面向 NSM 的高速公路大区段事故风险预测方法

为探究路网交通安全管理(NSM )中的事故风险预测方法,以国内高速公路的大区段路段为研究对象,首先分别采用系统聚类、k-means动态聚类和二阶聚类方法对路段进行聚类,确定最优聚类方法和聚类数量,然后对"同质性路段"分别建立负二项回归、贝叶斯负二项回归、随机或固定效应的负二项回归和多层混合效应负二项回归4种模型,通过精度评价指标选择出最优的事故预测模型,最后计算出相应路段的事故风险大小并识别出事故多发路段.结果表明:选择最优的聚类方法和聚类数量相较于未聚类的情况将有效提高事故预测的拟合精度,其均方方差下降了64% .当选择二阶聚类方法且聚类数量为3时,"同质性路段"负二项回归的事故模型拟合精度最高,其模型的赤池信息量 A IC为464 .79 ,贝叶斯信息量 BIC为476 .98 ,均方方差为99 .22 .在4种事故预测模型中,负二项回归具有良好的预测精度,其预测结果的均方方差最小,为108 .64 .采用统计学方法识别"同质性路段"的事故多发路段,共识别出辽宁省22条事故多发路段.      

苏州市高速公路安全统计建模

高速公路作为连接长三角地区的重要通道,承载了大量的交通需求。通过安全建模分析,识别长三角都市圈通勤时段高速公路交通事故特征及交通安全主要影响因素,提高其运行安全和效率,有利于推进长三角城市群交通一体化建设。本文采集苏州市10条高速公路双向的交通事故数据、道路几何数据和交通运行数据,考虑空间相关性,基于微观路段单元,建立了贝叶斯负二项条件自回归模型。结果表明,道路几何特征、交通运行特征对高速公路安全均存在显著影响。     

高速公路交通事故非线性负二项预测模型

以京港澳高速公路（G4）粤境北段3年发生的1 354起交通事故为研究对象,将基础数据根据路段长度一致、曲线半径一致和坡度一致划分路段单元对基础数据进行处理,从道路线形和环境条件2个方面选取13个自变量,分别采用负二项（Negative Binomial,NB）回归模型和非线性负二项（Nonlinear Negative Binomial,NNB）回归模型建立交通事故起数预测模型,根据模型的拟合优度和预测准确性对比分析负二项回归和非线性负二项回归模型的优劣,并找出影响交通事故起数的显著自变量,分析显著自变量对交通事故起数的影响程度。研究结果表明：无论采用上述何种路段划分方法,非线性负二项回归模型构建的交通事故起数预测模型均优于负二项回归模型;采用坡度一致划分方法明显优于路段长度一致和曲线半径一致划分方法,更适合应用于山区高速公路交通事故数预测研究;从显著变量相关性来看,路段长度、相邻路段坡度变化值、弯坡组合、曲率、是否存在隧道路段以及是否为易结冰和起雾路段均是非线性模型的显著影响因素。     

零截尾负二项模型在交叉口事故预测中的应用

事故预测模型是广泛采用的交通安全定量分析方法，但往往要求具有完备的道路、交通和事故数据。然而，基础数据相对不健全是包括中国在内的发展中国家交通安全管理面临的主要问题之一，例如仅有发生事故路段或者交叉口的相关属性特征（即零截尾数据）。为此，为确保基础数据不全的情况下交叉口事故预测的准确性，提出了基于零截尾的广义负二项回归模型；采集了246个非信号控制交叉口的交通与事故数据，采用传统负二项模型和新提出的零截尾负二项模型对全数据和零截尾数据分别进行对比分析。结果表明：在针对截尾数据的分析中，零截尾负二项模型明显优于传统负二项模型，并且零截尾负二项模型的参数估计值与基于全数据的负二项基准模型的估计值非常接近；在所有模型中，交叉口的主路交通量和支路交通量与交叉口的安全性之间存在较大的正关联。此外，同等条件下，十字形交叉口的事故数量高于T形交叉口的事故数量；利用传统负二项分布模型分析截尾数据得到的事故预测模型与使用全数据的基准模型有显著差异，其结果不可靠；采用零截尾负二项分布模型的参数结果与基准模型基本一致，截尾模型的置信区间包含基准模型相应的参数估计值。当受条件所限无法获取全部数据时，可以考虑使用零截尾负二项模型进行安全分析。     

基于有限混合零截尾事故预测模型的事故多发段判别方法

为了准确判别事故多发段,有针对性地提出安全应对措施以提升道路交通的安全水平,针对零值缺失交通事故数据并考虑其异质性特点,在单零截尾负二项(ZTNB)模型的基础上建立有限混合零截尾事故预测模型(FMZTNB)。应用R软件对单零截尾负二项模型中的参数进行估计,采用马尔科夫链蒙特卡洛算法(MCMC)对FMZTNB预测模型参数进行求解,并采用Gelman-Rubin收敛统计量对抽样结果进行检查。选择事故风险水平分别为低、中和高的9个路段,分别用2种模型对交通事故次数进行预测。综合观测到的事故次数和相应的事故预测模型结果,采用经验贝叶斯方法对事故相对多发段进行判别。最后采用事故次数一致性检验、判别点段一致性检验和排序一致性检验3种检验方式对判别结果对比分析。结果表明:基于事故率的事故相对多发段判别方法存在较大的不一致性,基于零截尾负二项预测模型的路段事故相对多发判别结果明显优于基于传统负二项预测模型的结果。整体上,基于有限混合零截尾事故预测模型的事故相对多发路段的判别结果高于基于单零截尾负二项分布模型的判别结果。     

基于广义线性模型的干线公路交通事故预测

为掌握干线公路交通安全状况,探究影响其事故发生的显著影响因素,收集国道主干线昌金(昌傅—金鱼石)高速公路K905—K982段2010年发生的240起交通事故数据和交通流数据,按照定长法对路段进行划分,共获得77个样本路段,建立了基于广义负二项线性回归的干线公路事故预测模型,并引入弹性系数概念对影响因素的影响程度进行量化分析。结果表明交通量、道路平均占有率、大车比例和速度标准差对干线公路交通事故的发生影响显著,且均与之呈正相关关系;应用该模型对该路段2011年事故数进行预测,总体相对误差为7.6%,预测精度满足要求。     

考虑空间相关性的行人宏观安全研究

为了探究行人事故的发生机理,分析影响行人交通安全的显著因素,收集上海市中心城区263个交通分析小区（TAZ）的行人事故、道路、人口及土地利用数据,并开展行人宏观安全研究。考虑到TAZ之间存在的空间相关性,建立考虑空间相关性的贝叶斯负二项条件自回归模型,在条件自回归模型中对比分析了5种不同的空间权重矩阵,包括0~1邻接矩阵、边界长度矩阵、分析单元中心距离倒数矩阵、事故空间中心距离倒数矩阵这4种既有矩阵,以及首次引入的宏观安全建模中的分析单元中心距离多阶矩阵。结果表明：分析单元中心距离多阶矩阵的模型拟合效果和事故预测准确度均显著优于既有的4种空间权重矩阵,证明了在宏观安全建模过程中考虑研究对象交通特征（居民步行平均出行距离等）的必要性;人口数量、主干道长度、次干道长度、路网密度等因素均与行人事故呈现显著正相关,平均交叉口间距、三路交叉口比例等因素与行人事故呈显著负相关;相较于高等、低等土地利用强度,中等土地利用强度对行人事故的影响最大。     

几何设计对快速路立交匝道行车安全性的影响

由于城市快速路转向交通流量大、线形设计标准低,快速路立交匝道成为交通事故的多发点。利用上海市快速路3年事故数据和交通流量检测数据,以上海市浦西地区快速路立交匝道为研究对象,根据车辆在匝道上的行驶特征以及车辆交互特性,将立交匝道划分成出口段、衔接段和入口段及左转匝道、右转匝道等5个研究单元,针对各单元分别建立负二项模型分析匝道几何设计及其组合参数、交通流特征对于安全的影响。结果表明,出口段及入口段的安全性与几何特征的联系较为紧密;迂回式左转匝道相较于右转匝道受几何线形影响大;流量越大、长度越长,事故风险越高,但出口段的长度与事故发生呈负相关关系;出口处为直线、入口处存在长直下坡路段、入口处线形与主线差异大的立交匝道安全性差;迂回式左转匝道上存在过小半径曲线,特别是将小半径曲线设置在出口处,会极大增加事故几率。     

高速公路分、合流区事故分析模型及事故影响因素

针对高速公路分流区、合流区分别建立负二项回归模型、零膨胀负二项回归模型、混合效应负二项回归模型3种交通事故分析模型,依据AIC准则、BIC准则、对数似然值、Vuong值等对模型进行检验,并采用拟合程度最高的NB模型进行事故影响因素分析。分析结果表明:1)主线年平均日交通量每增加1%,分流区、合流区事故数分别增加3. 50%,2. 23%; 2)主线平曲线半径、分合流区渐变段长度分别增加1%时,分流区年事故数减少0. 12%、0. 18%,合流区年事故数减少0. 07%、0. 28%; 3)分合流区车道数为单车道及4车道时对应的事故数相对较高; 4)分流区位于下坡路段比位于上坡路段具有更高的事故危险性,至上一分流区的距离与年事故数之间表现出显著的正相关性,较长的减速车道有利于提高交通安全性; 5)位于主线长直线路段末端的合流区诱发事故的风险较高; 6)重型车比例上升会导致年事故数升高。     

基于时空交互模型的高速公路季节事故频次影响因素分析

为了深入了解影响高速公路事故频次的显著因素,采集2014年广东省开阳高速公路的事故、道路、交通和气象数据,以曲率和坡度同质性为原则将整条公路划分为154条路段,采用时空交互模型拟合路段季节事故数和道路设计参数、交通特征、气象因素间的内在关系。该模型不仅解释了相邻路段间的空间效应和相邻季节间的时间效应,而且还考虑了时空效应间的相互作用,有助于提高模型的拟合预测性能、减少参数估计偏倚。基于贝叶斯推断的模型估计和评价结果显示：事故数据中存在显著的时空关联和交互效应;时空交互模型比传统层级泊松模型的拟合优度更高;路段长度与事故频次线性相关,而交通量则与事故频次间存在非线性关系;高速公路交通安全性随着中、大型客、货车（三类车）比例的增加而显著提高;路段曲率、坡度越大,交通事故风险越高;风速越高、降水量越多的季节,事故频次将显著上升。研究结果可为高速公路交通安全改善方案的制定提供理论依据。     

融合深度反残差与注意力机制的山区高速公路事故严重程度预测模型

山区高速公路事故严重程度预测对保障交通安全具有重大意义。针对现有事故严重程度预测模型存在准确率低、泛化性差等问题,考虑到深度卷积神经网络可以高效处理图像问题,为此将事故影响因素图像化,提出一种融合深度反残差与注意力机制的山区高速公路事故严重程度预测模型。该模型首先采用相关性分析确定影响交通事故严重程度的因素,依据严重程度与影响因素将事故划分为财产损失、轻伤事故、重伤事故和死亡事故4类;然后将影响因素处理成图片的形式,进而将事故严重程度预测问题转化为图像的分类问题,随之构建基于反残差与注意力机制的山区高速公路事故严重程度预测模型,其中：基于深度可分离卷积的反残差结构可以以较少训练参数获取较高的准确率,基于软阈值的注意力机制作为一种非线性层可以忽略与事故严重程度无关的信息,Mish激活函数可以确保更好的信息流入神经网络。结果表明：在山区高速公路交通安全事故严重程度评估中,相比于传统的机器学习模型,所提出的模型识别准确率具有明显的提高,且测试准确率为85%左右,满足山区高速公路安全评估的实际预测需求。     

高速公路交通事故数据分析方法研究

高速公路交通事故数据对管理部门提升道路交通安全具有重要意义。为研究贵州省某两条高速公路历史交通事故数据分布规律与事故发展趋势,首先利用邻近度与关联性分析方法,完善事故数据;然后分析道路特征对交通安全的影响,划分连续下坡路段、隧道路段单元范围;最后对路段单元进一步划分为区块,建立不同区块范围内的事故概率与区块位置的预测模型,其中连续下坡路段后半段符合线形关系,隧道进出口段符合二次函数关系,并根据事故分布特征提出改善方案,进而辅助管理者掌握不同特征路段未来可能发生交通事故的路段范围以及改善的优先级。     

徐州市三环南路快速化改造工程设计

针对徐州市三环南路区位特殊,且兼具城市内环南线快速路和新老城区连接线功能,串联多个景区节点和高密度开发的居住区,路段功能和交通构成差异化明显等特点,采用"总量控制"和"四阶段法"相结合的方法,对其交通量进行了预测,并参照路段服务水平的划分依据,计算出三环南路在各特征年的服务水平.在此基础上,对该工程的功能定位、设计思路...     

双车道等级公路路侧事故预测模型研究

借鉴国内外事故预测模型(也称安全性能函数SPF)研究领域的最新成果,收集了31条双车道公路(总里程约740 km)的事故、交通量和线形数据,采用了泊松、负二项、零堆积泊松和零堆积负二项四种统计概率分布,从路侧事故数、路侧事故死亡人数、路侧事故受伤人数三方面对路侧事故规律进行了研究,通过弹性分析从量化的角度给出了道路几何条件、交通量水平与构成等指标与路侧安全的关系。     

高速公路交通事故交通流辐射分析与仿真研究

针对目前我国高速公路2次事故多发的特点,从初次交通事故交通流辐射分析入手,阐述高速公路交通事故影响范围和影响时间的分析方法.建立基于TransModeler微观交通仿真平台的交通事故辐射分析模型,对其中一种紧急事件的交通流辐射范围进行实例分析.本模型可为交通事故或其他突发事件的信息发布、预警提供信息与决策支持,从而达到...     

上海市杨高路改建工程总体方案研究

针对上海市杨高路改建工程项目背景和功能定位，采用近远期方案结合的建设形式对杨高路进行改建扩容，阐述了杨高南路（龙阳路立交-高科西路）、杨高中路（罗山路立交-中环立交）、杨高中路（中环立交-金海路）的总体设计方案和立交节点的设计方案。设计方案对适应新区交通新格局、促进改革开放再出发、缓解现状拥堵、提升服务水平、完善路网系统、便捷沟通内中外环、改善沿线居民出行条件和交通环境等有着推动作用。     

广州市内环路交通工程标志标线设计与思考

广州市内环高架道路是广州城市道路建设发展过程中出现的新事物 ,兼具城市快速路和城市道路双重功能的特点 ;况且由于广州市内环路建设在老城区内、受地形和拆迁等的严格限制 ,线形设计受到很大影响。对于此类内环路的交通工程标志标线设计不应照搬固定的模式或程式 ,而应分析并根据此类道路路线设计的特点和问题灵活设计。本文结合广州市内环路的工程概况和特点 ,介绍了广州市内环路交通工程标志标线的设计原则和具体案例。 (其中有指路标志 ,车道匹配 ,交通事故多发点措施等 )。     

我国双车道公路普通路段路侧事故预测模型研究

针对双车道公路路侧事故的各种影响因素,建立适合我国国情的双车道公路路侧事故预测模型,探索双车道公路路侧事故的分布规律。研究中根据我国双车道公路两侧用地情况,把公路划分为普通路段、村庄路段和交叉口路段,并对普通路段进行了路侧事故预测模型研究,主要内容包括普通路段的划分、路侧事故的定义、路侧危险度的划分、模型的结果自检验以及应用检验等等。研究结果表明交通量、货车比例、平曲线用长度加权的弯曲度、所在地域对路侧事故率的高低有较大影响,模型验证结果表明路侧事故预测值和实际值呈现一致性。