[发明专利]一种交通事故风险最小化的隧道出入口动态车速诱导方法

权利要求书

1.一种交通事故风险最小化的隧道出入口动态车速诱导方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：在隧道出入口区域布设交通流检测器和电子情报板，对于隧道出入口时空范围内至少设置3组交通流检测器和路侧电子情报板，设置位置包括在隧道出入口上、下游位置和在隧道出入口区域内；具体包括：

1.1)在长隧道出入口上游位置设置第一组视频交通流检测器和路侧电子情报板，与出入口距离的计算公式如下：

其中，

v_f为长隧道出入口上游路段实际测量的自由流速度；

v_p为长隧道出入口上游路段限制的最小车流速度；

a为车辆减速时的加速度值；

1.2)在长隧道出入口下游位置设置第二组视频交通流检测器和路侧电子情报板，其与长隧道出入口的距离的计算公式如下：

其中，

v为车辆减速前的均速行驶速度；

Δt_a为驾驶员的视觉适应时间；

为驾驶员反应时间；

a为车辆减速时的加速度值；

v_s为拥堵波的传播速度；

1.3)在长隧道出入口区域内其他位置设置视频交通流检测器和路侧电子情报板，两相邻视频交通流检测器和路侧电子情报板的间距ΔL满足：

其中，L为隧道总长度；

步骤二：确定隧道出入口路段特性和驾驶员的视觉盲期：采集隧道出入口上下游的交通流速度、流量和占有率数据，获取隧道出入口路段内几何特性数据，包括车道数、隧道坡度和隧道出入口光照特性，以确定驾驶员视觉盲期；

步骤三：确定两相邻车辆发生碰撞的条件，碰撞发生的条件如下：

其中，

v₁为前车经历减速过程后的速度；

v₂为后车的速度；

t_a为后车的视觉反应时间；

a为车辆的最大加速度值；

d为当后车观察到前车的低速时，两辆车辆之间的距离；

步骤四：基于步骤三的车辆发生碰撞的条件及隧道出入口区域各组交通流检测器检测到的交通流数据，对各路段车辆的实时交通事故风险进行计算，事故风险的计算公式如下：

其中，TTC_i(t)为车辆i的交通事故风险值，x_i-1(t)为t时刻第i-1辆车的位置；x_i(t)为t时刻第i辆车的位置；v_i-1(t)为t时刻第i-1辆车的速度；v_i(t)为t时刻第i辆车的速度；

步骤五：判断是否启动动态车速诱导算法并计算当前时刻各位置可变限速控制指示牌显示的限速值：具体包括：

5.1)根据公式(9)计算得到实时车辆的交通事故风险，若车辆交通事故风险小于启动阈值，则根据计算的交通事故风险较大车辆的位置，启动瓶颈处上游路段的动态车速诱导控制，逐步将限速值调整至目标安全限速值，反之，若车辆交通事故风险大于启动阈值，则可变限速值逐步恢复到默认值，具体公式如下：

其中，TTC为事故风险值，TTC*为事故风险指标的阈值，V_SL(default)为隧道路段的默认限速值；Δv_SL(x_i,t)为位置x_i的可变限速标志在t时刻的变化步长；

依据式(11)计算动态车速诱导算法启动后位置x_i的可变限速标志在t时刻的变化步长值：

其中，ΔV为隧道路段限速值变化步长，取值从5km/h到20km/h；T_VSL为目标安全限速值；

5.2)在步骤5.1)中确定了各路段内限速值后，计算位置x_i的可变限速标志与相邻上游可变限速标志的限速值差，若差值大于预设的相邻路段最大允许限速值差，启动相邻上游路段的动态车速诱导控制，依据式(12)计算限速值改变步长并更新发布相邻上游可变限速标志的限速值：

其中，Δv′为相邻路段最大限速值差；

相邻路段最大限速值差Δv′依据下式确定：

其中，ΔL为两相邻电子信息板的间距；

5.3)将确定的限速值反馈给指挥控制中心，指挥控制中心通过设于长隧道出入口区域内设置的电子情报板，向上游行驶来的车辆发布当前时刻隧道出入口路段实时限速的速度值；

步骤六：继续实时监测数据计算交通事故风险，重复步骤一至步骤五的检测操作。