山區高速公路多車交通事故統計分析

葉斯哈提·阿扎提，王雪松，馮錫榮，辛紅剛

（1.同濟大學，上海201804，中國；2.中交資產管理有限公司，北京101399，中國；3.中交資產管理有限公司貴州區域管理總部，貴州551200，中國）

近年來，山區高速公路的交通安全備受關注，特別關注在極端天氣頻發、特殊路段的交通安全問題。隨著山區高速公路的快速發展和交通量的增加，發生交通事故也在增加尤其是多車事故。《交通強國建設綱要》指出，要提升交通基礎設施本質安全水平，加強交通安全綜合治理[1]。因此，對山區高速公路多車事故的發生機理進行全面分析至關重要，為道路設計和高速公路管理部門的專業人員從這些信息中受益，以減少多車事故的發生。

針對山區高速公路多車事故影響因素分析，國內外學者已有很多研究。李貴陽等從駕駛員特征、車輛因素、道路條件、環境因素4個維度進行了山區高速公路多車事故影響因素分析[2]。Lee等從駕駛員特征、道路幾何特征、環境因素、交通量等方面，分析了安大略省高速公路上涉及單車和多車事故傷害嚴重程度研究[3]。李艷等基于有限混合模型從平面、縱斷面、橫斷面設計參數，交通運行特征等，研究分析了高速公路事故影響因素[4]。Pande等從道路幾何特征、路面狀況、交通量、限速等變量，研究分析了多車道高速公路事故傷害嚴重程度研究[5]。

從國內外現有研究中可以看出，研究學者沒有同時考慮運行速度、路面抗滑性能、天氣因素，對山區高速公路多車事故影響因素和事故預測挖掘尚不深入。針對現有研究的不足，本文以典型山區高速為研究對象，以路段類型、道路幾何特征（平面、縱斷面）、交通運行（流量、速度、貨車占比）、天氣、路面抗滑性能指數等數據作為多車事故影響因素和事故預測建模變量，建立基于同質法分段的負二項回歸模型。

1 數據準備

1.1 事故數據

基于貴都高速2017~2019年的交通事故數據作為事故分析研究對象。并根據事故信息中的地理位置和發生日期將其逐一匹配到對應的路段上，從而統計出各路段內發生的交通事故數。同時基于“事故形態”及“車輛間事故”字段，對多車事故分別進行處理。

1.2 道路幾何數據

通過全線調研行車記錄視頻與貴都高速平面圖進行里程樁號的匹配，形成貴都高速現狀擬合圖。并結合貴都高速竣工圖，生成平縱橫線形，確定貴都高速道路幾何數據采集變量，包括：路段類型、平面線形類型、平均曲率、曲率最大最小差值、豎曲線類型、平均坡度、縱坡坡長、坡度變化率、平縱線形組合。為了保證分析結果的精準性，貴都高速公路被劃分為489個同質性路段[6]。

1.3 交通運行數據

貴都高速全線設置了雙向8處ETC門架采集點。通過ETC門架過車數據，檢測獲取斷面速度和流量數據，確定數據采集變量，包括：日均交通量、平均速度、大小型車均速差和日均貨車占比。

1.4 天氣數據

根據2017~2019年貴陽市、龍里縣、貴定縣、都勻市四地天氣情況，計算晴、陰、雨、雪、霧天所占三年總天數的比例，最終確定氣象相關變量，包括：晴天占比、陰天占比、雨天占比、雪天占比、霧天占比。

1.5 路面抗滑性能數據

路面抗滑性能用路面抗滑性能指數（Skidding Resistance Index，SRI）進行評價。根據貴都高速路基、路面及沿線設施檢測年度報告中的路面抗滑性能指數SRI評定結果，計算2016、2018及2020年SRI平均值，得到路面抗滑性能變量。

2 事故統計模型與估計方法

2.1 負二項回歸模型

事故數方差可以作為離散分布的指標。事故數方差可以用極大似然估計法得出。當事故數方差等于0時，負二項分布為泊松分布。如果事故數方差顯著不等于0，表明事故數據具有離散性，不適合采用泊松分布。本研究中事故數方差大于均值，應建立負二項回歸模型進行分析。模型如下：

i為該高速公路上從1開始的微觀單元編號，為路段i的事故預測值，變量為影響交通事故的因素，為變量對應的系數，為負二項模型的離散系數。

2.2 模型結果

多車事故負二項回歸模型參數估計結果，見表1所示。路段類型、平均坡度、路段長度、平均速度、平均日交通量、霧天占比及路面抗滑性能指數是顯著的。

表1 多車事故模型參數估計結果

3 安全影響因素分析

為量化顯著變量對多車事故頻次的影響程度，采用公式（3）計算了邊際效應，見表2所示。并結合邊際效應計算結果，分別對山區高速公路路段類型、道路幾何設計、交通運行、天氣因素、路面性能特征進行安全影響因素分析。

表2 多車事故模型邊際效應分析

式中為事故頻次影響因素變量的系數。

3.1 路段類型

隧道入口外200m、隧道中部、立交主線路段多車事故風險較一般主線高0.78%、0.44%和1.04%，隧道出口外100m多車事故風險較一般主線低0.42%。在隧道入口外區域至中間區域是最容易發生事故的地方，這主要是由于高速公路開放路段（100公里/小時）和隧道內降低的速度（80公里/小時）之間存在明顯的限速差異，這導致了多車事故的高比例[7]。

3.2 道路幾何設計

下坡路段多車事故數比上坡路段多，李艷[4]也得到了相同的結論。山區高速公路隧道坡度變化的路段頻繁并最大縱坡為4%的路段多，車輛在通過山區高速公路坡度大的路段，尤其是下坡路段時容易速度失控，因此更容易發生多車事故。

3.3 交通運行

多車事故數隨平均日交通量增加而增加，平均日交通量每提高1%，多車事故風險增加1.96%，與已有的一些研究結論相反[8]。因為，由于路段中車輛數增加，導致車輛間車頭時距減小，因此無法保持安全距離，容易發生事故。其次，由于路段中車輛數增加，路段容易擁堵，導致車輛變換車道頻繁，因此容易發生事故。

多車事故數隨平均速度增加而增加，平均速度每增加1km/h，多車事故數增加0.03%。由于貴都高速公路隧道很多，隧道路段限速80km/h，普通主線路段100km/h。因此，車輛在行駛過程中不斷的加減速，這導致了多車事故的高比例。

3.4 天氣因素

多車事故數隨霧天占比增大而增大，霧天占比每增加1%，多車事故風險增加0.64%，該結論與劉漫的研究一致[9]。首先，山區高速公路霧天頻繁；其次，在霧天主要是駕駛員視線受阻，導致更容易發生多車事故；隧道外部和內部區域駕駛員視線不一樣，并且環境變化很快，更容易在霧天發生多車事故。

3.5 路面性能

山區高速公路中路面抗滑性能指數越低多車事故風險越高。原因是路面摩擦阻力降低，從而造成車輛行駛困難、增加交通事故發生的概率。因此，定期評估路面抗滑性能，如果路面抗滑性能低于安全區間要及時更新路面材料。

4 結語

本文以貴州省貴都高速公路為研究對象，構建了負二項回歸模型，發現了路段長度、路段類型、平均坡度、平均速度、平均日交通量、霧天占比及路面抗滑性能指數對山區高速公路多車事故數有顯著影響。該結果揭示了以山區高速公路為例的道路幾何特征、交通運行特征、天氣環境特征對山區高速公路多車事故的影響，為山區高速公路路段的交通安全工程改善提供理論支持。