雾天高速公路连环追尾事故风险产生机理研究

摘要

追尾事故是高速公路最常见的事故类型，而雾天是导致事故发生的重要原因之一。并且由于高速公路的交通流具有连续和快速的特点以及雾天环境下有限的能见度，一旦追尾事故发生，后方车辆很可能因为避撞不及时导致多车连环追尾事故，造成严重的事故后果并且影响高速公路的畅通。
　　考虑到理论推导法的理想化特点和基于历史事故数据的统计模型回归法的不准确性特点，本文创新性得使用支持多台联动驾驶且实时交互驾驶模拟器作为研究手段，进行雾天高速公路连环追尾事故风险产生机理研究，并对雾天环境下限速控制措施的有效性进行了分析，最后选取TTC（Time-To-Collision）作为风险替代指标，将追尾事故风险划分为高、中、低三个等级以进行评估，并建立了大雾天气下的追尾事故风险传播模型。
　　在雾天环境对连环追尾事故影响的研究中发现，受限的能见度导致的跟车距离过低是追尾事故发生的最重要的原因。雾天环境会使得驾驶员感知到更高水平的潜在事故风险，并使其在避撞过程中的减速模式和行为变量发生变化，以降低事故发生的可能性。虽然驾驶员采取了一定的补偿行为，但是从追尾事故后果看，连环追尾事故的频率和严重程度均与雾天等级呈现正相关关系。事故风险的量化分析表明，轻雾（能见度为150m）对于雾天连环追尾事故风险的影响有限，但是大雾（能见度为60m）使得连环追尾事故风险有大幅度的增加，其影响不容忽视。
　　在限速控制对改善雾天高速公路连环追尾事故风险有效性的研究中发现，轻雾环境下，限速控制的改善效果并不明显。大雾环境下，限速控制对于大雾环境下的事故风险的改善十分有效。限速等级的降低使得驾驶者的事故风险主观感受和补偿行为显著减轻，并且限速降到60km/h及以下时，追尾事故不再发生。风险量化分析也表明，限速等级的降低，可以在一定程度上降低两车事故风险，尤其是较高等级的事故风险，并且可以大大降低车队处于追尾事故高风险下的时间长度。根据追尾事故风险分析成果，结合调查问卷结果，推荐轻雾环境和大雾环境下分别选取80km/h和60km/h作为限速取值。
　　在同一车队中车辆面临的事故风险差异的研究中发现，车队中紧邻头车的第二辆车的事故风险最高，其他车辆的事故风险呈现波动变化趋势。最后基于追尾避撞过程中的行为变量及外界影响变量，利用Logistic回归方法建立了基于TTC的大雾条件下高速公路连环追尾事故风险传播模型，模型预测准确率比较高。

目录

声明

致谢

摘要

1．1研究背景及意义

1．2国内外研究现状

1．3研究目标

1．4研究内容及技术路线

1．5本章小结

2 追尾事故产生机理及影响因素研究

2．1追尾事故前场景设定

2．2两车追尾过程分析及建模

2．3 多车连环追尾过程分析及建模

2．3．1扩展的优化速度模型

2．3．2 Brill车队制动减速模型

2．4雾天对高速公路追尾事故风险分析

2．4．1高速公路交通事故影响因素分析

2．4．2雾天对高速公路追尾事故风险影响分析

2．4．3雾天事故风险控制

2．5本章小结

3驾驶模拟实验设计

3．1 实验目的

3．2实验设备

3．3实验人员

3．4实验设计

3．4．1 场景设计

3．4．2驾驶模拟场景设计

3．5调查问卷设计

3．6实验流程

3．7实验数据收集

3．8实验数据分析方法

3．9本章小结

4雾天环境对高速公路连环追尾事故风险的影响

4．1稳定跟车状态关键变量分析

4．1．1初始速度

4．1．2初始车头间距

4．2不同雾天环境条件下连环追尾避撞过程分析

4．2．1避撞模式

4．2．2刹车反应时间

4．2．3刹车踏板最大角度

4．2．4平均减速度

4．3．1 是否追尾碰撞及事故严重程度

4．3．2典型连环追尾事故过程分析

4．3．3最小车头间距

4．4雾天等级对追尾事故影响的分析与讨论

4．5本章小结

5 限速控制对改善雾天高速公路追尾事故风险的有效性分析

5．1稳定跟车状态判断

5．2限速控制对雾天事故风险增加原因的影响

5．3限速控制对雾天高速公路连环追尾事故风险的影响

5．3．1 驾驶者的主观感受及补偿行为

5．3．2连环追尾避撞结果

5．4调查问卷结果分析

5．5 限速控制对雾天连环追尾事故风险影响的分析与讨论

5．6本章小结

6连环追尾事故风险评价方法和风险传播模型

6．1风险量化替代指标的选取

6．2连环追尾事故风险评价

6．2．1两车事故风险评价

6．2．2车队事故风险评价

6．3 基于TTC的大雾条件下连环追尾事故风险传播模型

6．4本章小结

7．1研究内容及结论

7．2研究展望

参考文献

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

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