安全与效率协同的高速公路改扩建时机决策_王付鹏

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第３３卷第１期中国安全科学学报Ｖｏｌ．３３Ｎｏ．１２０２３年１月ＣｈｉｎａＳａｆｅｔｙＳｃｉｅｎｃｅＪｏｕｒｎａｌＪａｎ．２０２３中文引用格式：王付鹏，王红，吴景安，等．安全与效率协同的高速公路改扩建时机决策［Ｊ］．中国安全科学学报，２０２３，３３（１）：１５２－１６０．英文引用格式：ＷＡＮＧＦｕｐｅｎｇ，ＷＡＮＧＨｏｎｇ，ＷＵＪｉｎｇ＇ａｎ，ｅｔａｌ．Ｔｉｍｉｎｇｄｅｃｉｓｉｏｎｏｆｈｉｇｈｗａｙｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄｅｘｐａｎｓｉｏｎｉｎｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎｏｆｓａｆｅｔｙａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ［Ｊ］．ＣｈｉｎａＳａｆｅｔｙＳｃｉｅｎｃｅＪｏｕｒｎａｌ，２０２３，３３（１）：１５２－１６０．∗安全与效率协同的高速公路改扩建时机决策１∗∗１１１１２王付鹏，王红副教授，吴景安，朱顺应教授，蒋若曦，赵龙工程师（１武汉理工大学交通与物流工程学院，湖北武汉４３００６３；２中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北武汉４３００６３）中图分类号：Ｘ９５１文献标志码：ＡＤＯＩ：１０.１６２６５／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ１００３－３０３３.２０２３.０１.０３８８基金项目：国家自然科学基金资助（７１７７１１８３）。【摘要】为克服以饱和度确定改扩建时机无法全面体现高速公路运行状态的局限性，提出基于交通安全与效率状态变点的改扩建时机决策方法。以严重交通冲突率为安全指标，以速度损失率和相对通行效率为效率指标，构建改扩建时机评价指标体系；引入变点理论并参考理想点法分析交通安全与效率状态质变点，构建改扩建指标阈值确定模型及改扩建时机决策模型，并以广深高速南头－南坪段进行仿真和实例分析。结果表明：以饱和度作为对比指标进行趋势分析，该方法所选取指标在变点前后变化幅度均在３００％以上，而饱和度在变点前后变化幅度仅为１８％；该方法确定出的改扩建最佳时机２０２０年与服务水平法确定的２０２５年相比，既有高速公路两半幅的严重交通冲突率分别降低了４１.１１％与４３.５２％，速度损失率分别降低３３.９５％与２９.２６％，南头至南坪段相对通行效率提高９.４６％，且避免了南坪至南头段相对通行效率的降低。【关键词】高速公路；改扩建时机；安全与效率；阈值确定；变点理论Ｔｉｍｉｎｇｄｅｃｉｓｉｏｎｏｆｈｉｇｈｗａｙｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄｅｘｐａｎｓｉｏｎｉｎｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎｏｆｓａｆｅｔｙａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ１１１１１２ＷＡＮＧＦｕｐｅｎｇ，ＷＡＮＧＨｏｎｇ，ＷＵＪｉｎｇ＇ａｎ，ＺＨＵＳｈｕｎｙｉｎｇ，ＪＩＡＮＧＲｕｏｘｉ，ＺＨＡＯＬｏｎｇ（１ＳｃｈｏｏｌｏｆＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎａｎｄＬｏｇｉｓｔｉｃｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＷｕｈａｎＨｕｂｅｉ４３００６３，Ｃｈｉｎａ；２ＣｈｉｎａＲａｉｌｗａｙＳｉｙｕａｎＳｕｒｖｅｙａｎｄＤｅｓｉｇｎＧｒｏｕｐＣｏ，ＷｕｈａｎＨｕｂｅｉ４３００６３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｏｖｅｒｃｏｍｅｔｈｅｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｔｈａｔｔｈｅｔｉｍｉｎｇｏｆｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄｅｘｐａｎｓｉｏｎｃａｎｎｏｔｆｕｌｌｙｒｅｆｌｅｃｔｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｓｔａｔｕｓｏｆｈｉｇｈｗａｙｂｙｓａｔｕｒａｔｉｏｎｄｅｇｒｅｅ，ａｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄｅｘｐａｎｓｉｏｎｔｉｍｉｎｇｄｅｃｉｓｉｏｎｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｔｒａｆｆｉｃｓａｆｅｔｙａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｓｔａｔｅｃｈａｎｇｅｐｏｉｎｔｓｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅｓａｆｅｔｙｉｎｄｉｃａｔｏｒｗａｓｔｈｅｓｅｒｉｏｕｓｔｒａｆｆｉｃｃｏｎｆｌｉｃｔｒａｔｅ，ａｎｄｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｎｄｉｃａｔｏｒｗａｓｔｈｅｓｐｅｅｄｌｏｓｓｒａｔｅａｎｄｒｅｌａｔｉｖｅｔｒａｆｆｉｃｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｓｏａｓｔｏｂｕｉｌｄａｎｅｖａｌｕａｔｉｏｎｉｎｄｅｘｓｙｓｔｅｍｆｏｒｔｈｅｔｉｍｉｎｇｏｆｅｘｐａｎｓｉｏｎ．ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｅｘａｍｐｌｅａｎａｌｙｓｉｓｗｅｒｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅＮａｎｔｏｕ⁃ＮａｎｐｉｎｇｓｅｃｔｉｏｎｏｆＧｕａｎｇｓｈｅｎｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ，ａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔ：ｕｓｉｎｇｓａｔｕｒａｔｉｏｎａｓｔｈｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｉｎｄｅｘｆｏｒｔｒｅｎｄａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅｓｅｌｅｃｔｅｄｉｎｄｅｘｅｓｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｃｈａｎｇｅｂｙｍｏｒｅｔｈａｎ３００％ｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｔｈｅｃｈａｎｇｅｐｏｉｎｔ，ｗｈｉｌｅｔｈｅｓａｔｕｒａｔｉｏｎｃｈａｎｇｅｂｙｏｎｌｙ１８％∗文章编号：１００３－３０３３（２０２３）０１－０１５２－０９；收稿日期：２０２２－０８－１８；修稿日期：２０２２－１１－１１∗∗通信作者：王红（１９６７—），女，重庆人，硕士，副教授，硕士生导师，研主要从事道路设计与安全方面的研究。Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｗａｎｇｈｏｎｇ２００４３１７＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ。

1第１期王付鹏等：安全与效率协同的高速公路改扩建时机决策·１５３·ｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｔｈｅｃｈａｎｇｅｐｏｉｎｔ．Ｂｙｃｏｍｐａｒｉｎｇｔｈｅｂｅｓｔｒｅ⁃ｅｘｐａｎｓｉｏｎｔｉｍｉｎｇｏｆ２０２０ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙｔｈｅｍｅｔｈｏｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒａｎｄ２０２５ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙｔｈｅｓｅｒｖｉｃｅｌｅｖｅｌｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅｓｅｒｉｏｕｓｔｒａｆｆｉｃｃｏｎｆｌｉｃｔｒａｔｅｓｏｆｔｈｅｔｗｏｈａｌｖｅｓａｒｅｒｅｄｕｃｅｄｂｙ４１.１１％ａｎｄ４３.５２％，ｔｈｅｓｐｅｅｄｌｏｓｓｒａｔｅｓａｒｅｒｅｄｕｃｅｄｂｙ３３.９５％ａｎｄ２９.２６％，ｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅｔｒａｆｆｉｃｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｔｈｅＮａｎｔｏｕｔｏＮａｎｔｏｕｓｅｃｔｉｏｎｉｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙ９.４６％，ａｎｄｔｈｅｒｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆｒｅｌａｔｉｖｅｔｒａｆｆｉｃｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｎｔｈｅＮａｎｔｏｕｔｏＮａｎｔｏｕｓｅｃｔｉｏｎｉｓａｖｏｉｄｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈｗａｙｓ；ｔｉｍｉｎｇｏｆｒｅｎｏｖａｔｉｏｎａｎｄｅｘｐａｎｓｉｏｎ；ｓａｆｅｔｙａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ；ｔｈｒｅｓｈｏｌｄｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ；ｖａｒｉａｂｌｅｐｏｉｎｔｔｈｅｏｒｙ［１０－１１］交通流分析中。引入变点理论确定改扩建评０引言价指标阈值，能够直观判断出既有高速公路交通安随着我国社会经济的不断发展，早期修建的部全与效率的状态变化。分高速公路交通量大、服务水平低、安全风险高，改因此，笔者拟综合考虑交通量及交通组成的影扩建需求不断增加。改扩建时机确定是改扩建工程响，以交通流微观特性为切入点，从交通安全与效率首要决策问题之一，时机滞后将无法保证高速公路角度构建改扩建时机评价指标体系；基于变点理论的交通安全及通行效率；时机超前会造成资源的闲探究改扩建时机与高速公路安全和效率状态的关置与浪费，因此，提出合理有效的高速公路改扩建时系，建立改扩建指标阈值确定模型；并参考理想点法机决策方法具有重要的理论意义和实用价值。构建改扩建时机决策模型，提出一种安全与效率协《公路工程技术标准》（ＪＴＧＢ０１—２０１４）（简称同的高速公路改扩建时机决策方法；最后以广深高《标准》）与《高速公路改扩建设计细则》（ＪＴＧ／Ｔ速南头－南坪段为例，进行仿真和实例分析，验证方Ｌ１１—２０１４）（简称《细则》）主要从服务水平（即饱法的可行性和有效性。和度）阈值的角度规定了改扩建时机：宜在服务水１改扩建时机决策方法平下降到三级下限前进行改扩建。部分研究将服务［１］水平作为控制条件，通过预测未来年服务水将交通量及交通组成作为交通安全与效率的主［２］［３］平，采用触发点机制确定改扩建时机；或考虑要影响因素，以交通安全与效率的状态变化为控制客货混行情况对高速公路通行质量的影响，以货车条件，选取严重交通冲突率、速度损失率和相对通行［４］比例作为改扩建时机确定的控制指标。服务水效率评价交通安全与效率，构建高速公路改扩建时平法与货车比例法分别以饱和度与货车比例为评价机评价指标体系；利用线性回归变点模型对既有高指标确定改扩建时机，这２个指标虽能够一定程度速公路交通安全与效率状态进行突变分析，构建高上反映道路的通行质量，但不够全面。有研究综合速公路改扩建评价指标阈值确定模型；将各改扩建［５］考虑服务水平、货车比例、线形等因素，通过属性评价指标均达到阈值的时机作为综合考虑各评价指测度法构建改扩建条件评价公式。以上方法虽从效标后的改扩建理想时机，通过各评价年份与理想时率方面展开研究，但多从宏观角度考虑、缺少对微观机的对比分析，参考理想点法构建高速公路改扩建特性的分析，且忽略了交通安全对改扩建时机的影最佳时机决策模型，提出的高速公路改扩建时机决［６］响。交通安全是高速公路应首要保证的目标，当策方法流程如图１所示。交通安全问题突出时，应及时进行改扩建。交通安全与效率作为高速公路运行状况评价的重要内［７］容，进行改扩建时机决策时，应综合考虑交通安全与效率。图１安全与效率协同的高速公路改扩建时改扩建评价指标阈值的确定是改扩建时机决策机决策流程的一个突出问题。现有改扩建时机评价指标阈值确Ｆｉｇ．１Ｄｅｃｉｓｉｏｎ⁃ｍａｋｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｆｏｒｈｉｇｈｗａｙ［８］定方法主要是参考标准规范或统计已改扩建工ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｔｉｍｉｎｇ程的改扩建条件，虽有一定的工程支撑，但缺乏一定的理论基础。变点理论作为研究质变问题的重要手１.１交通安全与效率主要影响因素［９］段，是进行状态判别的重要方法，被广泛应用于交通安全与效率可由交通量、饱和度、速度分布

2中国安全科学学报第３３卷·１５４·ＣｈｉｎａＳａｆｅｔｙＳｃｉｅｎｃｅＪｏｕｒｎａｌ２０２３年［１２］和密度等交通流特性指标直观表征，其中服务水ＮＴＣＲ＝（３）Ｓ平、速度、车流密度等主要受交通量及交通组成影Ｑ·Ｌｈ响。交通量及交通组成的变化程度直接影响道路的式中：Ｒ为严重交通冲突率，次／（ｐｃｕ·ｋｍ）；Ｎ为ＳＴＣ交通安全与效率状态，当交通量或大车比重过大时，１ｈ内严重交通冲突数，次／ｈ；Ｑ为路段的小时交通ｈ［１３］［１４］会造成交通安全风险高和通行效率低。因量，ｐｃｕ／ｈ；Ｌ为路段长度，ｋｍ。此，既有道路的交通量和交通组成是改扩建时机决１.２.２交通效率评价指标策的重要影响因素。交通效率指交通产出与交通投入的比率关系。交通量及交通组成的年均数据较月均数据更能在高速公路中，交通投入是指构成道路的客观要素反映出交通量和交通组成的稳定变化趋势，且改扩（即道路等级、设计速度、车道数和线形指标等）；交建所需时间较长，其时机决策一般仅需确定出年份。通产出最直观的表现为车辆的运行速度与路段通过因此，笔者以既有高速公路的现状及预测交通量与量２方面。运行速度与路段通过量过低时，高速公交通组成的年均数据，评价其交通安全与效率状态，路无法发挥其本身功能，导致交通效率严重降低，影进行改扩建时机决策研究。响交通的正常运行。交通量选用高峰小时交通量进行计算，其计算服务水平法中采用的饱和度评价指标是指在基式如下：准条件下最大服务交通量与基准通行能力之比（即ＰＨＶ１＝ＡＡＤＴ×ＰＨＦ×Ｄ（１）Ｖ／Ｃ），虽能在一定程度上反映道路的交通效率，但式中：ＰＨＶ（ＰｅａｋＨｏｕｒｌｙＶｏｌｕｍｅ）为实际道路及交１不能细致反映道路交通流的运行状况和确切地反映通条件下的单向高峰小时服务交通量，ｐｃｕ／ｈ；ＡＡＤＴ道路交通效率。因此，引入速度损失率和相对通行（ＡｎｎｕａｌＡｖｅｒａｇｅＤａｉｌｙＴｒａｆｆｉｃ）为实际道路及交通条效率２个指标来评价既有高速公路的交通效率。件下的年平均日交通量，ｐｃｕ／ｄ；ＰＨＦ（ＰｅａｋＨｏｕｒ１）速度损失率Ｒ。在运行速度方面，交通投ＶＦａｃｔｏｒ）为高峰小时系数；Ｄ为方向不均匀系数。入为道路的设计速度，产出为实际状况下的运行速交通组成采用交通流中不同类型车辆所占的比度；运行速度与设计速度差值过大时会导致交通效例来表征，计算公式如下：率明显降低。将速度损失率定义为设计速度和运行Ｑ＝ｉ速度的差值与设计速度的比值，用来表征运行速度Ｒ（２）ｉＱ相对于设计速度的损失程度，其计算式如下：式中：Ｒ为车型ｉ所占比例；Ｑ为路段中各车型交ｉｉＶ－Ｖｓ通量，ｐｃｕ／ｈ；Ｑ为路段中全部车型交通量，ｐｃｕ／ｈ；Ｒ＝×１００％（４）ＶＶｓｉ为车辆的类型数。式中：Ｒ为速度损失率，％；Ｖ为高速公路的设计速Ｖｓ１.２改扩建时机决策评价指标体系度，ｋｍ／ｈ；Ｖ为高速公路的平均运行速度，ｋｍ／ｈ。１.２.１交通安全评价指标２）相对通行效率Ｅ。在路段通过量方面，同时目前，现有研究主要以交通事故数据与交通冲考虑路段车流量与车流速度，类比功率的概念，将路突数据为依据来评价高速公路交通安全状况。交通段中车流量单位时间内行驶的总路程作为交通流功事故数据虽能够真实、客观说明评价对象的交通安［１７］率，即路段车流量、车流速度与时间间隔的乘积。全情况，但数据不易获得、滞后且难以预测；交通冲相对通行效率是指实际交通状况相对于理想状突数据具有样本大、快速、能定量研究等特点，可在［１３］态下道路资源的利用率，即实际交通状况下的交通很大程度上反映交通事故的数量与严重性，且能［１５］流功率与理想状况下交通流功率（可参考《道路通体现出车速、车距等微观因素的影响，突破了交［１８］行能力手册》中高速公路速度－流量曲线进行确通事故数据的局限性，能够直观表现出交通安全状态。改扩建时机是预测性决策问题，要求评价指标定）的比值，计算式如下：ｑ·ｅ·ｖ·ｔ具有前瞻性、预测性，故文中选取交通冲突数据分析ｉｉｉＥ＝（５）ｑ·ｖ·ｔ既有高速公路未来的交通安全。ｃｃ式中：Ｅ为相对通行效率；ｑ为实际交通状况下的严重交通冲突率为严重交通冲突数与交通量、ｉ高速公路路段长度的比值，用来评价交通安全风险车型ｉ的通过数，辆；ｅｉ为车型ｉ的车辆折算系数，车严重性［１６］，计算式如下：型划分及折算系数见《标准》；ｖ为实际交通状况下ｉ

3第１期王付鹏等：安全与效率协同的高速公路改扩建时机决策·１５５·车型ｉ平均速度，ｋｍ／ｈ；ｔ为时间间隔，取１ｈ；ｑ为为使各评价指标真实值与拟合值的误差平方和ｃ理想状况下的标准车辆通过数，辆；ｖ为理想交通最小，定义ｑ为满足条件Ｔ＜Ｔ≤Ｔ的ｍ，应用ｃｍｍ＋１状况下小客车的平均速度，ｋｍ／ｈ。最小二乘法构建的目标函数如下：ｑ－１ｎ１.３改扩建评价指标阈值确定模型２２Ｍ（Ｔ）＝∑（Ｙ－Ｙ（Ｔ））＋∑（Ｙ－Ｙ（Ｔ））ｍｍｍ＝１ｍ＝ｑ当交通量与交通组成增大到某一程度时，交通（８）安全与效率状态发生异常，导致高速公路安全性与式中：Ｍ（Ｔ）为目标函数；Ｔ为小于Ｔ的最大整数交通效率降低，无法保证车辆安全快速的行驶。既ｑ０年份；Ｔ为以基准年算起的第ｍ年。有高速公路交通安全与效率状态的异常变化，即交ｍ使目标函数式（８）在约束式（７）达到最小值，并通流微观特性发生异常变化，表现为改扩建评价指根据式（６）计算得回归系数、变点Ｔ以及改扩建指标的变化趋势发生明显改变，此时的道路条件不能０标阈值Ｙ。满足繁重的交通需求，需要及时进行改扩建。０变点理论是通过模型中某些量发生突然变化的１.４改扩建时机决策模型时刻来分析事物某种质的变化，将其应用于交通状为避免高速公路交通安全与效率达到不利状态判别中能够直观分析出高速公路运行状态的异常态，影响通行质量，需在各指标达到阈值前进行改扩［１９］变化。建。将变点前的整数年份作为各指标确定的改扩建高速公路改扩建评价指标是关于评价年份Ｔ（Ｔ１时机，则各评价指标对应的改扩建时机表达式如下：为评价基年，Ｔｎ为评价末年）的函数，为简便计算，文Ｔ＇＝［Ｔ］（９）中假定改扩建指标与时间服从线性回归。改扩建评式中Ｔ′为评价指标确定的改扩建时机，年份。价指标阈值确定示意如图２所示。回归系数在时间通过多指标对高速公路进行改扩建时机决策Ｔ＝Ｔ０处存在突变，则Ｔ０为回归变点所对应的年份，时，很难保证各指标确定的改扩建时机为同一年份。变点Ｔ０对应的指标值Ｙ０即为改扩建评价指标阈值。为此，引入理想点法，将４个指标同时达到阈值的时间确定为理想时机，将４个指标作为４个维度对各评价年份与理想时机进行对比分析，取与理想时机欧氏距离最小的年份为改扩建最佳时机。因此，改扩建时机决策模型可以构建如下：２ｍｉｎＺ＝∑（Ｙ（Ｔ）－Ｙ）（１０）ｊｊ０式中：Ｙ（Ｔ）为评价年份Ｔ对应的指标ｊ的值；Ｙ为ｊｊ０指标ｊ的阈值。为统一改扩建时机评价指标的单位、计算基准，图２改扩建评价指标阈值确定示意需在计算最佳时机前对４个指标进行无量纲化处Ｆｉｇ．２Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｏｆｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇｔｈｒｅｓｈｏｌｄｏｆ理，公式如下：ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｅｖａｌｕａｔｉｏｎｉｎｄｉｃａｔｏｒｓＹ－ＹｍｉｎＹ＇＝（１１）Ｙ－Ｙｍａｘｍｉｎ从图２可以看出，回归变点将样本按时间分为前式中：Ｙ＇为无量纲化后的值；Ｙ为原始值；Ｙ为原ｍｉｎ后２段，且２段各服从一个线性回归模型，表达式如下：始值中最小值；Ｙ为原始值中最大值。ｍａｘα＋βＴ，Ｔ≤Ｔ≤Ｔ１１１０Ｙ＝{＋β（６）２实例分析αＴ，Ｔ≤Ｔ≤Ｔ２２０ｎ式中：Ｙ为改扩建时机决策评价指标；α、α、β、１２１以广深高速南头互通－南坪出入口段进行实例β为回归系数。２分析和方法验证，该路段改扩建前全长８ｋｍ，双向回归变点前后两回归函数的回归系数不同，但６车道，设计速度为１２０ｋｍ／ｈ。根据该路段的设计整个回归模型应保持连续，故存在一个约束使两回图、２０１６—２０１９年的统计交通量及交通组成和归函数在Ｔ＝Ｔ０处相等，约束方程如下：２０２０—２０２５年的预测交通量及交通组成等资料进行α１＋β１Ｔ０＝α２＋β２Ｔ０（７）交通仿真分析，计算各年份中道路两半幅的严重交通

4中国安全科学学报第３３卷·１５６·ＣｈｉｎａＳａｆｅｔｙＳｃｉｅｎｃｅＪｏｕｒｎａｌ２０２３年冲突率、速度损失率及相对通行效率并确定各指标阈建立ＶＩＳＳＩＭ道路仿真模型，包括道路线形、车道布值；应用改扩建时机决策模型确定最佳的改扩建时置等；并依据路段交通流数据进行驾驶行为、车型、［２０］机，取两半幅中较早的时机作为路段的改扩建时机。期望速度等参数标定；在ＳＳＡＭ仿真平台中，以２.１交通仿真分析距离碰撞时间（ＴｉｍｅｔｏＣｏｌｌｉｓｉｏｎ，ＴＴＣ）及后侵入时间（ＰｏｓｔＥｎｃｒｏａｃｈｍｅｎｔＴｉｍｅ，ＰＥＴ）指标作为严重交高速公路改扩建时机是对高速公路现状及未来通冲突的判定指标，ＴＴＣ及ＰＥＴ指标阈值分别采用的安全与效率进行评价后作出的决策，具有前瞻性、［１３］１.５和５.０ｓ。预测性，为弥补观测数据不足的缺陷，真实再现复杂２.１.２仿真模型的检验交通环境下的交通特性，笔者利用ＶＩＳＳＩＭ微观仿对于广深高速南头－南坪段道路仿真模型，共真软件进行交通流分析，并利用替代安全评估模型有入口匝道３个、出口匝道３个，以２０１９年交通量（ＳｕｒｒｏｇａｔｅＳａｆｅｔｙＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔＭｏｄｅｌ，ＳＳＡＭ）进行交通资料及车速资料为依据，通过路段出入口流量与车冲突仿真。速的误差来检验仿真模型。交通量及车速误差数据２.１.１仿真模型的建立及参数标定汇总见表１。在ＶＩＳＳＩＭ中，依据路线设计图及互通设计图，表１仿真模型误差汇总Ｔａｂ．１Ｓｕｍｍａｒｙｏｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｅｒｒｏｒ－１－１交通量／（ｐｃｕ·ｈ）车速／（ｋｍ·ｈ）检验数据主线南头南南坪南主线南坪北南头北南头－南坪南坪－南头（南头－南坪）（入）（入）（南头－南坪）（出）（出）真实值２０２８１４３３９７６４４３８８９７１２８８９２.４７９６.５０仿真值２０２８１４０１１０１０４３５４８９２１２４７９４.７１９６.８７相对误差／％０.０２.２３.５１.９０.６３.２２.４０.４均值误差／％１.９１.４分析表１数据可得，仿真模型的相对误差＜４％、影响，在仿真中保证其他因素不变，将交通量与交通均值误差＜２％，在可接受范围之内。因此，建立的组成作为输入变量，并根据交通量及交通组成的不道路仿真模型是有效的，能真实反映广深高速的运同，按各年份交通量结果进行仿真。按式（１）及行状况。式（２）计算高峰小时交通量及交通组成，计算结果２.１.３交通量及交通组成仿真方案汇总见表２。为探究交通量与交通组成对交通安全及效率的表２交通量及交通组成仿真方案汇总Ｔａｂ．２ＳｕｍｍａｒｙｏｆｔｒａｆｆｉｃｖｏｌｕｍｅａｎｄｔｒａｆｆｉｃｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｃｅｎａｒｉｏｓＡＡＤＴ／ＰＨＶ１／小客车中型车大型车汽车列车年份ＰＨＦＤ－１－１占比／％占比／％占比／％占比／％（ｐｃｕ·ｄ）（ｐｃｕ·ｈ）２０１６９６２１９０.０７１５０.５３４４０７８.２９１２.１５６.００３.５６２０１７１０１０１１０.０７１５０.５３６１１７８.９１１１.７４５.９６３.４０２０１８１０３２６１０.０７１５０.５３６９２７９.８５１１.４６５.６４３.０６２０１９１０３００１０.０７１５０.５３６８２８０.２３１０.９８５.７０３.０９２０２０１０３９２２０.０７１５０.５３７１５８０.７０１０.６９５.５８３.０３２０２１１０６９０００.０７１５０.５３８２２８１.０２１０.３８５.５３３.０６２０２２１０８４８１０.０７１５０.５３８７８８１.２６１０.１０５.５０３.１４２０２３１１０６９００.０７１５０.５３９５７８１.４４９.８４５.４８３.２４２０２４１１３６８８０.０７１５０.５４０６４８１.５８９.６１５.４５３.３６２０２５１１６４９９０.０７１５０.５４１６５８１.６９９.４１５.４３３.４８２.１.４结果的输出与处理始０时刻，数据输出时长为１ｈ。为避免起始段仿真输出数据波动性影响，在将ＶＩＳＳＩＭ中车辆轨迹文件导入ＳＳＡＭ中进行ＶＩＳＳＩＭ仿真中，采用仿真时刻６００ｓ为数据采集起交通冲突分析，输出交通冲突数按式（３）计算严重

5第１期王付鹏等：安全与效率协同的高速公路改扩建时机决策·１５７·交通冲突率；在ＶＩＳＳＩＭ中，路段划分长度为相对通行效率并取平均值，理想交通流功率参考１０００ｍ，路段评价间隔时间为６０ｓ，输出车辆速度《道路通行能力手册》中流量－速度曲线进行取值，参数，按式（４）计算速度损失率；每隔１０００ｍ设置其中，ｑ取２２００ｐｃｕ／ｈ，ｖ取１００ｋｍ／ｈ。所得仿真ｃｃ数据检测器进行车速及交通量检测，按式（５）计算结果汇总见表３。表３仿真结果汇总Ｔａｂ．３Ｓｕｍｍａｒｙｏｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓ南头－南坪方向南坪－南头方向年份ＲＳ／ＲＳ／Ｒ／％ＥＲ／％Ｅ－１－１Ｖ－１－１Ｖ（次·ｐｃｕ·ｋｍ）（次·ｐｃｕ·ｋｍ）２０１６０.０２１７１９.７９０.５７１００.０１７２１８.５５０.５８７３２０１７０.０２３４２０.８４０.５８３３０.０１８３１８.４６０.５９８３２０１８０.０２４５２１.２７０.５８９００.０１８８１９.１４０.６０３４２０１９０.０２３６２１.０８０.５９１１０.０１８７１９.２８０.６０６８２０２００.０２４５２１.９６０.５９２６０.０１９６１９.３２０.６０８９２０２１０.０２７５２３.２２０.５９０３０.０２０８２０.９１０.６１２３２０２２０.０３０５２４.４７０.５８８９０.０２３１２１.７５０.６１２２２０２３０.０３２０２６.１４０.５７９８０.０２７４２２.９５０.６１８８２０２４０.０３６６２９.３７０.５６６６０.０２９８２３.８９０.６１６８２０２５０.０４１６３３.２５０.５４１４０.０３４７２７.３１０.６０９１２.２改扩建指标阈值计算根据仿真结果及改扩建评价指标阈值确定模型计算各评价指标的回归系数及指标阈值，分别作各评价指标的变化趋势图，如图３—图５所示。结果表明：改扩建指标与时间以线性关系拟合有较好的拟合效果，可以认为式（７）的假定成立。图４速度损失率变化趋势Ｆｉｇ．４Ｔｒｅｎｄｓｉｎｒａｔｅｏｆｓｐｅｅｄｌｏｓｓｒａｔｅ在变点前随时间缓慢增长、在变点后快速增长；说明在变点后，交通量的增长对车速的影响较大，导致车速急剧降低，严重影响高速公路的交通效率；在变点前进行改扩建能够对速度损失有显著的改善作用。因此，该路段两半幅改扩建的速度损失率阈值分别图３严重交通冲突率变化趋势为２４.２４％、２０.５４％。Ｆｉｇ．３Ｔｒｅｎｄｓｉｎｒａｔｅｏｆｓｅｒｉｏｕｓｔｒａｆｆｉｃｃｏｎｆｌｉｃｔｓ由图５可以看出，相对通行效率随时间的增长在交通安全方面，从图３中可以看出，严重交通呈现先增加后减少的趋势：在变点前，交通量的增长冲突率随时间逐渐增大，变点后的增长趋势明显大对车速的影响较小，相对通行效率随交通量的增长于变点前的增长趋势，说明交通量及交通组成对交平稳增加；在变点后，当交通量增大到某一程度时，通安全的影响急剧变大，交通安全风险快速增大；在导致车速过低，此时高速公路中达到了相对饱和状变点处交通安全状态发生质变，此前进行改扩建能态，交通量增长反而会造成相对通行效率的降低。有效提高高速公路的交通安全。因此，该路段两半因此，该路段两半幅改扩建的相对通行效率阈值分幅改扩建的严重交通冲突率阈值分别为０.０２４９、别为０.５９９７、０.６２１０。０.０２０６次／（ｐｃｕ·ｋｍ）。２.３改扩建时机计算在交通效率方面，从图４可以看出，速度损失率根据式（９）计算各评价指标所确定的改扩建时

6中国安全科学学报第３３卷·１５８·ＣｈｉｎａＳａｆｅｔｙＳｃｉｅｎｃｅＪｏｕｒｎａｌ２０２３年所不同，说明以单一评价指标确定改扩建时机不够全面。由式（１１）将各年份改扩建评价指标值无量纲化并与各评价指标同时达到阈值的理想时机进行对比，综合考虑交通安全与通行效率，由式（１０）计算最为接近理想时机的年份，确定为改扩建最佳时机，计算结果见表５。表４各评价指标确定的改扩建时机汇总Ｔａｂ．４Ｓｕｍｍａｒｙｏｆｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｔｉｍｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙｅａｃｈｅｖａｌｕａｔｉｏｎｉｎｄｉｃａｔｏｒ图５相对通行效率变化趋势各指标确定的改扩建时机／年份路幅Ｆｉｇ．５ＴｒｅｎｄｓｉｎｒａｔｅｏｆｒｅｌａｔｉｖｅｔｒａｆｆｉｃｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙＲＳＲＶＥ南头－南坪２０２０２０２２２０２０机，并汇总于表４。南坪－南头２０２１２０２１２０２３由表４可知：各评价指标确定的改扩建年份有表５广深高速南头－南坪段两半幅改扩建时机计算结果Ｔａｂ．５ＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｒｅｎｏｖａｔｉｏｎｔｉｍｅｆｏｒＮａｎｔｏｕ⁃ＮａｎｐｉｎｇｓｅｃｔｉｏｎｏｆＧｕａｎｇｓｈｅｎＥｘｐｒｅｓｓｗａｙ南头－南坪方向南坪－南头方向年份Ｒ′ＳＲ′ＶＥ′ＺＲ′ＳＲ′ＶＥ′Ｚ理想时机０.１６２２０.３３０５１.００００—０.１９４９０.２３４６１.００００—２０１６０.０００００.０００００.５０６３０.６１５９０.０００００.００９９０.００００１.０４３３２０１７０.０８２９０.０７７８０.７１７１０.３８７５０.０６２００.０００００.３２７３０.７２４７２０１８０.１４４１０.１１０００.８１５１０.２８８３０.０９３２０.０７６２０.４７７９０.５５５０２０１９０.０９５００.０９５６０.８５１４０.２８６００.０８４１０.０９２００.５７８９０.４５８２２０２００.１４１２０.１６１１０.８７７３０.２１０２０.１３６５０.０９６８０.６３９８０.３９０１２０２１０.２９５５０.２５４８０.８３７６０.２２３３０.２０４４０.２７６５０.７４１００.２６２５２０２２０.４４７１０.３４７９０.８１４１０.３４０６０.３３８７０.３７１２０.７３７７０.３２８８２０２３０.５２７３０.４７１６０.６５７００.５２０４０.５８１４０.５０６６０.９３５１０.４７７１２０２４０.７５８４０.７１１８０.４３２１０.９０７４０.７２３１０.６１３７０.８７５５０.６６２０２０２５１.００００１.０００００.００００１.４６６３１.００００１.０００００.６４７５１.１６５５由表５可知：综合考虑各改扩建评价指标后得到的该路段两半幅的改扩建最佳时机分别为２０２０、２０２１年，取二者较早的时间以保证整体路段的安全与效率。因此，广深高速南头－南坪段的最佳改扩建时机为２０２０年，在该年进行改扩建能够有效改善该路段的安全与效率问题。２.４方法比较为进一步验证该方法在分析高速公路运行状态变化方面的合理性，选取饱和度作为对比评价指标，同样采用同一工程实例的各年份交通量及交通组成图６饱和度变化趋势数据计算饱和度，绘出其变化趋势图（图６），并以变Ｆｉｇ．６Ｔｒｅｎｄｓｉｎｒａｔｅｏｆｓａｔｕｒａｔｉｏｎ点理论分析其变化趋势。由图６可知：根据变点理论计算的回归变点为２段回归函数中回归系数的大小变化幅度确定各指（２０２０.５、０.６２８３），饱和度在整体上呈现平稳上升标在变点前后的变化幅度，其计算式如下：的趋势。β＇２－β＇１Ｒ＝×１００％（１２）Ｃ为验证笔者选取评价指标与饱和度在反映交通β＇１安全与效率状态变化上的差异性，根据变点前后式中ＲＣ为指标变点前后的变化幅度，％。β＇１为指标

7第１期王付鹏等：安全与效率协同的高速公路改扩建时机决策·１５９·变点前回归函数中的斜率；β＇为指标变点后回归函务水平法确定的改扩建时机为２０２５年。将本文所２数中的斜率。提方法确定的改扩建时机与服务水平法确定的时机根据式（１２）计算各指标变点前后的变化幅度，进行交通安全与效率的对比分析，结果见表７。结果见表６。表６各评价指标变点前后的变化幅度由表６可知：文中所选取指标在变点前后变化Ｔａｂ．６Ｍａｇｎｉｔｕｄｅｏｆｃｈａｎｇｅｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒ趋势均发生了明显变化，变化幅度均在３００％以上；ｃｈａｎｇｅｏｆｅａｃｈｉｎｄｉｃａｔｏｒ回归系变点前后各指标回归系数而饱和度在变点前后变化幅度仅为１８％，并未产生路幅数βＲＳＲＶＥＶ／Ｃ明显变化。说明当饱和度达到一定程度时，相同大南头β＇１０.０００５０.６９６１０.００５１０.０１１０小的饱和度增长对于运行状态的影响变大，而仅以－β＇２０.００３４３.５５４７－０.０１２００.０１３０饱和度为指标并不能将高速公路交通安全与效率状南坪Ｒ／％５８０４１１３３５１８Ｃ态很好的表征出来，文中所提方法更能体现出高速南坪β＇１０.０００６０.４１４６０.００３８０.０１１０公路交通安全与效率状态变化。－β＇２０.００３７１.７６３９－０.００７７０.０１３０［１］南头ＲＣ／％５１７３２５３０３１８服务水平法中饱和度阈值为０.７，经计算，服表７本文方法与服务水平法确定的改扩建时机所对应的交通安全与效率评价指标值对比结果Ｔａｂ．７Ｒｅｓｕｌｔｏｆｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｅｘｔｍｅｔｈｏｄａｎｄｓｅｒｖｉｃｅｌｅｖｅｌｍｅｔｈｏｄ南头－南坪南坪－南头方法－１－１－１－１ＲＳ／（次·ｐｃｕ·ｋｍ）ＲＶ／％Ｅ／％ＲＳ／（次·ｐｃｕ·ｋｍ）ＲＶ／％Ｅ／％本文方法０.０２４５２１.９６０.５９２６０.０１９６１９.３２０.６０８９服务水平法０.０４１６３３.２５０.５４１４０.０３４７２７.３１０.６０９１减幅／％４１.１１３３.９５－９.４６４３.５２２９.２６０.０３从表７可以看出，文中方法相较于服务水平法，扩建最佳时机，为评价指标阈值及时机确定提供了一确定的实例路段的改扩建时机为：在交通安全方面，种新方法，确定的评价指标阈值与改扩建时机更符合两半幅的严重交通冲突率分别降低４１.１１％与高速公路运行状况的变化，兼顾交通安全与效率。４３.５２％；在交通效率方面，两半幅的速度损失率分３）以广深高速南头－南坪段进行实例仿真分别降低３３.９５％与２９.２６％，南头－南坪段相对通行析，发现在变点前后，笔者所建指标体系的变化幅度效率提高９.４６％，这样可避免南坪－南头段相对通均在３００％以上，饱和度变化幅度仅为１８％；确定出行效率的降低。综合考虑安全与效率所确定的改扩实例路段的改扩建时机２０２０年与服务水平法确定建时机，能够有效降低交通安全风险，提高通行效的２０２５年相比，两半幅的严重交通冲突率分别降低率，从微观角度确定出更加适宜的改扩建时机。４１.１１％与４３.５２％，速度损失率分别降低３３.９５％与２９.２６％，南头－南坪段相对通行效率提高９.４６％，南３结论坪－南头段避免了相对通行效率的降低。该方法更１）从交通安全与效率２方面出发，考虑交通量能反映高速公路的运行状况，确定的改扩建时机能与交通组成的影响，以严重交通冲突率、速度损失率够有效提高交通安全与效率。和相对通行效率建立高速公路改扩建时机决策评价笔者考虑交通流微观特性，从安全与效率角度指标体系，突破了仅以单一评价指标确定改扩建时机研究了高速公路改扩建时机决策问题，接下来将结的局限性，能够更全面地评价高速公路的运行状况。合高速公路的经济效益、路网等宏观因素，进行高速２）以交通安全与效率状态变化为控制条件，引公路改扩建时机决策方法的综合研究。入线性回归变点模型及理想点法确定指标阈值及改参考文献［１］吴月磊，王红，李琪霖，等．基于服务水平的高速公路改扩建时机决策方法［Ｊ］．武汉理工大学学报：交通科学与工程版，２０２２，４６（３）：４２２－４２７．ＷＵＹｕｅｌｅｉ，ＷＡＮＧＨｏｎｇ，ＬＩＱｉｌｉｎ，ｅｔａｌ．Ｄｅｃｉｓｉｏｎ⁃ｍａｋｉｎｇｍｅｔｈｏｄｏｆｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｔｉｍｅｆｏｒｅｘｐｒｅｓｓｗａｙｂａｓｅｄｏｎｌｅｖｅｌｏｆｓｅｒｖｉｃｅ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ：ＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２２，４６（３）：４２２－４２７．

8中国安全科学学报第３３卷·１６０·ＣｈｉｎａＳａｆｅｔｙＳｃｉｅｎｃｅＪｏｕｒｎａｌ２０２３年［２］陈亮．安徽省高速公路改扩建时机分析［Ｊ］．中外公路，２０１３，３３（６）：３３７－３４０．［３］王建强，杨云峰，习江鹏，等．高速公路改扩建时机决策方法［Ｊ］．交通运输工程学报，２０１０，１０（１）：１０６－１１１．ＷＡＮＧＪｉａｎｑｉａｎｇ，ＹＡＮＧＹｕｎｆｅｎｇ，ＸＩＪｉａｎｇｐｅｎｇ，ｅｔａｌ．Ｄｅｃｉｓｉｏｎ⁃ｍａｋｉｎｇｍｅｔｈｏｄｏｆｏｐｔｉｍａｌｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｔｉｍｅｆｏｒｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＴｒａｆｆｉｃａｎｄＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１０，１０（１）：１０６－１１１．［４］张涛．高速公路改扩建标准及综合影响评价指标体系研究［Ｄ］．西安：长安大学，２０１３．ＺＨＡＮＧＴａｏ．Ｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｆｒｅｅｗａｙｒｅｂｕｉｌｄｉｎｇｓｔａｎｄａｒｄｓａｎｄｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｉｍｐａｃｔａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ［Ｄ］．Ｘｉ′ａｎ：Ｃｈａｎｇ＇ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０１３．［５］马晓宁，王选仓，张涛．高速公路改扩建条件评价体系研究［Ｊ］．公路交通科技，２０１６，３３（４）：５２－５８．ＭＡＸｉａｏｎｉｎｇ，ＷＡＮＧＸｕａｎｃａｎｇ，ＺＨＡＮＧＴａｏ．Ｓｔｕｄｙｏｆｅｘｐｒｅｓｓｗａｙｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄｅｘｔｅｎｓｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｖａｌｕａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｉｇｈｗａｙａｎｄＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，２０１６，３３（４）：５２－５８．［６］戢晓峰，吴亚欣，袁华智，等．二级公路交通流特征对事故严重程度的影响［Ｊ］．中国公路学报，２０２０，３３（２）：１３５－１４５．ＪＩＸｉａｏｆｅｎｇ，ＷＵＹａｘｉｎ，ＹＵＡＮＨｕａｚｈｉ，ｅｔａｌ．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｏｆｔｒａｆｆｉｃｆｌｏｗｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｎａｃｃｉｄｅｎｔｓｅｖｅｒｉｔｙｏｎｓｅｃｏｎｄａｒｙｒｏａｄｓ［Ｊ］．ＣｈｉｎａＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｉｇｈｗａｙａｎｄＴｒａｎｓｐｏｒｔ，２０２０，３３（２）：１３５－１４５．［７］ＳＨＡＲＭＡＡ，ＺＨＥＮＧＺｕｄｕｏ，ＫＩＭＪ，ｅｔａｌ．Ａｓｓｅｓｓｉｎｇｔｒａｆｆｉｃｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ，ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ａｎｄｓａｆｅｔｙｏｆｔｈｅｍｉｘｅｄｔｒａｆｆｉｃｆｌｏｗｏｆｃｏｎｎｅｃｔｅｄｖｅｈｉｃｌｅｓａｎｄｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｖｅｈｉｃｌｅｓｂｙｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｈｕｍａｎｆａｃｔｏｒｓ［Ｊ］．Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎｒｅｓｅａｒｃｈ，ＰａｒｔＣ．ＥｍｅｒｇｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，２０２１，１２４：１０２９３４.１－１０２９３４.２１．［８］白皓．公路改扩建技术标准及指标应用研究［Ｄ］．西安：长安大学，２０１６．ＢＡＩＨａｏ．Ｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｃｒｉｔｅｒｉａａｎｄｉｎｄｉｃａｔｏｒｓｆｏｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｈｉｇｈｗａｙｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ［Ｄ］．Ｘｉ＇ａｎ：Ｃｈａｎｇ＇ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０１６．［９］陈希孺．变点统计分析简介［Ｊ］．数理统计与管理，１９９１（１）：５５－５８．［１０］ＬＩＳｈｕｐｅｎｇ，ＧＵＡＮＧＸｉａｏｐｉｎｇ，ＱＩＡＮＹｏｎｇｓｈｅｎｇ，ｅｔａｌ．Ａｔｒａｖｅｌｔｉｍｅｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇｍｏｄｅｌｂａｓｅｄｏｎｃｈａｎｇｅ⁃ｐｏｉｎｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ［Ｃ］．ＩＯＰＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅＳｅｒｉｅｓ：ＥａｒｔｈａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅ，２０１７：ＤＯＩ：１０．１０８８／１７５５－１３１５／６９／１／０１２１２０．［１１］王旭琴，胡尧，谌业文．基于非参数方法的交通流变点问题分析［Ｊ］．数学的实践与认识，２０１６，４６（１２）：２０９－２１９．ＷＡＮＧＸｕｑｉｎ，ＨＵＹａｏ，ＣＨＥＮＹｅｗｅｎ．Ｔｒａｆｆｉｃｆｌｏｗｃｈａｎｇｅｐｏｉｎｔａｎａｌｙｓｉｓｂａｓｅｄｏｎｎｏｎｐａｒａｍｅｔｒｉｃｍｅｔｈｏｄｓ［Ｊ］．ＭａｔｈｅｍａｔｉｃｓｉｎＰｒａｃｔｉｃｅａｎｄＴｈｅｏｒｙ，２０１６，４６（１２）：２０９－２１９．［１２］ＬＯＲＤＤ，ＭＡＮＡＲＡ，ＶＩＺＩＯＬＩＡ．Ｍｏｄｅｌｉｎｇｃｒａｓｈ⁃ｆｌｏｗ⁃ｄｅｎｓｉｔｙａｎｄｃｒａｓｈ⁃ｆｌｏｗ⁃Ｖ／Ｃｒａｔｉｏｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｆｏｒｒｕｒａｌａｎｄｕｒｂａｎｆｒｅｅｗａｙｓｅｇｍｅｎｔｓ［Ｊ］．ＡｃｃｉｄｅｎｔＡｎａｌｙｓｉｓ＆Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ，２００５，３７（１）：１８５－１９９．［１３］蒋若曦，朱顺应，王磊，等．基于交通冲突的高速公路施工区安全评价［Ｊ］．中国安全科学学报，２０１９，２９（６）：１１６－１２１．ＪＩＡＮＧＲｕｏｘｉ，ＺＨＵＳｈｕｎｙｉｎｇ，ＷＡＮＧＬｅｉ，ｅｔａｌ．Ｔｒａｆｆｉｃｓａｆｅｔｙａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆｈｉｇｈｗａｙｗｏｒｋｚｏｎｅｂａｓｅｄｏｎｔｒａｆｆｉｃｃｏｎｆｌｉｃｔ［Ｊ］．ＣｈｉｎａＳａｆｅｔｙＳｃｉｅｎｃｅＪｏｕｒｎａｌ，２０１９，２９（６）：１１６－１２１．［１４］ＺＨＡＮＧＳｈｉｗｅｎ，ＸＩＮＧＹｉｎｇｙｉｎｇ，ＬＵＪｉａｎ，ｅｔａｌ．Ｅｘｐｌｏｒｉｎｇｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｒｕｃｋｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｏｎｆｒｅｅｗａｙｔｒａｆｆｉｃｓａｆｅｔｙｕｓｉｎｇａｄａｐｔｉｖｅｎｅｔｗｏｒｋ⁃ｂａｓｅｄｆｕｚｚｙｉｎｆｅｒｅｎｃｅｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｄｖａｎｃｅｄＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ，２０１９：ＤＯＩ：１０.１１５５／２０１９／３８７９３８５．［１５］郑展骥，项乔君，李涵，等．互通立交分流区交通冲突预测模型［Ｊ］．中国安全科学学报，２０１８，２８（６）：８５－９０．ＺＨＥＮＧＺｈａｎｊｉ，ＸＩＡＮＧＱｉａｏｊｕｎ，ＬＩＨａｎ，ｅｔａｌ．Ｍｏｄｅｌｆｏｒｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇｔｒａｆｆｉｃｃｏｎｆｌｉｃｔｉｎｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅｄｉｖｅｒｇｉｎｇａｒｅａ［Ｊ］．ＣｈｉｎａＳａｆｅｔｙＳｃｉｅｎｃｅＪｏｕｒｎａｌ，２０１８，２８（６）：８５－９０．［１６］丘积，王红，蒋若曦，等．高速公路转换区严重冲突识别与分析［Ｊ］．中国安全科学学报，２０２２，３２（２）：１８４－１９１．ＱＩＵＪｉ，ＷＡＮＧＨｏｎｇ，ＪＩＡＮＧＲｕｏｘｉ，ｅｔａｌ．Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｏｆｓｅｒｉｏｕｓｃｏｎｆｌｉｃｔｓｉｎｅｘｐｒｅｓｓｗａｙｔｒａｎｓｉｔｉｏｎａｒｅａｓ［Ｊ］．ＣｈｉｎａＳａｆｅｔｙＳｃｉｅｎｃｅＪｏｕｒｎａｌ，２０２２，３２（２）：１８４－１９１．［１７］ＢＲＩＬＯＮＷ．Ｔｒａｆｆｉｃｆｌｏｗａｎａｌｙｓｉｓｂｅｙｏｎｄｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｍｅｔｈｏｄｓ［Ｃ］．ＴｈｅＦｏｕｒｔｈＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＳｙｍｐｏｓｉｕｍｏｎＨｉｇｈｗａｙＣａｐａｃｉｔｙ，２０００：２６－４１．［１８］美国交通研究委员会．道路通行能力手册（第４版）［Ｍ］．任福田，刘小明，荣建，等，译．北京：人民交通出版社，２００７：２３．１－２３．６．ｔｈＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈＢｏａｒｄ．Ｈｉｇｈｗａｙｃａｐａｃｉｔｙｍａｎｕａｌ（４Ｅｄｉｔｉｏｎ）［Ｍ］．ＲＥＮＦｕｔｉａｎ，ＬＩＵＸｉａｏｍｉｎｇ，ＲＯＮＧＪｉａｎ，ｅｔａｌ，Ｔｒａｎｓｌａｔｅｄ．Ｂｅｉｊｉｎｇ：ＣｈｉｎａＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＰｒｅｓｓ，２００７：２３．１－２３．６．［１９］王晓原，隽志才，贾洪飞，等．交通流突变分析的变点统计方法研究［Ｊ］．中国公路学报，２００２，１５（４）：７２－７７．ＷＡＮＧＸｉａｏｙｕａｎ，ＪＵＡＮＺｈｉｃａｉ，ＪＩＡＨｏｎｇｆｅｉ，ｅｔａｌ．Ｓｔｕｄｙｏｆａｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｍｅｔｈｏｄｏｆｃｈａｎｇｅ⁃ｐｏｉｎｔｔｏａｎａｌｙｚｅｔｒａｆｆｉｃｆｌｏｗｂｒｅａｋｄｏｗｎ［Ｊ］．ＣｈｉｎａＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｉｇｈｗａｙａｎｄＴｒａｎｓｐｏｒｔ，２００２，１５（４）：７２－７７．［２０］马文欣，李瑞敏．检测数据驱动的交通仿真参数标定方法研究［Ｊ］．系统仿真学报，２０２１，３３（１２）：２８０８－２８１９．ＭＡＷｅｎｘｉｎ，ＬＩＲｕｉｍｉｎ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｄｅｔｅｃｔｉｏｎｄａｔａｄｒｉｖｅｎｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｔｒａｆｆｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｙｓｔｅｍＳｉｍｕｌａｔｉｏｎ，２０２１，３３（１２）：２８０８－２８１９．作者简介：王付鹏（１９９８—），男，河北保定人，硕士研究生，研究方向为道路设计、交通安全。Ｅ⁃ｍａｉｌ：１１７５３７８６１６＠ｑｑ．ｃｏｍ。