（交通运输规划与管理专业论文）高速公路交通安全服务水平评价研究.pdf

学位论文版权使用授权书 唧y 1 m 7 刚8 叭0 删刚8 呲7 l 6 矾 本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特 授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索， 提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。 同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：座嘲卫 导师签名： 签字日期：k 。年乡月多日 签字日期：如l 。年占月冯日 中图分类号：u 4 9 1 u d c ：6 5 6 学校代码：1 0 0 0 4 密级：公开 北京交通大学 硕士学位论文 高速公路交通安全服务水平评价研究 s e r v i c el e v e le v a l u a t i o no ft r a f f i cs a f e t yo n f r e e w a y - 作者姓名：李明星 导师姓名：邵春福 学位类别：工学 学号：0 8 1 2 1 3 5 8 职称：教授 学位级别：硕士 学科专业：交通运输规划与管理研究方向：城市交通规划与管理 北京交通大学 2 0 1 0 年6 月 致谢 时光冉冉，在母校北京交通大学六年的学习生涯即将结束，我将永远铭记这 段开启我人生之路的宝贵时光。 本毕业论文的工作是在我的导师邵春福教授的悉心指导下完成的，邵春福教 授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢两 年来邵老师对我的关心和指导，祝恩师身体健康，工作顺利。 宋瑞教授、刘仍奎教授对我本科阶段的科研和论文工作给予了热情的指导和 帮助，为我研究生阶段的学习深造打下了良好的基础，在此对两位老师表示衷心 的感谢。 李霞师姐、马壮林师兄、董春娇师姐、朱诺师兄、赵丹师姐和李娟师姐帮助 我完成了实验室的科研工作，在学习上和生活上都给予了我很大的关心和帮助， 对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见，在此表示衷心的感谢。 在实验室工作及撰写论文期间，曲秋莳、赵月、李萍、任恒宽、徐岚、江波、 穆蕊、李学伟、张素兰及师妹魏红苗等同学对我论文中的研究工作给予了热情帮 助，在此向他们表达我的感激之情。 另外也要感谢我的家人以及所以关心我和给予我帮助的朋友，他们的关心和 支持使我能够在学校专心完成我的学业，并顺利完成论文的研究与撰写工作。 中文摘要 近年来我国高速公路通车里程快速增长，高速公路网络规模不断扩大，但是 长期以来我国高速公路的高事故率和高伤亡率也一直困扰着相关管理部门。因此， 有必要深入研究我国高速公路交通事故发生的内在机理和重要影响因素，进行高 速公路交通事故预测的研究工作，并以此为基础，建立我国高速公路的交通安全 服务水平分级评价指标体系。本毕业论文的主要工作有： ( 1 ) 分析了我国高速公路交通事故特征，阐述了高速公路交通事故的致因机 理，深入分析了道路条件、天气状况、交通流状态、驾驶员和车辆状况等各种因 素对高速公路交通事故的影响作用，研究表明道路条件、天气状况、交通流状态 是影响高速公路交通事故的主要因素。 ( 2 ) 采用负二项分布模型描述了高速公路交通事故呈现出的离散性和偶然性 特征，在实证研究阶段利用s t a t a 软件对某高速公路交通事故高发路段进行回归 分析，结果表明大型车比例、曲线比例、平均纵坡、曲度、弯坡组合以及特殊路 段对高速公路交通事故发生的影响作用最为显著，并得到了变量系数的估计值。 ( 3 ) 在进行高速公路交通事故起数预测的基础上，建立了评价高速公路交通 安全服务水平分级的事故率模型，并以一倍标准差为偏离量进行了安全服务水平 的划分，形成了基于交通事故率的高速公路交通安全服务水平划分体系。 ( 4 ) 为了更加精确合理的描述高速公路交通安全服务水平，本毕业论文又提 出了基于交通事故率和交通事故严重程度的复合指标划分体系，为实际工作中的 合理选用提供了更多的依据。 ( 5 ) 以某高速公路事故高发路段为例进行了实证研究，对其交通安全服务水 平进行了评价，最后对改善后的效果进行了再评价，说明模型具有较好的实用价 值。 关键词：高速公路；交通事故影响因素；交通事故预测；事故严重程度；交通安 全服务水平 分类号：u 4 9 1 a b s t r a c t w i t hc h i n a sr a p i d g r o w t hi nf r e e w a ym i l e a g e ，f r e e w a yn e t w o r kh a sb e e n d r a m a t i c a l l ye x p a n d e d h o w e v e r , c h i n a sf r e e w a yh a sh i s t o r i c a l l yh a dam u c hh i g h e r a c c i d e n tr a t ea n d h i g hm o r t a l i t y , w h i c h a r et o oo f t e n d i s t u r b i n g t h er e l a t e d a d m i n i s t r a t i o n b a s e do nt h i ss i t u a t i o n , t h e r ei su r g e n tn e e df o ri n d e p t hs t u d yo ft h e f r e e w a yt r a f f i ca c c i d e n t sc a u s e sa n di t si n t e r n a lm e c h a n i s m ，a n dc a r r y i n go u tt h e r e s e a r c hi nf r e e w a yt r a f f i cf o r m a lw h i c hw o u l db ean e c e s s a r yf o u n d a t i o nf o rt h e e s t a b l i s h m e n to ff r e e w a yt r a f f i cs a f e t ys e r v i c el e v e lc l a s s i f i c a t i o ns y s t e m n em a i n c o n t e n to ft h i sd i s s e r t a t i o ni ss u m m a r i z e da sf o l l o w s ： ( 1 ) 1 1 1 ec h a r a c t e r i s t i c so fc h i n a sf r e e w a yt r a f f i ca c c i d e n tw a sa n a l y z e d , a n dt h e c a u s a t i o nm e c h a n i s mo ff r e e w a yt r a f f i ca c c i d e n tw a sd e s c r i b e d ，a n dt h ei n f l u e n c eo f r o a dc o n d i t i o n s ，w e a t h e rc o n d i t i o n s ，t r a f f i cf l o wc o n d i t i o n s ，t h ed r i v e ra n dt h ev e h i c l e c o n d i t i o n so nf r e e w a ya c c i d e n tw a sa n a l y z e d r e s e a r c hd e m o n s t r a t e st h a tt h er o a d c o n d i t i o n s ，w e a t h e rc o n d i t i o n sa n dt r a f f i cf l o wc o n d i t i o n sa r et h em a i nf 融0 1 1 sa f f e c t i n g t h ef r e e w a yt r a f f i ca c c i d e n t s ( 2 ) t h en e g a t i v eb i n o m i a lm o d e lw a su s e di nt h i ss t u d yt od e s c r i b et h ef r e e w a y t r a f f i ca c c i d e n tw h i c hr e p r e s e n t st h ed i s c r e t ea n do c c a s i o n a lc h a r a c t e r i s t i c i nt h e e m p i r i c a ls t u d ys t 舶队s o f t w a r ew a su s e df o rr e g r e s s i o na n a l y s i so nah i g h e ra c c i d e n t r a t es e c t i o no fs o m ef r e e w a yi n d i c a t i n gt h a to v e r s i z ev e h i c l e sm i x e dr a t e ，c l l l v er a t i o ， a v e r a g el o n g i t u d i n a ls l o p e ，c u r v a t u r e ，c u r v e d - s l o p ec o m b i n a t i o na n dt h es p e c i a ls e c t i o n a r et h em o s ts i g n i f i c a n tv a r i a b l e sf o rt h ef r e e w a yt r a f f i ca c c i d e n t ，a n dt h ec o e f f i c i e n to f v a r i a b l e sw a se s t i m a t e d ( 3 ) b a s e do nt h et r a f f i ca c c i d e n t sf o r e c a s t i n g ，t h em o d e lf o re v a l u a t i n gf r e e w a y t r a f f i cs a f e t ys e r v i c e sl e v e lw a sb r o u g h tu p ，a n dt h e nt h es a f e t yl e v e lw a sd i v i d e di n t o5 c a t e g o r i e s ，o n es t a n d a r dd e v i a t i o nd i s t a n c ef o re a c ho t h e r t h ef r e e w a yt r a f f i cs a f e t y s e r v i c el e v e lt h e o r yb a s e do nt r a f f i ca c c i d e n tr a t ew a se s t a b l i s h e d ( 4 ) i no r d e rt od e s c r i b et h ef r e e w a yt r a f f i cs a f e t ys e r v i c el e v e lm o r ea c c u r a t e l ya n d p l a u s i b l y , ac o m p o s i t ei n d e xs y s t e mi n c l u d i n gb o t ht r a f f i ca c c i d e n tr a t ea n da c c i d e n t s e v e r i t yf o rt h ec l a s s i f i c a t i o no ff r e e w a yt r a f f i cs a f e t ys e r v i c el e v e lw a sp r e s e n t e d ，a n d t h e nt h e5g r a d ec l a s s i f i c a t i o nf o rt h ed i s t a n c eo fo n es t a n d a r dd e v i a t i o nw a sb r o u g h t u p ，s t a t i n gt h a tt h er e a s o n a b l em o d e ls h o u l db eu s e di np r a c t i c a lw o r k ( 5 ) ，n l ee m p i r i c a lr e s e a r c hw a si m p l e m e n t e d ，t a k i n gas e c t i o no faf r e e w a yw i t ha 1 l i g hl e v e lo fa c c i d e n t sa sa ne x a m p l e ，a n dt h es p e c i f i ci m p r o v e m e n tm e a s u r e sw e r ep u t f o r w a r d 1 1 1 ef i n a lr e s u l to ft h ei m p r o v e m e n tw a sr e - e v a l u a t e d ，p r o v i n gt h a tt h em o d e l h a du t i l i t a r i a nv a l u e s k e y w o r d s ：f r e e w a y ；t r a 伍ca c c i d e n tf a c t o r s ；t h m ca c c i d e n tf o r e c a s t ；a c c i d e n t s e v e r i t y ；t r a 伍cs a f e t ys e r v i c el e v e l c i 。a s s n o ：i j 4 9 】 v 目录 中文摘要。i i i a 】e i s t r a c t i v 1 绪论1 1 1 研究背景1 1 2 研究目的及内容5 1 3 论文结构与技术路线。5 2国内外研究现状综述7 2 1 高速公路交通事故数量预测理论与方法7 2 2 高速公路交通事故严重程度预测理论与方法9 2 3 高速公路交通安全服务水平研究10 3高速公路交通事故特征与影响因素分析1 3 3 1 高速公路交通事故特征分析1 3 3 1 1 交通事故严重程度特征1 3 3 1 2 交通事故时空分布特征1 4 3 2 高速公路交通安全影响因素分析1 5 3 2 1 车辆因素15 3 2 2 公路条件因素1 7 3 2 3 交通流因素18 3 2 4 自然环境因素1 9 3 2 5 特殊路段因素2 0 3 2 6 驾驶员因素2 1 3 2 7 管理因素2 2 4高速公路交通事故预测模型研究2 3 4 1 高速公路路段划分2 4 4 2 变量分析与选择。2 5 4 3 预测模型建立2 9 4 3 1 预测模型形式选择2 9 4 3 2 预测模型构建3 0 4 4 预测模型检验31 4 4 1 复相关系数r 检验3 1 4 4 2 弹性分析31 5高速公路交通安全服务水平量化分级3 2 5 1 基于事故率的高速公路安全服务水平评价研究3 2 5 1 1 路段交通事故率模型。3 2 5 1 2 高速公路交通事故率模型3 2 5 1 3 基于事故率的安全服务水平分级理论与方法3 4 5 2 基于复合指标的高速公路安全服务水平评价研究3 5 5 2 1 l o g i s t i c 回归模型基本理论3 5 5 2 2 交通事故严重程度预测模型3 6 5 2 3 基于复合指标的安全服务水平分级理论与方法3 7 5 3 高速公路交通安全服务水平量化分级实证研究4 0 5 3 1 数据来源4 0 5 3 2 回归分析4 5 5 3 3 模型确定4 7 5 3 4 交通安全服务水平量化分级4 9 5 3 5 改进措施。5 0 5 3 6 交通安全服务水平后评价5 1 6主要研究成果及展望。5 4 参考文献5 5 作者简历5 8 独创性声明5 9 学位论文数据集6 0 北京交通大学硕士学位论文绪论 1 绪论 1 1研究背景 交通运输业在国民经济和社会发展过程中处于优先发展的战略地位，高速公 路属于高等级公路，具有通行能力高，行车舒适，快捷方便，经济效益好等特点， 是我国综合交通运输系统的重要组成部分，其建设情况反映着个国家和地区的 交通发达程度乃至经济发展的整体水平。中国过去十几年来在经济增长上取得了 举世瞩目的成就，尤其是交通基础设施的快速发展。“十五”期间中国共建成高 速公路2 4 7 万公里，是“八五和“九五建成高速公路总和的1 5 倍。2 0 0 4 年底 正式公布的国家高速公路网规划确定了我国约8 万5 千公里的高速公路总规模， 将形成“首都连接省会、省会彼此相通、连接主要地市、覆薷萤要县市”的全国高 速公路网络。截至2 0 0 9 年底，我国高速公里里程达n 6 5 万公里，如图1 - 1 所示， 我国高速公路的网络结构和技术水平得到了不断提高，交通运输结构进步优化， 有利促进了国民经济的快速发展。东部地区高速公路网络已经初步形成，意味着 我国东部地区高速公路将由以建设为主转移到重视高速公路运营和管理方面。如 何有效的提高高速公路安全运营和管理水平，消除事故隐患，保障高速公路的安 全运输将成为交通运输管理部门的工作重点。 i u u u u 6 0 0 0 0 黪 目5 0 0 0 0 豳 l 搦 运4 0 0 0 0 鬟 母纠 霪鋈 群3 0 0 0 0 鬻 鼎2 0 0 0 0 圈 1 0 0 0 0 i 网，图首一母_霭 v 1 9 9 5 1 9 9 61 9 9 71 9 9 81 9 9 92 0 0 02 0 0 12 0 0 22 0 0 32 0 0 42 0 0 52 0 0 62 0 0 72 0 0 82 0 0 9 图1 1 我国历年高速公路通车里程 f i g 1 1f r e e w a ym i l e a g eo v e rt h ey e a ri nc h i n a 1 高速公路的构造特点为车辆快速、安全、舒适地行驶提供了充分保障，另一 方面也使公路运输所适应的距离变得越来越长。正是因为以上几项特点，致使车 辆司机在思想上有一定的放松，行驶速度过快，同时加之驾驶员驾驶经验参差不 齐，车辆自身工况千差万别，路面情况和气候条件多变，在遇到紧急情况时，驾 驶员通常不能做到很好的处理，容易引起交通安全事故。图1 - 2 、图1 - 3 和图1 - 4 分别为我国历年高速公路交通事故起数、死亡人数和受伤人数的柱状统计图。 鼍u u u u 3 5 0 0 0 3 0 0 0 0 2 5 0 0 0 2 0 0 0 0 1 5 0 0 0 i 0 0 0 0 5 0 0 0 _ _t r h v 1 9 9 5 1 9 9 6 1 9 9 71 9 9 81 9 9 92 0 0 02 0 0 12 0 0 22 0 0 32 0 0 42 0 0 52 0 0 62 0 0 72 0 0 8 _ 。_ ，i v 1 9 9 5 1 9 9 61 9 9 7 1998 1 9 9 92 0 0 02 0 0 12 0 0 22 0 0 32 0 0 42 0 0 52 0 0 62 0 0 72 0 0 8 由图1 - 3 可以看出，我国高速公路交通事故死亡人数自1 9 9 5 年至2 0 0 0 年经 历了一个缓慢增长的过程，而从2 0 0 1 年至2 0 0 5 年增长速度较高，2 0 0 6 年达到顶 峰后开始缓慢下降并趋于稳定。 u u u u 1 8 0 0 0 1 6 0 0 0 1 4 0 0 0 1 2 0 0 0 1 0 0 0 0 8 0 0 0 6 0 0 0 4 0 0 0 1 r i - i _ 2 0 0 0 v 1 9 9 51 9 9 61 9 9 71 9 9 81 9 9 92 0 0 02 0 0 12 0 0 22 0 0 32 0 0 42 0 0 52 0 0 62 0 0 72 0 0 8 由图1 5 可以看出，我国高速公路百公里事故率自2 0 0 1 年至2 0 0 3 年变化比较 平稳，自2 0 0 4 年开始急剧下降，到2 0 0 8 年每百公里交通事故已经下降到不足2 0 起，之后曲线呈稳定趋势。 图卜6 我国高速公路百公里死亡率统计 f i g 1 6d e a t hr a t eo ff r e e w a yt r a f f i ca c c i d e n t so v e ro n eh u n d r e dk i l o m e t e ri nc h i n a 由图1 - 6 可以看出，我国高速公路百公里死亡率经历了自2 0 0 1 年至2 0 0 4 年的 缓慢上升之后，自2 0 0 5 年开始逐步下降，这与自2 0 0 4 年开始百公里事故率的下 降是密不可分的。 图1 - 7 我国高速公路百公里受伤率统计 f i g 1 - 7 坷u r yr a t eo ff r e e w a yt r a f f i ca c c i d e n t so v e ro n eh u n d r e dk i l o m e t e ri nc h i i l a 由图1 7 可以看出，我国高速公路百公里受伤率经历了自2 0 0 1 年至2 0 0 8 年一 直呈下降趋势，且速度趋于加快。 4 尽管从统计指标来看，我国高速公路安全状况有日益好转的趋势，但是首先 我国高速公路百公里死亡率的下降速度明显低于百公里事故率的下降速度，这说 明平均到每次交通事故里的死亡人数有可能在增加；其次，总体来看我国高速公 路安全形势依然严峻，安全服务水平照发达国家还存在较大的差距n 1 。发达国家高 速公路的交通事故率只有普通公路的1 3 - 1 2 乜一】，日本高速公路每k m 事故发生率 仅为普通公路的1 2 或1 3 h 3 。根据美国的统计结果，美国高速公路百公里事故 率仅为普通公路的1 1 0 1 。据统计，截至2 0 0 8 年，我国高速公路通车里程只占公 路总里程的1 6 2 ，而高速公路交通事故数量却占到公路交通事故总量的7 0 5 ， 死亡人数占公路交通事故总死亡人数的1 1 2 5 ，受伤人数占公路交通事故总受伤 人数的7 5 8 。从相对指标来看，我国高速公路百公里事故率，百公里死亡率，百 公里受伤率分别为公路交通事故的4 3 6 倍，6 9 6 倍和4 6 9 倍嘲。因此探索我国 高速公路交通事故发生的规律，做好高速公路交通安全服务水平评价工作，对发 现并消除我国高速公路潜在的交通事故隐患，提高我国高速公路交通安全服务水 平，具有重要的现实意义。 本毕业论文依托“十一五国家科技支撑计划道路交通安全评估预警关 键技术研究( 项目编号：2 0 0 7 b a k 3 5 8 0 6 ) 展开。 1 2 研究目的及内容 本毕业论文的主要目的是深入分析高速公路交通事故与其影响因素之间的关 系，探讨各因素对高速公路交通事故的影响程度，建立高速公路交通事故预测模 型，并在此基础上对高速公路交通安全服务水平进行分级，进而对高速公路安全 服务水平进行评估，及时发现交通事故隐患，为减少高速公路交通事故数量，降 低交通事故严重程度，提高我国高速公路运营管理水平和安全服务水平提供有意 义的借鉴和参考。 本论文将分析我国高速公路交通事故特征，并对常见高速公路交通安全影响 因素进行归纳整理和分析，在国内外研究的基础上确定高速公路交通事故预测模 型，并提出基于交通事故率的高速公路安全服务水平分级理论与方法，然后研究 基于事故率和事故严重程度的复合指标的高速公路交通安全服务水平分级理论与 方法，最后以某高速公路为例进行实证研究。 1 3 论文结构与技术路线 5 本毕业论文共分为六章，论文技术路线如图卜8 所示，各章具体内容如下： 第一章为绪论，主要包括论文的研究背景，研究的目的及意义、论文的结构、 论文的技术路线。 第二章为国内外研究现状综述，分别介绍国内外关于道路交通事故起数预测、 交通事故严重程度预测，以及关于高速公路交通安全服务水平的研究成果。 第三章总结我国高速公路交通事故的特征，并从车辆状态、公路条件、交通 流、自然环境、驾驶员和管理水平等六个方面阐述高速公路交通安全影响因素。 第四章为高速公路交通事故预测模型研究，参考国内外相关研究成果进行高 速公路路段划分和高速公路交通事故预测模型研究。 第五章为高速公路交通安全服务水平量化分级研究，首先建立路段交通事故 率模型以及高速公路交通事故率预测模型，然后研究基于事故率的高速公路交通 安全服务水平的量化分级方法以及基于事故率和事故严重程度的复合指标的高速 公路交通安全服务水平分级理论与方法。最后以某高速公路事故多发段为例进行 实证研究。 第六章为研究展望，总结本毕业论文的研究成果，并结合当前实际情况展望 未来的研究方向和研究工作。 二二至至三丑一一一一一一一一一一 二二至至三丑一一一一一一一一一一 绪论 国内外研究现状综述 二蔓三日_ | 高速筹蓑募霉事故 高速公路交通事故 影响因素分析 二二至噩重丑一一一一一一一一一一一一1 高速公蠹囊薹事故预 r 一一 i i 互丑 一 i l 一 i 第六章 卜一一一一一一一一一一一一一 i _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ - - - _ - _ - _ 一 高速公路安全服务水 平量化分级 实例研究 后评价 总结与展望 图1 8 论文技术路线图 f i g 1 - 8f l o wc h a r to fd i s s e r t a t i o n 6 路段划分 变量选择 模型建立 交通事故率模型建立 基于事故率的安全 服务水平划分方法 基于复合指标的安 全服务水平划分 2 国内外研究现状综述 2 1高速公路交通事故数量预测理论与方法 建立科学合理的高速公路事故预测模型，有助于管理部门及时掌握将来事故 发生情况，发现事故隐患路段并及时采取有效措施加以改进，从而消除或减少交 通事故。 从研究范围上考虑，高速公路事故预测可分为宏观预测和微观预测，前者是 指对一个国家、一个城市或一个区域的交通整体安全水平进行预测分析。宏观预 测主要研究分析社会经济发展、人口数量变化、汽车保有量、非机动车拥有量以 及交通法规政策对交通安全的影响，它为国家或地区颁布与交通安全有关的政策 法规提供理论依据，具有十分重要的现实意义。微观预测的着眼点在于具体的道 路设施，通过分析设施的道路条件、交通条件、景观环境等影响交通安全的因素， 对该设施的事故进行估计，进而能够评价和预测该设施的安全水平，以满足道路 安全设计以及交通工程设施设计的需要口1 。 在微观预测模型中，统计回归模型被广泛应用于分析交通事故起数与时间、 交通量、道路空间结构和交通运行环境之间的关系。统计回归模型能够通过具体 的模型形式定量地建立各影响因素与交通事故起数、交通事故严重程度等之间的 关系，物理意义明确，实际应用价值较好。统计回归模型包括线性回归模型和广 义回归模型，对于这两类模型，国内外相关学者对于交通事故预测方法都有较多 的研究。 刘晓阳，郝希良嘲采用灰色g m ( 1 ，1 ) 模型和三次指数平滑模型进行优化组 合，建立了基于i o w g a ( 诱导有序几何加权平均) 算子交通事故的预测模型，并 对组合预测模型进行了检验，检验结果表明，组合预测模型是有效的，可靠的， 具有较高的预测精度。 m i a o u 和l u r e t 9 】根据美国道路安全信息系统( h s i s ) 中1 9 8 5 1 9 8 7 年发生的9 0 0 多起大货车事故数据，分别采用泊松回归模型和线性回归模型分析交通事故数量 和道路空间结构之间的关系。研究结果表明，泊松模型更适于分析交通事故起数 与道路空间结构的关系。 谢孟昌【1 0 】对台湾中山高速公路1 9 8 2 1 9 9 1 交通事故统计数据进行了分析计算， 对中山高速公路的1 6 2 个路段分别采用线性回归模型和泊松回归模型构建交通事 故数量、死亡人数、受伤人数、单车事故数量和多车事故数量的预测模型，采用尺2 7 判定系数和p 2 似然比指标检验模型的拟合效果。研究结果表明：泊松分布模型能 够较好地分析交通事故死亡人数和受伤人数，而线性回归模型能较好地分析交通 事故起数、单车事故起数和多车事故起数。 北京工业大学陈永胜【l l 】等人以道路设计要素的安全机理分析为基础，以统计 分析为研究手段，针对高速公路纵断面设计要素以及相关的要素组合、衔接方式 建立了事故预测模型，该模型体系可为公路安全设计、事故多发路段的甄别提供 理论依据。 刘小明【1 2 】等人选择车道数量、线性、道路横纵坡度、道路半径、有无立体交 叉、桥梁及其他结构物作为自变量，构建基于数量化理论的高速公路交通事故预 测模型，并以京石高速公路北京段交通事故数据为例进行了实证分析，研究结论 表明：立交、曲度因素对交通事故率的影响作用要大于桥梁和横断面因素的影响。 l c 湘：i l s 和a n d e r s o n b 】根据美国加州1 9 8 6 1 9 8 7 年高速公路交通事故统计数据，以 事故率为因变量，考虑了自变量之间的相互影响，采用泊松回归模型分别建立了 车道、路外事故率模型。 山东交通大学秦利燕，许洪国【1 4 】以济青高速公路1 9 9 8 年1 月至1 2 月间发生的 1 0 8 5 起交通事故为例，建立了基于量化理论的高速公路断面事故率( 即以某一断 面为中心的一公里路段内通过的每百万辆车发生事故的次数) 评价模型，将影响 事故率的因素分为5 类，即气象因素、路面情况、照明条件、驾驶员的驾龄、路况 因素，每一类因素中又分成若干项，气象因素包括雾、雨、雪、晴；路面情况包 括潮湿、积水、积雪、平坦；照明条件可以分为白天、夜间无路灯照明；驾驶员 年龄分为3 年以下、3 - 6 年、6 年以上；事故所在位置分为立交、桥、普通路段。事 故率模型如式( 2 1 ) 所示。 取0 ： 口：兰兰岛口= 岛 ( 2 1 ) 式中：口一断面事故率； 乃第f 类第项因素的权重； 岛一第f 类第j 项因素的特征值；属于该项因素取1 ，不属于该项因素 弓一第f 类因素的项数； 仍一影响断面事故率的因素常数。 模型利用最小二乘法对系数石进行标定，同时用复相关系数来进行模型精度 的检验。通过此模型可以迅速、准确地鉴别出事故多发点( 黑点，b l a c ks p o t ) 发 生事故的原因，从而提出相应的对策，是改善道路交通安全状况经济而有效的办 法。 河北工业大学的崔洪军【1 5 】在阐述分析了事故率系数法、多元线性回归法、泊 松分布回归法等的优缺点的基础上，采用负二项式回归法对石太高速公路上的道 路线形条件与交通安全进行了回归分析。结果表明，应用该方法分析交通事故更 贴近实际。 2 2 高速公路交通事故严重程度预测理论与方法 我国交通事故严重程度等级分类标准由公安部制定，公安部交通管理局于 2 0 0 4 年发布了交通事故统计暂行规定，将交通事故分为死亡事故、重伤事故、 轻伤事故和仅财产损失事故4 个等级。目前世界各个国家和地区对交通事故严重 程度的分类标准尚未达成共识。尽管各个国家和地区对交通事故严重程度的分类 标准不一致，但是基本上都包括了死亡事故、受伤事故和财产损失事故3 个等级。 近年来，越来越多的研究者关注驾驶人行为、道路空间结构、交通运行环境 和气候条件与交通事故严重程度之间的关系，特别是运用l o g i s t i c 回归模型分析此 类问题。 a 1 g h a m d i t l 6 】根据发生在利雅得的5 6 0 起交通事故，将交通事故严重程度分为 死亡事故和非死亡事故两类，采用l o g i c 回归模型分析交通事故发生的时间、地点、 类型、驾龄、车辆种类等与交通事故严重程度之间的关系。结果表明事故发生地 点和原因对事故严重程度具有重要影响。 s z e 和w o n g l l 7 】根据香港的行人交通事故统计数据，用l o g i s t i c 模型分析死亡事 故和严重受伤事故的影响因素，表明道路环境与人口的相互影响对交通事故的严 重程度具有显著影响。 钟连德以l o g i t 模型为基础，选取城市一乡村变量、大小车速度差、大车比例 为自变量，建立了如式( 2 2 ) 和( 2 3 ) 所示的模型。 g - 乩g ( 怒 = 2 0 2 8 - 0 7 7 9 c c 一卅叭嘣s d ，+ 0 4 8 4 c m 以呦亿2 ， g 2 礼g l i p 尸( ( i 励n j u 圳o ) 1 = 2 5 5 3 - 2 7 9 0 ( c 一，) + 6 ( s d ) 舢7 5 ( t r u c k ) ( 2 3 ) 其中：p ( 忍细i ) 一死亡事故发生率； 9 p ( 坳秒) 一受伤事故发生率； p ( p d o ) 仅财产损失事故发生率； c 一，城市乡村变量，乡村取1 ，城市取o ； s d 一大小车速度差，小于等f 2 0 k m h 时取1 ，大于时取o ； t r u c k 大车比例，小于等于7 0 时取1 ，小于时取0 。 k i l n 1 8 】等根据1 9 9 0 年夏威夷的交通事故统计数据，按照k a b c o 分类法将交通 事故严重程度分为死亡、伤残、非伤残性受伤、潜在性伤害和仅财产损失5 个等级， 分别运用对数线性模型和l o g i s t i c 模型分析事故类型与交通事故严重程度之间的关 系。 李世引1 9 】等分析了交叉口交通事故严重程度的影响因素，应用累积l o g i s t i c 模 型建立了无信号交叉口的交通事故严重程度预测模型，分析结果表明转弯车辆比 例、控制方式和土地开发强度对无信号交叉口交通事故的严重程度有显著影响， 对高速公路的交通事故严重程度预测具有较好的借鉴意义。 2 3高速公路交通安全服务水平研究 安全服务水平( s e r v i c el e v e lo f s a f e t y ) 可以被定义为衡量交通设施的安全状 况及其为驾驶员和乘客提供服务质量的一种衡量指标，通常与交通量、车辆组成、 道路条件等因素有关。高速公路安全服务水平是指高速公路使用者从道路线形、 交通环境、交通控制等方面所得到的交通安全服务质量，也就是高速公路本身所 能提供的交通安全服务程度汹1 。 交通部公路科学研究院和北京工业大学等单位相关研究人员对高速公路安全 服务水平进行了相关的研究。钟连德，孙小瑞等人提出了高速公路安全服务水平 的概念，以交通事故及其交通量、线形环境等数据为基础，采用概率统计学、预 测预报学等基础理论建立了如式( 2 4 ) 所示的高速公路事故均值度量方程，依托该 度量方程，把事故率作为安全服务水平的量化指标，研究了高速公路交通安全服 务水平的分级标准，并借鉴概率统计中置信区间的概念，以1 倍标准差偏离量为界 限，将我国高速公路的安全服务水平分为4 级。并给出了城市路段和乡村路段4 车 道高速公路l o s s 图以及分级描述，如图2 一l 和2 2 所示。 e ( y ) = ( p o + 屈x + 屐x 2 + ) ( 2 4 ) 式中：e ( y ) 一某路段每年的期望事故数： 1 0 一路段的长度( 蛔) ； x 一年平均日交通量( a a d t ) ； 属一待估计参数。 j ，三一，- ) o 要4 l匝圈 蕾 i 嚣3 1 ，y殛嚣圈 錾2 。 誊 x 夕一- r 、帕 薹- 童曩：。奠1 ； i l 臣基【l v o，0 0 0 1 0 0 0 0 1 50 0 02 0 0 0 02 s 0 0 0 k 懒 图2 - 1 乡村路段4 车道高速公路l o s s 图 f i g 2 1l o s sf i g u r ef o rr u r a ls e c t i o n so ff r e e w a yw i t h4l a n e l s 龇+ 口 j1 2 i ：! 点蛏到 毒9 。- ： 。、 笔 zo 酗础 k 。 薹6 ( 磁1 圃+ o 鬈3- _ 卜气 l 0 0 1 0 0 0 02 0 0 0 03 00 0 0 柏o5 0 0 0 0 o a a d t 图2 2 城市路段4 车道高速公路l o s s 图 f i g 2 - 2l o s sf i g u r ef o rc i t ys e c t i o n so f f r e e w a y 诵t h4l a n e j a k ek o n o n o v 和b r y a n 舢l e 2 l 】分析了泊松分布在交通事故预测中的应用问 题，以1 5 倍标准差偏离量为界限将高速公路交通安全服务水平分为了4 级，如图 2 3 所示。 高速公路交通安全服务水平是近年来国内外学者提出的较新的概念，目前国 外学者对这一问题的研究较国内要早，研究成果也比国内较为丰富。根据资料显 示，国内在这一领域的研究很少，有待于广大学者和研究人员的进一步探索。 图2 3 高速公路1 5 倍标准差安全服务水平等级划分 f i g 2 - 3c l a s s i f i c a t i o no ff r e e w a ys a f e t ys e r v i c eb a s e do n1 5t i m e ss t a n d a r dd e v i a t i o n 3 高速公路交通事故特征与影响因素分析 分析高速公路交通事故特征及其影响因素是进行高速公路交通事故预测的基 础，有助于发现并研究高速公路交通事故发生的外在表现及内在机理，从而为确 定交通事故预测模型变量提供重要的理论参考。 3 1 高速公路交通事故特征分析 3 1 1 交通事故严重程度特征 高速公路上由于汽车行驶速度快，运行时动量大，冲击力强，一旦发生事故， 后果严重。这种危害性和后果往往超过普通公路上同类交通事故的几倍乃至几十 倍晗羽。据统计，在高速公路发生的交通事故中，轻微的交通事故所占比例微乎其 微，而直接财物损失在1 万元以上的事故为总数的7 0 - 8 0 。如1 9 9 8 年1 0 月3 0 日在 合宁高速公路下行线2 9 k m 至3 7 k m 处发生连锁交通事故，共造成6 人死亡，1 2 人受伤， 8 2 辆车不同程度受损，经济损失初步估算达n 5 5 万元之多。与国外高速公路相比， 我国高速公路交通事故死亡率高，据国外统计，高速公路交通事故率为一般公路 的十分之一，死亡率为一般公路的三分之一。2 0 0 4 年我国高速公路致死率为2 9 ， 而英、美、日等国家的致死率只有1 _ 3 1 。由此可见我国高速公路交通事故死亡 率远远超过了国外发达国家的水平，表3 - 1 为2 0 0 1 - 2 0 0 8 年我国高速公路交通事故 统计2 4 1 。 表3 12 0 0 1 2 0 0 8 年我国高速公路交通事故统计 t a b 3 - 1t r a f f i ca c c i d e n t so f