陸毅忱，鄒亞杰，程 凱，鄭 來，SELPI Selpi，朱 婷

（1.同濟(jì)大學(xué)道路與交通工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 201804；2.哈爾濱工業(yè)大學(xué)交通科學(xué)與工程學(xué)院，黑龍江哈爾濱 150090；3.查爾姆斯理工大學(xué)機(jī)械與海洋科學(xué)系，SE-412 96哥德堡）

城市道路交叉口是交通系統(tǒng)的重要節(jié)點(diǎn)，不同方向的交通流在此交匯，具有流量大、沖突多的特點(diǎn)，因此城市道路交叉口往往是交通事故的多發(fā)地。為了減少交通事故的發(fā)生次數(shù)，降低交通事故的嚴(yán)重程度，需要進(jìn)行城市道路交叉口交通安全評價(jià)。

道路交叉口交通安全評價(jià)方法中較為常用的是基于事故數(shù)據(jù)的方法［1-2］和基于交通沖突的方法［3-6］?；谑鹿蕯?shù)據(jù)的安全評價(jià)方法是基于事故數(shù)、事故率等［7］指標(biāo)進(jìn)行評價(jià)，但該方法具有事后性，并受到歷史事故數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、交通事故的小概率性和隨機(jī)性的限制［8-9］?；诮煌_突的安全評價(jià)方法能夠克服基于事故數(shù)據(jù)的安全評價(jià)方法的不足，在短時(shí)間內(nèi)獲得大量樣本。交通沖突是指2個(gè)或2個(gè)以上道路使用者在時(shí)間和空間上彼此接近，以至于如果保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變就會(huì)有發(fā)生碰撞的危險(xiǎn)［10］。目前廣泛采用的交通沖突度量指標(biāo)主要是從空間或者時(shí)間的接近程度進(jìn)行度量，具體分為距離度量指標(biāo)、速度度量指標(biāo)和時(shí)間度量指標(biāo)3類，但前兩者在實(shí)際中的應(yīng)用較少［11］。最常用的是時(shí)間度量指標(biāo)，包括碰撞時(shí)間（tTTC）［12-14］和后侵占時(shí)間［15-16］等。

隨著圖像處理技術(shù)的進(jìn)步，目前已經(jīng)存在部分由監(jiān)控視頻或無人機(jī)航拍視頻提取的道路使用者軌跡所構(gòu)成的公開數(shù)據(jù)集［17］，詳細(xì)記錄了視頻中每一幀下道路使用者的速度、加速度等運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息以及其他有用的信息，為交通沖突分析提供了大量研究樣本。Xing等［18］基于車輛軌跡提出了一種改進(jìn)的tTTC算法，對兩車質(zhì)心進(jìn)行矢量運(yùn)算，并考慮兩車車長對tTTC的影響，用于電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)（ETC）收費(fèi)區(qū)上游的交通沖突計(jì)算。Ma等［19］對高速公路交匯處的換道沖突和追尾沖突進(jìn)行研究，用Tracker軟件提取車輛軌跡并計(jì)算追尾沖突和換道沖突，提出以小時(shí)沖突風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)來表征該區(qū)域的交通安全水平。Jiang等［20］基于視頻記錄計(jì)算車輛與行人的軌跡以及tTTC，進(jìn)而為駕駛輔助系統(tǒng)提供支撐。

雖然目前對于交通沖突識(shí)別的研究已經(jīng)較為成熟，但是基于車輛軌跡的研究還停留在對tTTC等已有沖突指標(biāo)的簡單改進(jìn)和實(shí)際應(yīng)用上，較少考慮兩車之間交通沖突的持續(xù)時(shí)間。本研究中提出風(fēng)險(xiǎn)域概念，采用一車在另一車風(fēng)險(xiǎn)域內(nèi)的暴露時(shí)間來反映交通沖突的風(fēng)險(xiǎn)程度，并采用inD數(shù)據(jù)集對城市道路交叉口的交通沖突進(jìn)行實(shí)證分析。

1 數(shù)據(jù)說明與處理

1.1 數(shù)據(jù)說明

本研究中數(shù)據(jù)源自inD數(shù)據(jù)集［17］。該數(shù)據(jù)集含有超過11 500條道路使用者的軌跡，涵蓋車輛、自行車以及行人等。數(shù)據(jù)集是從無人機(jī)視頻中提取的，視頻的分辨率為4K（4 096×2 160），每秒25幀。視頻拍攝于2017年至2019年之間，拍攝地點(diǎn)是德國亞琛市的道路交叉口，包括4個(gè)不同的道路交叉口。道路交叉口俯視圖如圖1所示。無人機(jī)拍攝時(shí)覆蓋了80 m×40 m至140 m×70 m不等的道路交叉口區(qū)域，每個(gè)視頻的拍攝時(shí)長在20 min左右［17］。

圖1 城市道路交叉口圖像Fig.1 Images of urban road intersections

圖1中的4個(gè)道路交叉口均無信號(hào)控制，限速均為50 km·h-1，其中2個(gè)交叉口為十字交叉口，另2個(gè)交叉口為Y型交叉口。隨機(jī)選取了12個(gè)軌跡記錄文件進(jìn)行交通沖突分析。為便于后續(xù)分析，對每個(gè)交叉口的每一個(gè)進(jìn)口道依次進(jìn)行編號(hào)，序號(hào)從1號(hào)至14號(hào)。

軌跡數(shù)據(jù)集中詳細(xì)記錄了每個(gè)道路使用者的基本信息和軌跡信息，部分信息如表1所示。

表1 in D數(shù)據(jù)集部分信息Tab.1 Part information of in D dataset

1.2 數(shù)據(jù)處理

本研究側(cè)重于小汽車之間的交通沖突研究。首先，篩選道路使用者類型，僅保留小汽車的軌跡，剔除卡車、自行車以及行人等道路使用者的軌跡；其次，每個(gè)交叉口附近的車道都有車輛停放（見圖1），在軌跡記錄文件中，所有停放的車輛均被記錄在內(nèi)，但在進(jìn)行交通沖突分析時(shí)需要將其剔除；再次，對于同時(shí)存在于視頻中的車輛i和車輛j進(jìn)行識(shí)別和匹配，將匹配成功的每兩車記錄為一組數(shù)據(jù)。車輛i的坐標(biāo)位置為(xi，yi)，速度為(vxi，vyi)，車輛j的坐標(biāo)位置為(xj，yj)，速度為(vxj，vyj)。以車輛j為原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系，計(jì)算車輛i對于車輛j的相對坐標(biāo)(x ij，yij)以及相對速度(vxij，vyij)，表達(dá)式分別為

最后，以車輛的前進(jìn)方向?yàn)檐囶^角度θ，以視頻中的水平線為0°，沿著逆時(shí)針方向，車頭角度依次增大，車頭角度的范圍為0°≤θ≤360°。同框的兩車之間存在車頭角度差Δθ，計(jì)算式如下所示：

參考替代安全評估模型對交通沖突類型的判定規(guī)則［21］，計(jì)算兩車車頭角度差的絕對值，將交通沖突分為3種類型，即追尾沖突、換道沖突以及相交沖突。具體劃分方法如表2所示。

表2 交通沖突類型Tab.2 Types of traffic conflicts

2 基于風(fēng)險(xiǎn)域的交通沖突分析

提出了一種基于風(fēng)險(xiǎn)域的交通沖突分析方法。該方法為二階段法，第一階段進(jìn)行交通沖突識(shí)別，第二階段進(jìn)行交通沖突危險(xiǎn)程度判定。每匹配成功的兩車為一個(gè)車輛對，將一個(gè)車輛對中的兩車簡化為車輛中心處的2個(gè)質(zhì)點(diǎn)，并引入一個(gè)以其中一車為中心、綜合考慮兩車長寬的圓形風(fēng)險(xiǎn)域，如果另一車在未來某個(gè)時(shí)刻進(jìn)入該風(fēng)險(xiǎn)域內(nèi)部或經(jīng)過風(fēng)險(xiǎn)域邊界，則表明兩車之間可能存在交通沖突，反之則不可能存在交通沖突。本研究中僅考慮兩車之間的交通沖突，不考慮兩車以上的交通沖突。

2.1 交通沖突識(shí)別

交通沖突識(shí)別前需要確定風(fēng)險(xiǎn)域的半徑。以車輛j的中心為原點(diǎn)，劃定一個(gè)半徑為R的風(fēng)險(xiǎn)域，將車輛i視為質(zhì)點(diǎn)。由于交通沖突考慮的是兩車之間的相對運(yùn)動(dòng)關(guān)系，因此風(fēng)險(xiǎn)域半徑受到兩車的車輛長度W i和W j以及車輛寬度L i和L j的共同影響，計(jì)算式如下所示：

將車輛i第一次以當(dāng)前相對速度行駛到車輛j風(fēng)險(xiǎn)域邊界的時(shí)間定義為tTTR（time to risk region），tTTR的值越小，表明車輛i以當(dāng)前速度第一次到達(dá)車輛j風(fēng)險(xiǎn)域邊界所需要的時(shí)間越短，即交通沖突越嚴(yán)重。將車輛i以當(dāng)前相對速度在車輛j風(fēng)險(xiǎn)域內(nèi)的行駛時(shí)間定義為tTIR（time in risk region），tTIR的值越大，表明車輛i在車輛j風(fēng)險(xiǎn)域內(nèi)行駛的時(shí)間越長，即兩車之間的交通沖突危險(xiǎn)程度越高。

在平面直角坐標(biāo)系中，根據(jù)車輛i的相對坐標(biāo)以及相對速度可以計(jì)算出車輛i行駛時(shí)所在直線，通過車輛i所在直線與車輛j風(fēng)險(xiǎn)域的位置關(guān)系將后續(xù)的計(jì)算分成3類。

第一類是車輛i所在直線與車輛j風(fēng)險(xiǎn)域不存在交點(diǎn)，此時(shí)兩車處于安全狀態(tài)。將此狀態(tài)下tTTR的取值設(shè)置為一個(gè)足夠大的正數(shù)M，表示不會(huì)發(fā)生交通沖突，并將tTIR的取值設(shè)置為一個(gè)足夠小的負(fù)數(shù)-M，即無需進(jìn)行交通沖突風(fēng)險(xiǎn)程度判定。

第二類是車輛i所在直線與車輛j風(fēng)險(xiǎn)域存在一個(gè)交點(diǎn)。若則車輛i處于接近該交點(diǎn)的狀態(tài)，車輛i所在位置與交點(diǎn)的距離為dDTR（distance to risk region）。通過dDTR計(jì)算對應(yīng)的tTTR，如下所示：

此外，需要將tTIR的取值設(shè)置為一個(gè)足夠小的負(fù)數(shù)-M。如果車輛i處于遠(yuǎn)離該交點(diǎn)的狀態(tài)，則tTTR和tTIR的設(shè)置方法與第一類相同。

第三類是車輛i所在直線與車輛j風(fēng)險(xiǎn)域存在2個(gè)交點(diǎn)，此時(shí)車輛i與風(fēng)險(xiǎn)域的關(guān)系存在3種情況。第一種情況（見圖2a），車輛i正在接近風(fēng)險(xiǎn)域，此時(shí)可以計(jì)算出對應(yīng)的tTTR和tTIR。tTTR的計(jì)算式前文已經(jīng)給出。將車輛i所在直線在車輛j風(fēng)險(xiǎn)域內(nèi)的長度定義為dDIR（distance in risk region），則tTIR的計(jì)算式如下所示：

第三類的第二種情況，車輛i已經(jīng)駛?cè)胲囕vj風(fēng)險(xiǎn)域（見圖2b），此時(shí)將tTTR的取值設(shè)置為一個(gè)足夠大的正數(shù)M，tTIR為車輛i以當(dāng)前速度駛離風(fēng)險(xiǎn)域所需要的時(shí)間。第三種情況車輛i正在遠(yuǎn)離車輛j風(fēng)險(xiǎn)域（見圖2c），取值方法與第一類相同。

圖2 車輛i與車輛j風(fēng)險(xiǎn)域的第三類位置關(guān)系Fig.2 Third type of positional relationship between vehicle i and risk region of vehicle j

除了以上3類相對運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以外，還存在一種特殊情況，即相對靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)不存在車輛i所在直線，僅計(jì)算車輛i與車輛j的相對距離，判斷車輛i是否在風(fēng)險(xiǎn)域內(nèi)。同時(shí)，不需要計(jì)算tTTR和tTIR。

tTTC的閾值常設(shè)定為1.5 s［22］，考慮到本研究中的車輛存在風(fēng)險(xiǎn)域，隨機(jī)選取3個(gè)軌跡記錄，篩選出當(dāng)tTTC處于1.49～1.51 s時(shí)對應(yīng)的tTTR的值，對tTTR的值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以tTTR的50%分位數(shù)對應(yīng)的值作為后續(xù)研究的閾值，即1.2 s。當(dāng)tTTR≤1.2 s時(shí)，認(rèn)為兩車之間存在交通沖突，并且需要進(jìn)行交通沖突危險(xiǎn)程度的判定。

2.2 交通沖突危險(xiǎn)程度判定

交通沖突危險(xiǎn)程度判定的前提是兩車之間存在交通沖突，因此當(dāng)且僅當(dāng)tTTR≤1.2 s時(shí)，才需要對tTIR進(jìn)行分析。由于車輛存在危險(xiǎn)域，當(dāng)兩車距離很近且車速差很小時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)一車始終在另一車的風(fēng)險(xiǎn)域內(nèi)且兩車之間并不存在交通沖突的情況，因此需要對此類數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除。將處理后的tTIR數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果如圖3所示。

圖3 t TIR累積頻率Fig.3 Cumulative frequency of t TIR

由圖3可知，tTIR的15%分位數(shù)位于0.30 s左右，tTIR的85%分位數(shù)位于4.30 s左右。通常選擇15%和85%分位數(shù)作為劃分?jǐn)?shù)據(jù)的分界點(diǎn)，因此選擇0.30 s和4.30 s作為風(fēng)險(xiǎn)程度劃分的分界點(diǎn)，對tTIR進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評級(jí)。風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為Ⅰ級(jí)時(shí)風(fēng)險(xiǎn)最大，Ⅱ級(jí)其次，Ⅲ級(jí)最小，如表3所示。

表3 交通沖突風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分Tab.3 Level of traffic conflict risks

3 交通沖突案例分析

計(jì)算每一時(shí)刻的tTTR和tTIR，根據(jù)設(shè)定的閾值識(shí)別交通沖突，并對交通沖突危險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行判定。為證明本研究的有效性，將本研究的計(jì)算指標(biāo)與tTTC進(jìn)行對比。tTTC是指當(dāng)前時(shí)刻下若兩車保持原有的速度和行駛軌跡，不采取任何避險(xiǎn)行為，則兩車會(huì)在未來的某一時(shí)刻發(fā)生碰撞，從當(dāng)前時(shí)刻至發(fā)生碰撞的時(shí)刻所需的時(shí)間即為tTTC。tTTC是交通沖突識(shí)別中較為常用的指標(biāo)，根據(jù)閾值來判定是否發(fā)生沖突，再選取發(fā)生沖突時(shí)間段內(nèi)的最小tTTC為兩車之間的tTTC，表征交通沖突的嚴(yán)重程度。用tTTC矢量算法計(jì)算tTTC，僅考慮兩車之間的接近率，但不考慮接近率的變化率，參見文獻(xiàn)［23］。需要說明的是，矢量算法中tTTC可能存在負(fù)值的情況，負(fù)值表示兩車正在遠(yuǎn)離，即不會(huì)發(fā)生交通沖突。因此，若tTTC為負(fù)值，默認(rèn)將其替換為足夠大的正數(shù)M。關(guān)于tTTC閾值的選取，較為常用的是1.5 s［22］。

根據(jù)發(fā)生沖突時(shí)兩車車頭角度的不同將交通沖突分為追尾沖突、換道沖突和相交沖突3種類型，本研究中主要對追尾沖突和相交沖突進(jìn)行分析。首先，根據(jù)tTTR的閾值篩選出存在交通沖突的車輛對，剔除不符合車速要求的車輛對，若車輛對中任一車輛在閾值內(nèi)車速始終小于1.8 km·h-1，車輛幾乎處于靜止?fàn)顟B(tài)，則認(rèn)為不存在沖突；其次，剔除始終并行的車輛以及車輛數(shù)大于兩輛車的交通沖突。

3.1 交通沖突匯總

對12個(gè)軌跡記錄文件中提取出的交通沖突進(jìn)行匯總，發(fā)現(xiàn)相交沖突數(shù)量較多。通過tTTR和tTTC識(shí)別出的交通沖突數(shù)量如表4所示。

表4 交通沖突數(shù)量對比Tab.4 Comparison of the number of traffic conflicts

基于風(fēng)險(xiǎn)域的交通沖突分析分為2個(gè)部分。第一部分是采用tTTR進(jìn)行交通沖突識(shí)別，當(dāng)tTTR小于或等于閾值時(shí)，認(rèn)為兩車之間存在交通沖突；第二部分是采用tTIR進(jìn)行交通沖突危險(xiǎn)程度判定，當(dāng)tTTR小于或等于閾值時(shí)，根據(jù)tTIR的值對兩車之間的交通沖突進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分。因此，在交通沖突識(shí)別時(shí)，僅涉及到tTTR一個(gè)指標(biāo)，表4中的基于tTTR識(shí)別的交通沖突數(shù)量即為基于風(fēng)險(xiǎn)域識(shí)別的交通沖突數(shù)量。

tTTR和tTTC均是在每一幀基礎(chǔ)上計(jì)算一個(gè)對應(yīng)的值，2種沖突判別指標(biāo)本質(zhì)上均是指小于或等于閾值時(shí)認(rèn)為兩車之間存在交通沖突。不同之處在于：在交通沖突分析中tTTC會(huì)有一個(gè)最終取值，并且該最終取值選擇了兩車全過程中的最小值；在基于風(fēng)險(xiǎn)域的交通沖突分析方法中，tTTR作為一個(gè)判定是否存在交通沖突的指標(biāo)，未必有一個(gè)最終的取值，因?yàn)閠TTR最小值可能為零，并且為零的時(shí)刻不止一個(gè)時(shí)刻，所以無法準(zhǔn)確表征兩車之間的危險(xiǎn)程度，當(dāng)兩車存在交通沖突時(shí)更多關(guān)注的是tTIR的值，即兩車之間的風(fēng)險(xiǎn)程度。

從表4可以看出，2種方法識(shí)別所得的交通沖突數(shù)量并不相同。交通沖突識(shí)別重合數(shù)量是指某交通沖突被2種方法同時(shí)識(shí)別的交通沖突數(shù)量。通過視頻驗(yàn)證，2種方法均不存在錯(cuò)誤檢測的情況，因此實(shí)際交通沖突數(shù)量的計(jì)算方式是根據(jù)交通沖突類型分別將基于tTTR識(shí)別的交通沖突數(shù)量和基于tTTC識(shí)別的交通沖突數(shù)量求并集。以相交沖突為例，實(shí)際交通沖突數(shù)量的計(jì)算方式是將2種方法識(shí)別的交通沖突數(shù)量分別與交通沖突識(shí)別重合數(shù)量相減，得到基于tTTR識(shí)別的交通沖突數(shù)量與交通沖突識(shí)別重合數(shù)量的差，即16次，以及基于tTTC識(shí)別的交通沖突數(shù)量與交通沖突識(shí)別重合數(shù)量的差，即13次，再將兩者與交通沖突識(shí)別重合數(shù)量相加得到最終的實(shí)際交通沖突數(shù)量137次。根據(jù)實(shí)際交通沖突數(shù)量可以計(jì)算出2種交通沖突識(shí)別方法的識(shí)別率。

對于追尾沖突，基于tTTR的交通沖突識(shí)別方法具有顯著優(yōu)勢；對于相交沖突，基于tTTR的交通沖突識(shí)別方法略好于基于tTTC的交通沖突識(shí)別方法。綜上所述，基于tTTR的交通沖突識(shí)別方法比基于tTTC的交通沖突識(shí)別方法在追尾沖突和相交沖突的場景下具有更高的識(shí)別率，即優(yōu)于傳統(tǒng)的基于tTTC的交通沖突識(shí)別方法。以下將根據(jù)交通沖突的不同類型針對追尾沖突和相交沖突以案例形式進(jìn)行分析。

3.2 追尾沖突

基于tTTR的交通沖突識(shí)別方法與基于tTTC的交通沖突識(shí)別方法在追尾沖突的識(shí)別數(shù)量上具有顯著差異，為驗(yàn)證基于風(fēng)險(xiǎn)域方法的準(zhǔn)確性，采用視頻驗(yàn)證方法逐一進(jìn)行判斷。結(jié)果表明，幾乎所有的情況都是tTTC漏判了追尾沖突。

以23軌跡記錄中的車輛57和車輛58為例，如圖4所示，兩車均從進(jìn)口道5駛?cè)虢徊婵冢囕v57為避免與車輛55發(fā)生碰撞而減速，進(jìn)而導(dǎo)致車輛58發(fā)生減速行為。從第2 285幀開始tTTR小于1.2 s，兩車開始發(fā)生交通沖突，直至第2 295幀結(jié)束。tTTC在全過程中均未小于1.5 s，即出現(xiàn)追尾沖突漏判情況。然后，根據(jù)tTIR對交通沖突的風(fēng)險(xiǎn)程度進(jìn)行判定，在第2 285幀至第2 291幀時(shí)tTIR風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為Ⅱ級(jí)，隨后風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)增加到Ⅰ級(jí)，由于車輛及時(shí)采取了剎車制動(dòng)行為，從第2 296幀開始兩車不再存在交通沖突。

32軌跡記錄中的車輛43和車輛44與上述情況類似，如圖5所示，兩車的行駛方向相同并在同一車道上，車輛43在轉(zhuǎn)彎時(shí)減速，車輛44為避免發(fā)生碰撞，采取了剎車制動(dòng)行為。從第2 353幀到第2 375幀tTTR均小于1.2 s，兩車之間存在明顯的追尾沖突，但是tTTC同樣出現(xiàn)了交通沖突漏判情況。觀察tTTR小于閾值時(shí)tTIR的值，除第2 374和第2 375幀時(shí)tTIR風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)處于Ⅰ級(jí)外，其他時(shí)間風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)均處于Ⅱ級(jí)。此外，在該情況下車輛44全程都沒有侵入車輛43的風(fēng)險(xiǎn)域內(nèi)，具體結(jié)果如表5所示。

圖5 交叉口3追尾沖突分析案例Fig.5 Case of rear-end conflict at intersection 3

3.3 相交沖突

在所有的相交沖突中，基于風(fēng)險(xiǎn)域的交通沖突識(shí)別方法與基于tTTC的交通識(shí)別方法結(jié)果比較相近，少部分情況下基于tTTC的方法存在交通沖突漏判情況。

以07軌跡記錄中的車輛17和車輛20為例，如圖6所示，兩車從第646幀開始同框，兩車同框時(shí)計(jì)算所得的tTTC均不存在小于1.5 s的情況，最小值為2.37 s。然而，采用基于風(fēng)險(xiǎn)域的交通沖突識(shí)別方法，在第679幀時(shí)tTTR小于閾值，直至第794幀結(jié)束交通沖突。通過視頻驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，兩車均存在較為明顯的剎車制動(dòng)行為，因此認(rèn)為確實(shí)存在相交沖突。對相交沖突進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)程度劃分，結(jié)果如表5所示。從發(fā)生沖突開始tTIR的值不斷減小，起初兩車的風(fēng)險(xiǎn)程度處于Ⅱ級(jí)，從第788幀開始兩車的風(fēng)險(xiǎn)程度降低到Ⅲ級(jí)，直至沖突結(jié)束，車輛17在車輛20風(fēng)險(xiǎn)域內(nèi)的實(shí)際行駛時(shí)間是78幀，即3.12 s。

表5 交通沖突風(fēng)險(xiǎn)程度案例Tab.5 Case of traffic conflict risk degrees

圖6 交叉口1相交沖突分析案例Fig.6 Case of crossing conflict at intersection 1

此外，以27軌跡記錄中的車輛129和車輛130為例，如圖7所示，tTTC始終大于1.5 s，即認(rèn)為兩車之間不存在相交沖突，但是從第5 866幀開始，車輛129和車輛130可以計(jì)算出對應(yīng)的tTTR和tTIR，在第5 869幀時(shí)tTTR達(dá)到閾值，認(rèn)為兩車開始發(fā)生交通沖突，直至第5 972幀結(jié)束。通過視頻驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)兩車之間確實(shí)存在交通沖突，從進(jìn)口道5駛?cè)虢徊婵诘闹毙熊囕v129為了避免與從進(jìn)口道6駛?cè)虢徊婵诘能囕v130發(fā)生碰撞，存在明顯的減速行為。根據(jù)tTIR的變化情況，從沖突開始發(fā)生的時(shí)刻兩車風(fēng)險(xiǎn)程度為Ⅱ級(jí)，車輛采取減速避讓行為一段時(shí)間后，兩車之間的風(fēng)險(xiǎn)程度降低到Ⅲ級(jí)，直至沖突結(jié)束。

圖7 交叉口2相交沖突分析案例Fig.7 Case of crossing conflict at intersection 2

4 結(jié)語

以往的研究側(cè)重于交通沖突最嚴(yán)重的時(shí)刻，較少考慮車輛i暴露在車輛j周圍的持續(xù)時(shí)間。本研究中假設(shè)車輛周圍存在一定范圍的風(fēng)險(xiǎn)域，計(jì)算每一時(shí)刻車輛i首次到達(dá)車輛j風(fēng)險(xiǎn)域邊界所需的時(shí)間，并根據(jù)設(shè)定的閾值來識(shí)別交通沖突，同時(shí)考慮了車輛i在車輛j風(fēng)險(xiǎn)域內(nèi)行駛所需的時(shí)間，并根據(jù)時(shí)間的長短來判定風(fēng)險(xiǎn)程度的大小。研究發(fā)現(xiàn)，風(fēng)險(xiǎn)域方法能夠克服基于tTTC的交通沖突識(shí)別方法存在的對交通沖突的遺漏識(shí)別問題，在相交沖突和追尾沖突的識(shí)別上更具優(yōu)勢，尤其是對于追尾沖突，基于風(fēng)險(xiǎn)域的方法具有更高的識(shí)別準(zhǔn)確性。以tTIR為基礎(chǔ)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)程度劃分，能夠較好地表現(xiàn)出兩車在發(fā)生交通沖突時(shí)不同時(shí)刻的交通沖突嚴(yán)重程度。本研究中僅考慮了小汽車之間的交通沖突，貨車的車長遠(yuǎn)大于小汽車，目前的交通沖突識(shí)別與風(fēng)險(xiǎn)程度判定方法對貨車并不完全適用，后續(xù)研究考慮將方法修改并推廣至所有車輛類型。

作者貢獻(xiàn)說明：

陸毅忱：數(shù)據(jù)分析，案例分析，論文撰寫與修改。

鄒亞杰：提供研究思路，指導(dǎo)論文撰寫，論文審閱與定稿。

程 凱：數(shù)據(jù)分析，方法論的提出，論文結(jié)果討論。

鄭 來：指導(dǎo)論文撰寫，論文結(jié)果討論，論文審閱與定稿。

SELPISelpi：指導(dǎo)論文撰寫，論文結(jié)果討論，論文審閱與定稿。

朱 婷：方法論的提出，論文結(jié)果討論，論文審閱與定稿。