基于交通沖突極值統(tǒng)計(jì)的安全分析模型研究.pdf

1、道路交通安全問題一直是影響世界可持續(xù)發(fā)展的重要問題之一，每年都會(huì)導(dǎo)致大量的人員傷亡和巨額的財(cái)產(chǎn)損失?，F(xiàn)階段為改善道路交通安全狀況所進(jìn)行的研究與實(shí)踐主要是以交通事故數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析為基礎(chǔ)。然而，由于交通事故發(fā)生的隨機(jī)性和稀少性、交通事故記錄的不完備性以及交通事故統(tǒng)計(jì)分析的集計(jì)性和事后性等缺點(diǎn)，探索基于非事故數(shù)據(jù)的交通安全分析方法也一直是廣大研究人員和工程實(shí)踐人員的努力方向。其中，交通沖突技術(shù)是目前發(fā)展較快但在理論體系和應(yīng)用方法方面仍相對(duì)薄

2、弱的一個(gè)研究方向，具有較大的開發(fā)空間和廣闊的應(yīng)用前景。
　　通過交通沖突技術(shù)與極值理論的結(jié)合，本文研究了基于交通沖突極值統(tǒng)計(jì)的交通安全分析模型的構(gòu)建、解析和擴(kuò)展應(yīng)用。
　　首先從交通沖突技術(shù)和極值理論兩個(gè)方面對(duì)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述，重點(diǎn)分析了交通沖突技術(shù)研究的相關(guān)文獻(xiàn)，總結(jié)了交通沖突界定、交通沖突數(shù)據(jù)采集和交通沖突預(yù)測(cè)有效性等方面的研究成果，分析了交通沖突技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和存在的主要問題，提出了未來可能的研究方向。
　　

3、以廣東省京珠高速公路粵北段、開陽高速公路和粵贛高速公路上的交通運(yùn)行狀況視頻和交通事故記錄為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，分析了三條高速公路上的交通流量特征和車道變換行為特性，探討了車道變換過程中后侵入時(shí)間的測(cè)定方法，并初步分析了車道變換沖突與交通事故之間的關(guān)系。
　　根據(jù)交通沖突和極值理論都是以較為常見事件的統(tǒng)計(jì)分布特性外推極為少見的極值事件分布規(guī)律的共通本質(zhì)，提出了將交通沖突技術(shù)與極值理論相結(jié)合進(jìn)行交通安全分析的方法，分別構(gòu)建了交通沖突區(qū)組極值模型

4、和超閾值極值模型，并基于兩種極值模型的參數(shù)標(biāo)定結(jié)果提出了估計(jì)事故數(shù)和事故重現(xiàn)水平兩個(gè)安全分析指標(biāo)；進(jìn)而，以模型標(biāo)定和安全分析指標(biāo)計(jì)算結(jié)果為基礎(chǔ)，對(duì)區(qū)組極值模型、超閾值極值模型和基于事故數(shù)據(jù)的回歸分析模型進(jìn)行了對(duì)比分析。
　　以消除超閾值極值模型中閾值選取的主觀性和不確定性為出發(fā)點(diǎn)，構(gòu)建了移位Gamma-GPD(Generalized Pareto Distribution)模型，探討了模型參數(shù)的標(biāo)定方法，并對(duì)模型所蘊(yùn)含的安全信息進(jìn)

5、行了進(jìn)一步的解析。
　　本文將區(qū)組極值理論和超閾值理論分別應(yīng)用到交通沖突極值統(tǒng)計(jì)中，并對(duì)兩種極值理論在交通安全分析方面的應(yīng)用進(jìn)行了對(duì)比分析，結(jié)果表明在觀測(cè)時(shí)間較短或樣本量較少的情況下，超閾值極值模型在數(shù)據(jù)利用效率、模型預(yù)測(cè)可靠性、模型預(yù)測(cè)精度等方面要明顯優(yōu)于區(qū)組極值模型。結(jié)合極值理論中常用的“重現(xiàn)水平”概念，探討性地提出了“事故重現(xiàn)水平”安全分析指標(biāo)，并通過將超閾值極值模型與傳統(tǒng)的基于事故數(shù)據(jù)的負(fù)二項(xiàng)回歸模型的對(duì)比，說明了該指標(biāo)的

6、可靠性以及其與交通事故之間存在較強(qiáng)的相關(guān)性，進(jìn)而也從側(cè)面進(jìn)一步證實(shí)了交通沖突技術(shù)的有效性。為了消除超閾值極值模型中閾值選取的主觀性并減少不確定性，建立并標(biāo)定了移位 Gamma-GPD模型，該模型同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了交通事件安全連續(xù)體的嚴(yán)重程度分級(jí)模型的參數(shù)化表達(dá)，有助于推動(dòng)安全連續(xù)體模型應(yīng)用向定量化方向發(fā)展以及交通安全分析向非事故數(shù)據(jù)方向擴(kuò)展。
　　研究結(jié)果一方面說明了極值統(tǒng)計(jì)在交通安全研究領(lǐng)域應(yīng)用的可行性和優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步驗(yàn)證了交通沖突技術(shù)