一种路段交通安全系数计算方法、电子设备及存储介质与流程

本发明属于交通仿真，具体涉及一种路段交通安全系数计算方法、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、随着汽车保有量的飞速提升，越来越多的私家车出行给道路交通系统带来了严峻的挑战。虽然在大基建的背景下道路设施仍在大规模修建完善，但是道路交通安全的问题也成了交管部门重点关注的问题。交通安全评估作为公路建设项目中不可缺少的一环，涉及到了整个项目过程，包括可行性研究、初步设计、施工图、运营以及项目后评价阶段。因此，采用一种科学合理的交通运行安全评估方法对于公路项目建设实施有较大的的理论和现实意义，

2、目前已有的道路交通运行安全的评估方法主要针对已运营的公路，通过设置地磁线圈或者摄像头采集被测路段的经过车辆交通流数据，通过计算路段速度差、交通冲突等相应指标评价交通运行安全状况。但该方法受到检测器布设位置的限制，评估的效率也较为低下，而且不能用于未建成的道路。

技术实现思路

1、本发明要解决的问题是灵活的对公路项目各个阶段以及任意路段进行交通安全评估，提出一种路段交通安全系数计算方法、电子设备及存储介质。

2、为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

3、一种路段交通安全系数计算方法，包括如下步骤：

4、s1.根据道路设计方案构建基础仿真路网模型，然后对基础仿真路网模型设置仿真模型参数，进行基础仿真模型参数校正，得到仿真路网模型；

5、s2.运行步骤s1得到的仿真路网模型，进行车辆轨迹数据的提取与计算，包括提取时间、车辆坐标位置、瞬时速度数据，计算测试路段在单位时间内通过的所有车辆的平均速度；

6、s3.基于步骤s2得到的测试路段在单位时间内通过的所有车辆的平均速度，计算路段交通安全系数，分析路段的交通运行安全情况。

7、进一步的，步骤s1的具体实现方法包括如下步骤：

8、s1.1.根据道路设计方案构建基础仿真路网模型；

9、s1.1.1.设置基础仿真路网模型的基础路网层，包括基本路段、交织区、合流区、隧道影响区；

10、s1.1.2.在基础路网层上添加交通控制数据，包括期望速度决策、减速区域、车辆禁行、禁止变道；

11、s1.1.3.最后输入仿真运行的交通需求数据，采用指定车辆路径和流量的方式，将交通需求数据输入到仿真软件中，完成基础仿真路网模型的构建；

12、s1.2.对步骤s1.1得到的基础仿真路网模型设置仿真模型参数；

13、s1.2.1.设置道路属性参数：包括道路等级、自由流速度、通行能力；

14、s1.2.2.设置车辆特征参数：包括加减速度函数、期望速度分布、时间分布、颜色分布；

15、s1.2.3.设置驾驶行为参数：包括车辆类型或车辆类别、跟车行为、换道行为、横向行为；

16、s1.2.4.设置交通需求参数：包括交通需求时间切分、交通需求车型切分；

17、s1.3.对步骤s1.2设置的基础仿真模型参数进行校正；

18、s1.3.1.设置基础仿真模型参数校正目标，对于高速公路道路交通环境设置为小时流量vol误差为15％以内，对于城市道路交通环境设置全路网平均运行速度误差为15％以内；

19、s1.3.2.设置校正参数，基于跟驰模型中车辆期望安全距离的加和项参数bx_add和车辆期望安全距离的乘数项参数bx_mult以及特性交通环境计算车辆在跟驰状态下车辆之间期望安全跟驰距离bx，表达式为：

20、

21、其中，z为服从正太分布的系数，v为车辆运行速度；

22、s1.3.3.基于步骤s1.3.1得到的基础仿真模型参数校正目标和步骤s1.3.2得到的校正参数，进行仿真模型参数校核、仿真模型参数调整、仿真模型参数校核的循环迭代过程，得到仿真路网模型。

23、进一步的，步骤s2的具体实现方法包括如下步骤：

24、s2.1.运行步骤s1得到的仿真路网模型，得到车辆轨迹文件，所述车辆轨迹文件包括时刻数据、车辆编号数据、车辆坐标数据、路段编号数据、车辆速度数据；

25、s2.2.读取步骤s2.1得到的车辆轨迹文件进行车辆轨迹数据的提取；

26、s2.2.1.设置测试路段编号，初始化车辆进出时刻列表，然后遍历车辆轨迹文件，判断车辆是否进入测试路段，判断为否则继续遍历车辆轨迹文件，判断为是则将对应时刻数据记录为车辆进入时刻，然后判断车辆是否离开测试路段，判断为否则继续遍历车辆轨迹文件，判断为是则将对应时刻数据记录为车辆离开时刻，更新车辆进出时刻列表；

27、s2.2.2.遍历步骤s2.2.1得到的车辆进出时刻列表，根据车辆编号数据提取车辆进入和离开测试路段的坐标数据，完成车辆轨迹数据提取；

28、s2.3.根据步骤s2.2得到的车辆轨迹数据，计算测试路段在单位时间内通过的所有车辆的平均速度；

29、s2.3.1.根据车辆进入和离开测试路段的坐标值计算测试测路段长度l，计算表达式为：

30、

31、其中，(xi1,yi1,zi1)和(xi2,yi2,zi2)分别表示第i个车辆进入测试路段和离开测试路段的坐标值；

32、s2.3.2.计算车辆经过测试路段的时间t，计算表达式为：

33、t＝ti2-ti1

34、其中，ti1和ti2分别表示第i个车辆进入测试路段和离开测试路段的时刻；

35、s2.3.3.计算车辆经过测试路段的平均速度v，计算表达式为：

36、

37、s2.3.4.基于步骤s2.2.1至步骤s2.2.3的方法，计算测试路段在单位时间内通过的所有车辆的平均速度。

38、进一步的，步骤s3的具体实现方法包括如下步骤：

39、s3.1.基于步骤s2得到的测试路段在单位时间内通过的所有车辆的平均速度，计算测试路段的最大平均车速vmax和最小平均车速vmin，计算表达式为：

40、

41、其中，vi为第i个车辆经过测试路段的平均速度；

42、

43、s3.2.基于步骤s3.1得到的测试路段的最大平均车速vmax和最小平均车速vmin，计算速度差值δv，计算表达式为：

44、δv＝vmax-vmin

45、s3.3.设置交通安全系数s，用于表示测试路段运行速度的协调性，计算表达式为：

46、

47、s3.4.基于步骤s3.3得到的交通安全系数分析路段的交通运行安全情况，当s∈(0,1)时，交通安全情况评价等级为好，当s∈[1,2)时，交通安全评价等级为较好，当s∈[2,+∞)时，交通安全评价等级为不良。

48、一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，所述的处理器执行所述计算机程序时实现所述的一种路段交通安全系数计算方法的步骤。

49、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的一种路段交通安全系数计算方法。

50、本发明的有益效果：

51、本发明所述的一种路段交通安全系数计算方法，通过使用vissim仿真软件，对被测试道路进行仿真建模，可以灵活的对公路项目各个阶段以及任意路段进行交通安全评估，极大地提高了评估效率，同时节约了大量布设检测器所带来的成本。

52、本发明所述的一种路段交通安全系数计算方法利用仿真软件输出车辆轨迹文件，不受限于检测器布设位置，可以评估任意指定路段道路的交通运行安全状况。

53、本发明所述的一种路段交通安全系数计算方法可以评估公路项目工程各阶段的交通运行安全状况，包括可行性研究阶段、初步设计阶段、施工图阶段、运营阶段等。

54、本发明所述的一种路段交通安全系数计算方法可以支持项目设计阶段的多方案比选。