一种迭代判别式多个交通安全设施组合配置选择方法

xiaoxiao2020-10-23  19

一种迭代判别式多个交通安全设施组合配置选择方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于交通安全领域,涉及一种多个交通安全设施组合配置优化选择方法。【背景技术】
[0002] 交通安全设施属于道路基础设施,科学地设置交通安全设施不仅是社会发展的需 要,更是人们生活质量提高的必备措施。但宄竟该如何科学地设置交通安全设施,缺乏统一 有效的选择评估方法。而我国国标《交通标志和标线》和前人的相关研宄中,都没有明确交 通安全设施的选择评估问题,导致在交通安全设施的实际工程应用过程中存在以下两类问 题:1)某种交通安全设施的有效性问题;2)在现有设施的基础上是否需要增设新的设施以 提尚其有效性的问题。
[0003] 因此,针对交通安全设施工程应用过程中存在的两类问题,以提高交通安全为出 发点,提出一种交通安全设施优化设置选择评估方法。一方面可以用来评价某种交通安全 设施的作用,另一方面可以用来判断是否需要在现有设施基础上增设其他新的设施以提高 其作用,为指导工程实践提供理论依据。

【发明内容】

[0004] 交通安全设施优化设置选择评估方法描述如图1所示。
[0005] -种迭代判别式多个交通安全设施组合配置选择方法,其特征在于,包括以下步 骤:
[0006] 假设a,0,Y分别代表交通安全设施的集合,I代表评价指标集合:
[0007] 步骤1 :确定初始设施a,选定新增设施|3
[0008] 初始方案即为基础设施a,判别在初始设施基础上新增设施0的作用。
[0009] 步骤2 :选取评价指标
[0010] 评价指标表征判别对象的某方面特性,包括速度类指标评估安全性,经济类指标 评估经济性之一或两种;
[0011] 步骤3 :判断新增设施0的作用
[0012] 假设有n项评价指标,1丨,12,…,In,I#I;
[0013] 在特定区域,如果安装新增设施组合a+0与基础设施a之间,采用多因素方差 分析,对于所有评价指标I均不存在统计显著性差异,则判断新增设施0无显著作用,无需 在设施a基础上增设设施0。
[0014] 如果对于n项指标中的k项评价指标两设施组合之间均存在显著性差异,其中 1 <k<n,只要k项指标中有一项评价指标,设施组合a+0的控制目标效果不及基础设 施a的控制目标效果,即判断新增设施0会使基础设施a作用显著变差,即认为无需在 设施a的基础上增设设施0。反之,对于k项指标,设施组合a+0的控制目标效果均优 于设施a的控制目标效果,则认为设施0能显著增强设施a的效果,即有必要在设施a 的基础上增设设施0。
[0015]步骤4:如果新增设施0有效,将设施组合a+0设置为新的基础设施a,在此基 础上增设另一种设施Y设置为新的基础设施组合a+0,判断其是否提高新的基础设施组 合a+0的作用。重复步骤2-3进行迭代判断,迭代过程结束时的设施组合a即为最终形 成的特定区域交通安全设施的选择结果。
[0016]进一步,速度类评价指标包括特定区域平均速度、地点速度、速度标准差、平均加 速度一种或多种,形成评价指标集合。
[0017] 所述步骤1初始方案和新增设施的确定:
[0018]初始方案即为基础设施方案a,在不同的基础设施上增设新的设施0,新增设施 0的作用评价结果是不同的。因此,初始设施a可根据特定区域实际情况选定。而新增设 施0是选择对象,不同的决策者可根据实际需求,选定任意新增交通安全设施0,或者多 个设施组合作为选择对象。
[0019] 所述步骤2评价指标的选取:
[0020] 评价指标的选取根据决策者在选择设置一种设施前的目的来决定。安全性评价可 以采用速度类指标,经济性评价可以采用成本类指标;可以是单一指标,也可以是多指标 组合。评价指标应为量化指标,可以来源于特定区域实地测量、驾驶模拟实验测试或历史统 计数据等。
[0021] 评价指标表征判别对象的某方面特性,例如:速度类指标评估安全性,经济类指标 评估经济性。评价指标要求可量化,可以多指标组合,如速度类评价指标包括特定区域平均 速度、地点速度、速度标准差、平均加速度,形成评价指标集合。
[0022] 所述步骤3设施组合之间通过所选择指标间统计显著性差异来判断新增设施的 作用:
[0023] 对于选定的可以量化的评价指标,利用多因素方差分析,判断初始设施的基础上 新增设施之后的评价指标是否存在统计显著性差异,获得新增设施的作用。每项评价指标 下,不仅需要判断设施组合下评价指标间是否存在统计显著性差异,还需要判断存在显著 性差异的条件下,评价指标显著变好还是显著变差。在判断新增设施的作用时,必须综合考 虑每项指标下的作用,采用"一票否决"的方式,即增设设施0后的新设施组合a+0相比 基础设施a只要有1项评价指标效果显著变差,则判断设施0产生负面作用,无需在基础 设施a上增设。
[0024] 所述步骤4的迭代过程:
[0025]当确定一种新增设施0适宜增设在基础设施a时,即新设施组合a+0的作用 优于基础设施a,可以采用迭代方法判断是否需要增设另一种设施Y,进一步提升组合设 施a+0的作用。进一步将设施组合a+0视为基础设施,设施y定义为新增设施,继续 重复步骤1~步骤3的判断过程,可以判断设施 Y是否可以提高设施组合a+0作用。所 有迭代过程结束时的设施组合即为该特定区域交通安全设施的组合设施选择结果。
【附图说明】
[0026] 图1为交通安全设施组合配置选择方法流程图;
[0027] 图2为三项评价指标相应设施组合下的变化趋势图。
[0028] 图3学校地区相关交通安全设施
【具体实施方式】
[0029] 下面结合附图和实施实例对本发明做进一步说明。
[0030] 交通安全设施优化设置选择评估方法的流程图如图1所示,包括以下步骤:
[0031] 步骤1 :选定基础设施a和需要增设的设施|3。
[0032] 步骤2:选取评价指标,判断设施组合a+0与基础设施a之间是否存在显著性。
[0033] 步骤3:根据显著性结果和控制目标效果判断设施0是否需要增设。
[0034] 步骤4:在新增设施0有作用的情况下,迭代判断是否需要增设另一种设施Y以 提高新基础设施a+0的作用。
[0035] 下面给出本发明的应用实例。
[0036] 学校地区因其特殊性,是交通安全重点保护区域。而合理设置交通安全设施是提 高学校地区交通安全的重要措施。因此,本发明以学校地区为例,选取北京市光明小学进行 说明,并选取学校地区常见的6种交通安全设施作为选择评估对象,如图3所示。
[0037] (1)方案设计
[0038] 对于以上6种交通安全设施,90%的学校都设有学校地区宣传提示标志和学校地 区注意儿童标志,因此在方案设计时以这两种标志作为基础设施(初始方案)。另对于黄闪 标志,由于其在在交叉路口及隧 道桥梁的出入口等危险路段的良好作用,及国外研宄表明 其在学校地区的显著作用,选择黄闪标志作为研宄重点,研宄黄闪标志在我国学校地区的 作用,并以黄闪标志为基础继续增加其他交通安全设施,讨论如果黄闪标志有效的情况下 是否需要设置其他设施以加强其作用。
[0039] 表1即为以黄闪标志为研宄基础,分别依次增设红路面标线、限速标志、慢行标志 形成的6组设施组合方案。
[0040] 表1学校地区交通安全设施组合方案
[0043] (2)评价指标选取
[0044] 在指标选取过程中,不同的决策者可以根据实际工程需求,选取适当的评价指标, 本案例中选取平均速度、相对速度变化率、加速度标准差3项与速度相关的评价指标。
[0045] (3)光明小学交通安全设施效用评估
[0046] 论文提出的交通安全设施优化设置选择方法适用于表1中的6组设施组合方案, 选择评估方法是相同的,因此,只以第1组设施组合方案为例,说明选择评估方法的使用过 程。
[0047]交通安全设施优化设置选择评估方法评价过程如下:
[0048]首先在初始方案a基础上增加黄闪标志0,增加黄闪后的设施组合a+ 0作用下 平均速度显著降低,相对速度变化率显著增大,加速度标准差之间无显著性差异。因此说明 黄闪标志0的作用显著,即可以在初始方案基础上增设黄闪标志。
[0049]根据模型步骤,现状+黄闪作为新的基础设施a,红路面标线作为新的设施0,a+0则代表设施组合现状+黄闪+红路面。比较3项指标下设施组合a+0与基础设施 a的显著性差异,设施组合a+0作用下的相对速度变化率显著高于a,其他2项指标下 两设施组合之间不存在显著性差异,即有必要增设红路面标线。
[0050]因此,可以继续重复迭代过程,a代表基础设施现状+黄闪+红路面,0代表限 速标志,a+ 0代表设施组合现状+黄闪+红路面+限速。对于3项指标,两设施组合之间 均不存在显著性,即无需在现状+黄闪+红路面的基础上增设限速标志,则设施组合现状+ 黄闪+红路面为最终的交通安全设施选择结果。这也回答了工程应用中存在的两类问题, 艮P,从控速的角度讲,黄闪标志是有作用的,且在设置黄闪标志的基础上增设红路面标线可 以使黄闪标志的作用增加。各设施组合相应3项评价指标的变化趋势如图2所示,各设施 组合之间的显著性结果如表2所示。
[0051] 表2分析结果中的变化趋势与图2显示的结果相对应,标有"t"的设施组合表示 该设施组合与前一设施组合相比数值呈显著上升趋势,标有"丨"的设施组合表示该设施组 合与前一设施组合相比数值呈显著下降趋势。无任何标记的设施组合即为与前一设施组合 相比无显著性差异。
[0052] 表2第一组设施组合方案的显著性分析结果
[0054]同样的方法对其他5组设施组合方案进行显著性分析,分析结果如表3所示。其 中,标有的设施组合表示与前一设施组合相比具有显著性差异,且标有"B"的设施组合 表示与前一设施组合相比呈效果变好的趋势,标有"W"的设施组合与前一设施组合相比呈 效果变差趋势(趋势变差即对于后者设施组合,评价指标中至少有一项指标效果不及前一 设施组合)。无任何标记的设施组合即为与前一设施组合相比无显著性差异。因此,由表 3的显著性分析结果可知,在现状基础上增加黄闪标志可以使原有设施作用显著提高,在黄 闪的基础上继续增加红路面标线,其作用更为明显。但是在黄闪的基础上分别增加限速和 慢行标志均不会提高原有设施组合的作用。而且在已经有黄闪和红路面的情况下再继续增 加其他标志(限速和慢行),增加后设施组合的作用与增加前设施组合之间无显著性差异。
[0055] 表3光明小学6组设施组合方案的显著性分析结果
[0057] 最终结果显示,对于光明小学,适宜在现状基础上增设黄闪标志,且在黄闪标志基 础上增设红路面标线效果更显著。
【主权项】
1. 一种迭代判别式多个交通安全设施组合配置选择方法,其特征在于,包括以下步 骤: 假设a,0,y分别代表交通安全设施的集合,I代表评价指标集合: 步骤1 :确定初始设施a,选定新增设施0 初始方案即为基础设施a,判别在初始设施基础上新增设施e的作用。 步骤2 :选取评价指标 评价指标表征判别对象的某方面特性,包括速度类指标评估安全性,经济类指标评估 经济性之一或两种; 步骤3 :判断新增设施0的作用 假设有n项评价指标,I1,I2,…,In,IiGI; 在特定区域,如果安装新增设施组合a+0与基础设施a之间,采用多因素方差分析, 对于所有评价指标I均不存在统计显著性差异,则判断新增设施e无显著作用,无需在设 施a基础上增设设施0。 如果对于n项指标中的k项评价指标两设施组合之间均存在显著性差异,其中ISkSn,只要k项指标中有一项评价指标,设施组合a+0的控制目标效果不及基础设 施a的控制目标效果,即判断新增设施0会使基础设施a作用显著变差,即认为无需在 设施a的基础上增设设施0。反之,对于k项指标,设施组合a+0的控制目标效果均优 于设施a的控制目标效果,则认为设施0能显著增强设施a的效果,即有必要在设施a 的基础上增设设施0。 步骤4:如果新增设施0有效,将设施组合a+0设置为新的基础设施a,在此基础 上增设另一种设施Y设置为新的基础设施组合a+0,判断其是否提高新的基础设施组合 a+0的作用。重复步骤2-3进行迭代判断,迭代过程结束时的设施组合a即为最终形成 的特定区域交通安全设施的选择结果。2. 根据权利要求1所述的一种迭代判别式多个交通安全设施组合配置选择方法,其特 征在于:速度类评价指标包括特定区域平均速度、地点速度、速度标准差、平均加速度一种 或多种,形成评价指标集合。3. 根据权利要求1所述的一种迭代判别式多个交通安全设施组合配置选择方法,其特 征在于:所述步骤2评价指标的选取评价指标应为量化指标,来源于特定区域实地测量、驾 驶模拟实验测试或历史统计数据。
【专利摘要】本发明涉及一种迭代判别式多个交通安全设施组合配置选择方法。针对问题:1)某种交通安全设施组合配置的有效性问题;2)在现有设施的基础上是否需要增设新的交通安全设施以提高效果的问题。本发明首先选定基础设施和新增设施,确定可量化的单个或多个评价指标,采用多因素方差分析对比特定区域设施增设前后评价指标的统计显著性差异。在新增设施有作用的情况下,以增设后的设施组合为基础,迭代判断增设另外一种新设施的作用。迭代结束时的设施组合即为该方法的设施选择结果。此方法一方面可评价某种交通安全设施的作用,另一方面可判断是否需要在现有设施基础上增设其他新的设施以提高其作用,为指导特定区域多种交通安全设施的选择提供依据。
【IPC分类】G06Q10/04
【公开号】CN104899651
【申请号】CN201510290856
【发明人】赵晓华, 李佳辉, 荣建, 伍毅平, 黄利华, 陈晨, 迟景昊
【申请人】北京工业大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月31日

最新回复(0)