考虑空间溢出效应和事故漏报特性的高速公路交通安全综合评价研究

Crash prediction models based on historical crash data, are the prevalent methods for the quantitative evaluation on roadway safety. However, it is short of systematic modeling crash frequencies by injury severity and crash type in extant freeway crash prediction models. The interactive effects of the observed factors between adjacent freeway segments, are rarely investigated. Moreover, the crash underreporting issue is seldom taken into account in crash frequency modeling..To deeply explore the occurrence mechanism of freeway crashes and to accurately evaluate the safety performance of freeways, this project will investigate the underlying relationship between crash frequency by injury severity & crash type and the roadway, traffic, and environmental attributes of themselves and adjacent roadway segments. A novel crash prediction model will be proposed, on the basis of emerging multivariate spatio-temporal modeling technique and with consideration of spatial spillover effects and crash underreporting characteristic, for the comprehensive evaluation on freeway crash risk, injury severity and crash type. Based on the proposed crash prediction model, the methods for hotspot ranking and safety effects estimation on candidate countermeasures or planning schedules will be designed. The methods and tools are expected to provide new technical supports for prioritizing safety management, design, or planning projects on freeways in practice.

基于历史事故数据的事故预测模型是计量评价道路交通安全的主流方法。现有高速公路事故预测模型缺乏系统性的针对不同事故伤亡程度和事故类型的多元建模方法，鲜有考虑相邻路段安全因素对路段安全水平的交互影响（即空间溢出效应），以及从模型预测方面对事故漏报问题的数据修补技术。.本项目以深入探究高速公路事故发生机理、科学评价高速公路交通安全水平为目标，拟将事故频次按照伤亡程度、事故类型等多重指标进行划分，探索自身路段及相邻路段的道路、交通、环境属性与特定类别事故频次间的内在关联；在新兴的多元时空模型基础上，融入对空间溢出效应和事故漏报特性的考量，实现对高速公路事故风险、伤亡程度和事故类型的综合评价。应用层面上，开发高速公路黑点识别方法、安全改进措施和规划方案预期效应评估技术，为高速公路交通安全管理、设计和规划方案的制定提供技术支持和实践指导。

为了构建本质安全的高速公路交通运输系统，本项目针对高速公路交通事故机理解析和交通安全综合评价展开了深入研究：基于数据融合技术，建立了高速公路交通事故综合分析数据集，涵盖了事故及关联的人、车、路、交通、气象、救援等信息；建立了高速公路事故等级和伤亡程度预测的贝叶斯空间广义有序Logit和Probit模型，解析了发生地点相邻的事故在其等级和伤亡程度上的相关性，量化了车主类型、车辆类型、道路设计参数、交通量和交通构成、实时气象要素和事故救援到达时长等因素对事故等级和伤亡程度的影响；探索了交通事故漏报的形成机理、道路设计参数的空间溢出效应、道路参数和气象要素对事故风险的交互作用，并将其融入到高速公路路段事故频次预测的贝叶斯时空交互模型中，提高了模型的拟合、预测性能以及参数估计的精准度，修正了道路、交通和气象因素对交通事故的影响因子；在贝叶斯多变量时空建模体系下，对高速公路事故频次、事故等级和事故类型展开了联合建模，量化了道路、交通和气象因素对各等级和类型的事故频次的影响。根据上述事故预测模型和分析结果，形成了高速公路交通安全综合评价指标，提出了相应的交通安全改善对策，并构建了高速公路事故黑点判别方法。研究成果为高速公路相关部门进行交通安全管理、设计等工程实践工作提供了重要的理论依据和技术支撑。