多源数据驱动的道路交通安全分析理论与方法

2021-11-30
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本项目就是将交通安全作为主要目标要素融入道路系统规划、设计与控制,从源头降低事故风险。

成果名称:多源数据驱动的道路交通安全分析理论与方法

成果单位:东南大学

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长期以来,交通工程设计与交通控制的主要目标是提升城市交通通行效率,而对交通安全考虑不足。本项目就是将交通安全作为主要目标要素融入道路系统规划、设计与控制,从源头降低事故风险。团队十余年来致力于主动交通安全设计与调控,集中攻关多模式交通冲突机理、交通设计-交通流状态-交通事故风险关联机制、控制环境下道路交通流时空演化等基础科学问题,形成了多源数据驱动的道路交通安全分析理论方法体系,并持续开展多层次成果转化及示范应用,目前已经取得一系列重大原创成果:

揭示了复杂环境下多模式交通冲突发生机理,建立了交通冲突主动辨识方法和预测模型

本项目在大量实测数据基础上,系统研究机动车、非机动车以及行人等交通主体间多模式交通冲突的定义方法以及时空分布规律,捕捉交通冲突生成与实际交通流、交通控制、交通设计等观测要素间映射关系,实现不依赖历史事故数据的交通设计安全影响科学量化分析,并研发基于计算机视觉的交通冲突识别与快速提取方法、交通冲突仿真模型二阶段参数标定方法。

解析道路交通设计-交通流状态-交通事故风险的关联机制,建立道路交通安全状态辨识方法与交通事故风险预测模型

利用检测器采集的动态交通流数据、环境气象数据等多元数据,通过提取事故前兆特征、构建交通事故风险模型,完成交通事故风险实时计算,实现道路交通安全状态辨识、成因溯源与中长期预测,实现道路交通事故风险的在线预警。项目提出的“考虑交通安全状态的道路交通事故风险模型”将事故风险辨识精度从60%-65%提升至85%-90%,原创性提出“基于贝叶斯更新的道路交通事故风险模型时空移植增强理论”将有限样本体条件下事故风险辨识精度从40%提升至55%。

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揭示了控制环境下道路交通流时空演化机理,提出了道路危险交通流状态主动调控方法

基于道路交通设计和动态交通流特征,融合提高行车效率与安全的策略模型,进行道路交通运行状态、安全风险、控制策略仿真以及效果分析,根据各策略的优先级进行多策略协同控制。针对常发拥堵瓶颈路段、复杂多瓶颈交互路段、出入口匝道交织区路段、弯道及施工路段等典型环境,建立消除交通事故风险的离散时空可变限速控制策略,以应对恶劣天气、交通拥堵、交通安全风险等级高、车道临时关闭等场景。

该项目发表了高水平学术论文百余篇,获得国家发明专利50余项,依托成果实现专利转化。项目成果产生巨大的社会效益,在中国江苏、广东等省份19条高速公路和城市快速路,以及雄安新区对外骨干路网中的荣乌、京德高速公路开展了多层次推广应用,道路交通事故率降低15%-35%。