硕士论文题目：城郊主干道安全分析与改善研究

摘要：

    近几年来，中国进入快速城市化阶段，建成区不断向郊区扩展。城郊主干道具有良好的交通可达性，其沿线成为扩展的重点区域，土地开发强度加大。高强度的土地开发带来了不断增长的交通需求，促使城郊主干道逐渐承担了部分或全部的城市道路功能，道路初始规划设计和实际功能之间的矛盾日益凸显，沿线侧向干扰问题严重，由此带来了大量的安全问题。在这种背景下，开展城郊主干道的交通安全研究显得尤为重要。如何判别安全因素（如信控交叉口间距、接入口密度）对城郊主干道安全的影响，对城郊主干道事故多发路段进行判别，并针对城郊主干道的事故多发路段提出相应的安全改善对策，这三个研究问题对于提高城郊主干道交通安全水平具有重要意义。

    本文以上海市城郊主干道为实例，针对城郊主干道的安全影响因素分析、事故多发路段判别以及安全改善对策三个方面开展研究。为了从宏观层面分析安全因素对主干道安全的影响，将嘉定、宝山两个区外环以外的区域划分成202个交通分析小区（Traffic Analysis Zone，TAZ），采集了相关的土地利用、道路以及事故相关数据；为了从中观层面分析安全因素对主干道安全的影响，又从上海全市范围内选取了8条城郊主干道并划分成161条路段，采集了几何设计、接入口特征、交通特征、限速以及地理区位等因素。基于采集的数据，建立了TAZ层面和路段层面的城郊主干道安全分析模型，分析了影响城郊主干道交通安全的显著因素，接着基于安全可提高空间（Potential for Safety Improvement）和先验信息法准确判别出事故多发路段，最后选取城郊主干道事故多发路段作为安全改善案例，开展事故致因分析，借鉴美国接入口管理技术和相关技术规范标准提出了相应的安全改善措施。本文主要研究内容与成果如下：

    一是安全影响因素分析。首先对上海市嘉定、宝山两区进行TAZ层面的主干道安全影响因素分析。TAZ层面的主干道安全研究可以从宏观层面整体把握某因素（如信控交叉口密度、接入口密度）对包括交叉口在内的城郊主干道安全的影响，路网形态、土地利用等宏观因素也会对主干道安全产生影响，因此借用宏观安全研究方法对TAZ层面主干道开展研究。为了在模型中考虑到相邻TAZ单元之间的空间相关影响而建立了贝叶斯负二项条件自回归（Conditional Autoregressive，CAR）模型。模型结果表明，每个TAZ内的主干道道路里程越长、主干道上接入口密度越大、主干道上信控交叉口密度越大以及主干道处于商业办公用地、居住生活用地内等因素，都会导致TAZ内主干道上的事故增加。结果还发现，TAZ层面的主干道事故存在空间相关影响。

    接着基于2009年数据开展路段层面的安全影响因素分析。从上海全市范围内选择了8条主干道上总共161条路段。来自同一条主干道的路段在交通量、交通组成、几何设计等方面存在相似性，数据具有分层结构，而且主干道信控交叉口间距相关变量对路段事故也会产生影响，因此采集了161条路段的路段层数据和8条城郊主干道的主干道层面数据。建立贝叶斯分层负二项模型分析影响城郊主干道路段单位长度总事故的显著因素，同时为了研究安全因素对不同严重程度事故的影响，将总事故分成了简易事故与一般事故，建立了双因变量（bivariate）贝叶斯分层负二项模型对简易事故和一般事故同时进行分析。结果发现，在主干道层面，信控交叉口密度增加会增加三类事故的发生；不均衡的信控交叉口间距会导致更多的简易事故。在路段层面，接入口密度、货车比例和单位长度路段事故数成正相关关系；曲线路段更易发生事故；近郊地区的单位长度路段事故数要高于远郊地区的路段。

    二是判别事故多发路段。以2009、2012两年的数据和统计分析模型为基础，针对前面所研究的161条路段进行事故多发路段的判别。选择安全可提高空间作为事故多发路段的判别指标。安全可提高空间指的是路段事故预测数超过同类型路段事故期望值的那部分，准确计算安全可提高空间需要准确地预测事故数。为了准确地预测单位长度路段的总事故数，提出了四种预测方法，包括直接迁移法（保持2009年模型系数不变，将2012年自变量直接代入计算）、当年建模法（利用2012年不加入先验信息建立的模型来预测2012年事故数）、标定系数法（在当年建模法的基础上加入标定系数）以及先验信息法（利用2012年带有先验分布信息的模型来预测2012年事故数）。通过标准绝对残差和平均标准绝对残差两项指标比较了四种预测方法的精度，最终找到了预测精度最高的先验信息法，可见在贝叶斯模型中加入可靠的先验信息可以获得较为准确的预测效果。

    三是初步开展城郊主干道路段安全改善研究。基于安全可提高空间计算结果，从前面所选取的8条城郊主干道、161条路段中选取排名前3的事故多发路段作为改善案例进行研究。从路段基本信息、接入口信息、事故数据分析以及安全问题分析四个方面进行事故致因分析。致因分析结果发现接入口因素属于事故发生的主要原因。基于部分美国接入口管理技术、相关技术规范标准针对这3条事故多发路段提出了安全改善对策，主要包括接入口处渠化设计、减速带设置、标志标线设置、人行横道设置、车辆转向规定、交通组织、打击交通违法等措施。