一种基于驾驶模拟技术的道路线形安全审核方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于交通安全评价技术领域，尤其是涉及一种基于驾驶模拟技术的道路线 形安全审核方法。
【背景技术】
[0002] 随着道路交通事业的繁荣昌盛，道路交通安全问题却格外严峻地呈现出来。据公 安部公布的数据，自95年以来，我国每年死于道路交通事故的达7万人以上，99年超过8万 多人，2001年突破10万人。道路的建成大大促进了我国的国民经济和各个行业的发展。但 道路的预见性安全评价一直存在一定的问题。
[0003] 虽然世界各国对道路建设制定了很多规范，却常常是在道路建成后才发现局部路 段事故频繁发生，有的路段甚至无法补救，以至于不得不另建，给国家、地方和个人造成巨 大的经济损失。同时对道路采取的补救措施，也需要经过较长时间才能得到验证。
[0004] 作为道路建设的重要部分，道路线形审核是道路交通安全建设的重要部分，也是 建成后影响道路交通安全的主要因素，国内外一些线形审核方法虽然经过多年的应用已经 发展比较完善，但是现有技术并没有考虑中国自身混合交通的特点，也没有考虑驾驶员因 素的特点，并且没有一个系统的建立了基于驾驶模拟技术的道路线形审核方法，无法满足 道路初步设计阶段就可对道路安全进行预先评价的需求。
[0005] 因此，对道路线形进行有效的安全性评价和预测道路安全具有极其重要的意义和 很好的应用前景。
【发明内容】
[0006] 本发明要解决的问题是提供一种基于驾驶模拟技术的道路线形安全审核方法，通 过本方法建立了基于驾驶模拟技术的道路线形安全评价系统，可对未建设的道路进行预先 评价。
[0007] 本发明的核心思想是：基于驾驶模拟技术的道路线形安全审核评价指标包括驾驶 行为参数和车辆运行参数两个方面，基于ANOVA和Pearson方法得到二级指标；再利用模糊 网络分析法（F-ANP)构建道路线形安全审核评价体系。
[0008] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
[0009] 一种基于驾驶模拟技术的道路线形安全审核方法，包含如下步骤：
[0010] (1)基于道路线形的设计资料，构建三维模拟实验场景，并得到多段路的表征参 数；
[0011] (2)通过ANOVA方差分析方法进行表征参数的显著性检验，得到驾驶行为参数和 车辆运行参数两个一级指标下的多个二级指标，作为评价参数；
[0012] (3)通过Pearson相关系数方法对评价参数的相关性进行分析，得到道路线形审 核的评价指标，构建评价指标体系，同时得到评价因素集；
[0013] (4)对项目因素对象可能做出的各种评判结果，得到道路线形审核安全评语集；
[0014] (5)利用极值法将评价指标值无量纲化，得到类型一致化后的评价指标；
[0015] (6)在道路线形审核安全评语集的基础上，基于正弦曲线构建隶属度函数；
[0016] (7)将步骤（5)中得到的无量纲化后的评价指标值代入步骤（6)中的隶属度函数， 确定出驾驶过程中所有无量纲化后的评价指标的隶属度向量，从而建立基于三角模糊数的 模糊判断矩阵R ;
[0017] (8)采用模糊评价的方法，对评价指标影响进行打分，通过三角模糊数构建互补判 断矩阵，确定评价指标权重G ;
[0018] (9)采用M(+，鲁）算子，将求得的F-ANP权重向量G与单因素模糊判断矩阵R合 成得到F-ANP评判集B，进行归一化处理得到向量B'，B'即为最终评价向量；
[0019] (10)按照隶属度最大原则，根据步骤（6)中隶属度函数构建时采用的原则得到每 段路的道路线形安全评价等级。
[0020] 进一步的，所述步骤1)中的表征参数的确定由驾驶模拟实验确定。
【主权项】
1. 一种基于驾驶模拟技术的道路线形安全审核方法，其特征在于包含如下步骤： (1) 基于道路线形的设计资料，构建三维模拟实验场景，并得到多段路的表征参数； (2) 通过ANOVA方差分析方法进行表征参数的显著性检验，得到驾驶行为参数和车辆 运行参数两个一级指标下的多个二级指标，作为评价参数； (3) 通过Pearson相关系数方法对评价参数的相关性进行分析，得到道路线形审核的 评价指标，构建评价指标体系，同时得到评价因素集； (4) 对项目因素对象可能做出的各种评判结果，得到道路线形审核安全评语集； (5) 利用极值法将评价指标值无量纲化，得到类型一致化后的评价指标； (6) 在道路线形审核安全评语集的基础上，基于正弦曲线构建隶属度函数； (7) 将步骤（5)中得到的无量纲化后的评价指标值代入步骤（6)中的隶属度函数，确定 出驾驶过程中所有无量纲化后的评价指标的隶属度向量，从而建立基于三角模糊数的模糊 判断矩阵R ; (8) 采用模糊评价的方法，对评价指标影响进行打分，通过三角模糊数构建互补判断矩 阵，确定评价指标权重G ; (9) 采用M(+，鲁）算子，将求得的F-ANP权重向量G与单因素模糊判断矩阵R合成得 到F-ANP评判集B，进行归一化处理得到向量V即为最终评价向量； (10) 按照隶属度最大原则，根据步骤（6)中隶属度函数构建时采用的原则得到每段路 的道路线形安全评价等级。
2. 根据权利要求1所述的基于驾驶模拟技术的道路线形安全审核方法，其特征在于： 所述步骤1)中的表征参数的确定由驾驶模拟实验确定。
3. 根据权利要求2所述的基于驾驶模拟技术的道路线形安全审核方法，其特征在于： 所述步骤5)中利用极值法将评价指标无量纲化，得到类型一致化后的评价指标的具体步 骤如下： (1) 将评价指标转换为正向指标：逆向指标转换采用倒数法 (2) 通过极值法进行指标无量纲化处理，计算公式如下：
式中：max (Ui)--样本最大值；min (Ui)--样本最小值； K 一一不同评价指标对应的全局系数，该系数通过驾驶模拟实验得到。
4. 根据权利要求1所述的基于驾驶模拟技术的道路线形安全审核方法，其特征在于： 所述步骤6)中基于正弦曲线构建隶属度函数，其模糊解析式如下：
其中：A--指标隶属于"很低"的隶属度； r2--指标隶属于"低"的隶属度； r3--指标隶属于"一般"的隶属度； r4--指标隶属于"高"的隶属度； T5 指标隶属于"很尚"的隶属度；U 指标值。
5. 根据权利要求1所述的基于驾驶模拟技术的道路线形安全审核方法，其特征在于： 所述步骤8)中确定评价指标权重G的具体步骤如下： (1) 构建基于三角模糊数的模糊判断矩阵， (2) 确定超矩阵局部权重向量矩阵， (3) 权重向量计算， (4) 确定超矩阵W和加权超矩阵评， (5) 确定F-ANP权重。
6. 根据权利要求1所述的基于驾驶模拟技术的道路线形安全审核方法，其特征在于： 所述M(+，·）算子的运算表达式为：
7. 根据权利要求1所述的基于驾驶模拟技术的道路线形安全审核方法，其特征在于： 所述步骤（2)中的二级指标包括驾驶行为参数和车辆运行参数，驾驶行为参数方面包括速 度标准差、平均速度、纵向加速度标准差、横向加速度标准差，车辆运行参数方面包括方向 盘转角标准差、方向盘转角阈值、油门标准差。
【专利摘要】本发明提供一种基于驾驶模拟技术的道路线形安全审核方法，基于驾驶模拟技术的道路线形安全审核评价指标包括驾驶行为参数和车辆运行参数两个方面，基于ANOVA和Pearson方法得到二级指标；再利用模糊网络分析法(F-ANP)构建道路线形安全审核评价体系。本方法建立了基于驾驶模拟技术的道路线形安全评价系统，考虑驾驶员因素的特点，满足了道路初步设计阶段就可对道路安全进行预先评价的需求，对未建设的道路进行预先评价。
【IPC分类】G06F19-00
【公开号】CN104657623
【申请号】CN201510116266
【发明人】曾伟, 陈广永, 陈志国, 李 东, 王新岐, 孙立山, 张宝刚, 王晓华, 张德利, 杨辉, 李仙, 张国梁, 魏继合, 赵亚琴, 段晓沛, 张占领, 苑红凯, 葛娟, 谢国栋, 赵宁, 张立文, 乔婧, 罗薇
【申请人】天津市市政工程设计研究院
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年3月17日