葉紅波，廖彩鳳

（上海市政交通設(shè)計(jì)研究院有限公司，上海市 200030）

基于SSAM的平面交叉口交通安全評(píng)價(jià)

葉紅波，廖彩鳳

（上海市政交通設(shè)計(jì)研究院有限公司，上海市 200030）

交通沖突技術(shù)是交通安全領(lǐng)域的一種非交通事故統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)方法，是以大樣本、快速、不同特征的定量評(píng)價(jià)方法對(duì)交通安全狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，并從傳統(tǒng)的事故統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)方法中提高效果。應(yīng)用交通沖突技術(shù)，建立了施工期間現(xiàn)狀交叉口的仿真模型，結(jié)合SSAM模型定性和定量分析了交叉口交通沖突特征。利用交通沖突數(shù)，對(duì)不同方案的平均車輛延誤時(shí)間指標(biāo)進(jìn)行了比較，從而確保最佳方案的安全性。

交通沖突技術(shù)；微觀仿真；間接安全評(píng)價(jià)模型（SSAM）；交通安全評(píng)價(jià)

1　概　述

目前，道路安全評(píng)價(jià)方法分為直接評(píng)價(jià)法和間接評(píng)價(jià)法。其中，基于交通事故統(tǒng)計(jì)的直接評(píng)價(jià)方法，因方法簡(jiǎn)單而應(yīng)用廣泛，但交通事故數(shù)據(jù)少，周期長(zhǎng)。交通沖突技術(shù)（TCT）作為一種交通安全的間接評(píng)價(jià)方法，在城市道路平面交叉口安全評(píng)價(jià)事故統(tǒng)計(jì)中越來(lái)越受到人們的重視。

本文在定性模型分析的基礎(chǔ)上，提出了交通沖突技術(shù)與仿真相結(jié)合的方法，并結(jié)合交通安全研究的特點(diǎn)，對(duì)交通安全評(píng)價(jià)進(jìn)行了分析。

基于現(xiàn)有的交通仿真軟件提取交通參與者在時(shí)間和空間上的運(yùn)動(dòng)軌跡，利用SSAM提取安全評(píng)價(jià)指標(biāo)的沖突數(shù)，這是一種極為有效的安全評(píng)價(jià)方式。

現(xiàn)今，由美國(guó)聯(lián)邦公路管理局研究的項(xiàng)目：從現(xiàn)有的微觀仿真模型導(dǎo)出潛在的安全代理工具。它被稱為間接安全評(píng)價(jià)模型（surrogate safety assessment model，SSAM）。

本文以一個(gè)施工期間交叉口作為研究對(duì)象。根據(jù)不同的交叉口隔離方案的安全性能評(píng)價(jià)，使用微觀仿真模型和SSAM比較不同方案的交通安全特性，從而選擇最優(yōu)解[1-5]。

1.1交通沖突技術(shù)

交通沖突定義如下：道路使用者在行駛過(guò)程中，與另外一個(gè)道路使用者或者道路設(shè)施在時(shí)間、空間上相互接近，如果該道路使用者不采取必須的交通行為，如轉(zhuǎn)換方向、改變車速、突然停車等，就會(huì)發(fā)生碰撞的交通現(xiàn)象。交通沖突技術(shù)是依據(jù)一定的測(cè)量方法和判別標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)交通沖突的發(fā)生過(guò)程與嚴(yán)重程度進(jìn)行定量測(cè)量和判別的一種技術(shù)，同時(shí)也是一種非事故統(tǒng)計(jì)的交通安全評(píng)價(jià)方法。

1.2代理安全評(píng)價(jià)模型（SSAM）

SSAM的主要分析指標(biāo)是TTC、PET，最大速度（maxS），相對(duì)速度（DeltaS），最大加速度（maxD）。PET是指前車通過(guò)某個(gè)位置與后車通過(guò)同一位置時(shí)的時(shí)間差，maxS是指整個(gè)沖突過(guò)程中兩輛車的速度的最大值，DeltaS是指駕駛?cè)瞬扇”茈U(xiǎn)措施瞬間兩輛車的相對(duì)速度,maxD是指沖突過(guò)程中后車的最大加(減)速度。在SSAM模型中，根據(jù)車輛發(fā)生沖突時(shí)的相對(duì)角度，沖突車輛交通沖突可分為：追尾、變道、交叉沖突?；诮煌ǚ抡孳浖ㄈ鏥ISSIM，AIMSUM，PARAMICS、TEXAS等）的汽車運(yùn)行軌跡文件的輸出（.trj文件）文件處理，結(jié)合沖突分析指標(biāo)的閾值，來(lái)判斷沖突的交通狀態(tài)。當(dāng)最小TTC和PET值超過(guò)預(yù)定的閾值時(shí)，沖突被記錄在SSAM中，沖突種類根據(jù)車道和相鄰兩車之間的信息或角度確定。

1.3研究背景

平江新城平瀧路（廣濟(jì)路-人民路）地下空間建設(shè)項(xiàng)目西起廣濟(jì)北路與軌道交通4號(hào)線金民西路站相連接，東至人民路北延與軌道交通2號(hào)線金民東路站相連接。建設(shè)內(nèi)容為開(kāi)發(fā)地下一層空間，與周邊地塊地下空間進(jìn)行連通。目前由于地下空間開(kāi)發(fā)的需要，在人民路-平瀧路交叉口需要設(shè)置一期圍擋，預(yù)計(jì)施工圍擋期長(zhǎng)達(dá)1年。

本文中，一方面通過(guò)對(duì)比研究，分析是否在人民路通車后設(shè)置隔離區(qū)，特別是平瀧路交叉口鄰近路段，對(duì)施工期間交叉口進(jìn)行安全評(píng)價(jià)分析；另一方面，通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)，基于SSAM對(duì)不同的隔離區(qū)方案的安全性分析和比較，確定最佳隔離區(qū)方案。

2　研究模型

2.1微觀交通仿真模型的建立

本文利用微觀仿真軟件VISSIM仿真平臺(tái)，如圖1所示的范圍，分別根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)圖上的道路網(wǎng)絡(luò)，設(shè)置分流點(diǎn)、車輛路徑、路口、沖突的優(yōu)先級(jí)、網(wǎng)絡(luò)入口流量和行人通道等（見(jiàn)圖2）。

圖1　研究區(qū)范圍

圖2　現(xiàn)狀仿真模型

2.2仿真建模

（1）方案A

施工期間將對(duì)人民路-平瀧路T型交叉口進(jìn)行壓縮，主要沿人民路西半側(cè)設(shè)置圍擋，禁止機(jī)動(dòng)車輛由西側(cè)道路進(jìn)入人民路地面輔道，共計(jì)3車道。與此同時(shí)，將交叉口高架北進(jìn)口壓縮為2車道，其中原來(lái)的2條直行車道和1條左轉(zhuǎn)車道變?yōu)?條直行車道和1條左轉(zhuǎn)專用車道；交叉口高架北出口同樣由3條出口道壓縮為2條車道，交叉口地面北出口由2條車道壓縮為1條車道。

此外，對(duì)于人民路（平瀧路—蓮升路）也進(jìn)行了壓縮改造處理，由原來(lái)的雙向10車道壓縮為雙向6車道。一方面，人民路-平瀧路交叉口南進(jìn)口由原來(lái)的5條進(jìn)口車道減為2條直行車道和1條右轉(zhuǎn)車道，南出口也由原來(lái)的5條出口車道減少至3條車道；另一方面，人民路-蓮升路交叉口北進(jìn)口改造為3條直行車道和1條左轉(zhuǎn)車道，北出口也由原來(lái)的5條車道減少至3條車道。改造后所有車道寬保證在3 m以上。具體見(jiàn)圖3。

圖3　方案A模型

（2）方案B

總體思路：對(duì)交叉口車流進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，轉(zhuǎn)移人民路-平瀧路交叉口左轉(zhuǎn)車輛和右轉(zhuǎn)車輛到毗鄰的人民路-蓮升路交叉口，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)狀毗鄰交叉口閑置通行能力的充分利用。

禁止平瀧路（春分街—人民路）機(jī)動(dòng)車輛出入人民路，即原人民路-平瀧路T型交叉口南北進(jìn)口道機(jī)動(dòng)車輛只能直行，見(jiàn)圖4。

圖4　方案B模型

3　交通安全評(píng)價(jià)

3.1仿真分析

（1）現(xiàn)狀仿真分析

在人民路的現(xiàn)狀進(jìn)出口的調(diào)查基礎(chǔ)上，平瀧路交叉口渠化，路口信號(hào)配時(shí)方案階段設(shè)計(jì)見(jiàn)圖5，與交通晚高峰時(shí)間，對(duì)基于VISSIM仿真平臺(tái)仿真建模的交叉口現(xiàn)狀，見(jiàn)表1。

圖5　交叉口的現(xiàn)狀仿真

表1　交叉口信號(hào)配時(shí)方案設(shè)計(jì)　s

（2）方案A和方案B的仿真分析

基于交通量的預(yù)測(cè)和分配TransCAD平臺(tái)的幫助，根據(jù)各進(jìn)口道方向路口交通量、行人和非機(jī)動(dòng)車過(guò)街需求，重新設(shè)計(jì)信號(hào)相位和信號(hào)配時(shí)方案，見(jiàn)表2。

表2　方案A和方案B的相位及周期　s

在上述分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)計(jì)劃建立交叉口VISSIM仿真的評(píng)價(jià)模型，見(jiàn)圖6。

圖6　方案A仿真

對(duì)于方案，在高峰時(shí)間，應(yīng)考慮對(duì)蓮花路交叉是否配置燈，因此分為圖7的B1（燈）和圖8的B2（無(wú)燈）方案。

圖7　方案B1仿真

圖8　方案B2仿真

3.2SSAM數(shù)據(jù)分析

從對(duì)交通流交通安全的影響和交通效率兩方面研究，利用仿真車輛的軌跡記錄文件，基于SSAM建立交通沖突模型，并把車輛平均延誤作為另一個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，仿真時(shí)間減少至3 600 s。為保證SSAM仿真過(guò)程的隨機(jī)性，分5次模擬，各有不同的種子數(shù)，最后的結(jié)果是5次模擬的平均。通過(guò)對(duì)仿真輸出數(shù)據(jù)的分析，得到了仿真實(shí)驗(yàn)的主要結(jié)果（見(jiàn)表3）。

當(dāng)蓮花路添加到研究范圍時(shí)，見(jiàn)表4。

表4　方案B1和方案B2的對(duì)比（蓮花路-人民路交叉口）

所以，在蓮花路-人民路路口配置信號(hào)燈是不必要的。

3.3結(jié)果分析

根據(jù)以上分析結(jié)果，現(xiàn)狀車的所有延遲都高于2個(gè)方案，這是因?yàn)楝F(xiàn)狀的路口信號(hào)時(shí)序設(shè)計(jì)的高峰期是不合理的。與現(xiàn)狀相比，方案A的交通沖突減少59.4%，交通沖突時(shí)間TTC增加了37.5%，車輛平均延誤減少5.8%；B計(jì)劃對(duì)交通沖突的數(shù)量減少了68.7%，交通沖突時(shí)間TTC增加了24%，車輛平均延誤減少59.2%。

因此，從交叉口的安全性和運(yùn)行效率方面，方案B優(yōu)于方案A。

4　結(jié)論與展望

本文利用仿真方法建立了施工期間交叉口的仿真模型，結(jié)合SSAM模型定性和定量分析了交叉口交通沖突特征。利用交通沖突的數(shù)量，對(duì)不同方案的平均車輛延誤時(shí)間指標(biāo)進(jìn)行了比較，從而保證了最優(yōu)方案的安全性。

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[5]Huang,F.,etc.Identifying if VISSIM simulation model and SSAM provide reasonable estimates for field measured traffic conflicts[Z]. 2012.

U412.35+1

A

1009-7716（2016）04-0005-04

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.04.002

2015-12-31

葉紅波（1992-），男，上海人，助理工程師，從事市政交通設(shè)計(jì)工作。