冲突技术的收费站安全评价以淮安南为例
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2国内外发展现状 1
1.3 研究目标、主要内容、技术路线 2
2 交通冲突技术原理 3
2.1 交通冲突的定义 3
2.2收费区交通冲突的类型 4
2.3 冲突调查时间 5
2.4 冲突判别 6
3 基于交通冲突技术的高速公路收费站安全评价方法 7
3.1 传统的收费站安全评价方式讨论 7
3.2 基于灰色聚类评价法的安全评价 13
4 案例分析 16
4.1淮安南收费站的数据采集 16
4.2 淮安南收费站安全评价 17
4.3 结果分析 21
结论 22
致谢 23
参考文献 24
附录1 交通量及交通冲突调查表 25
1 绪论
1.1 研究背景
随着我国高速公路的迅猛发展，针对高速公路的各类研究也在开展，收费站是高速公路的重要节点，也是交通事故频发和造成延误的瓶颈路段。淮安南收费站于2005年12月1日开通，设6进7出13个车道，东接205国道，西接西安南路，北接北京南路，是淮安市区往来徐州、南京、连云港、盐城、宿迁最方便快捷的出入口。目前，淮安南收费站相比较其他的收费站来说，现阶段虽然车流不是很大，但随着淮安经济的迅速发展其车流量势必会大大增加。图1-1为淮安南收费站站前广场。
图1-1 淮安南收费站
以往的交通安全评价方法都是以事故统计为基础，这种方法是把事故数据作为评价指标，由于事故发生的稀有性导致其评价周期变长，而且事故统计的不完全性使得评价结果欠真实，并且 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
由于事故发生的不可逆性，使得分析事故原因变得困难。交通冲突技术的产生能够解决上述问题，通过研究“类似事故”的交通冲突而不是简单的研究交通事故，由于交通冲突数和交通事故数相比，在短时间内观测收集的数据量要多很多，所以就可以在短时间内来对收费站站前广场进行安全评价[1]。
1.2国内外发展现状
1.2.1国外发展现状
近二十年来，随着高速公路在全球范围内尤其是广大发展中国家新建并通车，目前世界上高速公路大约有20万公里，其中的25%是收费公路，并且大部分集中在以中国为代表的发展中国家，发达国家特别是美国近几年来收费公路虽然发展比较快，但由于其在本国道路通车里程只占很小比例，国外交通研究机构对收费公路收费设施特别是传统收费站以及收费站交通安全的研究很少，主要原因是他们的收费道路收费站已不是我们国家那种传统意义收费站，大部分都完成或正在进行收费方式和技术的改造，基本实现了ETC系统。因此，他们的研究基本都是对ETC系统所作的评价。其中，美国佛罗里达大学的Mohamed A Abdel 等人利用人工神经网络模型来评价收费广场前、收费广场处、收费广场后在ETC 使用前后的事故率和事故严重程度，并且在ETC发展的不同阶段利用发生的追尾和侧碰的数据进行了安全性的评价[2]。不过国外有关ETC对交通安全影响的评价都侧重于简单的地点评价(即对某一收费站使用ETC前后的事故量进行简单的分析比较) ，并没有形成系统的评价方法。
1.2.2 国内发展现状
国内研究机构和交通管理部门对高速公路收费站的研究与国外相类似，主要集中在高速公路系统结构技术水平更新、收费方式和联网收费系统实现，以及如何提高收费站通行能力、服务水平与运营效益分析等方面。对高速公路收费站交通安全问题的研究比较少，其中比较有代表性的是东南大学叶凡、陆键等人得出了仅仅运用事故统计数据模型来评价收费站安全水平是欠可靠的，采用了以非事故间接评价方法即交通冲突技术对ETC安全进行定性评价。张剑桥、吴志周、范宇杰等人基于交通冲突技术，利用冲突数作为安全评价标准，采用VISSIM仿真与SSAM软件结合,根据实际录像观测数据对模型参数的标定、修正，建立量化的高速公路收费站安全评价模型。最后利用动态综合评价方法，将高速公路收费站的现实数据与建立的评价标准数据进行比较，从而获得该收费站的当前安全状况。
1.3 研究目标、主要内容、技术路线
1.3.1研究目标
高速公路以其快速、安全、经济、舒适的优势在综合运输体系中地位越来越重要，而高速公路交通中的关键地段是高速公路收费站，它决定着收费站甚至整个路段的服务水平及通行能力。以往的研究主要关注于高速公路收费站系统的服务水平，而忽略了高速公路收费站系统安全性的评价。但是随着高速公路的快速发展以及ETC (不停车收费系统)系统在我国的广泛应用，如何在提高收费站服务水平的基础上，保证其安全水平至关重要。
1.3.2 主要内容
a）通过用人工观测法对淮安南收费站前广场车辆运行状况来获得交通冲突数据；
高速公路收费站的冲突类型分为同向车辆冲突、换车道冲突、超车冲突、并行冲突，在调查时间的选择上需要考虑。
b）基于冲突技术对淮安南收费站安全评价；
整理调查的淮安南高速公路收费站的冲突数据，同时根据平交口冲突技术 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
的评价方法来确定淮安南高速公路收费站的评价方法，对淮安南收费站进行安全评价。
c）通过对淮安南收费站的安全评价结果分析导致这种结果产生的原因。
1.3.3 技术路线
在该课题的研究中,本文将对淮安南收费站进行基于冲突技术的交通安全评价
本课题研究方法如下：
a）查阅相关国内外文献，了解有关基于交通冲突技术的安全评价方法，从中选择一个比较适合淮安南收费站的安全评价方法，并对其进行评价。
b） 通过查阅相关书籍文献，并通过用人工观测法来获取淮安南收费站的冲突数据和交通流量，并且进行数据整理。
c）从上述的评价结果中对淮安的收费站的安全情况进行分析，结合其它人员的研究成果，提出相应的改善措施。
图1-2 本课题研究方法流程图
2 交通冲突技术原理
2.1 交通冲突的定义
交通冲突的基本定义是在可观测的条件下，两个或两个以上道路使用者在时间和空间相互接近，以至于如果任何一方不采取行动改变其运动轨迹，将会发生碰撞[3]。
2.2收费区交通冲突的类型
交叉口冲突的类型有很多，但是由于收费区路段实行的是单向交通，所以并不是每一种类型都会出现在收费站站前广场中，根据收费区固有的单向交通特点并结合车辆与车辆在收费区的相互作用，总结出以下几种类型的从冲突，即同向冲突、换车道冲突、超车冲突、并行冲突和误入车辆倒车冲突[4]。
a）同向冲突：一般发生在同向行驶的前后车辆之间，前车准备停车排队缴费而采取减速制动时，后车的驾驶员反应不及时将有可能导致追尾事故的发生。
图2-1 同向冲突示意图
b)换车道冲突：车辆企图变换车道来改变行车方向，此时会与变换车道上行驶的车辆发生冲突，有导致侧击和追尾的可能性。
图2-2 换车道冲突示意图
图2-4 并行冲突示意图
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2国内外发展现状 1
1.3 研究目标、主要内容、技术路线 2
2 交通冲突技术原理 3
2.1 交通冲突的定义 3
2.2收费区交通冲突的类型 4
2.3 冲突调查时间 5
2.4 冲突判别 6
3 基于交通冲突技术的高速公路收费站安全评价方法 7
3.1 传统的收费站安全评价方式讨论 7
3.2 基于灰色聚类评价法的安全评价 13
4 案例分析 16
4.1淮安南收费站的数据采集 16
4.2 淮安南收费站安全评价 17
4.3 结果分析 21
结论 22
致谢 23
参考文献 24
附录1 交通量及交通冲突调查表 25
1 绪论
1.1 研究背景
随着我国高速公路的迅猛发展，针对高速公路的各类研究也在开展，收费站是高速公路的重要节点，也是交通事故频发和造成延误的瓶颈路段。淮安南收费站于2005年12月1日开通，设6进7出13个车道，东接205国道，西接西安南路，北接北京南路，是淮安市区往来徐州、南京、连云港、盐城、宿迁最方便快捷的出入口。目前，淮安南收费站相比较其他的收费站来说，现阶段虽然车流不是很大，但随着淮安经济的迅速发展其车流量势必会大大增加。图1-1为淮安南收费站站前广场。
图1-1 淮安南收费站
以往的交通安全评价方法都是以事故统计为基础，这种方法是把事故数据作为评价指标，由于事故发生的稀有性导致其评价周期变长，而且事故统计的不完全性使得评价结果欠真实，并且 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
由于事故发生的不可逆性，使得分析事故原因变得困难。交通冲突技术的产生能够解决上述问题，通过研究“类似事故”的交通冲突而不是简单的研究交通事故，由于交通冲突数和交通事故数相比，在短时间内观测收集的数据量要多很多，所以就可以在短时间内来对收费站站前广场进行安全评价[1]。
1.2国内外发展现状
1.2.1国外发展现状
近二十年来，随着高速公路在全球范围内尤其是广大发展中国家新建并通车，目前世界上高速公路大约有20万公里，其中的25%是收费公路，并且大部分集中在以中国为代表的发展中国家，发达国家特别是美国近几年来收费公路虽然发展比较快，但由于其在本国道路通车里程只占很小比例，国外交通研究机构对收费公路收费设施特别是传统收费站以及收费站交通安全的研究很少，主要原因是他们的收费道路收费站已不是我们国家那种传统意义收费站，大部分都完成或正在进行收费方式和技术的改造，基本实现了ETC系统。因此，他们的研究基本都是对ETC系统所作的评价。其中，美国佛罗里达大学的Mohamed A Abdel 等人利用人工神经网络模型来评价收费广场前、收费广场处、收费广场后在ETC 使用前后的事故率和事故严重程度，并且在ETC发展的不同阶段利用发生的追尾和侧碰的数据进行了安全性的评价[2]。不过国外有关ETC对交通安全影响的评价都侧重于简单的地点评价(即对某一收费站使用ETC前后的事故量进行简单的分析比较) ，并没有形成系统的评价方法。
1.2.2 国内发展现状
国内研究机构和交通管理部门对高速公路收费站的研究与国外相类似，主要集中在高速公路系统结构技术水平更新、收费方式和联网收费系统实现，以及如何提高收费站通行能力、服务水平与运营效益分析等方面。对高速公路收费站交通安全问题的研究比较少，其中比较有代表性的是东南大学叶凡、陆键等人得出了仅仅运用事故统计数据模型来评价收费站安全水平是欠可靠的，采用了以非事故间接评价方法即交通冲突技术对ETC安全进行定性评价。张剑桥、吴志周、范宇杰等人基于交通冲突技术，利用冲突数作为安全评价标准，采用VISSIM仿真与SSAM软件结合,根据实际录像观测数据对模型参数的标定、修正，建立量化的高速公路收费站安全评价模型。最后利用动态综合评价方法，将高速公路收费站的现实数据与建立的评价标准数据进行比较，从而获得该收费站的当前安全状况。
1.3 研究目标、主要内容、技术路线
1.3.1研究目标
高速公路以其快速、安全、经济、舒适的优势在综合运输体系中地位越来越重要，而高速公路交通中的关键地段是高速公路收费站，它决定着收费站甚至整个路段的服务水平及通行能力。以往的研究主要关注于高速公路收费站系统的服务水平，而忽略了高速公路收费站系统安全性的评价。但是随着高速公路的快速发展以及ETC (不停车收费系统)系统在我国的广泛应用，如何在提高收费站服务水平的基础上，保证其安全水平至关重要。
1.3.2 主要内容
a）通过用人工观测法对淮安南收费站前广场车辆运行状况来获得交通冲突数据；
高速公路收费站的冲突类型分为同向车辆冲突、换车道冲突、超车冲突、并行冲突，在调查时间的选择上需要考虑。
b）基于冲突技术对淮安南收费站安全评价；
整理调查的淮安南高速公路收费站的冲突数据，同时根据平交口冲突技术 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
的评价方法来确定淮安南高速公路收费站的评价方法，对淮安南收费站进行安全评价。
c）通过对淮安南收费站的安全评价结果分析导致这种结果产生的原因。
1.3.3 技术路线
在该课题的研究中,本文将对淮安南收费站进行基于冲突技术的交通安全评价
本课题研究方法如下：
a）查阅相关国内外文献，了解有关基于交通冲突技术的安全评价方法，从中选择一个比较适合淮安南收费站的安全评价方法，并对其进行评价。
b） 通过查阅相关书籍文献，并通过用人工观测法来获取淮安南收费站的冲突数据和交通流量，并且进行数据整理。
c）从上述的评价结果中对淮安的收费站的安全情况进行分析，结合其它人员的研究成果，提出相应的改善措施。
图1-2 本课题研究方法流程图
2 交通冲突技术原理
2.1 交通冲突的定义
交通冲突的基本定义是在可观测的条件下，两个或两个以上道路使用者在时间和空间相互接近，以至于如果任何一方不采取行动改变其运动轨迹，将会发生碰撞[3]。
2.2收费区交通冲突的类型
交叉口冲突的类型有很多，但是由于收费区路段实行的是单向交通，所以并不是每一种类型都会出现在收费站站前广场中，根据收费区固有的单向交通特点并结合车辆与车辆在收费区的相互作用，总结出以下几种类型的从冲突，即同向冲突、换车道冲突、超车冲突、并行冲突和误入车辆倒车冲突[4]。
a）同向冲突：一般发生在同向行驶的前后车辆之间，前车准备停车排队缴费而采取减速制动时，后车的驾驶员反应不及时将有可能导致追尾事故的发生。
图2-1 同向冲突示意图
b)换车道冲突：车辆企图变换车道来改变行车方向，此时会与变换车道上行驶的车辆发生冲突，有导致侧击和追尾的可能性。
图2-2 换车道冲突示意图
图2-4 并行冲突示意图
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