本發(fā)明屬于交通安全管理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種低能見度高速公路帶隊(duì)通行方法。

背景技術(shù)：

目前，高速公路上行車速度快，駕駛員難以觀察周圍環(huán)境。特別在低能見度條件下，我國(guó)高速公路上交通事故率高，致死率高，并極易引發(fā)二次事故、釀成重特大交通事故，將引起廣泛的社會(huì)反響。

對(duì)此，我國(guó)《道路交通安全法》、《中華人民共和國(guó)道路交通安全法實(shí)施條例》以及公安部《高速公路交通應(yīng)急管理程序規(guī)定》等法規(guī)條例都對(duì)大霧條件下行車安全管理手段和應(yīng)急管理程序做出了規(guī)定。常規(guī)的主要治理手段是車速控制，但效果并不理想。原因在于霧或霾具有聚集快速、難以預(yù)測(cè)的特點(diǎn)，易導(dǎo)致高速公路封閉，影響高速公路管理單位的運(yùn)營(yíng)工作，導(dǎo)致大批車輛延誤，造成經(jīng)濟(jì)損失。

為保障低能見度條件下高速公路正常運(yùn)營(yíng)，我國(guó)各省市個(gè)別高速公路段根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際管理體制、高速公路交通條件和自然環(huán)境，利用長(zhǎng)期管理經(jīng)驗(yàn)摸索出不同的因地制宜的特殊大霧條件管理手段，具體比如：實(shí)行“晚上早關(guān)閉、白天早開通，主線排隊(duì)、擇時(shí)帶路”、進(jìn)行車隊(duì)模塊化通行的成渝式霧天特情管理、規(guī)定主線帶路通行的具體流程等。然而，這些管理手段均依靠交警經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行帶隊(duì)通行，耗費(fèi)人力物力。

有鑒于此，需要通過(guò)數(shù)據(jù)化的計(jì)算結(jié)果評(píng)價(jià)低能見度條件下高速公路行車安全，建立以安全為導(dǎo)向、規(guī)范的帶隊(duì)通行方法，為現(xiàn)實(shí)應(yīng)用提供有效指導(dǎo)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷，現(xiàn)提供一種低能見度高速公路帶隊(duì)通行方法，通過(guò)建立低能見度條件下高速公路行車安全性評(píng)價(jià)模型，為低能見條件下高速公路交通流運(yùn)營(yíng)管理提供意見，在實(shí)現(xiàn)低能見度條件高速公路持續(xù)運(yùn)營(yíng)的同時(shí)，保障路上行車安全。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的解決方案是：提供一種低能見度高速公路帶隊(duì)通行方法，包括以下步驟：

i.利用模擬平臺(tái)模擬不同能見度下的公路環(huán)境，駕駛員在所述模擬平臺(tái)進(jìn)行跟車駕駛，所述模擬平臺(tái)隨時(shí)采集線形、前車和駕駛員所在車輛的位置、車速以及加減速；

ii.根據(jù)所采集的駕駛員車輛的位置和車速，計(jì)算車頭時(shí)距h，即兩車之間的時(shí)間距離；

iii.根據(jù)所采集的駕駛員車輛的加減速時(shí)點(diǎn)，計(jì)算駕駛員的反應(yīng)時(shí)間t；

iv.根據(jù)采集的車速，計(jì)算最小安全車頭時(shí)距式中，

hmin為最小安全車頭時(shí)距、v1為前車車速、v2為后車的車速、t為后車駕駛員反應(yīng)時(shí)間、μz為路面縱向附著系數(shù)、i路段縱坡、b為前車車身長(zhǎng)度；

v.評(píng)價(jià)某時(shí)點(diǎn)的跟車駕駛安全性δh＝h-hmin，即當(dāng)δh≤0，認(rèn)為跟車不安全，當(dāng)δh＞0，認(rèn)為跟車安全；

vi.評(píng)價(jià)整個(gè)路段的跟車駕駛安全性式中，l_為δh≤0的路段長(zhǎng)度、l總為路段總長(zhǎng)度，當(dāng)a＝0時(shí)，代表安全，否則代表不安全；

vii.同時(shí)采集多輛車，將能見度、駕駛員車速、跟車距離和反應(yīng)時(shí)間作為因子，以駕駛安全性作為變量，進(jìn)行l(wèi)ogistic回歸，得到模型公式p＝f(l，v，h，t)，式中，l為能見度、v為帶隊(duì)車輛車速、h為跟車距離、t為駕駛員的反應(yīng)時(shí)間，并利用該模型公式判斷，當(dāng)p≥0.5時(shí)，不安全，當(dāng)p＜0.5時(shí)，跟車安全；

viii.根據(jù)i步驟所獲取的跟車距離以及車速兩者的變化幅度，分析帶隊(duì)車速選擇；

ix.確定帶隊(duì)通行方案。

優(yōu)選地，在進(jìn)行ix步驟之前，還包括以下步驟：

根據(jù)vii步驟中所述模型公式p，取不同能見度水平l，使得p＜0.5，v取步驟g中的車速，求跟車距離h，以供得到跟車距離的要求標(biāo)準(zhǔn)。

優(yōu)選地，進(jìn)行分析所述帶隊(duì)車速選擇的過(guò)程，包括：

當(dāng)能見度20m時(shí)，并不適合長(zhǎng)時(shí)間在高速公路上跟車駕駛；

當(dāng)能見度30～50m時(shí)，帶隊(duì)車輛車速宜選擇20km/h；

當(dāng)能見度在50～100m時(shí)，帶隊(duì)車輛車速宜選擇40km/h；

當(dāng)能見度在100m以上時(shí)，不需要進(jìn)行帶隊(duì)通行。

優(yōu)選地，實(shí)行步驟vii時(shí)，待進(jìn)行l(wèi)ogistic回歸后，得到跟車安全性評(píng)價(jià)模型公式

式中，

aa、bb、cc、dd分別為對(duì)于不同路段測(cè)量后模型p的可變參數(shù)；

并根據(jù)該模型公式p，確定所述帶隊(duì)車速選擇以及所述跟車距離的要求標(biāo)準(zhǔn)。

優(yōu)選地，計(jì)算所述車頭時(shí)距的公式為式中，h為車頭時(shí)距、h為跟車距離、k1為前車坐標(biāo)、k2為后車坐標(biāo)、v2為假設(shè)前車停下不動(dòng)的情況下后車的相對(duì)車速。

優(yōu)選地，計(jì)算駕駛員的反應(yīng)時(shí)間的公式為t＝t2-t1，式中，t為反應(yīng)時(shí)間，t1為前車開始減速的時(shí)間，t2為由前車開始減速致使后車駕駛員剎車的反應(yīng)時(shí)間。

本發(fā)明低能見度高速公路帶隊(duì)通行方法的有益效果包括：

為低能見條件下高速公路交通流運(yùn)營(yíng)管理提供詳盡細(xì)致的可選則性意見，在實(shí)現(xiàn)低能見度條件高速公路持續(xù)運(yùn)營(yíng)的同時(shí)，保障路上行車安全。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明低能見度高速公路帶隊(duì)通行方法的邏輯框圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步加以說(shuō)明。

如圖1所示，本發(fā)明提供了一種低能見度高速公路帶隊(duì)通行方法，在實(shí)際應(yīng)用中具體包括以下實(shí)施過(guò)程：

(1)利用八自由度駕駛模擬平臺(tái)模擬能見度20m、50m、100m、150m和200m的高速公路環(huán)境，駕駛員在該平臺(tái)進(jìn)行跟車駕駛，采集線形、前車和駕駛員所在車輛的位置、車速、加減速；

(2)根據(jù)采集的位置和車速，計(jì)算車頭時(shí)距式中：

h為兩車之間時(shí)間距離，h為跟車距離，k1為前車坐標(biāo)，k2為后車坐標(biāo)，v2為假設(shè)前車停下不動(dòng)的情況下后車的相對(duì)車速；

(3)根據(jù)采集的加減速時(shí)點(diǎn)，計(jì)算駕駛員反應(yīng)時(shí)間t＝t2-t1，式中：

t為反應(yīng)時(shí)間，t1為前車開始減速的時(shí)間，t2為由于前車開始減速導(dǎo)致后車駕駛員剎車的反應(yīng)時(shí)間；

(4)根據(jù)采集的車速，計(jì)算最小安全車頭時(shí)距式中：

hmin為最小安全車頭時(shí)距，v1為前車車速，v2為后車車速，t為后車駕駛員反應(yīng)時(shí)間，μz為路面縱向附著系數(shù)取0.45～0.7，i路段縱坡，b為前車車身長(zhǎng)度取8；

(5)評(píng)價(jià)某時(shí)點(diǎn)的跟車駕駛安全性δh＝h-hmin：(對(duì)單一輛車單一時(shí)點(diǎn)的計(jì)算)

當(dāng)δh≤0，認(rèn)為跟車不安全，當(dāng)δh＞0，認(rèn)為跟車安全；

(6)評(píng)價(jià)整個(gè)路段的跟車駕駛安全性式中l(wèi)_為δh≤0|的路段長(zhǎng)度，l總為路段總長(zhǎng)度，當(dāng)a＝0時(shí)，安全性s＝1，代表安全，否則s＝0，代表不安全。

通過(guò)上述步驟，所確定對(duì)該路段制定帶隊(duì)通行方案，其中包括前期采集該路上車輛位置、車速和車輛加減速、計(jì)算車頭時(shí)距和反應(yīng)時(shí)間、評(píng)價(jià)安全性等等，并取得數(shù)據(jù)如下表1：

路段上各變量數(shù)據(jù)表1

(7)將能見度、駕駛員車速、跟車距離和反應(yīng)時(shí)間作為因子，以駕駛安全性作為變量，進(jìn)行l(wèi)ogistic回歸，得到模型p＝f(l，v，h，t)，式中：當(dāng)p≥0.5時(shí)，s＝1，不安全，當(dāng)p＜0.5時(shí)，s＝0，跟車安全，l為能見度，v為帶隊(duì)車輛車速，h為跟車距離，t為反應(yīng)時(shí)間。此步驟需采集多輛車，得出一個(gè)統(tǒng)計(jì)結(jié)果的模型。通過(guò)控制因子，使得結(jié)果安全。

具體地，進(jìn)行l(wèi)ogistic回歸，得到跟車安全性評(píng)價(jià)模型，預(yù)測(cè)結(jié)果如下表，得到模型，該模型預(yù)測(cè)總正確率為88.9％。

logistic回歸結(jié)果表2

式中：l為能見度(m)；h為跟車距離(m)；t為反應(yīng)時(shí)間，一般3～5s；

對(duì)不同的路段實(shí)際情況，該模型p的參數(shù)(5.469，-0.033，-8.248，1.953)均可能有所不同，公式中可用aa、bb、cc、dd代替。

判斷原則為，當(dāng)p≥0.5不安全，當(dāng)p＜0.5跟車安全。

(8)比較不同能見度、車速組合下跟車距離和車速的變化幅度，以分別確定：

當(dāng)能見度20m時(shí)，根據(jù)駕駛員反饋并不適合長(zhǎng)時(shí)間在高速公路上跟車駕駛；當(dāng)能見度30～50m時(shí)，帶隊(duì)車輛車速宜選擇20km/h；當(dāng)能見度在50～100m時(shí)，帶隊(duì)車輛車速宜選擇40km/h；當(dāng)能見度在100m以上時(shí)，不需要進(jìn)行帶隊(duì)通行；再根據(jù)式1，得出：能見度30～50m時(shí)，跟車距離應(yīng)高于30m，能見度50～100m時(shí)，跟車距離應(yīng)高于50m。

(9)根據(jù)(7)公式，取不同能見度水平l，反應(yīng)時(shí)間t取一般反應(yīng)時(shí)間，即5s，為使p＜0.5，v取(8)中車速，求跟車距離h的值，得到跟車距離要求標(biāo)準(zhǔn)。

最終，得到帶隊(duì)通行方案：

1)當(dāng)能見度低于30m時(shí)，應(yīng)封閉高速公路；

2)當(dāng)能見度30～50m時(shí)，前車車速20km/h，跟車距離高于30m；

3)當(dāng)能見度50～100m時(shí)，前車車速40km/h，跟車距離高于50m；

4)當(dāng)能見度高于100m時(shí)，駕駛員能夠較穩(wěn)定地進(jìn)行自由駕駛，強(qiáng)制跟車可能導(dǎo)致駕駛員情緒煩躁，無(wú)法提高安全性。

完成上述實(shí)施過(guò)程后，應(yīng)能體現(xiàn)出本發(fā)明的以下特點(diǎn)：

對(duì)步驟4、5，精確判斷單車單時(shí)點(diǎn)跟車安全性。結(jié)合步驟6，精確判斷單車全路段跟車安全性。通過(guò)步驟7之前l(fā)ogistic回歸計(jì)算，準(zhǔn)確判斷大多數(shù)車輛在該路段跟車安全性，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說(shuō)明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。