（交通运输规划与管理专业论文）基于MATLAB神经网络模型的道路交通事故预测.pdf

l r o a dt r a f f i ca c c i d e n tp r e d i c t i o nb a s e do nm a t l a b n e u r a ln e t w o r km o d e l ad i s s e r t a t i o ns u b m i t t e df o rt h ed e g r e eo fm a s t e r c a n d i d a t e ：s h iz h i a n s u p e r v i s o r ：p r o f w a n gs h e n g c h a n g c h a n g a nu n i v e r s i t y , x i a n ，c h i n a 论文独创性声明 本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工 作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重 要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何 未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：j 否志安 阳知年乡月乒e l 论文识产权权属声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学 校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权 利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成 果时，署名单位仍然为长安大学。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名： - 6 志蟹q t 劢d 年月争e t 导师签名： 立佐易 加f 。年6 月垆日 摘要 道路交通事故是世界性公害之一，每年给人类造成严重的生命和财产损失。在世界 范围内，道路交通事故最多的国家之中就有我国。万车死亡率和1 0 万人死亡率也一直 高于世界平均水平。据统计，我国机动车保有量于2 0 0 9 年底已经突破1 8 6 亿辆，汽车 保有量达到了7 6 1 9 万辆。中国机动车保有量约占世界的8 ，但交通事故死亡人数却占 世界的1 6 ，已成为严重的社会问题之一。道路交通事故预测是道路交通安全研究的重 要内容之一，它对于探究道路交通事故的发生规律，分析现有道路交通条件下交通事故 的未来发展趋势，对于道路交通安全的规划、决策具有重要的现实意义。 本文首先从国内外道路交通概况入手，以时间为主轴，对其进行梳理总结；从人( 驾 驶员、乘客、行人) 、车辆原因、环境因素、道路四个方面对造成道路交通事故的原因 进行了详细的分析；论述了国内外常见的道路交通事故预测方法对比分析了各自的优缺 点；另外，由于道路交通事故与其致因之间呈现多因素、复杂的非线性关系的特点难以 用函数模型来描述。而神经网络解决复杂非线性问题有很大的优势，具有分布式存储信 息、平行学习能力、非线性、较好的容错性等特点，由此提出了采用b p 神经网络模型 进行道路交通事故的预测。首先分析了影响道路交通事故的诸多因素并进行了归一化处 理，通过关联度分析选定对道路交通事故影响较大的几个因素作为神经网络输入层信 号。 b p 网络模型利用输入和输出向量建立模型并训练网络。由于b p 网络模型的实现需 要借助于计算机编程语言的实现难度比较大，而m a t l a b 软件强大的功能使得这一问 题得到解决。通过调用m a t l a b 神经网络工具箱中的函数建立模型，本文详细介绍了 b p 网络模型建立的过程。最后通过实际数据验证证明了该模型可以用于道路交通事故 预测。 关键词：道路交通事故；预测；人工神经网络 a b s t r a c t t h er o a dt r a f f i ca c c i d e n ti so n eo fw o r l d w i d ee n v i r o n m e n t a ld a m a g e sa n di tc r e a t e st h e s e r i o u sd a m a g eo fl i f ea n dt h ep r o p e r t yt ot h eh u m a n i t ye v e r yy e a r 心o u n dt h ew o r l d ，o u r c o u n t r yi so n eo ft h ec o u n t r i e sw h i c hh a v et h em o s tr o a dt r a f f i ca c c i d e n t s t e nt h o u s a n d v e h i c l em o r t a l i t yr a t e sa n d10 0 ，0 0 0p e r s o no f m o r t a l i t yr a t e sh a v ea l w a y sb e e nh i g h e rt h a nt h e w o r l da v e r a g el e v e l a c c o r d i n gt ot h es t a t i s t i c st h ev e h i c l ei n v e n t o r yo fo u rc o u n t r yh a s b r o k e nt h r o u g h18 6 ，0 0 0 ，0 0 0a tt h ee n do fy e a r2 0 0 9 ，a n da tt h es a m et i m et h ea u t o m o b i l e i n v e n t o r yh a sa c h i e v e d7 6 ，19 0 ，0 0 0 t h ev e h i c l ei n v e n t o r yo fo u rc o u n t r yo c c u p i e s8p e r c e n t o ft h ew o r l d ，w h i l et h et r a f f i ca c c i d e n tc a s u a l t ya c t u a l l ys t a n d st h e16p e r c e n to f w o r l d ，i th a s b e c o m eo n eo fs e r i o u ss o c i a lp r o b l e m s t h ef o r e c a s to fr o a dt r a f f i ca c c i d e n ti so n eo ft h e i m p o r t a n tc o n t e n t so fr o a dt r a f f i cs a f er e s e a r c h ，i th a st h ev i t a lp r a c t i c a ls i g n i f i c a n c eo n s t u d y i n gt h er o a dt r a f f i ca c c i d e n t so c c u r r e n c er u l e ，a n a l y z i n gt h ed e v e l o p m e n to ft r a f f i c a c c i d e n t sf u t u r ef i e n du n d e rt h ee x i s t i n gr o a dt r a f f i cc o n d i t i o n s ，r e g a r d i n gt h er o a dt r a f f i c s e c u r i t y sp l a na n dt h ed e c i s i o n m a k i n g f i r s tt a k i n gt h et i m ea st h em a i na x l e ，t h i sp a p e ro b t a i n st h ed o m e s t i ca n df o r e i g nr o a d t r a f f i cs u r v e yf r o mh a v i n gap r e l i m i n a r yu n d e r s t a n d i n go ft h er o a dt r a f f i ca c c d i e n t ；c a r r y i n g o nd e t a i l e da n a l y s i so ft h er o a dt r a f f i ca c c i d e n t sr e a s o nf r o mf o u ra s p e c t s ，t h eh u m a n ( d r i v e r , p a s s e n g e r , p e d e s t r i a n ) ，t h e v e h i c l e sr e a s o n ，t h ee n v i r o n m e n t a l f a c t o r , t h ep a t h ； e l a b o r a t i n gt h ec o m m o nd o m e s t i ca n df o r e i g nr o a dt r a f f i ca c c i d e n tf o r e c a s tm e t h o d sa n d a n a l y z i n gt h e i rg o o da n db a dp o i n t sb yc o n t r a s t ；m o r e o v e r , i ti sd i f f i c u l tt ou s i n gt h ef u n c t i o n m o d e lt od e s c r i b i n gt h er o a dt r a f f i ca c c i d e n ta n dt h er e a s o nc a u s i n gi tf o rt h e i rm u l t i f a c t o r s ， t h ec o m p l e xm i s a l i g n m e n tr e l a t i o n sc h a r a c t e r i s t i c w h i l et h en e u r a ln e t w o r kh a ss u p e r i o r i t yo n s o l v i n gc o m p l e xn o n l i n e a rp r o b l e m ，h a st h ed i s t r i b u t i o n a lc a n n e dd a t a ，p a r a l l e ll e a m i n g c a p a b i l i t y , n o n - l i n e a r , b e t t e re r r o r - t o l e r a n c ea n ds oo n ，s ow ep r o p o s et h a tw eu s et h eb pn e u r a l n e t w o r km o d e lt oc a r r yo nt h er o a dt r a f f i ca c c i d e n t sf o r e c a s t f i r s ta n a l y z i n gm a n yf a c t o r s i n f l u e n c i n gr o a dt r a f f i ca c c i d e n t sa n dc a r r y i n go nn o r m a l i z e dp r o c e s s i n g ，t h e nt a k i n gt h e m o s ti m p o r t a n tf a c t o r sa st h ei n p u ts i g n a lo ft h en e u r a ln e t w o r kt h r o u g ht h ei n t e r r e l a t e d a n a l y s i s t h eb pn e t w o r km o d e lb u i l d sa n dt r a i n st h en e t w o r kb yu s i n gt h ei n p u ta n dt h eo u t p u t v e c t o r b e c a u s ei ti sd i f f i c u l tt or e a l i z et h eb pn e t w o r km o d e lb yc o m p u t e rp r o g r a m m i n g l a n g u a g e ，w h i l et h em a t l a bs o f t w a r e e n a b l e st h i sq u e s t i o nt ob es o l v e d f o ri t ss t r o n g f u n c t i o n b u i l d i n gt h em o d e lt h r o u g hu s i n gt h em a t l a b n e u r a ln e t w o r kt o o l b o x sf u n c t i o n ， t h i sp a p e ri n t r o d u c e st h eb pn e t w o r km o d e le s t a b l i s h m e n tp r o c e s si nd e t a i l f i n a l l yi tp r o v e s b yu s i n gt h ea c t u a ld a t at h a tt h i sm o d e lm a y u s ei nt h er o a dt r a f f i ca c c i d e n tf o r e c a s t i n g k e yw o r d s ：r o a dt r a f f i ca c c i d e n t ；t r a f f i ca c c i d e n tf o r e c a s t i n g ；a r t i f i c i a l n e u r a l n e t w o r k s 1 1 1 目录 第一章绪论一1 1 1 课题研究的背景1 1 2 课题研究的国内外现状1 1 3 论文研究的目的和意义2 1 4 论文的研究内容3 第二章道路交通事故成因分析及国内外主要预测方法4 2 1 道路交通事故概况4 2 1 1 国外道路交通事故概况4 2 1 2 国内道路交通事故概况6 2 2 影响道路交通事故的因素。8 2 2 1 人的因素9 2 2 2 车辆的因素1o 2 2 3 道路的因素1 l 2 2 4 环境的因素1 2 2 3 道路交通事故预测方法1 2 2 3 1 判断法一1 3 2 3 2 时间序列分析法1 3 2 3 3 回归分析法1 7 2 4 各预测方法的优缺点1 9 2 5 本章小结2 0 第三章神经网络模型基本理论2 1 3 1 人工神经网络基础2 1 3 1 1 人工神经网络定义2 1 3 1 2 神经网络发展历史2 2 3 1 3 人工神经网络的基本特征与功能一2 3 3 2 神经网络模型2 4 3 2 1 神经元的建模一2 4 3 2 2 神经元的转移函数2 5 3 2 3 人工神经网络的分类2 6 3 3 误差反传( b p ) 神经网络2 8 3 3 1 基于b p 算法的多层前馈网络模型2 8 3 3 2b p 网络的不足31 3 3 3b p 网络的改进方法3 1 3 4 本章小结3 2 第四章道路交通事故预测神经网络模型及m a t l a b 实现3 3 4 1m a t l a b 简介3 3 4 2 神经网络工具箱3 3 4 2 1 神经网络工具箱函数3 3 4 3b p 网络结构的设计3 6 4 3 1 网络结构的确定3 6 4 3 2 学习样本归一化3 6 4 3 3b p 网络学习参数的选取3 9 4 3 4 隐含层神经元数目的确定4 0 4 3 5 隐含层神经元数转换函数的确定4 3 4 3 6b p 网络训练函数的选取4 4 4 3 7b p 网络模型的建立及运算结果分析4 8 4 4 回归模型与b p 神经网络的比较4 9 4 4 1 多元线性回归模型与b p 神经网络的比较4 9 4 4 2 逐步回归模型与b p 网络模型的比较5 0 4 5 灰色模型与b p 神经网络的比较5 l 4 6 本章小结5 2 第五章结论与展望5 3 5 1 结论5 3 5 2 后续问题5 4 参考文献一5 5 致谢5 7 长安人学硕十学位论文 1 1 课题研究的背景 第一章绪论 交通运输业在整个国民经济中占据着很重要的位置，它对促进社会生产力的发展、 加速物资和人员的流动、巩固国防等方面发挥着重要的作用。而在整个整个交通运输体 系中，公路运输由于其机动灵活、适用范围广、能够实现门对门的服务等特点在整个交 通运输体系中占据着重要位置。尤其是近几年国家高速公路里程的增加，使得公路运输 得以迸一步满足国民经济发展和人民生活的需要。公路运输在促进国民经济发展和提高 人们生活水平的同时也带来了一些负面影响，如汽车排放尾气量的增加、道路交通事故 的增加等。据联合国统计，2 0 世纪全世界每年死于道路交通事故的人数由7 0 年代的3 0 万增加到8 0 年代的5 0 万，受伤人数每年达2 0 0 0 万【啦】。进入2 1 世纪后，尽管机动车拥 有量在快速增长，但是交通事故总体呈下降趋势，2 0 0 5 年全球交通事故死亡5 0 万人， 中国9 9 万人，美国4 3 5 1 0 人。近年来，我国汽车拥有量每年以2 0 左右速度增加，但 交通事故死亡人数也呈现出下降趋势，2 0 0 9 年，中国共发生道路交通事故2 3 8 万起， 造成6 7 7 5 9 人死亡，2 7 5 1 2 5 人受伤，直接经济损失9 1 亿元。汽车大国美国2 0 0 9 年死 于交通事故3 3 9 6 3 人，比2 0 0 5 年下降了2 2 。 随着国家经济的发展、公路运输业的发展、汽车保有量的增加，道路交通事故会继 续保持增长的趋势。这对人类的生命和财产造成很大的威胁。目前我国的道路交通安全 状况和世界水平还有相当大的差距。据统计，截止到2 0 0 9 年年底，我国机动车保有量 已经突破1 8 6 亿辆，汽车保有量达到了7 6 1 9 万辆。中国汽车保有量约占世界的8 ， 但交通事故死亡人数却占世界的1 6 。 道路交通事故在造成人员伤亡的同时也给人们带来巨大的财产损失。近年来，我国 交通事故造成的间接经济损失为直接经济损失的1 卜1 5 倍，若把因道路交通事故造成 交通堵塞引起的经济损失算上，每年由于交通事故造成的经济损失在3 0 0 亿元以上。 预测，是对某一事物未来发展和其结果的一种预先测求。更确切地说，预测是人们 试图预见某一事物有无变化、有何变化及其最终结果【3 】。预测是决策的重要依据和前提。 1 2 课题研究的国内外现状 如前面所述，道路交通事故在全世界范围内己成为一大公害，因此预测道路交通事 第一章绪论 故对于探究事故的发生规律以及在现有道路交通条件下预测道路交通事故的趋势，为交 通管理部门和决策者提供现实可行的建议具有重大的理论意义和现实意义。总结国内外 的交通安全研究过程，大体上经历了四个过程：交通事故统计分析；交通安全评价： 交通事故预测；交通事故预防。 我国目前对于交通安全的研究大体上处在第二、三阶段，即对于区域交通安全评价 和事故多发地段的判别和治理以及潜在事故多发地点的研究，而对于事故预测和预防研 究的则比较少，本文从事故预测入手，分析一下当前国内外预测技术的应用现状，深入 研究道路交通事故为我国的道路交通事故预防提供思路。国内外对于交通事故预测进行 了多方面的研究并提出一些事故预测模型，基本上有以下几种方法：专家调查法、时间 序列法、回归模型法、神经网络预测模型等。在本文第二章将会对这些方法进行详细叙 述，下面对神经网络预测模型国内外的应用情况作一下简要说明。 神经网络理论是在2 0 世纪提出的。9 0 年代开始，神经网络的应用领域迅速扩大。 人工神经网络模型与算法在1 9 9 8 年仅c a 摘录的有关神经网络的文献就有2 5 0 多篇， 特别是在工业生产中的应用是广大科研工作者研究的热点。表明该理论向现实生产力的 转化取得了一定的成果。在a n n ( a r t i f i c i a ln e u r a ln e t w o r k ) 的应用研究也取得了可喜的 成果。a n n 方法在预测领域的研究也越来越深入，如美国军方在海湾战争中运用神经 网络进行决策控制，美国能源部利用该模型预测世界原油价格等。 国内方面，也有利用神经网络在研究分析领域实际应用的例子，如用b p 神经网络 模型预测全国私用汽车拥有量，为交通公路部门以及汽车行业的规划和决策提供了有力 依据【4 l 。建立b p 神经网络利用m a t l a b 环境下的a n n 工具箱，对各交通分区现状及 不同影响因素变化下的公交出行比例进行预测分析为公交出行比例预测分析及政策制 定提供了一种可借鉴的新的研究思路1 5 】。神经网络的其他应用就不一一叙述了。 1 3 论文研究的目的和意义 道路交通事故是指车辆在道路上因过错或者意外造成的人身伤亡或者财产损失的 事件。道路交通事故是所有国家都面临着的一个严重而又难于解决的问题。因为随着社 会经济的发展，道路的增长始终跟不上车辆的增长，且道路的发展要受到土地和经费的 限制。为了在现有的交通环境中，减少道路交通事故的发生，把一些道路交通事故消灭 在萌芽状态中，减少经济损失，提高道路的通行能力。 预测是科学决策的重要前提，道路交通安全决策也不例外。我国的道路交通事故目 2 长安人学硕上学位论文 前正处在多发的关键时期。道路交通事故在一段时期内，还将随着经济的发展，汽车保 有量的增加呈增长的趋势。在道路交通规划、设计、管理、法规和教育等方面，道路交 通安全的科学决策显得越来越重要。因此，做好道路交通事故预测工作，对提高道路交 通安全管理工作水平具有十分重要的意义。 然而，道路交通事故与其致因之间呈现多因素、复杂的非线性关系，难以用函数模 型描述。随着人工神经网络理论的日趋成熟和实用化，使得从数据中挖掘规律，从而研 究交通事故的再次发生已经成为可能。因此利用b p 神经网络( b a c k u pr o p a g a t i o nn e u r a l n e t w o r k ) ，分析交通事故的人、车、路等致因与交通事故评价指标之间的关系，为交通 事故预防提供决策依据。 1 4 论文的研究内容 道路交通系统的非线性、随机性、动态性以及不确定性特点，决定了作为道路交通 系统行为特征量的道路交通事故预测的复杂性。针对现有道路交通事故宏观预测方法的t 不足，探索适应道路交通系统的非线性、随机性、动态性以及不确定性特点，适应我国 交通特性的事故预测模型及方法，在对国内外常见预测方法的对比分析后提出利用神经 网络模型解决复杂、非线性问题的优势来求解道路交通事故预测问题。根据预测出来的 道路交通事故次数、死亡人数、受伤人数、直接经济损失等指标，道路交通管理部门不 但可以依据第二章中有关事故的成因进行有针对性的管理，达到减少交通事故次数，减。 小人民群众的生命和财产损失的目的。还可以为其制定未来年限的交通事故指标提供可 靠的依据。本文拟进行以下几个方面内容的研究： 第二章道路交通事故成因分析及国内外主要预测方法； 第三章神经网络模型基本理论； 第四章道路交通事故预测神经网络模型及m a t l a b 实现； 第五章结论及不足。 3 第二章道路交通事故成因分析及国内外主要预测方法 第二章道路交通事故成因分析及国内外主要预测方法 2 1 道路交通事故概况 道路交通事故已被公认为当今世界最大的公害之一。据世界卫生组织预防道路交 通伤世界报告概要指出：道路交通伤害是一个公共卫生问题。进入2 1 世纪以来，我 国平均每年死于道路交通事故的人数高达9 2 万，受伤者多达4 3 3 万人，即每天有2 5 3 个人死于道路交通伤害。故道路交通事故有“世界第一公害 、“和平时代的战争”称号。 2 1 1 国外道路交通事故概况 道路交通事故在马车时代就已经存在，由于当时马车车速低、车流量小导致的道路 交通事故少所以没有引起人们的重视。自从1 8 8 6 年德国人卡尔奔驰( k a r lb e n z ) 发 明第一辆汽车人类由此进入汽车时代之后，1 8 9 6 年伦敦记录了首例行人与机动车碰撞死 亡事件。自此道路交通事故就没有停息过，然而道路交通事故真正引起人类的重视是2 0 世纪以后的事情了。 由于当今世界上各工业化发达国家的汽车保有量急剧膨胀，道路交通事故也随之猛 增。英国1 9 9 0 - - 2 0 0 0 年由于酒后驾驶致死的人数占总死亡人数的1 3 4 4 一1 6 1 2 ，美 国2 0 0 0 年统计，机动车交通事故所致经济损失达2 3 0 6 亿美元，其中包括人员伤亡和车 辆损坏造成的全部损失。法国自1 9 5 1 年至2 0 0 0 年死于交通事故的人数近5 0 万，几乎 相当于法国在第二次世界大战中的死亡人数。 道路交通事故的演变和汽车工业的发展历史紧密相关，道路交通事故的演变历史可 以分为以下四个阶段： 第一时期：1 8 9 9 年一1 9 2 0 年 这一时期，由于汽车工业处于发展初期，产量低，汽车平均行驶的速度为约1 卜 2 0 k m h ，社会汽车保有量小，发生道路交通事故不多，没有引起社会的关注。 第二时期：1 9 2 0 年一1 9 4 5 年 这一时期，汽车工业处于快速发展时期。汽车的平均行驶速度也有所提高达到 5 0 k m h 。世界汽车保有量从1 9 2 5 年的4 0 0 多万辆增加到1 9 4 5 年的6 0 0 0 多万辆。德国 于1 9 3 2 年修建了世界上第一条高速公路( 从波恩到科隆全长3 2 k i n ) 。此后，美、英、 意、法等汽车工业发展较快的国家也纷纷开始修建自己的公路网。汽车交通运输进入了 高速发展的时期，道路交通事故也在不断出现。以美国为例：2 0 世纪3 0 年代末汽车保 4 长安大学硕士学位论文 有量已突破3 0 0 0 万辆，1 9 3 0 年道路交通事故死亡人数为3 2 9 0 人。这时人们已经开始注 意到了道路交通事故的危害。美国开始扩大第一次世晃大战前出现的交通警察队伍，交 叉口开始实行信号控制，设置交通标志和道路划线。美国于1 9 3 0 年成立了交通工程师 协会，开始研究人、车、路之间的关系和交通安全。 第三时期：1 9 4 5 年一1 9 7 2 年 第二次世界大战以后，随着大量的军工企业转向民品，在以汽车工业为龙头的带动 下，世界经济得以飞速的发展。世界汽车保有量猛增到1 9 7 1 年的2 5 亿辆，汽车的车速 也提高到6 0 - - - 1 2 0 k m h ，世界公路网里程于1 9 7 1 年已达1 8 7 0 多万k m 。战后日本的汽 车工业也得到了飞速的发展，汽车保有量从1 9 5 0 年的3 5 万辆猛增到1 9 7 0 年的1 9 0 0 万 辆，增加了5 1 倍。 这一时期道路交通事故也处于直线上升时期。道路交通事故越来越严重，死亡人数 逐年上升。联邦德国和日本的道路交通事故在1 9 7 0 年达到顶峰，死亡人数分别为1 9 1 9 3 人和1 6 7 6 5 人；1 9 7 2 年美国和法国的道路交通事故死亡人数分别达到5 6 2 7 8 人和1 6 5 4 5 人，达到历史的最高峰。 由于道路交通事故恶性膨胀，世界各国开始重视道路交通事故预防与治理并采取了 章 相应的措施。 美国国会于1 9 6 6 年颁发了美国有史以来有关交通安全的法令“1 9 6 6 年公路安全法 令”和“1 9 6 6 年汽车安全措施令 ，并在运输部主持下成立了“国家公路安全局 ，负责 制定和颁布有关交通安全的全国性统一标准，负责统筹全国有关公路交通安全的研究、 计划和人员培训工作。1 9 6 6 年美国还成立了“国家汽车安全咨询委员会”和“国家公路 安全咨询委员会”，负责就交通安全问题向运输部长提出建议和报告，参与制定有关标 准和措施。 日本于1 9 6 1 年1 月1 0 日成立了全日本交通安全协会，全国动员，全面采取措施； 1 9 7 0 年成立了以政府内阁总理大臣为主席的全国交通安全对策会议，颁布了交通安全 对策法；从1 9 7 1 年开始，每五年实施一个交通安全五年计划，大搞交通安全设施建设， 提高交通管理科学水平，强化交通法规和安全教育，取得了很大的成效。 第四时期：1 9 7 2 年一至今 在这一时期，人类社会日益重视道路交通事故的预防和控制手段取得了良好的效 果。在这一时期，世界汽车工业虽然仍以较快的速度在发展，世界上绝大多数国家的道 路交通事故已呈现出下降趋势。虽然在2 0 世纪7 0 年代和8 0 年代中期有所回升，但总 第二章道路交通事故成冈分析及国内外主要预测方法 的趋势是下降的。 自1 9 7 1 年开始，日本道路交通事故死亡人数连续9 年下降。1 9 7 9 年与1 9 7 0 年相比， 汽车保有量增加了2 6 倍，而道路交通事故死亡人数减少了5 0 。1 9 7 0 年死亡1 6 7 6 5 人 下降至1 9 7 9 年的8 4 6 6 人。 世界各国在本时期对道路交通安全问题采取了不少措施，投入了大量资金以及运用 科技手段改变原来的混合交通状况，使得进入2 0 世纪7 0 年代以来，交通安全情况有明 显好转。来自欧共体国家的官方数据表明，1 9 9 9 年欧洲道路死亡率显著下降。西欧在 1 9 9 9 年道路死亡人数比1 9 9 8 年下降了将近4 4 ，这是自1 9 9 6 年以来欧洲道路死亡人 数下降最多的一年。在中欧和东欧这一数据下降了近4 1 ，这同样为1 9 9 6 年以来下降 最多的一年。 进入2 1 世纪后各主要发达国家的年死亡人数在逐年下降，并将保持在一个较低水 平。2 0 0 1 年美国道路交通事故死亡人数为4 万人，日本为l 万人。2 0 0 3 年美国和俄罗 斯的道路交通事故死亡人数分别为4 万人和2 6 万人。 2 1 2 国内道路交通事故概况 我国道路交通事故的演变历史可以分为以下三个时期： 第一时期：1 9 0 0 年一1 9 4 9 年 这一时期中由于汽车保有量少，道路交通事故率低，所造成的伤害没有引起社会的 足够重视。 第二时期：1 9 5 0 年一1 9 8 0 年 在这一时期，我国拥有了自己的汽车工业，机动车保有量年平均增长量达3 万9 万辆。同时这一时期也是道路交通事故增长时期，由道路交通事故引起的死亡人数年平 均增长量达到1 5 0 0 - - - 4 0 0 0 人。在这一时期，有关部门虽然开始了有关交通安全管理的 工作，但相对而言仍没有引起足够的重视。 第三时期：1 9 8 0 年一现在 2 0 世纪8 0 年代以后，我国进入了改革开放时期，汽车工业及交通运输业都得到了 迅猛发展，汽车保有量以每年1 0 0 万一2 0 0 万辆递增。特别是进入9 0 年代以来，我国高 速公路发展迅速，到2 0 1 0 年末，全国高速公路里程将达6 5 万k m ，居世界第二。但是 由于公路现代化建设和交通安全管理水平远远滞后于交通运输量和汽车保有量迅猛增 长的速度，因而，交通事故及造成的伤亡人员也急剧增加。据资料统计，2 0 0 9 年，我国 6 长安大学硕十学位论文 交通管理部门共受理道路交通事故2 3 8 万起。这些事故造成6 8 万人死亡、2 7 5 万人受 伤，直接经济损失9 1 亿元。平均每天要发生6 5 2 起交通事故，有1 8 6 人在车祸中死亡， 7 5 3 人受伤，成为汽车交通事故死亡人数最高的国家之一，给国家造成了巨大的社会经 济损失。 目前，我国正处在经济腾飞的时期，但是在现代化交通管理系统、机动车高安全性 能研制、健全的交通立法、安全意识国民教育等方面与发达国家相比还有很大的差距。 尽管近两年我国道路交通事故死亡人数和万车死亡率有所下降，但死亡人数仍然居世界 前列。 另外，我国的道路交通事故具有以下几个特点： ( 1 ) 交通事故率高 从每年交通死亡事故的绝对数来看，近几年虽然有所下降，仍呈现高位状态，形势 还是相当严峻。 ( 2 ) 事故原因特点 机动车驾驶员的疲劳驾驶是造成交通事故的主要原因，据统计，4 0 一7 0 的交通 事故与驾驶员疲劳驾驶有关。 ( 3 ) 地域分布特点 沿海和经济发达省份是事故多发地区，如广东、山东、江苏、浙江等，但北京、上 海、天津由于其交通安全管理以及交通安全宣传等方面工作水平较高，因而这三个直辖 市的交通安全状况相对较好，低于全国的交通事故平均水平。 ( 4 ) 时间分布特点 我国交通事故在按月分布方面呈现出一定的规律性，交通事故的数量按季度递增， 下半年多于上半年，双休日的交通事故发生率低于工作日。 ( 5 ) 车种类型特点 从交通方式、事故分类、死亡人数的构成来看，汽车造成的死亡人数占首位，摩托 车次之。 ( 6 ) 车属行业特点 从汽车交通事故死亡人数构成的车属行业来看，企事业单位居首位，其次是个体联 户，然后是公路运输部门。 ( 7 ) 责任人特点 从死亡事故成因构成来看，驾驶员责任造成的死亡事故占首位，其次是行人和自行 7 第二章道路交通事故成因分析及国内外主要预测方法 车人责任造成的死亡事故大。从死亡事故肇事驾驶员驾驶年限构成来看，3 年以上驾龄 的驾驶员占首位，其次是3 年以下驾龄的驾驶员和实习驾驶员。非职业驾驶员和年轻人 为交通肇事的主要群体。 ( 8 ) 道路条件特点 从死亡事故肇事地区道路构成来看，平直路比例最大，其次是十字路口。 ( 9 ) 天气特点 从造成死亡事故的天气构成来看，晴天的比例最大，高达7 5 。 ( 1 0 ) 死亡人群特点 从事故死亡人群职业构成来看，农民居首位，其次是城市居民。从事故死亡人员年 龄构成来看，1 7 3 5 岁年龄段的居首位，其次是3 卜5 9 岁年龄段。 ( 1 1 ) 车外事故率高 车外事故是指汽车与非机动车( 如自行车、人力车、畜力车) 相撞，汽车撞行人造 成的事故。 2 2 影响道路交通事故的因素 道路交通事故是指车辆驾驶人员、行人、乘车人以及其他在道路上进行与交通有关 活动的人员，因违反中华人民共和国道路交通管理条例和其他交通管理法规、规章 的行为，过失造成人身伤亡或者财产损失的事故。为了更有效的减少交通事故，达到更 好的预测道路交通事故预测的目的，有必要分析道路交通事故的规律，分析其内在原因， 这样才能更好的采取有效地措施降低道路交通事故率，减少由于道路交通事故造成的人 身伤害和财产损失，最终达到对道路交通事故预警的目的。 道路交通是由人、车、路、环境四因素构成的，其中任何一个方面的不协调均将造 成交通事故，例如驾驶员违章操作、车辆系统的技术故障和道路的缺陷都可能造成交通 事故。每一起交通事故的发生，单独进行分析似乎具有偶然性，实质上是有其必然性的， 即人、车、路三方面出现了不协调，造成汽车不能正常行驶而发生交通事故。由于道路 交通事故涉及的面较广，既有驾驶员的操作、行人的穿行、车辆的技术状况等因素的影 响，又有道路状况、车流量、车速、交通状况的影响。从宏观上来看，导致道路交通事 故发生的原因有人的原因、车辆的原因、道路的原因及环境的原因等四个方面。下面就 这四个方面做下阐述。 长安大学硕1 ：学位论文 2 2 1 人的因素 2 2 1 1 驾驶员 驾驶员的违章操作和失误是引发交通事故的主要原因。据统计，在我国由于驾驶员 的原因引起的道路交通事故数占道路交通事故总数的比例约为7 0 。驾驶员的原因按性 质可以分为违章原因、心理原因和生理原因几个方面。 ( 1 ) 违章原因 违章是指车辆驾驶员违反道路交通安全法和其它道路交通安全管理法规、规章 的行为，常见的违章操作主要有超速行驶、酒后驾驶、疲劳驾驶、逆向转弯、违章会车、 违章倒车、违章停车、违反交通信号等。 驾驶员技能差、经验不足、驾驶员安全意识差带有侥幸心理往往导致交通事故的发 生，另外驾驶员交通法规意识淡薄是引发道路交通事故的重要原因。 ( 2 ) 心理原因 驾驶过程是一个复杂的心理过程，在驾驶过程中，感知、判断、反应三个环节中任 何一个环节出现错误都有可能引发道路交通事故。 、 感知错误是指驾驶员不能正确认识认知交通环境中的事物。产生感知错误的原因包 括交通环境中事物的强度与环境对比不够，所在范围或地点无法感知或感知不全面；驾 驶员的感觉器官产生暂时性障碍；驾驶员疲劳驾驶或酒后驾车，头脑不清醒；驾驶员注 意力不集中等。驾驶员通过感觉器官感知事物，将获得的信息传送给大脑，大脑在作出 判断后，将操作给手和脚并作出操作反应。感知错误必然会引起操作错误，有可能引起 交通事故。 判断错误是指驾驶员通过思考做出的判断和决定与交通环境的实际情况不符。判断 错误必然导致操作错误，因而容易引起事故发生。驾驶员在行车中的判断主要包括道路 线形、车距、车速、超车时机等方面。 对道路线形判断失误。如汽车在上下坡时，由于坡度发生变化，道路景物与路面的 倾斜度变化所造成的错觉。驾驶员在这种错觉下会错误的调节油门，产生不当的车速变 化，若在下坡时跟车距离较近，会因前车突然刹车而造成车辆追尾。 距离判断失误。在汽车尾随行驶过程中，驾驶员判断的车距往往比实际的要小。这 种判断失误容易引起在尾随行驶时由于车距不足发生追尾事故。另外，在天气不好的条 件下由于视线不清也容易出现判断失误而引起交通事故。驾驶员对相向行驶的车辆在会 面时容易对横向距离估计不足容易引起汽车刮擦。 9 第二章道路交通事故成因分析及国内外主要预测方法 车速判断失误。驾驶员对迎面而来的高速车辆估计往往低于实际车速而把低速估计 过高，这就会造成对两车会车地点判断失误。当会车地点道路过窄时有可能导致正面碰 撞或刮擦事故的发生。 超车时机判断失误。超车时驾驶员需要对同向和相向的车辆车速、车距、道路宽度、 自己的车速等做出正确的判断，才能选择正确的时机超车，如果判断出现失误，很容易 在超车时导致事故的发生。 反应操作失误是指驾驶员在接受了交通环境中的信息以后，经过思考，手和脚做出 的操作动作与实际情况需要的操作不符。反应操作错误有反应操作不及时和反应操作不 正确两种情况。反应操作不及时的主要原因是反应时间过长，反应操作不准确的主要表 现是操作错误和动作程度不符要求。驾驶员技术不熟练、应变能力差是反应不正确的主 要原因。 ( 3 ) 生理原因 道路交通事故和肇事驾驶员年龄呈“u 字型关系，青年驾驶员和老年驾驶员肇事 多。事故统计表明：2 卜2 5 岁是事故率最高的年龄段，事故率较低的年龄段是3 5 5 5 岁。驾驶员对交通事故的影响主要有两个方面：一是驾驶员身心机能的影响；二是驾驶 经验和技术熟练程度的影响。 2 2 1 2 乘客 由于乘客的原因而引起的交通事故虽然不多但也时有发生。如乘客在车辆行驶过程 中向窗外乱抛废弃物、把身子伸出窗外严重时会影响其他车辆正常行驶；在非公