面向高速公路养护作业区合流区的交通冲突预警及对策研究

With complex road and traffic environment in highway maintenance work zone, the traffic flow is interfered obviously, which results in severe traffic safety problems. Taking the merging area (including the advance warning area and upstream transition area) as the research object, the formation characteristics, risk early warning and countermeasures methods of traffic conflicts are explored in this subject by using surrogate safety assessment model (SSAM) and risk-taking index (RTI), so as to improve the level of traffic safety. First, we will research the statistical property and distribution of traffic flow in work zone layout and lanes with continuous flow theory. Second, the traffic conflict risk evaluation models, which are suitable for different maintenance work zone layout, will be built based on SSAM. Moreover, the integrated evaluation model of multiple risks will be made by joint probability distribution. Third, we will use RTI method to build the relationship between traffic flow distribution and the traffic conflict risk probability distribution, in order to predict the traffic conflict risk dynamically on the condition of any traffic flow. Last of all, we will propose the safety improvement plan in the aspects of speed management and work zone layout optimization, which will be validated and optimized by combining SSAM with traffic simulation technology together with field test.

高速公路养护作业区道路交通环境复杂，车流干扰现象明显，存在严重的交通安全问题。本课题以安全水平最低的合流区（包括警告区和上游过渡区）为研究对象，采用事故替代技术SSAM和风险指数RTI，探索交通冲突形成特征，风险预警及应对方法，提高养护作业区的交通安全水平。具体内容包括：（1）采用连续交通流理论，分类型分车道研究合流区的交通流统计特性和分布规律；（2）基于事故替代技术SSAM，构建适用于高速公路不同养护作业区交通冲突风险的评估模型，并采用联合概率分布建立多风险综合评估模型；（3）采用风险指数RTI模型，建立交通流分布与交通冲突风险概率分布的关系，实现不同交通流状态下的交通冲突风险动态预测；（4）提出基于实时交通流状态的车速管理和作业区布局优化安全改善方案，采用SSAM与交通仿真技术相结合以及现场测试的方法，进行方案验证和优化。

在高速公路养护过程中，为不中断日常交通和保证施工人员、设备和过往车辆的安全，通常需要封闭养护车道，从而引起高速公路车辆减速和强制性合流，造成高速公路养护作业区道路交通环境复杂，车流干扰现象明显。课题以高速公路养护作业区安全水平最低的合流区（包括警告区和上游过渡区）为研究对象，基于雷达检测器、路侧激光分型系统和无人机航拍等多元采集技术对高速公路养护作业区分类型交通调研与安全设施进行调研，包括单向行车道封闭、单向超车道封闭和半幅车道封闭类型作业区。研究了高速公路养护作业区不同区段交通流特性分析和驾驶行为特征。在交通流特性研究方面，对交通量、不同断面车辆运行车速和车头时距分布规律的分布规律和特性进行了研究，同时研究了不同车道封闭类型对交通流特性的影响。采用事故替代技术SSAM，构建了适用于高速公路不同养护作业区交通冲突风险的分析方法，探讨了对于养护作业区冲突分析的SSAM指标适用性与选取，对追尾冲突风险的阈值进行了标定，基于微观交通仿真技术与SSAM技术对实际的养护作业区合流区进行评价。对高速公路养护作业区安全设施改善方案与测试评估，具体措施包括限速方案改善测试和合流区预警设施测试。此外，课题研究了中美两国在高速公路养护作业区的相关规范和技术标准，对养护作业区的布局、车速管理、安全设施和安全管理措施等方面进行了详细的对比，并对我国高速公路养护作业区的安全措施改善的方向提供了建议。