基于SSAM的平面交叉口交通安全評價

葉紅波，廖彩鳳

（上海市政交通設計研究院有限公司，上海市 200030）

基于SSAM的平面交叉口交通安全評價

葉紅波，廖彩鳳

（上海市政交通設計研究院有限公司，上海市 200030）

交通沖突技術是交通安全領域的一種非交通事故統(tǒng)計評價方法，是以大樣本、快速、不同特征的定量評價方法對交通安全狀況進行評價，并從傳統(tǒng)的事故統(tǒng)計評價方法中提高效果。應用交通沖突技術，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)，對不同方案的平均車輛延誤時間指標進行了比較，從而確保最佳方案的安全性。

交通沖突技術；微觀仿真；間接安全評價模型（SSAM）；交通安全評價

1　概　述

目前，道路安全評價方法分為直接評價法和間接評價法。其中，基于交通事故統(tǒng)計的直接評價方法，因方法簡單而應用廣泛，但交通事故數(shù)據(jù)少，周期長。交通沖突技術（TCT）作為一種交通安全的間接評價方法，在城市道路平面交叉口安全評價事故統(tǒng)計中越來越受到人們的重視。

本文在定性模型分析的基礎上，提出了交通沖突技術與仿真相結(jié)合的方法，并結(jié)合交通安全研究的特點，對交通安全評價進行了分析。

基于現(xiàn)有的交通仿真軟件提取交通參與者在時間和空間上的運動軌跡，利用SSAM提取安全評價指標的沖突數(shù)，這是一種極為有效的安全評價方式。

現(xiàn)今，由美國聯(lián)邦公路管理局研究的項目：從現(xiàn)有的微觀仿真模型導出潛在的安全代理工具。它被稱為間接安全評價模型（surrogate safety assessment model，SSAM）。

本文以一個施工期間交叉口作為研究對象。根據(jù)不同的交叉口隔離方案的安全性能評價，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

交通沖突定義如下：道路使用者在行駛過程中，與另外一個道路使用者或者道路設施在時間、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，就會發(fā)生碰撞的交通現(xiàn)象。交通沖突技術是依據(jù)一定的測量方法和判別標準，對交通沖突的發(fā)生過程與嚴重程度進行定量測量和判別的一種技術，同時也是一種非事故統(tǒng)計的交通安全評價方法。

1.2代理安全評價模型（SSAM）

SSAM的主要分析指標是TTC、PET，最大速度（maxS），相對速度（DeltaS），最大加速度（maxD）。PET是指前車通過某個位置與后車通過同一位置時的時間差，maxS是指整個沖突過程中兩輛車的速度的最大值，DeltaS是指駕駛?cè)瞬扇”茈U措施瞬間兩輛車的相對速度,maxD是指沖突過程中后車的最大加(減)速度。在SSAM模型中，根據(jù)車輛發(fā)生沖突時的相對角度，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）的汽車運行軌跡文件的輸出（.trj文件）文件處理，結(jié)合沖突分析指標的閾值，來判斷沖突的交通狀態(tài)。當最小TTC和PET值超過預定的閾值時，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（廣濟路-人民路）地下空間建設項目西起廣濟北路與軌道交通4號線金民西路站相連接，東至人民路北延與軌道交通2號線金民東路站相連接。建設內(nèi)容為開發(fā)地下一層空間，與周邊地塊地下空間進行連通。目前由于地下空間開發(fā)的需要，在人民路-平瀧路交叉口需要設置一期圍擋，預計施工圍擋期長達1年。

本文中，一方面通過對比研究，分析是否在人民路通車后設置隔離區(qū)，特別是平瀧路交叉口鄰近路段，對施工期間交叉口進行安全評價分析；另一方面，通過仿真實驗，基于SSAM對不同的隔離區(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，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，設置分流點、車輛路徑、路口、沖突的優(yōu)先級、網(wǎng)絡入口流量和行人通道等（見圖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

施工期間將對人民路-平瀧路T型交叉口進行壓縮，主要沿人民路西半側(cè)設置圍擋，禁止機動車輛由西側(cè)道路進入人民路地面輔道，共計3車道。與此同時，將交叉口高架北進口壓縮為2車道，其中原來的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，對于人民路（平瀧路—蓮升路）也進行了壓縮改造處理，由原來的雙向10車道壓縮為雙向6車道。一方面，人民路-平瀧路交叉口南進口由原來的5條進口車道減為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。具體見圖3。

圖3　方案A模型

（2）方案B

總體思路：對交叉口車流進行適當調(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）機動車輛出入人民路，即原人民路-平瀧路T型交叉口南北進口道機動車輛只能直行，見圖4。

圖4　方案B模型

3　交通安全評價

3.1仿真分析

（1）現(xiàn)狀仿真分析

在人民路的現(xiàn)狀進出口的調(diào)查基礎上，平瀧路交叉口渠化，路口信號配時方案階段設計見圖5，與交通晚高峰時間，對基于VISSIM仿真平臺仿真建模的交叉口現(xiàn)狀，見表1。

圖5　交叉口的現(xiàn)狀仿真

表1　交叉口信號配時方案設計　s

（2）方案A和方案B的仿真分析

基于交通量的預測和分配TransCAD平臺的幫助，根據(jù)各進口道方向路口交通量、行人和非機動車過街需求，重新設計信號相位和信號配時方案，見表2。

表2　方案A和方案B的相位及周期　s

在上述分析的基礎上，根據(jù)計劃建立交叉口VISSIM仿真的評價模型，見圖6。

圖6　方案A仿真

對于方案，在高峰時間，應考慮對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評價指標，仿真時間減少至3 600 s。為保證SSAM仿真過程的隨機性，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。通過對仿真輸出數(shù)據(jù)的分析，得到了仿真實驗的主要結(jié)果（見表3）。

當蓮花路添加到研究范圍時，見表4。

表4　方案B1和方案B2的對比（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個方案，這是因為現(xiàn)狀的路口信號時序設計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%，交通沖突時間TTC增加了37.5%，車輛平均延誤減少5.8%；B計劃對交通沖突的數(shù)量減少了68.7%，交通沖突時間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，對不同方案的平均車輛延誤時間指標進行了比較，從而保證了最優(yōu)方案的安全性。

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[2]Hao,Y.,etc.Identifying if VISSIM simulation model and SSAM provide reasonable estimates for field measured traffic conflicts at signalized intersections[Z].Accident Analysis and Prevention,2012.

[3]Katja Vogel.A comparison of headway and time to collision as safety indicators[J].Accident Analysis and Prevention,2003.

[4]Gettman,D.,etc.(2008)Surrogate safety assessment model and validation:final report[R].FHWA-HRT-08-051,2008.

[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，從事市政交通設計工作。