一种基于复杂度理论的区域交叉口群安全运行评价方法与流程

本发明涉及交通安全评价，特别是涉及一种基于复杂度理论的区域交叉口群安全运行评价方法。

背景技术：

1、当前，日益严重的交通安全问题制约着城市发展，影响市民的生活质量，要处理好城市交通系统中人、车、路三者之间的关系，使交通尽可能的安全、畅通、节能、环保，必须加强交通治理，鉴于现代城市交通系统的复杂性、开放性和不确定性，有必要将精细化提升的理论引入到区域交叉口群的交通治理中。而对交叉口群进行交通安全评价是实现交通精细化提升的重要基础，统一、规范的交叉口交通安全评价技术标准可以量化评价交叉口群运行的安全性。

2、现有的标准规范大多只是从交通效率的方面对交叉口进行评价，针对交叉口交通安全进行评价的标准尚存在缺失，目前的交通安全评价指标大多基于传统的交通事故数据进行事故后评价，未曾使用交通冲突等精细化的安全评价指标进行事故前评价。

3、现阶段，评价方法常见的有层次分析法、模糊综合评价、熵权法、主成分分析法及可拓评价法等。但是，上述方法一定程度上存在主观判断、界定模糊等问题。因此，有必要制定一套区域交叉口群交通安全的评价技术方法，为评价区域交叉口群交通安全的状态提供统一、科学、规范的评价方法体系。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于复杂度理论的区域交叉口群安全运行评价方法，能够提供统一、科学、规范的评价方法体系。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、1.一种基于复杂度理论的区域交叉口群安全运行评价方法，其特征在于，包括：

4、构建区域交叉口群综合评价指标集；所述区域交叉口群综合评价指标集包括二级指标及对应的三级指标；其中，所述二级指标包括交叉口静态评价指标、交叉口秩序管理评价指标和信号控制交叉口运行安全评价指标；

5、利用功效系数法和多元线性回归法确定各指标的权重系数；

6、基于所述区域交叉口群综合评价指标集以及各所述指标的权重系数，计算区域交叉口群多指标综合安全强度值和基于交叉口面积的事故强度值；

7、基于所述区域交叉口群多指标综合安全强度值和所述基于交叉口面积的事故强度值，构建五维评价指标体系，并利用四分位数量化交叉口安全水平；所述五维评价指标体系包括单交叉口安全水平、单交叉口安全效率、单交叉口单位面积发生事故水平、单交叉口单位面积发生事故率和单交叉口综合安全率。

8、可选地，所述交叉口静态评价指标包括交叉口位阶差、交叉口物理区构型、交叉口同向车道车流动线偏角以及交叉口进出口车道变化差；

9、所述交叉口位阶差的计算公式为：

10、，

11、其中，、分别为交叉口相交的两条道路的位阶值；

12、所述交叉口物理区构型的计算公式为：

13、，

14、其中，为理论物理区的面积，为实际物理区的面积；

15、所述交叉口同向车道车流动线偏角的计算公式为：

16、，

17、其中，为同向车道偏移的水平距离，为同向车道偏移的竖向距离；

18、所述交叉口进出口车道变化差的计算公式为：

19、，

20、其中，为交叉口进口车道数，为交叉口出口车道数。

21、可选地，所述交叉口秩序管理评价指标包括机动车违法率、非机动车违法率以及行人违法率；

22、所述机动车违法率的计算公式为：

23、，

24、其中，为机动车第类违法行为所占权重，为机动车第类违法行为数量，以不少于15min为统计间隔，记录交叉口各进口道的机动车违法行为数，为以不少于15min为统计间隔，记录交叉口各进口道的机动车数；

25、所述非机动车违法率的计算公式为：

26、，

27、其中，为非机动车第类违法行为所占权重，为非机动车第类违法行为数量，以不少于15min为统计间隔，记录交叉口各进口道的非机动车违法行为数，为以不少于15min为统计间隔，记录交叉口各进口道的非机动车数量；

28、所述行人违法率的计算公式为：

29、，

30、其中，为行人第类违法行为所占权重，为行人第类违法行为数量，以不少于15min为统计间隔，记录交叉口各进口道的行人违法行为数，为以不少于15min为统计间隔，记录交叉口各进口道的行人数量。

31、可选地，所述信号控制交叉口运行安全评价指标包括机动车与机动车冲突点潜在危险度、机动车与非机动车冲突点潜在危险度和机动车与行人冲突点潜在危险度；

32、所述机动车与机动车冲突点潜在危险度的计算公式为：

33、，

34、，

35、其中，为机动车与机动车冲突点潜在危险度，为机动车与机动车冲突的种类，即合流冲突点、分流冲突点和交叉冲突点，单位为类，为第类冲突点的个数，单位为个，为第类冲突点的恶性程度，为机动车交通流影响系数，为进入交叉口的机动车流量，单位为pcu/h，为交叉口的机动车设计通行能力，单位为pcu/h；

36、所述机动车与非机动车冲突点潜在危险度的计算公式为：

37、，

38、，

39、其中，为机动车与非机动车冲突点潜在危险度，为冲突点种类，包括直行机动车与非机动车冲突点、左转机动车与非机动车冲突点、右转机动车与非机动车冲突点，为第类冲突点的个数，为第类冲突点的恶性程度，为机动车与非机动车交通流影响系数，为进入交叉口的机动车流量，单位为pcu/h，为交叉口的机动车设计通行能力，单位为pcu/h，为进入交叉口的非机动车流量，单位为pcu/h，为交叉口的非机动车设计通行能力，单位为pcu/h；

40、所述机动车与行人冲突点潜在危险度的计算公式为：

41、，

42、，

43、其中，为机动车与行人冲突点潜在危险度，为冲突点种类，包括直行机动车与行人冲突点、左转机动车与行人冲突点、右转机动车与行人冲突点，为第类冲突点的个数，为第类冲突点的恶性程度，为机动车与行人交通流影响系数，为进入交叉口的机动车流量，单位为pcu/h，为交叉口的机动车设计通行能力，单位为pcu/h；为进入交叉口的行人流量，单位为pcu/h，为交叉口的行人设计通行能力，单位为pcu/h。

44、可选地，所述各指标的权重系数的确定方法为：

45、step1：选择区域交叉口事故率为因变量(=1,2,…,），其它评价指标为自变量(=1,2,…,；=1,2,…,)，其中，为交叉口个数，为评价指标个数，多元线性回归方程组如下：

46、，

47、其中，为第项指标的第个标准化数据，为第n个回归系数，为第个交叉口的事故率；

48、step2：最小二乘法求未知参数的估计量：

49、，

50、其中，；；；

51、step3：基于多元线性回归法性质，当因变量与自变量处于一条直线上时，最终评价指标对应的权重系数就是各自变量对应的回归系数，因此可得：；

52、，

53、其中，为第个数据的权重系数；k为数据的总个数。

54、可选地，所述区域交叉口群多指标综合安全强度值和基于交叉口面积的事故强度值的计算方法为：

55、，

56、其中，为年交叉口百万辆车事故率，为区域内某交叉口全年交通事故次数或伤、亡人数；为区域内某交叉口全年进入车辆的总数；

57、，

58、，

59、其中，为交叉口多指标综合安全强度值，为年交叉口百万辆车事故率，为年交叉口安全率，为第个交叉口安全率对评价指标的拟合函数，为评价指标在第个交叉口安全率的权重系数；

60、，

61、其中，为全年事故密度，单位为次/平方公里，为区域内某交叉口全年交通事故次数或伤、亡人数，为交叉口区域面积，单位为平方公里；

62、，

63、其中，为交叉口多指标综合事故强度值，为全年事故密度，为第个交叉口事故密度对评价指标的拟合函数，为评价指标在第个交叉口事故密度的权重系数。

64、可选地，所述五维评价指标体系中的各维度指标具体为：

65、所述单交叉口安全水平的计算公式为：

66、，

67、其中，为第个单交叉口的安全水平，为第个交叉口多指标综合安全强度值；

68、所述单交叉口安全效率的计算公式为：

69、，

70、其中，为第个单交叉口的安全效率，为年交叉口安全率，为第个交叉口多指标综合安全强度值；

71、所述单交叉口单位面积发生事故水平的计算公式为：

72、，

73、其中，为第个单交叉口单位面积发生事故水平，为第个交叉口多指标综合事故强度值；

74、所述单交叉口单位面积发生事故率的计算公式为：

75、，

76、其中，为第个单交叉口的单位面积发生事故率，为全年事故密度，为第个交叉口多指标综合事故强度值；

77、所述单交叉口综合安全率的计算公式为：

78、，

79、其中，为第个单交叉口综合安全率，为第个交叉口多指标综合安全强度值，为第个交叉口多指标综合事故强度值。

80、可选地，所述利用四分位数量化交叉口安全水平的方法为：

81、将各维度评价指标利用箱型图表示得到复杂度值排序，每类指标四分位置为，定义为交叉口在区域内安全性较低，为交叉口在区域内安全性低，为交叉口在区域内安全性较高，为交叉口在区域内安全性高。

82、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

83、本发明公开了一种基于复杂度理论的区域交叉口群安全运行评价方法，所述方法包括构建区域交叉口群综合评价指标集，并利用功效系数法和多元线性回归法确定各指标的权重系数；基于所述区域交叉口群综合评价指标集以及各所述指标的权重系数，计算区域交叉口群多指标综合安全强度值和基于交叉口面积的事故强度值，并基于所述区域交叉口群多指标综合安全强度值和所述基于交叉口面积的事故强度值，构建五维评价指标体系，并利用四分位数量化交叉口安全水平。本发明充分考虑了交叉口静态和动态等多个方面的指标，从而客观准确地量化不同指标对交叉口安全的影响程度，使得评价更加全面和综合。

技术特征：

1.一种基于复杂度理论的区域交叉口群安全运行评价方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于复杂度理论的区域交叉口群安全运行评价方法，其特征在于，所述交叉口静态评价指标包括交叉口位阶差、交叉口物理区构型、交叉口同向车道车流动线偏角以及交叉口进出口车道变化差；

3.根据权利要求1所述的基于复杂度理论的区域交叉口群安全运行评价方法，其特征在于，所述交叉口秩序管理评价指标包括机动车违法率、非机动车违法率以及行人违法率；

4.根据权利要求1所述的基于复杂度理论的区域交叉口群安全运行评价方法，其特征在于，所述信号控制交叉口运行安全评价指标包括机动车与机动车冲突点潜在危险度、机动车与非机动车冲突点潜在危险度和机动车与行人冲突点潜在危险度；

5.根据权利要求1所述的基于复杂度理论的区域交叉口群安全运行评价方法，其特征在于，所述各指标的权重系数的确定方法为：

6.根据权利要求1所述的基于复杂度理论的区域交叉口群安全运行评价方法，其特征在于，所述区域交叉口群多指标综合安全强度值和基于交叉口面积的事故强度值的计算方法为：

7.根据权利要求1所述的基于复杂度理论的区域交叉口群安全运行评价方法，其特征在于，所述五维评价指标体系中的各维度指标具体为：

8.根据权利要求1所述的基于复杂度理论的区域交叉口群安全运行评价方法，其特征在于，所述利用四分位数量化交叉口安全水平的方法为：

技术总结
本发明公开一种基于复杂度理论的区域交叉口群安全运行评价方法，涉及交通安全评价技术领域。所述方法包括：构建区域交叉口群综合评价指标集，并利用功效系数法和多元线性回归法确定各指标的权重系数；基于所述区域交叉口群综合评价指标集以及各所述指标的权重系数，计算区域交叉口群多指标综合安全强度值和基于交叉口面积的事故强度值，并基于所述区域交叉口群多指标综合安全强度值和所述基于交叉口面积的事故强度值，构建五维评价指标体系，并利用四分位数量化交叉口安全水平。本发明充分考虑了交叉口静态和动态等多个方面的指标，从而客观准确地量化不同指标对交叉口安全的影响程度，使得评价更加全面和综合。

技术研发人员：孟维伟,熊帅,朱晓东,张兴宇,何佳,罗瑞琪,高佳宁,吴琰
受保护的技术使用者：中国市政工程华北设计研究总院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5