信号交叉口黄灯两难区边界建模及风险评估方法研究

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1、博士学位论文信号交叉口黄灯两难区边界建模及风险评估方法研究METHODSFORYELLOWLIGHTDILEMMAZONEBOUNDARYMODELINGANDITSHAZARDASSESSMENTATSIGNALIZEDINTERSECTIONS付川云2015年12月国内图书分类号：U491学校代码：10213国际图书分类号：656密级：公开工学博士学位论文信号交叉口黄灯两难区边界建模及风险评估方法研究博士研究生：付川云导师：张亚平教授申请学位：工学博士学科：交通运输规划与管理所在单位：交通科学与工程学院答辩日期：2015年12月授予学

2、位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:U491U.D.C:656DissertationfortheDoctoralDegreeinEngineeringMETHODSFORYELLOWLIGHTDILEMMAZONEBOUNDARYMODELINGANDITSHAZARDASSESSMENTATSIGNALIZEDINTERSECTIONSCandidate：FuChuanyunSupervisor：Prof.ZhangYapingAcademicDegreeAppliedfor：DoctorofEngineeringS

3、peciality：TransportationPlanningandManagementAffiliation：SchoolofTransportationScience&EngineeringDateofDefence：December,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要黄灯两难区(以下简称两难区)是指信号交叉口进口道上的一段区域，陷入其中的驾驶人面对黄灯信号时将经历选择停车或继续行驶决策的犹豫不决。正因如此，两难区增大了信号交叉口处发生追

4、尾和侧面碰撞事故的可能性。现存相关文献对两难区分布、黄灯启亮时驾驶人行为、两难区风险规避等方面进行了广泛地探究，相继提出了一些两难区风险规避措施，但对两难区风险评估的研究较少，且绝大多数所提出的两难区风险规避措施效果十分有限。究其根本原因在于未充分考虑驾驶人的个体随机性及交通信号影响因素(如信号倒计时)。特别地，我国城市道路中大量的信号交叉口安装了倒计时，势必影响黄灯启亮时驾驶人行为，导致两难区分布及风险发生变化。因此，论文以有无倒计时信号交叉口处观测数据为基础，从分析黄灯期间首停车和末行车行驶参数入手，构建两难区边界模型，提出两难区风险

5、评估及规避方法，探讨倒计时对两难区分布及风险的影响，旨在改善信号交叉口交通安全水平。由于黄灯期间直行车道上首停车和末行车最有可能陷入两难区，故设计视频观测方案，以有无倒计时信号交叉口为调查点而展开视频观测，采集黄灯期间首停车行驶参数(黄灯启亮时至停车线距离及速度、感知反应时间、减速度)，末行车行驶参数(黄灯启亮时至停车线距离及速度、进入时间、加速度)，以及道路交通条件等数据。以观测数据为基础分析了有无倒计时条件下黄灯期间首停车及末行车行驶参数的描述统计值和拟合分布。统计检验结果表明，倒计时对首停车速度及感知反应时间有显著影响，但对首停车至

6、停车线距离和减速度无显著影响；倒计时对末行车至停车线距离和进入时间有显著影响，但对末行车速度及加速度无显著影响。Kolmogorov-Smirnov检验结果显示，有无倒计时条件下首停车及末行车行驶参数的最佳拟合分布各异，为两难区风险评估奠定基础。在观测数据的基础上确定了最小感知反应时间、最大减速度、最大加速度的关键影响因素均为黄灯启亮时速度，分别构建了最小感知反应时间、最大减速度、最大加速度与黄灯启亮时速度间的关系模型，通过实例分析验证了模型的精度，进而分别构建了最小停车距离模型和最大通过距离模型，并探讨了有无倒计时和不同黄灯时长条件下第

7、一类两难区分布。对比分析发现，当黄灯时长为4s时，无论是否存在倒计时，均不能形成第一类两难区；当黄灯时长为3s时，倒计时的存在将导致第一类两难区的形成，但其范围较小。根据观测数据分析了黄灯启亮时车辆行驶行为决策，构建了黄灯启亮时车-I-哈尔滨工业大学工学博士学位论文辆行驶行为二元logistic选择模型，该模型表明黄灯启亮时速度、至停车线距离、过街行人和倒计时显著影响黄灯启亮时驾驶人选择停车的决策。据此模型推导了黄灯启亮时停车概率模型，构建了第二类两难区边界模型，并探讨了有无倒计时及过街行人条件下第二类两难区分布。对比分析可知，无论是否存

8、在过街行人，倒计时均不改变第二类两难区的长度，但会使其位置更靠近停车线。鉴于第二类两难区包含第一类两难区(或选择区)，且不考虑车辆与过街行人间的冲突，对第二类两难区内车辆碰撞风险展开深入研究。