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基于数理统计的城市交通规划与管理安全评价方法研究

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一、交通安全规划理论研究
我国城市交通发展面临的交通拥堵、交通安全、交通环境等问题日益突出,学习和借鉴美国大都市区新一轮的交通规划经验显得十分必要。本课题对美国25个大都市区最新一轮区域性交通规划报告进行了系统整理,在此基础上,统计和总结这25个大都市区综合交通规划的意愿、总体目标以及目标实现的对策:美国25个大都市区在制定区域交通规划报告过程中,依据联邦政府法律的要求,结合区域本身的特点,确立了未来交通发展目标,规划目标的重点方向主要包括改善交通系统的安全,发展环境友好型的综合运输系统,同时交通系统的规划要适应城市经济的发展,面对日益严重的交通拥堵问题,要不断改善大都市区内部的机动性。指出安全和安全保障已经为美国地方组织进行交通规划要考虑的8大因素之首。美国各都市区从工程、执行、教育和应急系统的建设四个方面开展交通安全规划,并提出了具体的的交通安全规划对策。
我国大城市综合交通运输系统面临着许多类似于美国大都市区综合交通系统在发展中遇到的挑战,美国大都市区在安全改善和环境保护等方面在最近几年也取得了明显的进步,为我国大城市综合交通系统规划尤其是交通规划阶段和规划方案评价的安全评价理论和方法,提供了很好的参考和借鉴。

二、数据处理,特征指标提取
课题收集了美国Orange,Hillsborough两县和中国上海事故、道路、交通、土地利用等相关数据,利用GIS技术、人工操作使所有数据在统一的坐标系、匹配的TAZ(交通分析小区)边界下进行分析。然后针对不同数据,利用GIS空间分析技术,计算各个TAZ(交通分析小区)内各项指标。最后将所有数据按TAZ(交通分析小区)汇总,以深入分析区域层面交通运行特征和路网空间特征对于交通事故发生的影响机理及程度。
其中,基于美国道路网数据,结合复杂网络最新研究进展,试使用网络meshedness值、介数中心度、点度中心度来刻画道路网络结构。分析得出meshedness值不仅能够有效地将道路网络划分为方格网、平行曲线型、混合型、尽端路+环形路以及离散型五类,而且能够有效反映路网结构对安全水平的影响,比较适合作为交通安全研究中TAZ(交通分析小区)路网形态结构指标。

三、安全分析模型
本项目深入分析TAZ(交通分析小区)内事故发生机理。提出TAZ(交通分析小区)层面宏观交通安全建模需要先将TAZ(交通分析小区)内事故按发生位置进行划分,然后分别进行建模分析。
在中国和美国数据分析的基础上,在TAZ(交通分析小区)层面分别建立了反映时空相关性的先进的贝叶斯泊松模型、贝叶斯泊松条件自回归(CAR)模型用以分析事故影响因素。模型标定结果均显示贝叶斯泊松CAR模型拟合效果最优。CAR模型可以通过设定空间邻接矩阵,充分考虑到事故数据分布的空间相关性,很好地模拟出数据的空间关联效果;而贝叶斯分析方法在分析复杂模型上具有优势,应用MCMC方法能较好地进行统计推断。
基于模型标定结果,分析中美两国宏观层面交通安全影响因素存在的普遍规律和差异性。课题研究结论表明,交通安全影响因素主要包括道路、交通、人口、土地利用等类型。具体的影响因素有路网形态,路网规模,交叉口规模,人口,交通和土地利用强度等等。

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