基于SSAM的平面交叉口交通安全评价

叶红波，廖彩凤

（上海市政交通设计研究院有限公司，上海市 200030）

基于SSAM的平面交叉口交通安全评价

叶红波，廖彩凤

（上海市政交通设计研究院有限公司，上海市 200030）

交通冲突技术是交通安全领域的一种非交通事故统计评价方法，是以大样本、快速、不同特征的定量评价方法对交通安全状况进行评价，并从传统的事故统计评价方法中提高效果。应用交通冲突技术，建立了施工期间现状交叉口的仿真模型，结合SSAM模型定性和定量分析了交叉口交通冲突特征。利用交通冲突数，对不同方案的平均车辆延误时间指标进行了比较，从而确保最佳方案的安全性。

交通冲突技术；微观仿真；间接安全评价模型（SSAM）；交通安全评价

1　概　述

目前，道路安全评价方法分为直接评价法和间接评价法。其中，基于交通事故统计的直接评价方法，因方法简单而应用广泛，但交通事故数据少，周期长。交通冲突技术（TCT）作为一种交通安全的间接评价方法，在城市道路平面交叉口安全评价事故统计中越来越受到人们的重视。

本文在定性模型分析的基础上，提出了交通冲突技术与仿真相结合的方法，并结合交通安全研究的特点，对交通安全评价进行了分析。

基于现有的交通仿真软件提取交通参与者在时间和空间上的运动轨迹，利用SSAM提取安全评价指标的冲突数，这是一种极为有效的安全评价方式。

现今，由美国联邦公路管理局研究的项目：从现有的微观仿真模型导出潜在的安全代理工具。它被称为间接安全评价模型（surrogate safety assessment model，SSAM）。

本文以一个施工期间交叉口作为研究对象。根据不同的交叉口隔离方案的安全性能评价，使用微观仿真模型和SSAM比较不同方案的交通安全特性，从而选择最优解[1-5]。

1.1交通冲突技术

交通冲突定义如下：道路使用者在行驶过程中，与另外一个道路使用者或者道路设施在时间、空间上相互接近，如果该道路使用者不采取必须的交通行为，如转换方向、改变车速、突然停车等，就会发生碰撞的交通现象。交通冲突技术是依据一定的测量方法和判别标准，对交通冲突的发生过程与严重程度进行定量测量和判别的一种技术，同时也是一种非事故统计的交通安全评价方法。

1.2代理安全评价模型（SSAM）

SSAM的主要分析指标是TTC、PET，最大速度（maxS），相对速度（DeltaS），最大加速度（maxD）。PET是指前车通过某个位置与后车通过同一位置时的时间差，maxS是指整个冲突过程中两辆车的速度的最大值，DeltaS是指驾驶人采取避险措施瞬间两辆车的相对速度,maxD是指冲突过程中后车的最大加(减)速度。在SSAM模型中，根据车辆发生冲突时的相对角度，冲突车辆交通冲突可分为：追尾、变道、交叉冲突。基于交通仿真软件（如VISSIM，AIMSUM，PARAMICS、TEXAS等）的汽车运行轨迹文件的输出（.trj文件）文件处理，结合冲突分析指标的阈值，来判断冲突的交通状态。当最小TTC和PET值超过预定的阈值时，冲突被记录在SSAM中，冲突种类根据车道和相邻两车之间的信息或角度确定。

1.3研究背景

平江新城平泷路（广济路-人民路）地下空间建设项目西起广济北路与轨道交通4号线金民西路站相连接，东至人民路北延与轨道交通2号线金民东路站相连接。建设内容为开发地下一层空间，与周边地块地下空间进行连通。目前由于地下空间开发的需要，在人民路-平泷路交叉口需要设置一期围挡，预计施工围挡期长达1年。

本文中，一方面通过对比研究，分析是否在人民路通车后设置隔离区，特别是平泷路交叉口邻近路段，对施工期间交叉口进行安全评价分析；另一方面，通过仿真实验，基于SSAM对不同的隔离区方案的安全性分析和比较，确定最佳隔离区方案。

2　研究模型

2.1微观交通仿真模型的建立

本文利用微观仿真软件VISSIM仿真平台，如图1所示的范围，分别根据调查数据图上的道路网络，设置分流点、车辆路径、路口、冲突的优先级、网络入口流量和行人通道等（见图2）。

图1　研究区范围

图2　现状仿真模型

2.2仿真建模

（1）方案A

施工期间将对人民路-平泷路T型交叉口进行压缩，主要沿人民路西半侧设置围挡，禁止机动车辆由西侧道路进入人民路地面辅道，共计3车道。与此同时，将交叉口高架北进口压缩为2车道，其中原来的2条直行车道和1条左转车道变为1条直行车道和1条左转专用车道；交叉口高架北出口同样由3条出口道压缩为2条车道，交叉口地面北出口由2条车道压缩为1条车道。

此外，对于人民路（平泷路—莲升路）也进行了压缩改造处理，由原来的双向10车道压缩为双向6车道。一方面，人民路-平泷路交叉口南进口由原来的5条进口车道减为2条直行车道和1条右转车道，南出口也由原来的5条出口车道减少至3条车道；另一方面，人民路-莲升路交叉口北进口改造为3条直行车道和1条左转车道，北出口也由原来的5条车道减少至3条车道。改造后所有车道宽保证在3 m以上。具体见图3。

图3　方案A模型

（2）方案B

总体思路：对交叉口车流进行适当调整，转移人民路-平泷路交叉口左转车辆和右转车辆到毗邻的人民路-莲升路交叉口，实现现状毗邻交叉口闲置通行能力的充分利用。

禁止平泷路（春分街—人民路）机动车辆出入人民路，即原人民路-平泷路T型交叉口南北进口道机动车辆只能直行，见图4。

图4　方案B模型

3　交通安全评价

3.1仿真分析

（1）现状仿真分析

在人民路的现状进出口的调查基础上，平泷路交叉口渠化，路口信号配时方案阶段设计见图5，与交通晚高峰时间，对基于VISSIM仿真平台仿真建模的交叉口现状，见表1。

图5　交叉口的现状仿真

表1　交叉口信号配时方案设计　s

（2）方案A和方案B的仿真分析

基于交通量的预测和分配TransCAD平台的帮助，根据各进口道方向路口交通量、行人和非机动车过街需求，重新设计信号相位和信号配时方案，见表2。

表2　方案A和方案B的相位及周期　s

在上述分析的基础上，根据计划建立交叉口VISSIM仿真的评价模型，见图6。

图6　方案A仿真

对于方案，在高峰时间，应考虑对莲花路交叉是否配置灯，因此分为图7的B1（灯）和图8的B2（无灯）方案。

图7　方案B1仿真

图8　方案B2仿真

3.2SSAM数据分析

从对交通流交通安全的影响和交通效率两方面研究，利用仿真车辆的轨迹记录文件，基于SSAM建立交通冲突模型，并把车辆平均延误作为另一个评价指标，仿真时间减少至3 600 s。为保证SSAM仿真过程的随机性，分5次模拟，各有不同的种子数，最后的结果是5次模拟的平均。通过对仿真输出数据的分析，得到了仿真实验的主要结果（见表3）。

当莲花路添加到研究范围时，见表4。

表4　方案B1和方案B2的对比（莲花路-人民路交叉口）

所以，在莲花路-人民路路口配置信号灯是不必要的。

3.3结果分析

根据以上分析结果，现状车的所有延迟都高于2个方案，这是因为现状的路口信号时序设计的高峰期是不合理的。与现状相比，方案A的交通冲突减少59.4%，交通冲突时间TTC增加了37.5%，车辆平均延误减少5.8%；B计划对交通冲突的数量减少了68.7%，交通冲突时间TTC增加了24%，车辆平均延误减少59.2%。

因此，从交叉口的安全性和运行效率方面，方案B优于方案A。

4　结论与展望

本文利用仿真方法建立了施工期间交叉口的仿真模型，结合SSAM模型定性和定量分析了交叉口交通冲突特征。利用交通冲突的数量，对不同方案的平均车辆延误时间指标进行了比较，从而保证了最优方案的安全性。

[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

叶红波（1992-），男，上海人，助理工程师，从事市政交通设计工作。