美国I-5州际公路加利福尼亚段事故黑点调查

孙爽

摘 要：近年来，交通安全问题已被社会反复提及。针对这一日益严重的全球性问题，来自世界各地的学者们进行了不同角度的研究，希望交通事故的频度以及将其造成的危害降至最低。 文章基于道路交通安全的目标，运用动态分割方法寻找某一事故多发路段的黑点位置，并分析目标路段交通事故的时空特征，将为解决路段交通安全隐患奠定基础。

关键词：交通安全;动态分割;黑点;位置时空特征

中图分类号：U411  文献标识码：A  文章编号：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

据统计，全世界每年因道路交通事故丧生的人数不少于一百万，平均每50秒就有1人死于交通事故，每2秒就有1人在交通事故中受伤[1]。随着全球汽车保有量的增长，道路交通安全问题仍将是全球公共危害之一。在这一背景下，本文旨在从危险路段中找出事故黑点。针对路段交通事故的时空分布特征，提出意见和建议。研究事故黑点具有广泛而深远的意义：

（1）识别交通事故中的黑点是研究道路交通安全问题的基础。

（2）识别事故黑点是有关单位交通管理的有效手段。

（3）事故黑点识别是提高整个运输系统安全性的必要前提。

（4）识别事故中的黑点是相关单位做出决策的依据。

1 交通事故的时空分布特征

1.1 研究思路与方法

交通事故黑点识别的一般步骤是确定目标路段，根据需要对目标路段进行划分，选择交通安全评价方法对每个小路段进行评价，获取交通事故的黑点位置。

道路分割方法有固定分割法和动态分割法。目前固定分割方法被广泛使用。该方法将目标路段以500m或1km为单位等距划分。交通事故的发生是综合结果，在节点位置分析事故更加困难。

交通安全评价方法分为直接评价法和间接评价法。直接评价法主要包括事故数法，事故率法，矩阵法，质量控制法和累积频率法。间接评价法有BP神经网络法，灰色理论法，模糊评估法和交通冲突技术等[2]。本文采用動态分割法和等效事故数法来识别目标道路路段交通事故黑点的位置。

在选择目标路段时，基于以下三个要求：

（1）道路交通流量较大;（2）道路交通事故增多;（3）交叉口数量减少。

在选择动态分割法时，采用编程实现动态路段的分割，在计算等效事故数时，使用交通事故的持续时间来计算事故的权重。

1.2 假定交通事故数据

（1）目标细分的选择。根据需要选择目标路段北行段。道路长度60英里，交叉路口28个，统计周期两年，交通事故总数403。

（2）数据筛选。删除持续时间为0的数据，获得有效数据形式，共398起。

（3）计算等效事故数。由于缺少交通事故的严重程度和经济损失来计算事故当量，因此，本文利用交通事故持续时间来反映事故的严重程度，计算事故的权重。事故的持续时间可以简单地反映出事故严重程度，并且两者呈正相关[3]。

（4）事故严重等级的测定。为了确定交通事故持续时间与交通事故严重程度之间的对应关系，本文对两者进行了比较研究。

公式中：

n---事故总数;

ti---第i次事故的持续时间;

w0---初始重量;

w---事故标准化权重，是目标权重，也代表每次事故的等效事故数。

1.3 事故分布特征

1.3.1 路段特征

以每部分0.5英里平均划分。根据路段统计，无路口的路段数量最多，有98个，占82.4%;一个交叉点占比11.8%;两个交叉点占5.8%。

考虑黑点的形成还受到路段前后部分特性的影响。将三个连续的路段作为一个部分，研究交叉点的数量。根据路段统计，两个路口的连续路段数量较大，占24.1%，0个路口、1个路口、四个路口分别占比64.7%、9.5%、1.7%。

1.3.2 事故发生时间段分布

事故最频繁时间是3：00-6：00。0：00至6：00间的事故数量约占总事故率的2/3。12：00-15：00和18：00-21：00之间有两个小高峰。饭后消化会导致驾驶员大脑供氧不足，影响驾驶员的反应判断速度。

1.3.3 事故持续时间分布

事故持续时间与事故总数成反比，持续时间少于1小时的事故数量最多，有253起，占63.6%。其余1～2h、2～3h、3～4h、4～5h及大于5h事故数量分别为83起、24起、15起、9起、14起，所占比例较小。

持续时间少于1小时的事故按时间段进行分类，每个时期的事故数量随机。少于1小时的事故不严重，处理时间在15分钟内的有82起，15到30分钟 72起，30到60分钟99起。

1.3.4 路段事故分布

当事故数量增加时，路段数量开始减少。72.3%的路段未发生事故，16%路段发生1到10起，5%路段发生11到20起，发生20起以上事故的路段总数不到7%，只有一条发生40起以上事故的道路。

1.3.5 交叉路口影响分析

有交叉路口的路段发生事故概率为85.7%，无交叉路口事故发生率仅为15.3%。交叉部分总长度5.6米，普通部分总长度为54.93米。普通部分长度约为交叉部分的10倍。

研究发现，在普通路段的事故中，十字路口的上游发生了37.5%的事故，而十字路口的下游发生了56.1%的事故。下游发生的事故数量明显大于上游发生的事故数量。

1.4 总结与展望

（1）将事故的持续时间用作确定事故严重性的标准，未考虑事故造成的财产损失。数据采集有限，下一步将考虑更多因素来支持等效事故数量的计算，使研究结果更加客观和真实。

（2）本研究选择路段为交通流量大，交叉口少的高速公路路段。不适用于城市地区，普遍性较低。

（3）为了减少事故中形成黑点的可能性，交通管理部门、道路施工企业和驾驶员应采取的措施应根据具体情况而定。

考虑到道路交通事故对人们的生命和财产的重大影响，安全性应该成为区分黑点调查过程的主要标准[4]。本研究方法论适用于道路交通管理部门的决策，为判断数据信息有限时事故黑点提供了有效依据。

2 动态划分道路单元

2.1 划分道路的方法[5]

交通事故具有空间属性，可以通过事故计数划分高速公路。

分割高速公路：

（1）选择适当长度作为划分高速公路单位步长，从起點开始，以n步长为分析窗口，走向终点，得到一系列等长的分析窗口。分析窗口的长度应等于实际工作中确定的事故区域的长度。

（2）收集每个分析窗口交通事故数据，根据持续时间计算事故严重程度。如果事故严重性值大于分析窗口中的阈值，将该窗口称为道路单位，找到所有路单位。

得到不安全的道路单元后，将非安全道路之间的道路定义为道路单位。这种方法优点是道路单元的长度等于实际工作中确定的易发生事故的路段长度，易于将分析结果应用于实践，克服分析中定长分区法引起的数据失真缺陷，提高分析工作的准确性。

2.2 计算过程

主要过程包括计算交通事故的累积相对权重值，判断事故聚集区以及找到事故严重性值最大的区。计算过程如下：

2.2.1 计算累计事故严重性

以2英里为分析窗口，阈值为150在每个分析窗口中计算事故严重程度。

2.2.2 找最严重的事故部分

通过步骤1选择最严重的道路单位将其削减，更新每个分析窗口中的值并地重复此步骤直到所有值都低于阈值。之后过滤高速公路上的所有事故群。

2.2.3 分割高速公路

通过步骤1和步骤2，筛选出道路上的事故集群区域。两个相邻事故集群之间的路段也可以用作道路分析单元。

2.3 范例

以收集的数据为例：所收集事故数据包含事故地点、交通事故数、分析窗口中从起点到终点的累积等效交通事故数。如下划分高速公路：

图表突出显示了可能发生交通事故的路段，发生事故的原因有很多：如人违反交通法规，粗心大意或在某些路段误操作行为等，可能与警示信号有关。因此在改善驾驶员行为的同时，应放置更多的交通标志提醒。道路本身不合理或交通状况不太好也是一部分原因。 因此，政府应改善道路状况并加强交通设施的管理。

本部分主要讨论划分道路单元的方法，并分析哪些路段比其他路段更危险，因此可以着眼于不安全的路段并采取措施减少交通事故。

参考文献

[1] 金颖君.高速公路交通安全管理问题及对策研究[D].苏州大学， 2015.

[2] 何杰.人-车-路-环境复杂系统建模与分析[M].北京：科学出版社， 2016.

[3] 陈丹.高速公路交通事故致因及治理紧迫性研究[D].华南理工大学，2018.

[4] 严亚丹，张征，王东炜，赵湘育.高速公路交通事故黑点鉴别及影响因素分析[J].公路工程，2016，41（06）：59-62+111.

[5] 孙国萍.事故多发路段鉴别方法研究[D].北京工业大学，2006.