[发明专利]基于信息熵的快速路交通管理设施驾驶容错能力计算方法

摘要

本发明公开一种基于信息熵的快速路交通管理设施驾驶容错能力计算方法，如下：一、快速路交通管理设施基本驾驶容错能力的计算；二、快速路驾驶容错系数α的计算；三、快速路交通管理设施传递有效信息量的计算；四、快速路交通管理设施实际驾驶容错能力的计算；五、快速路交通管理设施驾驶容错能力水平的评价。本发明的方法简单、结果直观可靠，克服了过去对交通设施计算和评价方法的复杂，道路规划和设计者可以根据此容错能力和等级对交通标志标线、隔离及防眩设施的设计设置进行优化，道路维护者据此对交通设施进行改善，减少人员伤亡、经济损失和环境污染。

主权项

1.一种基于信息熵的快速路交通管理设施驾驶容错能力计算方法，交通管理设施包括快交通标志、标线、隔离及防眩设施，其特征在于，步骤如下：步骤(一)快速路交通管理设施基本驾驶容错能力的计算驾驶容错能力是快速路交通管理设施能够包容驾驶员驾驶失误的能力，快速路交通管理设施基本驾驶容错能力是这些能够提供给驾驶员的有效信息量与快速路驾驶容错系数的积，其基本表达形式为：G=α*H式中G——快速路交通管理设施基本驾驶容错能力，bits；H——快速路交通管理设施传递有效信息量，bits；α——快速路驾驶容错系数；步骤(二)快速路驾驶容错系数α的计算快速路驾驶容错系数表示如下：α=1-Y‾·p·σQ‾=1-1n(Σi=1nYi·p·σQi)]]>式中α——投入使用并且有足够交通相关数据支撑的快速路驾驶容错系数；n——数据累计年限；Y_i——第i年交通事故数；Q_i——第i年交通总量；——年均交通事故次数，p——每起交通事故参与的车辆数；σ——标准车换算系数；——年均交通量，或针对新建快速路或者投入使用不久没有足够的交通量数据和事故数据支撑的快速路，采用道路设计阶段预测的年平均日交通量AADT与年平均日交通事故次数的数据，来计算快速路驾驶容错系数，即：α=1-(Y‾/365)·p·σAADT]]>式中α——新建快速路或者投入使用不久没有足够的交通量数据和事故数据支撑的快速路驾驶容错系数；——年均交通事故次数预测值；AADT——快速路设计阶段预测的年平均日交通量；步骤(三)快速路交通管理设施传递有效信息量的计算交通标志标线、隔离及防眩设施，以其特定的形状、颜色、位置、图形、字符等向道路使用者传达道路及交通信息，其传递有效信息量由下式计算：H=Σn=1f1H(Ch)+Σn=1f2H(En)+Σn=1f3H(En/Ch)+Σn=1f4H(Num)+Σn=1f5H(G)+Σn=1f6H(G|Other)+Σn=1f7H(Col)+Σn=1f8H(Col|Other)+Σn=1f9H(Ar)+Σn=1f10H(Pic)+LH(Li)]]>式中H——交通设施传递有效信息量，bits；f_j——第j类信息数量j=1，2，…，10)；H(Ch)——单位中文字符所传递信息量，bits；H(En)——单位英文字符所传递信息量，bits：H(En/Ch)——单位英文字符作为中文字符的翻译所传递信息量，bits；H(Num)——单位数字字符所传递的信息量，bits；H(G)——单位几何形状所传递的信息量，bits；H(G|Other)——在其他条件下几何形状所传递信息量，bits；H(Col)——单位颜色所传递信息量，bits；H(Col|Other)——在其他条件下颜色所传递信息量，bits；H(Ar)——导向符号所传递信息量，bits；H(Pic)——单位图像或特征符号所传递信息量，bits；H(Li)——单位长度线性要素所传递信息量，bits/m；L——线性要素长度，m；步骤(四)快速路交通管理设施实际驾驶容错能力的计算受道路几何条件、交通环境的影响和驾驶员状况等因素制约，快速路交通管理设施实际的驾驶容错能力相对于基本驾驶容错能力会有一定的折减，综合考虑各种因素的影响，利用各影响因素修正系数，得到城市快速路交通管理设施实际驾驶容错能力：G_x=G*r₁*r₂*r₃*r₄G_x——修正后的快速路交通管理设施驾驶容错能力，bits；r₁——交通管理设施设计与设置的正确(准确)率修正系数；r₂——驾驶员条件修正系数；r₃——横向干扰修正系数；r₄——对向干扰修正系数；步骤(五)快速路交通管理设施驾驶容错能力水平的评价用快速路交通管理设施驾驶容错率来衡量驾驶容错能力水平，并对驾驶容错水平进行等级划分，驾驶容错率计算方法如下：τ=GxH×100%]]>式中τ——快速路交通管理设施驾驶容错率；H——快速路交通管理设施基本信息量，bits；G_x——快速路交通管理设施实际驾驶容错能力，bits。将快速路交通管理设施驾驶容错率划分为四个等级，来评价容错能力，如下：一级：容错率(0.9，1]，交通管理设施设置齐全，驾驶容错能力强，驾车安全性高；二级：容错率(0.7，0.9]，交通管理设施设置较为齐全，驾驶容错能力较强，对交通设施加强维护和保养；三级：容错率(0.5，0.7]，交通管理设施设置一般，驾驶容错能力一般，需要进行交通核查，补充设置交通设施；四级：容错率(0，0.5]，交通管理设施设置不足，驾驶容错能力弱，需要对快速路沿线交通标志、标线、隔离及防眩设施重新规划设置，并进行快速路安全核查。