湖南省道路運輸營運車輛事故預測

冉國成 伍慧

（長沙理工大學交通運輸工程學院，湖南 長沙 410016）

交通事故危害性大、隨機性強，對交通事故次數(shù)及交通事故死亡人數(shù)進行預測研究，有助于道路運輸?shù)陌踩l(fā)展。湖南省道路運輸還需要做進一步的發(fā)展，尤其是道路運輸安全方面，仍然是制約湖南省社會經(jīng)濟發(fā)展的一個重要因素。特別是道路客運方面，一旦發(fā)生交通事故，不管是傷亡人數(shù)還是經(jīng)濟損失都損失慘重。為此對湖南省在“十三五”期間道路客運業(yè)所發(fā)生的交通事故進行分析，定量的評估事故發(fā)生特性，針對性地提出預防對策研究。當前，如何解決道路客運業(yè)的交通安全問題面臨巨大挑戰(zhàn)。

對道路交通安全的研究，大多學者將各地區(qū)道路交通特性相結(jié)合，對其事故發(fā)生的原因進行研究并給出應(yīng)對措施。許強強等[1]對阿壩州藏區(qū)道路交通事故規(guī)律特性進行研究分析，并利用GM（1，1）模型對事故發(fā)生次數(shù)及死亡人數(shù)作出預測。張嘉琦[2]建立GM（1，1）和Verhulst 模型，以人、車、路和經(jīng)濟發(fā)展水平為主要因素，對交通事故死亡人數(shù)進行預測和分析。蔣建平等[3]整理分析了我國從1990 年到2017 年道路交通事故發(fā)生的時間及空間分布規(guī)律，分別從人、機、環(huán)境、管理等四個方面研究分析了容易引起道路交通事故的相應(yīng)原因，并利用灰色模型預測了未來我國道路交通事故死亡人數(shù)的變化。楊豐羽等[4]運用數(shù)理統(tǒng)計方法研究某高速公路互通式立交路段的運行速度和交通事故的分布規(guī)律，分析事故高發(fā)區(qū)域的事故發(fā)生機理，得出互通式立交路段交通事故特征和事故發(fā)生規(guī)律。沈坤[5]通過對道路交通事故致因的總結(jié)分析，建立了道路交通事故死亡人數(shù)灰色預測模型。韓天園等[6]通過對多起重特大交通事故進行結(jié)構(gòu)化處理分析，得出超載、超速和操作不當?shù)刃袨槭且l(fā)重特大交通事故的根本原因。牛世峰等[7]為了提高道路運輸營運車輛安全管理水平，基于GPS 定位技術(shù)及道路運輸營運車輛司機行為特點，建立了駕駛風險評估模型。

綜上所述，基于“十三五”期間湖南省道路運輸營運車輛交通事故數(shù)據(jù)，與湖南省道路交通區(qū)位條件及人文因素相結(jié)合，找出營運車輛事故發(fā)生規(guī)律，并對事故發(fā)生的主要原因進行研究分析，以及利用灰色GM（1，1）預測模型對湖南省道路運輸營運車輛事故發(fā)生數(shù)和死亡人數(shù)進行預測，對今后湖南省道路交通安全研究提供決策參考。

1 事故分布規(guī)律分析

交通事故是以多項指標共同作出反映的復雜事件，通常包括事故發(fā)生量、事故受傷及死亡人數(shù)和經(jīng)濟損失等。現(xiàn)分別從時間、空間、車輛類型和事故發(fā)生原因四個方面，著重對“十三五”期間湖南省關(guān)于道路運輸營運車輛所發(fā)生的事故起數(shù)和死亡人數(shù)的分布規(guī)律進行分析和預測[8]。

1.1 交通事故時間分布規(guī)律

交通事故的發(fā)生在一年中不同時期均存在其特定的分布規(guī)律，本文以“十三五”期間湖南省道路運輸營運車輛交通事故數(shù)據(jù)為基數(shù)，分別從年、月和日分析交通事故隨時間變化的規(guī)律。

1.1.1 按年分布規(guī)律

“十三五”期間，湖南道路運輸業(yè)營運車輛共發(fā)生交通事故208 起，死亡（失蹤）人數(shù)335 人，如圖1 所示。其中2016 年的事故發(fā)生量與事故死亡（失蹤）人數(shù)的比值高達1：2.3，從2017 年至2020 年的事故發(fā)生量與事故死亡（失蹤）人數(shù)的比值均小于1：2，道路運輸行業(yè)行車事故數(shù)及年死亡人數(shù)均控制在100 以內(nèi)，且2017-2020 年連續(xù)四年未發(fā)生死亡10 人以上事故，并且在此期間事故起數(shù)和死亡（失蹤）人數(shù)均穩(wěn)中有降。

圖1“十三五”期間湖南省歷年道路運輸事故情況

1.1.2 按月分布規(guī)律

“十三五”期間，湖南省道路運輸業(yè)營運車輛的事故發(fā)生起數(shù)與死亡（失蹤）人數(shù)從1 月至12 月分布如圖2 所示。其中第1、2、9、10 月是事故發(fā)生頻率最高的4 個月，共計事故95 起，占“十三五”期間事故總起數(shù)的45.7%，死亡147 人，占死亡總?cè)藬?shù)的43.9%。從時間段上來看，第1、2、3 月（寒假、春運）及第8、9、10 月（暑假、國慶）正值客貨運高峰期，客（貨）流量大，是道路運輸事故的高發(fā)期，運輸企業(yè)和運管機構(gòu)應(yīng)特別加強這些時段的安全監(jiān)管。

圖2“十三五”期間道路運輸行車事故月份分布圖

1.1.3 按日分布規(guī)律

“十三五”期間湖南省道路運輸行車事故時段分布規(guī)律如圖3 所示。從24 小時的分布來看，7:00-8:00、12:00-13:00、14:00-15:00 和10:00-11:00 四個時段事故多發(fā)，四個時段共計發(fā)生事故68 起，死亡（失蹤）95 人，占2016-2020 年事故總量的32.7%，死亡人數(shù)的28.4%，這四個時段分別是午后和上下班高峰期，午后司機處于疲勞駕駛，會出現(xiàn)安全意識降低，加之上下班高峰期人員和車輛密度大，容易發(fā)生交通事故。營運車輛發(fā)生事故數(shù)及死亡人數(shù)主要集中在7:00-20:00，說明湖南省道路運輸營運車輛的交通事故量是由交通出行的頻率決定的，白天的交通事故發(fā)生量大于夜間。

圖3“十三五”期間道路運輸行車事故時段分布圖

1.2 交通事故空間分布規(guī)律

“十三五”期間湖南省道路運輸營運車輛交通事故數(shù)在各市的分布如表1 所示，交通事故起數(shù)在不同的路域分布如圖4 所示。

圖4“十三五”期間湖南省道路客運交通事故路域具體分布

從各市營運車輛交通事故數(shù)量來看，其中長沙、岳陽、婁底、衡陽、張家界和郴州發(fā)生的事故數(shù)量占湖南省事故發(fā)生數(shù)的63.2%，主要是由于這些市的車流量較大和人口數(shù)量較多。從圖4 可知，有87%的事故數(shù)量是發(fā)生在非高速路上，非高速路中其他道路（干線公路、環(huán)城路、縣道）的事故數(shù)有上升的趨勢[9]。發(fā)生在市區(qū)的交通事故數(shù)最多，“十三五”期間共發(fā)生75 起，從線性規(guī)律可以看出整體呈上升趨勢，需要警惕預防。

1.3 交通事故類型分布規(guī)律

如圖5 事故類型分布圖所示，碰撞發(fā)生的比例最高，占事故總量的79.8%，其次為側(cè)翻、追尾，兩者占事故總數(shù)的11.5%，且事故累計數(shù)占了總事故數(shù)的91.3%，可謂道路運輸事故的主要類型。

圖5“十三五”期間湖南省道路運輸行車事故類型分布

表1“十三五”期間湖南省各市道路運輸營運車輛交通事故起數(shù)

1.4 交通事故原因分布規(guī)律

如圖6 事故原因分布所示，除去未知原因，發(fā)生事故中營運車輛與行人發(fā)生碰撞達42 起，占比34.1%，其次為營運車輛與電動車、摩托車、三輪車相撞，發(fā)生38 起，占比30.9%。因此，加強駕駛員安全教育培訓，督促客/貨運駕駛?cè)思芯Γ刂栖囁伲斏黢{駛，特別注意避讓行人、電動車、摩托車、三輪車等對減少道路客運事故非常關(guān)鍵。

圖6“十三五”期間湖南省道路運輸行車事故原因分布

2 事故主要原因分析

道路交通事故的發(fā)生是由多方面因素共同作用所導致，事故發(fā)生的原因較復雜，但也存在一定的規(guī)律，從圖6 的分布中可將車輛之間發(fā)生碰撞、車輛與行人和司機操作不當?shù)茸鳛榻煌ㄊ鹿拾l(fā)生的主要原因，且分別進行分析[10]。

2.1 車輛之間發(fā)生碰撞

“十三五”期間湖南省道路運輸車輛之間發(fā)生碰撞事故最多的是營運車輛與非營運車輛、貨車、摩托車和非機動車，除去未知及車輛與行人原因，事故發(fā)生數(shù)達到了84%，但死亡人數(shù)高達85%，說明車輛之間發(fā)生碰撞時事故發(fā)生數(shù)與人數(shù)死亡率為1:1，即每一起事故發(fā)生則平均至少有一人死亡。營運車輛和非營運車輛之間發(fā)生碰撞與非營運車輛的運動軌跡及密度相關(guān)，隨著社會經(jīng)濟及道路運輸?shù)牟粩喟l(fā)展，非運營車輛數(shù)量的增長速度越來越快，其運行方式對營運車輛的干擾增強，導致增大了與營運車輛發(fā)生碰撞的概率。所以，營運車輛及非營運車輛均需嚴格執(zhí)行交通規(guī)則和規(guī)范的駕駛方式。

2.2 車輛與行人

“十三五”期間湖南省道路運輸營運車輛與行人發(fā)生的碰撞的事故數(shù)最多，達42 起，但死亡人數(shù)高達43 人，車輛與行人發(fā)生的交通事故數(shù)與人數(shù)死亡數(shù)超過了1:1，即車輛與行人每發(fā)生一次交通事故就會發(fā)生平均一人死亡。在道路交通事故中由于人的因素造成的交通事故比例很大，其中一類就是行人的因素導致交通事故發(fā)生，因行人的因素造成交通事故主要是由于大多數(shù)行人不遵守交通規(guī)則及無信號燈的道路交叉口。在道路交通中，行人需嚴格遵守交通規(guī)則，加強對其交通安全教育。

2.3 司機操作不當

“十三五”期間湖南省道路運輸營運車輛發(fā)生事故中，因司機操作不當發(fā)生的事故數(shù)雖然只有7 起，但是事故死亡人數(shù)高達12 人，死亡人數(shù)與事故發(fā)生數(shù)的比值為1.7:1，即每次因司機操作不當引發(fā)的交通事故平均導致近2 人死亡。道路交通中因司機操作不當導致的交通事故屬于人的因素中的其中一類，司機易受內(nèi)外部的干擾，從而影響汽車的運動狀態(tài)，內(nèi)部干擾主要表現(xiàn)為司機的情緒、疲勞和駕駛經(jīng)驗等，外部干擾主要表現(xiàn)為道路條件、車輛狀況和行人狀況等，這些干擾最終都需要司機來克服，因汽車高速運動和事故發(fā)生的突然性的存在，使人在交通環(huán)境中易出現(xiàn)各種失誤，從而產(chǎn)生交通事故。

3 道路交通事故預測

在交通事故的預測中，有回歸分析、灰度預測和神經(jīng)網(wǎng)路等多種預測方法[11，12]。其中灰色預測對原始基礎(chǔ)數(shù)據(jù)量的要求比回歸分析法的數(shù)量要求低，可使用少量的交通事故基礎(chǔ)數(shù)據(jù)對未來值進行預測，并且能夠達到一定的效果。

3.1 建立灰色GM（1，1）模型

灰色GM（1，1）模型是一種只包含單一變量的一階微分方程構(gòu)成的預測模型。其模型構(gòu)建如下所示：

3.2 預測值檢驗

3.3 交通事故次數(shù)的灰色預測

運用上述建立的灰色GM（1，1）模型對表2 中道路交通事故發(fā)生次數(shù)和死亡人數(shù)進行預測。

表2“十三五”期間湖南省道路交通事故統(tǒng)計

3.3.1 對算式（1）和表2 中事故發(fā)生次數(shù)數(shù)據(jù)進行累加，可以得到原始數(shù)據(jù)序列：

現(xiàn)對湖南省2021-2025 年道路運輸營運車輛事故發(fā)生次數(shù)進行預測，如表3 所示。

表3 2021-2025 年湖南省道路運輸營運車輛事故次數(shù)預測

3.3.5 殘差檢驗

3.3.5.1 由算式(3)(6)(12)可進行殘差檢驗，如表4 所示。

表4 事故發(fā)生次數(shù)殘差檢驗表

表5 2021-2025 年湖南省道路運輸營運車輛事故死亡人數(shù)預測

3.4 結(jié)果分析

隨著道路交通管理水平的不斷提升，以及對道路運輸營運車輛安全的重視程度逐漸加深，結(jié)合預測結(jié)果顯示，相對于“十三五”期間湖南省道路運輸營運車輛發(fā)生的交通事故數(shù)及事故死亡人數(shù)均有明顯的下降趨勢，與圖1 的線性預測趨勢圖也相符合。

4 結(jié)論

以“十三五”期間湖南省道路運輸營運車輛發(fā)生的交通事故數(shù)及事故死亡人數(shù)為基礎(chǔ)，分別從時間、空間和事故類型等方面的分布規(guī)律來研究分析交通事故特性，并以車輛間發(fā)生碰撞、車輛與行人和司機操作不當?shù)热矫鏋橐l(fā)交通事故的主要原因進行分析，再根據(jù)事故特性利用灰色GM（1，1）模型對2021-2025年湖南省道路運輸營運車輛的交通事故數(shù)及事故死亡人數(shù)進行預測，希望通過本文的研究，對“十四五”期間湖南省交通事故研究與預防起到積極意義。