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，并從傳統的事故統計評價方法中提高效果。應用交通沖突技術，建立了施工期間現狀交叉口的仿真模型，結合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，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，基于交通事故統計的直接評價方法，因方法簡單而應用廣泛，但交通事故數據少，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合的方法，并結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，這是一種極為有效的安全評價方式。

現今，由美國聯邦公路管理局研究的項目：從現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，如轉換方向、改變車速、突然停車等，就會發生碰撞的交通現象。交通沖突技術是依據一定的測量方法和判別標準，對交通沖突的發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是指駕駛人采取避險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，根據車輛發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。基于交通仿真軟件（如VISSIM，AIMSUM，PARAMICS、TEXAS等）的汽車運行軌跡文件的輸出（.trj文件）文件處理，結合沖突分析指標的閾值，來判斷沖突的交通狀態。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。建設內容為開發地下一層空間，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，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對不同的隔離區方案的安全性分析和比較，確定最佳隔離區方案。

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，分別根據調查數據圖上的道路網絡，設置分流點、車輛路徑、路口、沖突的優先級、網絡入口流量和行人通道等（見圖2）。

圖1　研究區范圍

圖2　現狀仿真模型

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設置圍擋，禁止機動車輛由西側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條左轉車道變為1條直行車道和1條左轉專用車道；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整，轉移人民路-平瀧路交叉口左轉車輛和右轉車輛到毗鄰的人民路-蓮升路交叉口，實現現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）現狀仿真分析

在人民路的現狀進出口的調查基礎上，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狀，見表1。

圖5　交叉口的現狀仿真

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數據分析

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，最后的結果是5次模擬的平均。通過對仿真輸出數據的分析，得到了仿真實驗的主要結果（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結果分析

根據以上分析結果，現狀車的所有延遲都高于2個方案，這是因為現狀的路口信號時序設計的高峰期是不合理的。與現狀相比，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優于方案A。

4　結論與展望

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，從而保證了最優方案的安全性。

[1]Cheng Wei,Ding Tong-qiang,Li Jiang.Evaluation of traffic conflict based on gray theory at intersection[R].Journal of highway and transportation research and development,2004.

[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。