补网络(Generative Adversarial Imputation Network,GAIN)实现对缺失数据的填补。为对比不同数据填补方法的效果,同时选择多重插补(Multiple Imputation by Chained Equations,MICE)算法、期望最大化(Expectation Maximization,EM)填充算法、缺失森林(MissForest)算法和K最近邻(K-Nearest Neighbor,KNN)算法对同一数据集进行数据填补,并基于填补前后变量方差变化比较不同填补算法对数据变异性的影响。在完成数据填补的基础上,构建LightGBM三分类事故严重程度影响因素分析模型。使用原始训练集数据,以及填补后的训练集数据分别训练模型,并使用未经填补的测试集数据检验模型预测效果。结果表明,经缺失值填补后,模型性能得到一定改善,使用GAIN填补数据集训练的模型,相较于原始数据训练的模型,准确率提高了6.84%,F1提高了4.61%,AUC(Area Under the Curve)提高了10.09%,且改善效果优于其他4种填补方法。

关键词：城市交通数据填补生成对抗网络追尾事故 LightGBM模型

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驾驶技能与追尾事故关系的仿真研究

交通运输系统工程与信息 2015年第2期15卷 96-101页

作者：李庚贾宁马寿峰天津大学管理与经济学部天津300072

驾驶员驾驶水平与追尾事故发生有着密切的关系.本文以交通流仿真模型中的优化速度模型为基础,考虑驾驶员的反应时间与操作失误率两方面因素,建立了一种追尾事故的微观仿真模型.随后针对由两台车辆组成的场景,通过仿真实验研究了车速、... 详细信息

驾驶员驾驶水平与追尾事故发生有着密切的关系.本文以交通流仿真模型中的优化速度模型为基础,考虑驾驶员的反应时间与操作失误率两方面因素,建立了一种追尾事故的微观仿真模型.随后针对由两台车辆组成的场景,通过仿真实验研究了车速、车距及驾驶技能对追尾事故发生率的影响.仿真结果表明,依据车速保持合理距离是防止事故发生最有效的手段,而反应延迟与操作失误率对事故发生都有影响,并具有不同的影响程度与影响形式,同时给出了对驾驶员驾驶水平要求的一些建议.本文结果对于人因交通事故机理研究及人因交通事故的预防有一定参考价值.

关键词：城市交通优化速度模型追尾事故安全车距反应延迟操作失误

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偏置追尾事故车辆运动学参数仿真研究

系统仿真学报 2020年第5期32卷 848-855页

作者：张文会苏永民孙舒蕊东北林业大学交通学院黑龙江哈尔滨150040

为了深度研究追尾事故车辆的运动行为,在PC-Crash仿真环境下建立车辆追尾事故模型,考虑相对碰撞速度、偏置度和追尾车辆碰撞前减速度、车轮转角等变量,获得车辆的加速度、横摆角和横摆角速度等运动学参数。研究结果表明:偏置度为20%时,... 详细信息

为了深度研究追尾事故车辆的运动行为,在PC-Crash仿真环境下建立车辆追尾事故模型,考虑相对碰撞速度、偏置度和追尾车辆碰撞前减速度、车轮转角等变量,获得车辆的加速度、横摆角和横摆角速度等运动学参数。研究结果表明:偏置度为20%时,追尾车辆和被追尾车辆的横摆角最大,易诱发侧翻或碰撞固定物等二次事故;两车相对碰撞速度越大,追尾车辆和被追尾车辆的最大加速度越大而碰撞持续时间越短。研究结果可为驾驶人的行为决策、事故再现以及车辆的安全设计提供理论依据和数据支撑。

关键词：追尾事故运动学参数相对碰撞速度偏置度横摆角

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基于支持向量机的高速公路实时事故风险研判

同济大学学报（自然科学版） 2017年第3期45卷 355-361页

作者：游锦明王俊骅唐棠方守恩同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804

采用G60高速公路(上海段)上布设的单组线圈检测器检测的车道级交通流数据对该路段上发生追尾事故可能性进行研究.通过配对案例对照的方法,分别对事故前5~10min,10~15min和15~20min的交通流数据建立了追尾事故实时预测支持向量机模型.结... 详细信息

采用G60高速公路(上海段)上布设的单组线圈检测器检测的车道级交通流数据对该路段上发生追尾事故可能性进行研究.通过配对案例对照的方法,分别对事故前5~10min,10~15min和15~20min的交通流数据建立了追尾事故实时预测支持向量机模型.结论表明基于事故前5~10min的交通流数据构建的支持向量机分类器能够有效的对事故进行实时预测,总体事故预测精度为84.85%,误报率为0.33%,该支持向量机分类器具有较高的实用价值,同时也表明了基于单流量检测器的交通流数据对事故进行实时预测的可靠性.

关键词：高速公路追尾事故实时研判事故风险支持向量机

基于PC-Crash的高速道路追尾事故参数敏感性分析

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重庆交通大学学报（自然科学版） 2020年第7期39卷 22-26,59页

作者：黄西子黄淑萍上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院交通运输工程系上海200240 上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240

追尾是高速道路交通事故的主要形态之一。运用PC-Crash软件建立了小型车相互之间的基础碰撞模型;以位移和形变为评价指标,用单因素参数敏感性分析法,对比评估了软件内置的、第一类相对重要的21个参数对追尾事故的影响程度,筛选得到敏感... 详细信息

追尾是高速道路交通事故的主要形态之一。运用PC-Crash软件建立了小型车相互之间的基础碰撞模型;以位移和形变为评价指标,用单因素参数敏感性分析法,对比评估了软件内置的、第一类相对重要的21个参数对追尾事故的影响程度,筛选得到敏感性系数较大的10个参数;以碰撞速度V为评价指标,用正交试验法对10个参数进行参数敏感性分析,得到的敏感度(即追尾事故影响程度)排序:反应时间t>初速度v0>减速度a>碰撞面角度θ>碰撞点位置p>质心坐标y>质心到前轴的距离sv>车重w>质心坐标x>附着系数μ。结果表明:用PC-Crash仿真得到的前3名最敏感参数为t、v0和a,该结论与交通流的跟驰理论得到的结果是一致的。研究结论可为追尾预警算法及模型参数选取提供参考。

关键词：交通运输工程道路安全追尾事故敏感性分析