双车道公路安全性能预测模型研究

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1、二、交通管理与秩序法规·327·双车道公路安全性能预测模型研究李强胡江碧刘小明(北京工业大学北京市交通工程重点实验室北京100022)，～【摘要】公路安全管理的一项重要工作就是对道路的安全性能进行评价，到目前为止我国还没有很好的方法对双车道公路的安全性能进行定量评估。本文在借鉴美国有关双车道公路安全性能预测模型的基础上，提出模型的改进技术方法，提高预测模型的精度和满足时空转移性的要求，以期实现建立我国更加科学、合理的双车道公路安全性能预测模型。【关键词】双车道公路安全性能事故预测模型基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金引言我国公路通车里程逐年增加，截至2004年年底

2、全国公路总里程达到187．07万公里，其中二级、三级、四级公路为144．80万公路，占全国公路总里程的77．41％。按照新《道路交通安全法》施行后统计，2004年全国共发生道路交通事故51．79万起，造成10．7l万人死亡，48．09万人受伤，直接经济损失23．9亿元。而据我国事故记录分析，有超过70％的事故发生在双车道公路上，双车道公路的安全性能已引起各界的广泛关注。为了更好地对双车道公路进行交通安全管理，不仅要了解公路过去和现在的安全性能，更重要的是对公路将来的安全性能作出预测，为决策层提供依据。针对我国双车道公路比例大、交通混乱、事故率高的情况，建立双车道公路安全

3、性能预测模型，科学地指导道路交通安全管理，提高我国的道路交通安全水平就显得非常有必要。在双车道公路安全性能预测模型的研究中，主要以交通事故指标作为衡量双车道公路安全性能的指标标准。1．交通事故预测的基本思想交通事故预测，是在对事故资料、道路交通条件等影响变量的统计、分析和处理基础上，建立一个关于交通事故数与各影响变量的合理模型，然后把预测道路的各变量属性值代人预测模型，结合交通事故发生的变化规律，对公路将来可能发生的交通事故预先作出合乎逻辑的推测判断。2．交通事故预测模型现状评价公路安全性能的经典模型有平均事故率模型、基于回归分析的事故预测模型、事前事后对比分析模型(B

4、A法)、专家判别法模型。这些模型在一定程度上反映出事故发·328·关爱生命预防事故生的趋势，但由于事故本身的离散性、随机性、回归趋于均值等特性的影响，模型的预测结果都不甚理想。基于交通事故是小概率事件，其特性可用概率统计模型来描述，泊松分布和负二项分布模型是近年来越来越多的研究者所认可的模型。泊松分布和负二项分布模型，假定发生在路段(或交叉口)的交通事故是相互独立的，用路段(或交叉口)的平均交通事故数表征该路段(或交叉口)的安全性能，类似路段(或交叉口)具有相同的安全性能，平均交通事故数假定是公路各参数的函数，如2．1．1泊松分布模型。在单位时间内路段(或交叉口)i处发

5、生Yi次交通事故的概率为：m弘型署巡()，i：o，l，2L)(3—1_1)2．1．2负二项分布模型。在单位时间路段(或交叉口)i处发生Yi次交通事故的概率为：嘶弘搠嘲‘(去)专∞1_2，系数口、K通过下面的最大似然函数来确定：L(3)=∑i(Yilogdzi—pi—logyi)(3—1—3)￡(p，K)=【(盏1。g(1+弓))一log(1+≮)+Yil。舭i一(扎+去)log(1+缸i)一log(yt!)](3—1—4)式中：地=exP(flo+，善算属l(3—1—5)地一单位时间路段(或交叉口)i处平均事故次数，采用指数形式可确保事故次数的非负性菇n，石也，L，X,

6、in一预测时间段内路段(或交叉口)处的道路交通属性值卢，，卢：，卢。一模型系数值Yi一路段(或交叉口)i处交通事故次数(起)K一负二项分布的离散参数建立交通事故预测模型时，通过事故数据离散性来确定分布模型形式。负二项分布模其中第一项地表示泊松分布的方差，第二项毕；表示模型中由于忽略了某些变量引起的波动。因此负二项分布模型比泊松分布模型能描述更加离散的事故数据。对于泊松分布模型，通常用公式(3-2—2)所示的r统计量来评价事故数据的离散性。一个合理的泊松分布模型，它的r统计量与(儿一P)的比值应该等于1，其中凡是观测路段(或交二、交通管理与秩序法规·329·叉口)的个数，

7、P是模型中所含未知参数的个数。如果该值远大于1，则说明事故数据有很强的离散性，在交通事故分别中泊松分布模型不合适，一般可采用负二项分布模型。疋2砉掣式中：Yi一路段(或交叉口)处交通事故次数(起)夕i一路段(或交叉口)处预测交通事故次数(起)n一观测路段(或交叉13)的个数Fridstr妒m等提出泊松分布模型拟合度评价公式：肌·一躺21∑i夕ip州一i丽R。2：百R2式中：Yi一路段(或交叉口)处交通事故次数(起)歹一样本事故数的平均值(起)允一路段(或交叉口)处预测事故数(起)群一决定系数p2一一个合理泊松分布模型自变量所能够解释的最大