信息化条件下的高速公路交通安全评估及对策研究

摘要：
    我国高速公路经历了20多年的快速建设，总里程迅速增长，未来一段时间将继续保持增长趋势。但是，目前我国高速公路信息化程度总体处于较低水平，高速公路交通安全管理系统建设缓慢，交通安全管理水平总体不高。高速公路交通事故总数、死亡人数、受伤人数占道路交通系统发生的事故比例处于上升趋势，高速公路交通安全形势严峻。在发展和建设高速公路的同时，加大交通安全管理显得尤为重要。

    由于高速公路在建设过程中配套的交通运营监控设施有限，导致高速公路交通运行数据部分缺失。我国高速公路系统由多部门共同管理，交通安全管理相关数据分布于不同部门。国内在开展高速公路交通安全研究的过程中，侧重对单个或者某一类型的交通指标开展分析，如几何设计指标、车速等，构建的高速公路交通安全分析模型难以全面、准确评估其安全特征。

    随着信息化水平的不断改善，以Google Earth、街景地图、地理信息系统、检测线圈、监控视频、全球定位系统等数据采集系统与工具开始广泛应用，高速公路道路、交通全方位的数据采集得以实现，高速公路交通安全分析改进的条件已经具备。同时，基于海量、复杂数据的交通安全分析对统计方法提出了更高的要求，多元线性回归、泊松模型等传统的方法已经难以满足需求，负二项分布模型、随机效用模型、分层模型、贝叶斯方法等复杂模型和方法需要充分的加以应用。

    开展高速公路交通安全评估，正确的判别交通事故多发路段，在资源约束的情况下，合理分配资源提高安全管理效率，对改善高速公路交通安全状况至关重要。我国交通安全管理部门在排查高速公路交通事故多发路段时一般使用传统的事故数或事故率的危险路段判别方法。高速公路交通事故的发生具有随机波动特性，不同路段交通流特性存在差异。事故数法忽略了设施交通特征(如交通量)的影响；事故率法考虑了交通量对于事故发生总量的影响，但却简单的假设事故数与交通量成线性关系；两种方法都忽略了事故发生的波动性，容易造成判别偏差。
论文结合以上背景，从以下四个方面展开研究：
    

    一是基于Google Earth、街景地图、空间地理信息系统、检测线圈、监控视频、全球定位系统等数据采集系统与工具，提取高速公路路段几何设计指标（线形、车道、是否设置紧急停车带等）、交通流运行指标（日平均交通流量、平均车速、车速方差、大车比例等）、高速公路路段空间分布指标（是否在绕城高速以内）和交通控制指标（限速）以及事故数据定位等，为开展交通安全分析提供丰富的数据基础。
   

    二是基于多源数据信息，综合考虑高速公路交通事故特征，利用分层贝叶斯模型分析影响高速公路路段交通安全的显著因素，为高速公路交通安全管理提供依据。结果发现，高速公路路段车速方差、日平均交通流量和交通事故数成正相关关系，路段大车比例高，事故总数会下降；路段车道总数越多，事故发生的概率越大；直线路段要比曲线路段更容易发生事故；上海市绕城高速以内的高速路段相比于绕城高速以外的高速路段更容易发生交通事故。

    三是以安全统计分析模型为基础，文章结合经验贝叶斯模型和全贝叶斯模型，提出了高速公路安全可提高空间的事故多发路段判别方法，与传统的判别方法进行了对比研究。结果发现利用基于安全可提高空间的全贝叶斯方法进行事故多发路段的判别效果较好，传统的利用事故数和事故率法开展高速公路交通事故多发路段的判别存在偏差。
 

    四是介绍了开发高速公路交通安全管理系统原型的思路，系统一方面可以实现高速公路不同层面设施，任意时间内交通事故总数、事故原因、事故形态和事故天气等指标的查询、分析；同时可以基于多源交通信息，利用基于安全可提高空间交通事故多发路段的判别方法，实现高速公路危险路段的判别，在有限资源约束的情况下，正确的判别交通事故多发路段，合理分配资源，提高高速公路交通安全管理效率，改善交通安全状况。

关键词：高速公路，信息化条件，交通安全分析，事故多发路段判别，交通安全管理系统