车辆机械故障与交通事故严重性关系模型

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 车辆机械故障与交通事故严重性关 系模型 摘要：车辆是导致交通事故发生 的重要因素，尤其车辆机械故障引发的 伤亡事故较为严重。为量化车辆机械故 障与交通事故严重性的关联，从交通事 故致因角度，将机械故障分为 4 大类， 并应用 Logistic 理论，以事故严重程度 为因变量，以 4 类致因为自变量，构建 模型。并经相关检验，模型正确，有效 性较强。结果表明：制动失效的回归系 数为 1.354，转向失效、失去动力和其 它故障的回归系数分别是-0.853、-2.387 和-4.118 ，说明制动失效发生严重性事 故的概率较大，而另 3 类机械故障导致 严重性事故概率相对较小。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 中国论文网 /4/view-12836077.htm 关键词：机械工程；车辆机械故 障；事故严重性；Logistic 模型 中图分类号：F306 文献标志码： A 文章编号：1672-1098（2016）01- 0025-05 Abstract：Vehicle is an important factor leading to the occurrence of traffic accidents， especially the accidents caused by vehicle mechanical failure are more serious. In order to quantify the relationship between mechanical failure of vehicle and the severity of traffic accidents， the mechanical failures are divided into 4 categories from the angle of traffic accidents causation， The logistic theory was applied to construct the model with the accident severity as the dependent variable， and the 4 categories of causation as the independent variables. The relevant proved that the model is correct and effective. The results showed -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 that the regression coefficient of braking failure is 1.354， and the regression coefficients of the steering failure， the loss of power and other failures respectively are -0.853， -2.387 and - 4.118. It shows that there is a large probability of serious accidents of braking failure， and the other 3 categories of mechanical failures are relatively small. Key words：mechanical engineering； vehicle mechanical Failures； accident severity； logistic model 交通事故作为车辆与交通发展的 伴随产物，已严重影响社会经济平稳发 展，并对人民生命财产造成重大损失。 交通事故发生的诱因较多，主要因素为 人、车、路、环境，且各因素又涉及较 多子因素。如驾驶员在道路交通安全中 扮演着非常重要的角色，驾驶员的性格、 个人素质、行为及技能等都会对安全行 车有所影响1。另外驾驶人遵守法律的 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 情况与交通安全关系密切，特别是饮酒、 吸毒、闯红灯、超载，超速以及违章超 车等违法行为是重大交通事故的重要原 因。行人在交通安全中的作用也不容小 觑，与驾驶员，驾乘人员不同的是，行 人既没有驾驶室，亦没有座舱，外界环 境直接干扰行人的判断与行动，是道路 交通中的弱者。行人行为受到心理作用 影响较大，当其它条件不变时，道路照 明条件不良时，行人发生交通事故的几 率会较低，这是因为行人在心理上已经 产生了一种警戒心理2。另研究车辆设 备 ABS、ESP、安全带、安全气囊、吸 能转向柱等对交通事故严重程度的影响， 均是从车辆角度来提高道路行车安全3- 5；环境角度，文献6的研究发现，交 通事故数随着降雪量的增加而大幅增加。 文献7的研究发现，降雪天气对非致命 事故与财产损失的影响要远高于对致命 事故的影响。文献8提出事故严重程度 及财产损失与总降雪量以及日降雪量有 着明显的正相关关系。文献9研究发现 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 降雨量与交通事故数有着直接的正相关 关系，但是还得出了中雨与大雨对于交 通事故的影响作用相近的结论。文献 10研究提出降雨结束时道路交通碰撞 风险会立刻降到正常水平。 经过多年的研究，国内外学者认 为人是交通事故发生的最主要原因，因 为随着车辆技术的发展、道路环境设计 优化、道路管理措施的规范科学，车辆 和道路环境因素趋于稳定，尤其是车辆 因素，目前其机械性能已基本完备，而 主动安全技术和被动安全技术又应用于 车辆设计和使用的全部环节，所以对其 的安全保障的研究目前已重点转移至电 子设备性能方面，即开发智能车辆驾驶 和人机互动的协调性，研究的导向是从 车辆角度来提升驾驶人对环境的适应性 和减小其对驾驶能力的需求性，所以， 对车辆本身造成的事故或安全威胁研究 已趋于淡化。但根据相关交通事故统计， 因车辆直接原因导致的交通事故为 5% 左右，且其中 80%与车辆机械故障有直 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 接关系，而此类事故往往严重程度较大， 群死群伤事故易发。 本文在对因车辆机械故障导致的 事故原因进行总结分析后，应用 logistic 理论构建事故严重性度量模型，对事故 致因与事故严重性进行关联度分析。 1 车辆机械故障交通事故致因分 析 11 制动失效 制动性能是车辆在道路安全行车 的基本性能，其目的是按照驾驶人的意 愿在一定距离内停车并保持方向稳定性 或者是在下坡能维持一定车速，主要由 以下构件协调工作实现：（1）供能装 置包括供给、调节制动所需能量以及改 善传能介质状态的各种部件；（2）控 制装置包括产生制动动作和控制制动效 果的各种部件，如制动踏板；（3）传 动装置包括将制动能量传输到制动器的 各个部件及管路，如制动主缸、轮缸及 连接管路；（4）制动器是产生阻碍车 辆运动或运动趋势的力的部件。上述任 何一个部件的失效均会导致车辆制动能 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 力下降或者无法制动，从而导致交通事 故。且在实际道路行车中，车辆制动失 效导致的事故往往较为恶劣，易发死伤， 且车辆毁坏程度严重。 12 转向失效 转向性能是汽车操稳性的一部分， 是按照驾驶员的意愿控制汽车改变或保 持行驶或倒退方向，对汽车的行驶安全 至关重要。汽车转向系统一般由转向器 和转向传动机构组成。转向器由转向盘、 转向轴、转向蜗杆、齿扇等主要机件组 成，其主要功用是将转向力传递到转向 传动机构。转向传动机构包括转向摇臂、 转向纵拉杆、转向节臂、左右转向梯形 臂和转向横拉杆等机件，其功用是将转 向啮合机构传来的力传递到前轮实现转 向。上述机构和零部件在行车过程中长 时高强度使用，且受力角度和载荷变化 快，易损耗发生断裂或故障导致交通事 故，也是导致车辆机械故障事故的主要 诱因。 13 失去动力 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 车辆在道路上能正常行驶，主要 依靠发动机输出的动力，并经过传动系 传至驱动轮。传动系具有减速、变速、 倒车、中断动力、轮间差速和轴间差速 等功能，与发动机配合工作，能保证汽 车在各种工况条件下的正常行驶，它由 离合器、变速器、万向传动装置和驱动 桥组成，结构复杂。所以车辆在道路上 行车时，如果失去动力，可能与发动机 故障有关，或传动系某组成机构发生故 障。此时车辆转向系和制动系正常工作， 车辆本身一般不会主动与其他设施或车 辆发生碰撞，但易被其他车辆追尾或侧 撞，发生伤亡事故。 14 其它故障 车辆本身结构复杂，含有 5 大总 成及各类零部件，任何零部件结构损坏 或功能故障，均可能导致车辆无法正常 操控而发生交通事故。如风扇皮带松弛、 制动踏板间隙增大等。本身或许不会直 接发生事故，但存在安全隐患，当结合 其他行车风险时，如超速、超载、颠簸 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 等，极易引发事故。 2 模型构建 21 变量选取 Logistic 模型是针对一般回归模 型不能解释事情发生与否，进行 log 转 换后，获得事情发生概率的一种多因素 分析方法，对分类变量具有很好的解释 和赋值功能。构建车辆机械故障与交通 事故严重程度模型，首先需要将事故严 重程度该因变量 yi 按照 logistic 思路进 行分类和赋值。 根据中华人民共和国道路交通 安全法规定，道路交通事故根据严重 程度可划分为轻微事故、一般事故、重 大事故和特大事故，主要依据为死伤人 数，其中轻微事故和一般事故中均无人 员死亡，而重特大事故有人员死亡或者 重伤人数较多。根据此分类，结合前人 事故严重性文献，本文将事故严重性化 为两类， 一类是无人员死亡， 仅有受 伤或经济损失类事故，定义为非严重性 事故，记为 yi=0；另一类为有人员死亡 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 事故（中国死亡统计时间为事故发生后 的 7 天内） ，定义为严重性事故，记为 yi=1，其中 i 表示第 i 起因车辆机械故 障导致的交通事故。 设上述 4 个事故致因作用于事故 严重程度 yi，记为自变量 x1，x2，x3，x4，根据 Logistic 模型原 理，发生严重性事故的概率为 p=p（yi=1|x1，x2，x3，x4） ， 0p1 则发生与不发生的概率比记为优 势 O.R.=p1-p 对其取对数 ln（O.R.） ，记为 log（p1-p） ，可设为因变量与 x1，x2，x3，x4 构建回归方程 log（p1-p） =0+1x1+2x2+3x3+4x4 式中：0 为常数项； 1，2，3 ，4 为上述四致因的回归系 数。 由上式可迭代得严重性事故发生 的概率 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 p=exp（0+1x1+2x2+mxm） 1+exp（0+1x1+2x2+mxm） （1） 则非严重性事故发生的概率为 1- p=11+exp（0+1x1+2x2+3x3+4x4 ） （2） 22 模型自变量赋值 由于上述 4 因素均无直接数据， 属于分类变量，需进行划分及赋值， 具体如表 1 所示。 表 1 影响因素赋值及含义 影响因素变量名赋值及含义 制 动失效 x1 划分为：是、否，分别取值 1、0 转向失效 x2 划分为：是、否，分 别取值 1、0 失去动力 x3 划分为：是、 否，分别取值 1、0 其它故障 x4 划分为： 是、否，分别取值 1、0 3 模型计算及检 验 “选取某地因车辆机械故障所致 事故 363 起，在事故记录中明确有制动 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 12 失效、转向失效、失去动力或其它物理 故障的事故共计 148 起，导致人员死亡 92 人，受伤 218 人” 将上述 148 起事故按照模型构建 进行分类和赋值，造成人员死亡的严重 事故共计 126 起，未导致人员死亡的非 严重事故共计 22 起。 使用 Spss180 进行二项 Logistic 回归及参数计算，具体采用正向逐步法 （条件） ，选取显著水平 =005。首先 对模型自变量用 Score 检验，选择能够 满足建模要求的变量，检验结果如表 2 所示。 4 模型结果及分析 根据模型计算及检验结果，模型 有效。由公式（1）可得，发生严重性 事故的概率为 p（yi=1|x）=exp（ 1668+1354x1- 0853x2-2387x3-4118x4） 1+exp（1668+1354x1-0853x2-2387x3- 4118x4） （3） 式中：x1 制动失 效，x2 为转向失效，x3 为失去动力， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 13 x4 为其它故障。 根据表 3 及公式（3） ，制动失效 的回归系数为 1354， 说明制动失效发 生严重性事故的概率较大， 其发生比 3873， 即制动失效导致的严重性事故 概率比不是制动失效导致的要高 3873 倍；转向失效、失去动力和其它故障的 回归系数分别是-0853、-2387 和-4118， 均为负数，且各自发生比分别为 0426、0092 和 0016，均小于 1，说明上 述三类机械故障导致严重性事故概率相 对较小。 上述 4 类故障，只有制动失效导 致严重性事故的概率较大，而其他 3 类 相较较低，与在实际驾车过程中，由于 制动失效后，车辆失去制动能力，只能 靠碰撞或者其它非正常操控车辆的方法 迫使车辆停止，且制动失效瞬间，驾驶 人均较为紧张，所以易导致事故且事故 发生时能量较大，造成严重的伤亡性事 故；而转向失效时，驾驶人瞬间可采取 制动对车辆进行操控，但易发追尾，或 -精选财经