美國I-5州際公路加利福尼亞段事故黑點調查

孫爽

摘 要：近年來，交通安全問題已被社會反復提及。針對這一日益嚴重的全球性問題，來自世界各地的學者們進行了不同角度的研究，希望交通事故的頻度以及將其造成的危害降至最低。 文章基于道路交通安全的目標，運用動態分割方法尋找某一事故多發路段的黑點位置，并分析目標路段交通事故的時空特征，將為解決路段交通安全隱患奠定基礎。

關鍵詞：交通安全;動態分割;黑點;位置時空特征

中圖分類號：U411 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1671-7988（2020）20-236-03

Abstract： In recent years， traffic safety issues have been repeatedly mentioned by the society. Targeting this growing global problem， scholars from all over the world have conducted research from different angles in order to pray for the frequency of traffic accidents and the harm caused by them to be minimized. This thesis is based on the goal of road traffic safety. The dynamic segmentation method is used to seek the black spot position of a certain accident-prone road section， and analyze the space-time characteristics of the traffic accident on the target road section. Finally， a foundation will be laid for making a solution to the traffic safety hazard of the road section.

Keywords： Traffic safety; Dynamic segmentation; Black spot position; Space-time characteristics

CLC NO.： U411 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）20-236-03

引言

據統計，全世界每年因道路交通事故喪生的人數不少于一百萬，平均每50秒就有1人死于交通事故，每2秒就有1人在交通事故中受傷[1]。隨著全球汽車保有量的增長，道路交通安全問題仍將是全球公共危害之一。在這一背景下，本文旨在從危險路段中找出事故黑點。針對路段交通事故的時空分布特征，提出意見和建議。研究事故黑點具有廣泛而深遠的意義：

（1）識別交通事故中的黑點是研究道路交通安全問題的基礎。

（2）識別事故黑點是有關單位交通管理的有效手段。

（3）事故黑點識別是提高整個運輸系統安全性的必要前提。

（4）識別事故中的黑點是相關單位做出決策的依據。

1 交通事故的時空分布特征

1.1 研究思路與方法

交通事故黑點識別的一般步驟是確定目標路段，根據需要對目標路段進行劃分，選擇交通安全評價方法對每個小路段進行評價，獲取交通事故的黑點位置。

道路分割方法有固定分割法和動態分割法。目前固定分割方法被廣泛使用。該方法將目標路段以500m或1km為單位等距劃分。交通事故的發生是綜合結果，在節點位置分析事故更加困難。

交通安全評價方法分為直接評價法和間接評價法。直接評價法主要包括事故數法，事故率法，矩陣法，質量控制法和累積頻率法。間接評價法有BP神經網絡法，灰色理論法，模糊評估法和交通沖突技術等[2]。本文采用動態分割法和等效事故數法來識別目標道路路段交通事故黑點的位置。

在選擇目標路段時，基于以下三個要求：

（1）道路交通流量較大;（2）道路交通事故增多;（3）交叉口數量減少。

在選擇動態分割法時，采用編程實現動態路段的分割，在計算等效事故數時，使用交通事故的持續時間來計算事故的權重。

1.2 假定交通事故數據

（1）目標細分的選擇。根據需要選擇目標路段北行段。道路長度60英里，交叉路口28個，統計周期兩年，交通事故總數403。

（2）數據篩選。刪除持續時間為0的數據，獲得有效數據形式，共398起。

（3）計算等效事故數。由于缺少交通事故的嚴重程度和經濟損失來計算事故當量，因此，本文利用交通事故持續時間來反映事故的嚴重程度，計算事故的權重。事故的持續時間可以簡單地反映出事故嚴重程度，并且兩者呈正相關[3]。

（4）事故嚴重等級的測定。為了確定交通事故持續時間與交通事故嚴重程度之間的對應關系，本文對兩者進行了比較研究。

公式中：

n---事故總數;

ti---第i次事故的持續時間;

w0---初始重量;

w---事故標準化權重，是目標權重，也代表每次事故的等效事故數。

1.3 事故分布特征

1.3.1 路段特征

以每部分0.5英里平均劃分。根據路段統計，無路口的路段數量最多，有98個，占82.4%;一個交叉點占比11.8%;兩個交叉點占5.8%。

考慮黑點的形成還受到路段前后部分特性的影響。將三個連續的路段作為一個部分，研究交叉點的數量。根據路段統計，兩個路口的連續路段數量較大，占24.1%，0個路口、1個路口、四個路口分別占比64.7%、9.5%、1.7%。

1.3.2 事故發生時間段分布

事故最頻繁時間是3：00-6：00。0：00至6：00間的事故數量約占總事故率的2/3。12：00-15：00和18：00-21：00之間有兩個小高峰。飯后消化會導致駕駛員大腦供氧不足，影響駕駛員的反應判斷速度。

1.3.3 事故持續時間分布

事故持續時間與事故總數成反比，持續時間少于1小時的事故數量最多，有253起，占63.6%。其余1～2h、2～3h、3～4h、4～5h及大于5h事故數量分別為83起、24起、15起、9起、14起，所占比例較小。

持續時間少于1小時的事故按時間段進行分類，每個時期的事故數量隨機。少于1小時的事故不嚴重，處理時間在15分鐘內的有82起，15到30分鐘 72起，30到60分鐘99起。

1.3.4 路段事故分布

當事故數量增加時，路段數量開始減少。72.3%的路段未發生事故，16%路段發生1到10起，5%路段發生11到20起，發生20起以上事故的路段總數不到7%，只有一條發生40起以上事故的道路。

1.3.5 交叉路口影響分析

有交叉路口的路段發生事故概率為85.7%，無交叉路口事故發生率僅為15.3%。交叉部分總長度5.6米，普通部分總長度為54.93米。普通部分長度約為交叉部分的10倍。

研究發現，在普通路段的事故中，十字路口的上游發生了37.5%的事故，而十字路口的下游發生了56.1%的事故。下游發生的事故數量明顯大于上游發生的事故數量。

1.4 總結與展望

（1）將事故的持續時間用作確定事故嚴重性的標準，未考慮事故造成的財產損失。數據采集有限，下一步將考慮更多因素來支持等效事故數量的計算，使研究結果更加客觀和真實。

（2）本研究選擇路段為交通流量大，交叉口少的高速公路路段。不適用于城市地區，普遍性較低。

（3）為了減少事故中形成黑點的可能性，交通管理部門、道路施工企業和駕駛員應采取的措施應根據具體情況而定。

考慮到道路交通事故對人們的生命和財產的重大影響，安全性應該成為區分黑點調查過程的主要標準[4]。本研究方法論適用于道路交通管理部門的決策，為判斷數據信息有限時事故黑點提供了有效依據。

2 動態劃分道路單元

2.1 劃分道路的方法[5]

交通事故具有空間屬性，可以通過事故計數劃分高速公路。

分割高速公路：

（1）選擇適當長度作為劃分高速公路單位步長，從起點開始，以n步長為分析窗口，走向終點，得到一系列等長的分析窗口。分析窗口的長度應等于實際工作中確定的事故區域的長度。

（2）收集每個分析窗口交通事故數據，根據持續時間計算事故嚴重程度。如果事故嚴重性值大于分析窗口中的閾值，將該窗口稱為道路單位，找到所有路單位。

得到不安全的道路單元后，將非安全道路之間的道路定義為道路單位。這種方法優點是道路單元的長度等于實際工作中確定的易發生事故的路段長度，易于將分析結果應用于實踐，克服分析中定長分區法引起的數據失真缺陷，提高分析工作的準確性。

2.2 計算過程

主要過程包括計算交通事故的累積相對權重值，判斷事故聚集區以及找到事故嚴重性值最大的區。計算過程如下：

2.2.1 計算累計事故嚴重性

以2英里為分析窗口，閾值為150在每個分析窗口中計算事故嚴重程度。

2.2.2 找最嚴重的事故部分

通過步驟1選擇最嚴重的道路單位將其削減，更新每個分析窗口中的值并地重復此步驟直到所有值都低于閾值。之后過濾高速公路上的所有事故群。

2.2.3 分割高速公路

通過步驟1和步驟2，篩選出道路上的事故集群區域。兩個相鄰事故集群之間的路段也可以用作道路分析單元。

2.3 范例

以收集的數據為例：所收集事故數據包含事故地點、交通事故數、分析窗口中從起點到終點的累積等效交通事故數。如下劃分高速公路：

圖表突出顯示了可能發生交通事故的路段，發生事故的原因有很多：如人違反交通法規，粗心大意或在某些路段誤操作行為等，可能與警示信號有關。因此在改善駕駛員行為的同時，應放置更多的交通標志提醒。道路本身不合理或交通狀況不太好也是一部分原因。 因此，政府應改善道路狀況并加強交通設施的管理。

本部分主要討論劃分道路單元的方法，并分析哪些路段比其他路段更危險，因此可以著眼于不安全的路段并采取措施減少交通事故。

參考文獻

[1] 金穎君.高速公路交通安全管理問題及對策研究[D].蘇州大學， 2015.

[2] 何杰.人-車-路-環境復雜系統建模與分析[M].北京：科學出版社， 2016.

[3] 陳丹.高速公路交通事故致因及治理緊迫性研究[D].華南理工大學，2018.

[4] 嚴亞丹，張征，王東煒，趙湘育.高速公路交通事故黑點鑒別及影響因素分析[J].公路工程，2016，41（06）：59-62+111.

[5] 孫國萍.事故多發路段鑒別方法研究[D].北京工業大學，2006.