（交通运输规划与管理专业论文）事故多发点鉴别实践方法研究.pdf

摘要 i ； 一一一i i 曼曼曼鼍! ! 曼曼曼曼! ! ! ! ! 曼! ! 鼍! ! 曼曼曼曼! 曼皇曼! 皇! 蔓曼曼苎鼍曼 摘要 国内外大量的研究发现，道路交通事故在路网上的分布是不均匀的，多数事 故集中发生在少数路段，那些事故发生集中突出的地点被称为事故多发点，通过 对事故多发点的鉴别治理，能够带来明显的社会效益和经济效益。 鉴别的结果的可靠性直接影响着治理效果的显著性，虽然目前国内外事故多 发点鉴别方法很多，但主要停留在理论研究的阶段，而对各种鉴别方法在实践应 用方面的研究还很缺乏，导致在选择方法时随意性很大或者方法应用的结果不够 理想。本文选择两条等级不同的道路，应用常见的事故数法、事故率法、等效物 损指数法、临界事故率法、。矩法、安全水平法、基于经验贝叶斯的超出期望事 故数法七种方法，系统研究了七种方法应用的优缺点、适用条件、鉴别结果的倾 向、方法的影响因素及应注意的问题等，同时对各种方法按照鉴别结果的改善效 能进行了排名，基于经验贝叶斯的超出期望事故数法鉴别结果的改善效果最好， 其次分别是安全水平法、矩法、事故数法、临界事故率法、事故率法、等效物 损指数法，本文的结论可以作为实践应用选择方法的参考依据。 通过本文的研究分析，有利于在事故多发点鉴别时正确选择鉴别方法，最大 发挥各种方法的优势，对于交通工作者在道路安全评价和安全治理方面具有重要 的意义。 关键词事故；多发点：鉴别；应用研究 北京t 业大学工学硕士学位论文 a b s t r a c t t h r o u g hal o to fs t u d yf i n dt h ed i s t r i b u t i o no f r o a dt r a f f i ca c c i d e n t si su n e v e ni n r o a dn e t w o r k ，am a j o r i t yo fa c c i d e n t so c c u r r e di naf e wr o a ds e c t i o n s ，w h e r ea c c i d e n t s p r o m i n e n t l yo c c u r r e do n a r ek n o w na sh a z a r d o u sl o c a t i o n s i d e n t i f i c a t i o na n d t r e a t m e n to fh a z a r d o u sl o c a t i o n sc a nb r i n gs i g n i f i c a n ts o c i a la n de c o n o m i cb e n e f i t s t h er e l i a b i l i t yo ft h ei d e n t i f i c a t i o nr e s u l t sd i r e c t l yi m p a c t so nt h es i g n i f i c a n c eo f t r e a t m e n tr e s u l t a l t h o u g ht h e r ea r eal o to fm e t h o d so fi d e n t i f i c a t i o nh a z a r d o u s l o c a t i o n sa th o m ea n da b r o a d ，i ts t i l lr e s t so nt h e o r yp h a s ea n dl a c k sr e s e a r c ho n p r a c t i c e ，c a u s i n gr a n d o mi ns e l e c t i n gm e t h o d so ru n i d e a lr e s u l t t h i sp a p e rs e l e c t s t w od i f f e r e n tg r a d i n gr o a d sa n da p p l i e ss e v e nc o m m o nm e t h o d s ，w h i c ha r ea c c i d e n t f r e q u e n c ym e t h o d ，e q u i v a l e n tp r o p e r t yd a m a g eo n l yi n d e xm e t h o d ，a c c i d e n t r a t e m e m o d ，c r i t i c a la c c i d e n tr a t em e t h o d ，m o m e n t sm e t h o d ，l e v e lo fs e r v i c eo fs a f e t y m e t h o d ，e x p e c t e d e x c e s sc r a s h e sm e t h o d ，t os y s t e m i cs t u d yt h e i ra d v a n t a g e ， d i s a d v a n t a g e ，t h ea p p l i c a t i o nc o n d i t i o n s ，t h et e n d e n c yo ft h ei d e n t i f i c a t i o nr e s u l t s ，t h e i n f l u e n c i n gf a c t o r so fm e t h o d sa n dp r o b l e m ss h o u l db en o t e da n ds oo n a tt h es a m e t i m et h e s es e v e nm e t h o d sa r er a n k e db yt h ei m p r o v e de f f e c t i v e n e s so fi d e n t i f i c a t i o n r e s u l t s t h eb e s tm e t h o di st h ee x p e c t e de x c e s sc r a s h e sm e t h o d ，f o l l o w e db yt h el e v e l o fs e r v i c eo fs a f e t ym e t h o d ，m o m e n t sm e t h o d ，a c c i d e n tf r e q u e n c ym e t h o d ，c r i t i c a l a c c i d e n tr a t em e t h o d ，a c c i d e n tr a t em e t h o d ，e q u i v a l e n tp r o p e r t yd a m a g eo n l yi n d e x m e t h o d t h ec o n c l u s i o n so ft h i sp a p e rc a np r o v i d er e f e r e n c ef o rs e l e c t i o nm e t h o di n p r a c t i c e t h es t u d yo ft h i sp a p e rw i l lh e l ps e l e c t i n gp r o p e ri d e n t i f i c a t i o nm e t h o d ，a n d s u f f i c i e n t l ye x e r t i n gt h ea d v a n t a g e so fv a r i o u sm e t h o d s ，a n di t i s i m p o r t a n tf o r t r a n s p o r tw o r k e r si nt h ee v a l u a t i o no f r o a ds a f e t ya n ds e c u r i t yt r e a t m e n t k e yw o r d s ：a c c i d e n t ；h a z a r d o u sl o c a t i o n s ；i d e n t i f i c a t i o n ；p r a c t i c a lr e s e a r c h i i 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除了文中特另j j ：j h 以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构 的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名：每毒酿日期：翟哆。，、莎 关于论文使用授权的说明 本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部 分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名：墒啦导师签名 魄业哑厂 11 研究背景 1 11 我国交通安全状况 第1 章绪论 自2 0 世纪9 0 年代以来，我国交通运输事业特别是公路建设迅速发展，最近 几年更是公路运输发展最快最好的时期。2 0 0 6 年，我国公路投资高达6 2 3 l0 5 亿 元全国公路总里程达3 4 57 0 万公里，位居世界第二。公路运输的能力也随之 迅速增长，2 0 0 6 年公路全年货运量达到1 4 66 亿吨，占综舍运输总量的7 2 ：全 年客运量达到1 8 6 亿人次，占综合运输总量的9 2 ，公路运输以其方便快捷的优 点在国民经济中发挥日益重要的作用。 但在交通运输事业蓬勃发展的同时，交通事故造成的经济和社会损失也不容 忽视。根据卫生部发布中国伤害预防报告指出，2 0 0 0 年前我国机动车交通 事故的伤亡人数以每l o 年翻一番的速度上升。根据公安部门的报告，2 0 0 0 年后 我国每年的交通事故死亡人数在1 0 万人左右，受伤人数在5 0 万左右。如图1 1 显示了从1 9 9 6 年至2 0 0 5 年我国交通事故指标的变化“l ，可以看见1 9 9 6 年到2 0 0 2 年事故次数及其引起的伤亡人数和直接经济损失呈逐年上升趋势，虽然从2 0 0 3 年开始交通事故次数和交通事故造成的死伤人数有所下降，但我国的交通安全状 况仍然不容乐观，2 0 0 5 年全国公安交通管理部门共受理道路交通事故案件4 5 0 3 万起，事故共造成9 8 7 4 万人死亡，直接经济损失1 8 8 亿元，交通事故损失占中 国国内生产总值的1 0 3 左右。与美国发达国家相比，我国汽车保有量仅为美国 汽车保有量的l o ，而因交通事故死亡人数却是美国的2 倍，约占全球道路交通 事故伤害死亡数的8 2 1 。 刹| jh h h 卅 1 咻”瑚8 ”2 唧4 糈2 0 叭 啪2珊3 圈i - 11 9 9 6 - 2 0 0 5 年我国室通事故指标图 f i g u r e l - 1 c h i n e s e 们伍c a c c i d e n t i n d e x i n l 9 9 6 - 2 0 0 5 l 5_-_i撕-_-_lm 北京工业大学t 学硕一卜学位论文 交通事故不仅造成人员伤亡，财产损失，而且给社会造成严重的不良影响。 近年来，我国每年交通事故造成的间接经济损失是直接损失的l o 1 5 倍，若把事 故现场堵塞所造成的经济损失算上，按最保守的估算，每年由交通事故造成的经 济损失达3 0 0 亿元以上【3 】。第十六届国际道路会议决议中指出，在许多国家里， 道路交通事故引起的损失，超过了全国总收入的1 0 ，根据经济学家估算，英 国达到1 6 ，美国达到2 。道路交通事故给当今社会的文明和进步蒙上了阴影， 已成了人类社会的一大公害，因此交通安全已成为社会各界广泛关注的重大课 题。 1 1 2 事故多发点鉴别的必要性 为了减少交通事故发生次数，降低事故严重程度，人们一直在进行不懈的努 力和探索，经过大量的研究发现，道路交通事故在路网上的分布是不均匀的，这 种不均匀性是由于路网之间的道路状况、交通设施、交通量、交通环境、地形地 貌以及交通管理水平等的差异造成的，那些事故发生集中突出的地点被称为事故 多发点。 事故多发点是客观存在的。从广义上讲，交通事故的发生具有随机性，但大 量统计结果和事实表明，在路网的某个区域或某条道路、在一条道路的某个路段 或某个点上，交通事故发生的频率或某种类型的事故的发生频率确实与正常位置 不同。在事故多发位置上频繁发生性质类似的交通事故，表明除了人和车辆的原 因之外，必然在道路条件和环境条件上存在安全隐患，由它们直接促成或间接诱 导了交通事故的发生。从国内外治理经验看，前苏联专家季沃奇金对前苏联境内 i v 级公路上的约1 3 0 0 0 起道路交通事故进行分析，在仔细地考虑了事故地点的 特征后得出结论：道路条件的影响是7 0 道路交通事故发生的直接或间接原因。 欧、洲联合经济委员会对预防道路不幸事件的研究结论亦相同：7 0 道路交通事故 是由于道路的缺陷所致1 4 】。 对事故多发点进行鉴别和道路的改造，对事故突出路段进行优先治理，能够 带来明显的社会效益和经济效益。虽然事故多发点所占道路的长度比例很小，但 其发生的交通事故却占有很高的比例，一般要占到全路( 或整个区域) 交通事故 的近5 0 。国内外关于道路安全工程的研究成果表明：“交通事故多发位置的鉴 别与道路改造方法的有效推广和应用，可使道路交通事故率下降2 0 左右，其 社会和经济效益将是巨大的【5 】。如以全国2 0 0 3 年的交通事故为基数，则每年可 减少事故数1 3 3 5 0 1 起，减少2 0 8 7 4 人的死亡和7 4 亿元的经济损失【6 】。 通过对事故多发点的分析研究，找出引发事故的道路和环境方面的影响因 素，暴露道路设计中的缺陷( 从单项指标看，这些缺陷往往不违反现有的设计规 范的规定) ，进而有针对性地提出对已有道路的改造措施和新建道路的预防要点， 2 第1 荦绪论 为道路安全评价提供技术支持，将一些安全隐患消灭在规划和设计阶段，同时也 为完善道路设计规范提供依据。具体表现在： ( 1 ) 为道路安全评价提供技术支持 - 进行道路安全评价，不能只凭专业技术人员的主观意志来判断道路的安全隐 患，必须有相应的技术准则的支持。这一准则的建立，必须考虑现实情况下道路 条件与交通事故的关系，对事故多发点的研究能揭示道路条件、交通环境与交通 安全的深层关系，建立道路安全水平的量化模型。 ( 2 ) 改善交通安全状况的重要措施 事故多发点鉴别是查找道路缺陷，改善交通环境因素的有效方法。典型分析 是科学研究的基本方法，事故多发点对研究交通事故与道路的关系具有典型意 义，它是事故的集中表现，事故达到一定数量特别是事故的某些特征的重复出现， 有利于分析事故的特征及其原因，从而发现道路交通事故的规律性。一方面对于 新建道路设计时要从利于行车的观点出发，避免使用容易引发事故的设计组合。 另一方面对已有路段事故的治理可以获得最大的经济和社会效益。因此，对事故 多发路段的研究在国内外都开展得比较多，并成为道路交通安全研究的一个重大 领域。 ( 3 ) 为交通安全管理提供支持环境 在我国，道路管理与交通管理的机构是分开的，道路管理归交通部门，而交 通管理归交警部门。对交通事故进行分析、处理、事故责任的划分是交警部门的 事，而在交警部门，有关道路条件的资料不多，交通警察对道路工程技术方面的 知识也知之甚少，固此，在分析事故原因时，道路条件就考虑得少一些，因此道 路交通事故的责任统计中，往往显示由于人的原因引起交通事故所占比例很大。 事故多发点研究也说明，道路设计不仅仅以满足规范要求为目的，而应分析研究 人的心理，尤其是驾驶员的心理，合乎工程技术规范标准的道路未必是安全的道 路，尽可能用工程措施改善事故多发路段，从根本上提高道路的行车品质，从而 达到安全的目的【丌。 对事故多发点进行鉴别和分析，运用道路安全评价、道路安全预防和建立道 路安全保障体系来减少道路事故，有利于道路理论的发展和交通管理水平的提 高，对于我国有效治理事故多发段、减少事故损失和提高资金利用率具有重要的 现实意义。 1 1 3 事故多发点鉴别的不足 对事故多发点的鉴别和治理能够带来明显的经济和社会效益，目前国内外对 事故多发点鉴别的研究也很多，但还主要停留在理论研究的阶段，而对各种鉴别 方法在实践应用方面的研究还很缺乏，例如方法的实用性、方法应用结果的倾向 3 北京：i 业大字工掌坝士学位论文 性等实际应用中关注的问题并没有进行系统的研究，导致有些方法虽然很成熟但 是在实践中应用并不广泛或是难以达到预期的效果，因此本文对此通过方法实例 应用进行系统研究。 1 2 本文研究的目的和意义 针对事故多发点鉴别在实践方面研究的不足，本文通过实例应用几种常见的 鉴别方法，对应用过程和鉴别结果进行研究和讨论，以获得各种鉴别方法的操作 性和结果的可靠性等方面的研究。事故多发点鉴别方法的操作性决定其方法应用 的范围，而事故多发点鉴别是交通安全评价的第一步，其最终目的是获得最大的 安全改善效果，鉴别结果的可靠性直接影响着治理效果的显著性，鉴别方法的操 作性和结果的可靠性决定了鉴别方法的实践特性。 此外，事故多发点的鉴别方法各有利弊，在实际应用中如何选择鉴别方法才 能有效发挥方法的优势，各种方法的适用条件如何，鉴别结果有何不同，这些都 是在单个方法的理论研究中没有涉及到的方面。对鉴别方法进行系统分析和研 究，才能获得各方法之间的相对特点的掌握，有助于在选择鉴别方法时做到心中 有数，从而避免盲目选择方法导致无法达到期望的治理效果，对于交通工作者在 道路安全评价和安全治理方面具有重要的实践指导意义。 1 3 本文的研究内容 本文从综合归纳国内外各种事故多发点鉴别的方法入手，选择应用最广泛和 最可靠的七种方法，通过选择两条道路进行实例应用，比较各种方法在不同道路 条件下结果的异同，分析各种鉴别方法的利弊，从而对于各种方法的特点及适用 性有系统的掌握，本文的框架结构如下，其中第四章本文的重点章节： 第一章绪论 第二章事故多发点鉴别研究综述 第三章事故多发点鉴别方法应用 第四章鉴别方法对比及影响因素分析 结论 4 第2 章事故多发点鉴别研究综述 第2 章事故多发点鉴别研究综述 2 1 事故多发点定义 进行事故多发点鉴别首先要明确什么是事故多发点，随着对事故多发点鉴别 方法研究的深入，对于事故多发点的理解也越来越深入。国内外对道路事故黑点 的定义有多种不同的表述，国外多称为事故黑点，而国内更多的是使用“事故多 发点段”一词。尽管“事故多发点”从字面上不难理解，但也正因为它过于通俗， 以往在判断和处理事故多发点时往往凭一时的事故水平甚至主观感觉，以至于产 生较大的随意性。因此，对事故多发点作一个定义，对客观、统一的判断和分析 事故多发点是十分必要的。 各国对于事故多发点的定义很多，澳大利亚m o n a s h 大学的k w g d e h 在道 路安全工程指南一书中将事故多发点定义为：道路系统中事故具有无法接受的 高事故发生率的位置；湖南大学冯桂炎教授从事故的分布特征角度指出：事故密 集分布的路段和交叉口称为事故多发点或路段：北京工业大学任福田、刘小明教 授则认为：“在计量周期内，某个路段的事故次数明显多于其他路段，或超过某 一规定的数值时，则该路段即为危险路段。” 归纳起来，对事故黑点的定义虽略有差别，但基本概念还是比较一致的。事 故多发点通常是指在较长的一个时间段内，发生的道路交通事故数量或特征与其 它正常位置相比明显突出的某些位置( 点、路段或区域) 8 1 。 事故多发点的含义包含几个重要内涵： 首先，这里的“点”可以是一个点，一个路段，一条道路或一个区域，根据 安全评价的区域范围指代不同的内容。 其次，事故多发点鉴别对评价的时间有要求，即“较长的一段时间”。这主 要是为了避免事故统计的偶然性，时间不宜过短，如果过短事故的偶发性过大， 不能说明一般规律；但也不宜过长，如果过长，则容易受道路运营状况和环境变 化的影响，难以反映出事故分布的真实情况，通常时间选择1 3 年。 再次，这里的事故不仅简单代表总的绝对事故次数，还可以代表相对事故率 ( 如人口事故率、车辆事故率、百万车公里事故率等) ，某种特定形态的事故次 数( 如尾随相撞事故、路侧事故等) 或者特定类型事故次数( 死亡事故，重大事 故等) ，根据决策者想要达到的安全改善目标，选择适当的事故指标。 最后，定义中的“正常”和“突出”是事故多发点分析的关键点，也是安全 评价的主要内容之一。“正常 与“突出”是相对的，没有“正常就无所谓“突 出”，“正常 值的取得通常都来自于事故的历史资料，可以是研究对象本身的历 史资料，也可以是相似道路的历史资料，而对“正常”的判断阈值对事故多发点 北京一1 业大学t 掌硕士学位论文 鉴别起着决定性作用。对于治理的目的，“突出”是指相对于改善的效果明显， 此时，事故多发点就是潜在改善效能最大的点。 进行事故多发点鉴别之前，首先要正确理解事故多发点的涵义，才能正确应 用鉴别方法。事故多发点的定义只是定性的指明了事故多发点选择的方向，具体 的结果还取决于鉴别标准和鉴别方法。 2 2 事故多发点鉴别标准 建立道路事故多发地点鉴别标准的目的是设定明确的定量指标，判别特定地 点( 点、段、区域) 是否突出，即交通事故特征要高于其它地点。确定事故多发 点的鉴别标准通常要考虑交通事故的发生次数和损失情况这两个因素，也有用交 通冲突数来评价事故多发点。 一些国家制定的公路危险地点的鉴别标准1 9 j 如下： ( 1 ) 事故数、事故率标准，其中事故率为相对于单位道路长度、每百万车 公里，公路上所发生的交通事故次数； ( 2 ) 临界事故率标准，当某一地点发生交通事故的频率超过相应的概率( 由 泊松分布得到) ，则该地点为危险地点( z e g e e r ，1 9 8 2 年) ； ( 3 ) 事故损失指数标准，将表征鉴别对象交通事故损失状况的指标( 受伤 人数、死亡人数、经济损失等) 加权综合后，得到的鉴别标准； ( 4 ) 安全系数标准，考虑行车速度的变化所设定的鉴别阈值； ( 5 ) 潜在改善效能( p o t e n t i a la c c i d e n tr e d u c t i o n ) 标准，选择能够通过改 善措施，获得最大改善效能的地点作为危险地点。 事故多发点鉴别标准的选择取决于决策者的安全改善的目标，但事故多发点 鉴别的根本目标是通过治理事故多发点获得最大的安全改善效果，因此，潜在改 善效能标准相对于其它标准更有效、更有现实意义。潜在改善效能代表事故地点 通过改善措施能够减少的事故数，由于事故不可能完全避免，只能是尽可能减少 到接近地点的期望事故数。因此潜在改善效能的大小不仅取决于地点事故数的大 小，还要考虑地点的期望事故数，因此能否获得地点准确的期望事故数决定了事 故多发点鉴别方法的准确性。 2 3 国内外鉴别方法综述 经过多年研究和理论发展，国内外对事故多发点鉴别提出了一系列方法，根 据其判定方法的不同，主要以下几种：事故数据统计分析法、安全系数法、冲突 推断法、专家经验法、模型预测法等。从事故多发点的涵义及其鉴别方法的成熟 性、可操作性、可靠性等角度来看，事故数据统计分析法具有明显的优势。归纳 起来，事故数据统计分析法经常采用的方法有事故数法、事故率法、等效物损指 6 第2 章事故多发点鉴别研究综述 数法、临界事故率法、：矩法、安全水平法、基于经验贝叶斯的超出期望事故数 法等，下面简单介绍这几种方法的基本思路： 1 、事故数法 事故数法的基本思路是，将地点发生的交通事故的绝对数，作为事故多发点 鉴别的指标，根据交通事故的统计特征或交通安全治理的目标，确定事故多发点 判别标准。 2 、等效物损指数法 如果将事故严重程度不同的地点事故次数进行简单累加，会忽视掉具有相同 事故次数但严重程度不同的两条道路的危险性的差别，因此提出等效物损指数 法，赋予不同类型事故( 死亡事故、受伤事故、仅造成财产损失事故) 不同的权 重系数，以得到各个事故地点的事故次数和严重程度的综合得分，即等效物损值。 3 、事故率法 事故率法是以地点发生的事故相对数( 如人口事故率、百万车公里事故率) 为指标，确定“正常”值的判断标准，若事故率大于判断标准值，被认为是事故 多发点。 4 、临界事故率法 临界事故率法的基本思路是：假设各地点的事故数服从泊松分布，然后将路 段的事故率与一定显著性水平下的临界事故率相比较，如果所考察路段的事故率 大于其临界事故率，则被认为是事故多发点。 5 、，矩法 矩法的基本思路是：考虑地点之间的不一致性，用相似地点的方差和均值 对地点事故数进行修正，将修正事故数与相似地点的平均事故数相比较，高于平 均事故数的地点即为事故多发点。 6 、安全服务水平( l o s s ) 法 安全服务水平法的基本思路是：利用当地的道路安全水平函数( s p f ) 预测 地点平均事故数，即期望事故数，将地点事故数与其期望事故数相比较，按照事 故数与期望事故数相背离的程度划分为四个安全服务等级( l o s s ) ，选择安全水 平低( i v 级) 的地点进行优先治理。 7 、基于经验贝叶斯的超过期望事故数( e e c ) 法 e e c 法利用当地的道路安全水平函数预测地点平均事故数，应用一个权重 系数对事故数进行修正，以减少均值回归现象的影响，修正事故数超过平均事故 数的部分即为潜在改善效能值，将具有潜在改善效能的地点( 即潜在改善效能值 大于0 ) 判断为事故多发点，选择改善效能值最大的地点优先治理。 其中，事故数法和事故率法比较简单，l o s s 法和e e c 法需要利用当地的安 全水平函数比较复杂，但更准确可靠，各种方法都各有利弊，只有恰当使用才能 北京t 业大学工学硕十学位论文 发挥方法各自的优势。 2 4 鉴别方法评价原则 事故多发点鉴别方法在实践应用中的操作性和可靠性，可以从以下几个原则 进行评价：方法的实践操作性；方法的适用范围；是否考虑均值回归的影响；是 否具有可靠的安全水平阈值。 ( 1 ) 方法的实践操作性 鉴别方法所需掌握的事故参数指标的多少直接影响了鉴别方法的实践操作 性，所需参数指标越少，越容易满足鉴别条件，其实践操作性越强；所需参数指 标越多，方法应用越受限制，其实践操作性越差。如果不具有方法所需掌握的参 数指标，再好的方法都得不到应用。此外，方法计算的复杂程度也决定了方法的 实践操作性，计算过程复杂，不容易掌握，也影响了鉴别方法的实践操作性。 ( 2 ) 方法的适用范围 鉴别方法考虑影响因素的全面与否决定方法的适用范围，因为不同道路的线 形和交通环境等因素均有差异，导致不同道路安全水平也各不相同，研究范围越 大，这种差异越明显。而鉴别方法考虑的因素越少，越难区分不同道路安全水平 的差异，对鉴别结果的影响越大，为了减少这种影响，只能缩小鉴别范围，从而 导致鉴别方法的适用范围减小。因此，鉴别方法考虑因素全面，有利于扩大鉴别 方法的应用范围。 ( 3 ) 是否考虑了均值回归的影响 国内外大量研究发现，即使没有采取任何安全改善措施，随着时间的推移事 故次数将向其期望值回归。1 9 8 6 年，h a u e r 提出均值回归效应是交通事故的一个 特征，均值回归现象会导致过高或过低估计项目的改善效能，任何具有随机事件 特性的指标，其某一时段或某一地点的单一的样本都不能够直接用于表征这一事 物的本质规律，而具有代表性的指标其实是这一随机变量的期望值，它反映了经 过时间与空间跨度后的道路交通事故的趋势性、集聚性以及平均程度等概念【7 1 。 因此是否考虑均值回归对事故数进行修正，决定着鉴别方法结果的准确性。 ( 4 ) 是否具有可靠的安全水平阈值 如何选择安全水平最差、最具改善效能的地点，以获得最大的改善效果，这 取决于是否具有准确可靠的安全水平阈值。事故不可能完全避免，只能尽量减少 到使其尽量接近于期望事故数，即安全水平阈值应尽量接近于期望事故数。能否 得到或接近于事故地点的期望事故数，决定了其改善效能的可靠性。 其中原则( 1 ) 、( 2 ) 侧重于评价鉴别方法的实践应用性，原则( 3 ) 、( 4 ) 侧 重于评价鉴别方法的结果的改善效能，事故多发点鉴别方法可以运用以上评价原 则对其实践性进行评价，系统掌握鉴别方法的应用特性。 8 第2 幸事故多发点憋别研究综述 i i i 一_ 一i 一一一一 ii-iie l i i ! ! ! 曼鼍 2 5 本章小结 本章首先明确阐述了事故多发点的定义及其内涵，这是正确应用鉴别方法的 基础，其次概括了事故多发点的鉴别标准，根据鉴别标准来明确鉴别的定量指标， 归纳概述了国内外常用的鉴别方法及其基本思路，最后针对鉴别方法的实践应用 性归纳了四个评价原则，为事故多发点鉴别方法的应用做好理论准备。 9 第3 章事故多发点鉴别方法应用 第3 章事故多发点鉴别方法应用 目前对于事故多发点的研究只停留在理论阶段，缺少对事故多发点鉴别实践 方面的研究，本章选择两条公路作为样本，分别应用七种常见鉴别方法进行事故 多发点鉴别的实例应用，来把握各种事故多发点在实践应用中的利弊及其结果的 差异。 3 1 样本道路概况 选择两条公路作为样本进行应用，分别是京津塘高速公路和路易斯安那乡村 公路，因为两条公路都具有完整的信息能够满足上述七种鉴别方法应用的要求， 同时两个样本又具有不同的道路情况和交通状况，其鉴别结果可以进行对照，以 发现各种方法在不同情况下的结果之间的差异。 3 1 1 样本道路介绍 京津塘高速公路属于平原区高速公路，全线长1 4 2 6 9 k m ，其中北京市境内 3 5 0 0 k m ，河北境内6 8 4 k m ，天津市境内1 0 0 8 5 k m 。公路为双向四车道，设计时 速1 2 0 公里d , 时，设计年平均日交通量5 万辆。全线共设1 0 个收费站，分别是 大羊坊站( k 5 5 ) 、马驹桥站( k 1 2 8 ) 、采育站( i q 7 ) 、廊坊站( k 3 8 ) 、杨村站 ( k 7 2 ) 、宜兴埠站( k 9 7 ) 、金钟路站( k 1 0 3 ) 、机场站( k 1 0 9 ) 、塘沽西站( k 1 3 4 ) 、 塘沽站( k 1 3 8 ) ，其中大羊坊站和塘沽站为主线收费站。 路易斯安那乡村公路属于一级公路，双向两车道，本文选择其中具有完整数 据信息的3 6 0 公里路段作为研究样本。 3 1 2 样本数据概况 京津塘高速公路的事故信息和交通流数据通过交管部门和收费站获得，共收 集到2 0 0 2 - 2 0 0 5 年期间发生的各类交通事故3 8 6 0 起，其中具有完整数据信息的 事故记录共3 7 8 4 起。收集的信息内容包括事故信息( 事故地点、时间、方向、 事故形态、伤亡人数、经济损失等) 、交通流数据( 交通量、车型比例等) 、道路 几何线形数据( 平纵横线形指标) 、环境属性数据( 收费站、立交区等) 。通过事 故的空间分布可以看到，k 0 、k 1 、k 5 、k 1 3 处的事故非常集中，远远超过其它 路段，明显为事故异常点，但由于这四个地点均为收费站或出入口，交通干扰很 大，很难降低事故的发生，相对于其它道路没有显著的研究价值，但是异常值却 会对数据整体产生影响，因此在本文研究中将这四个地点排除掉。样本事故减少 到2 9 7 4 起，所有地点年平均日交通量为1 1 8 1 5 - - 4 3 2 5 9 辆之间。 北京工业大学工学珂! 十学位论文 路易斯安那乡村公路数据来源于路易斯安那交通事故数据库，共收集到 2 0 0 4 - - - 2 0 0 6 年期间发生的各类交通事故4 4 2 起，收集的信息内容包括事故信息( 事 故地点、路段长度、时间、事故形态、伤亡人数、经济损失等) 、交通量数据、 道路几何线形数据( 平纵横线形指标) ，所有地点年平均日交通量为9 7 7 8 6 7 辆 之，间。 3 2 路段单元划分 进行事故多发点鉴别首先要划分路段单元，采集的数据一般是从公安部事 故情况登记表中得到的，由于事故数据在登记时存在一定的偏差，例如实际事 故发生位置k 2 0 + 4 8 0 和k 2 0 + 5 2 0 ，在登记表上往往表现为k 2 0 + 5 0 0 ，因此划分路 段单元的长度不宜过短。 划分路段单元长度的原则是使道路的危险部分能够充分暴露出来，太短或太 长都有可能掩盖道路中的危险地点。根据国外经验，路段长度一般在o 1 l o 英 里之间取值【10 1 ，具体还要根据道路条件、限制车速等不同而取不同值。高等级 公路由于路况好、车速快，可以选取较长的路段单元长度；山区公路由于地形复 杂，道路线形变化率高、车速慢，应选取较短的路段单元长度，一般选取的路段 单元长度范围为0 5 - 2 k i n 。另外，还应把桥梁、弯道、交叉口、陡坡、隧道等特 殊路段划分在一个路段单元中。 京津塘高速公路线形良好，车速快，其路段单元长度可选取长些，本文选择 l k m 作为单元长度。路易斯安那乡村公路的事故记录是从数据库中提取出来的， 已包含路段长度信息，是按照道路几何线形和环境进行了路段单元划分，路段单 元长度是不等长的。 为了简化叙述，后面章节均用路一表示京津塘高速公路，路二表示路易斯安 那乡村公路。 3 3 鉴别方法实例应用 3 3 1 事故数法 3 3 1 1 适用条件 在我国很多地区由于公路交通信息资料比较缺乏，应用事故数法进行事故多 发点的筛选比较符合实际，具有一定的参考价值。 应用事故数法所需事故参数指标很少，需要事故的地点桩号和路段单元长 度，通过统计就可得到各个地点的事故总数。这里的事故可以代表所有事故，也 可代表某类事故( 如死亡事故、财产损失事故等) 或者某种形态的事故( 如尾随 1 2 第3 章事故多发点攀别方泫应用 相撞事故、路侧事故等) ，此时还要具有事故类型或事故形态的信息。 3 3 1 2 步骤n 妇 ( 1 ) 对道路进行合理单元划分，统计每个路段单元的事故数： ( 2 ) 按照事故数由大到小进行排序； ( 3 ) 选择排在前面的地点进行优先治理。 3 3 1 3 确定安全阈值 事故数法没有确定安全水平阈值，实际应用中可以运用统计学的方法选择事 故异常点，如盒图法、累积频率法等。通过单因素统计分析可以得到盒图，“事 故多发点”可与盒图中标定的统计学意义上的奇异点相对应。累计频率法以单位 长度事故数为纵坐标，以大于某事故数的累计频率为横坐标，绘制累计频率曲线。 根据中国多条道路事故分析，曲线在累计频率5 - - 2 0 左右有一个突变，在突变 点下面，即累计频率小于或等于5 - - - 2 0 的部分为事故率最高的部分，且事故变 化急剧；在突变点上面，事故率较小且曲线变化平缓。因此，可将事故累计频率 小于5 - - 2 0 的地点作为可能的事故多发点，这部分的路段长度所占比例虽然 较小，事故所占的比例却很高【8 1 。 3 3 1 4 结果 路一与路二应用事故数法前十位的鉴别结果见表3 1 。 表3 - 1 事故数法结果 t a b l e3 - it h er e s u l t so fa c c i d e n tf r e q u e n c ym e t h o d 路一路二 n o 桩号事故数公里交通量( 辆i e i )桩号事故数公里交通量( 辆日) 139 24 3 2 5 97 59 71 2 2 7 228 34 3 2 5 96 57 71 7 5 7 3 48 2 4 3 2 5 9 9 16 61 9 1 7 4 1 5 7 53 7 0 2 77 16 69 0 0 52 77 43 5 3 2 16 46 01 7 5 7 667 24 3 2 5 9 9 0 6 01 2 6 0 71 26 83 2 4 4 6 3 55 8 1 0 3 7 81 66 3 3 7 0 2 73 45 3 7 8 6 7 92 96 3 3 0 4 1 78 35 02 7 6 7 1 01 4 6 23 6 9 0 62 94 84 6 7 全程日交通量均值为2 3 6 5 6 辆 全程e t 交通量均值为9 0 8 辆 可以看到，其地点年均日交通量大部分都高于全程年均日交通量的均值，其 北京工业大学工学硕士学位论文 鉴别结果明显偏向于交通量高的地点，其结果将在下一章进行更深入的分析。 3 3 1 5 小结 事故数法计算简单，结果偏向于交通量较高的地点。考虑因素很少，只适合 小范围道路或道路交通情况相似地点的事故多发点鉴别。其在计算过程中表现的 优缺点归纳如下： 优点 a ) 应用该种方法所需掌握的参数指标少，便于应用 b ) 方法计算简单，操作简便 c 1 鉴别结果容易理解 缺点 幻事故数法没有明显的安全水平阈值 b ) 忽视低交通量的事故多发点 c ) 考虑因素少，适用鉴别范围有限 d ) 没有考虑均值回归现象的影响，结果可能受到事故个别极值的影响 3 3 2 等效物损指数法 3 。3 2 1 适用条件 事故数法没有考虑事故的经济损失和严重程度，如果将事故数简单累加，则 会掩盖具有相同事故数但严重程度不同的地点之间的危险性的不同。等效物损指 数法考虑了事故的经济损失和严重程度，将不同严重程度( 死亡事故、受伤事故 和仅有财产损失事故) 的事故赋予不同的权重值，即等效物损指数，将各种类型 的事故加权求和作为事故指标进行多发点鉴别。 应用等效物损指数，需要掌握的事故参数指标包括事故的地点桩号、事故经 济损失、事故严重程度。 3 3 2 2 步骤 ( 1 ) 按照事故造成的经济损失分别计算死亡事故、受伤事故相对于仅有财 产损失事故的等效物损指数； ( 2 ) 按照式( 3 1 ) 计算每个地点的等效物损值( e p d o ) ： e p d o i = k f , i ( f w ) + k l , i ( 1 w ) + k 甩，o 。i ( p w ) ( 3 1 ) 式中 k f , i ( f w ) 地点f 的死亡事故次数； k “( 1 w ) 地点f 的受伤事故次数； 第3 章事故多发点鉴别方法应用 k ，d o j ( p w ) 地点f 的仅有财产损失的事故次数； ( 3 ) 按照等效物损值由大到小对事故地点进行排序； ( 4 ) 选择等效物损值大的地点进行优先治理。 3 3 2 3 确定安全阈值 等效物损指数法没有指定安全水平阈值，也可以采用盒图法判别事故异常点 或者从累计频率图上发现事故突变点，最后按照决策者可接受的事故损失程度确 定事故多发点。 3 3 2 4 结果 路一和路二应用等效物损指数法前十位的鉴别结果分别见表3 2 和表3 3 。 对路一计算各类事故的经济损失得到，一起死亡事故的平均经济损失为 4 2 3 9 6 元；一起伤人事故的平均经济损失为1 1 9 1 2 元；一起财产损失事故的平均 直接经济损失为4 1 0 8 元。由此得到各类事故的等效物损指数如下： 死亡事故等效物损指数凡= 4 2 3 9 6 4 1 0 8 = 1 0 受伤事故等效物损指数厶= 119 1 2 4 10 8 = 3 仅引起财产损失事故物损指数p w = 4 1 0 8 4 1 0 8 = 1 表3 2 路一等效物损法结果 t a b l e3 - 2t h er e s u l t so fe q u i v a l e n tp r o p e r t yd a m a g eo n l yi n d e xm e t h o dt or o a d1 事故类型( 2 0 0 2 2 0 0 5 ) n o 桩号财产损失事故( 1 )受伤事故( 3 )死亡事故( 1 0 ) 总e p d o 事故数 e p d o 事故数 e p d o事故数e p d o 12 34 54 51 33 944 01 2 4 2 1 56 56 572 133 01 1 6 347 37 372 l22 01 1 4 4 6 52 02 082 477 01 1 4 538 28 21 03 00o 1 1 2 62 44 64 61 44 222 01 0 8 72 95 2 5 28 2 433 01 0 6 81 25 45 41 33 911 0 1 0 3 927 77 751 511 01 0 2 1 07 92 3 2 31 33 94 4 01 0 2 对路二根据美国联邦公路局2 0 0 5 年1 0 月报告得到：一起死亡事故的经济损 失为$ 4 ，0 0 8 ，9 0 0 ，一起受伤事故的经济损失为$ 8 2 ，5 8 8 ，一起仅有财产损失事故的 经济损失为$ 7 ，4 0 0 ，由此得到各类事故的等效物损指数如下： 1 5 北京工业大学- 下学硕士学位论文 曼! 曼! i ii , i , i 一 一一曼i ! 曼鼍曼! 曼! 曼曼皇曼 死亡事故等效物损指数凡：$ 4 ，0 0 8 ，9 0 0 $ 7 , 4 0 0 = 5 4 2 伤人事故等效物损指数l = $ 8 2 ，5 8 8 $ 7 ，4 0 0 = 1 1 仅引起财产损失事故物损指数p w = $ 7 ，4 0 饼$ 7 ，4 0 0 = 1 表3 3 路二等效物损法结果 t a b l e3 - 3t h er e s u l t so f e q u i v a l e n tp r o p e r t yd a m a g eo n l yi n d e xm e t h o dt or o a d2 事故类型( 2 0 0 4 - 2 0 0 6 ) n o 桩号财产损失事故( 1 )受伤事故( 1 1 )死亡事故( 5 4 2 ) e p d o k r n 事故次数 e p d o事故次数 e p d o事故次数e p d