摘 要

随着我国经济和科学技术的高速发展，我国高速公路总里程数已经进入世界前列，改变了我国公路交通的整体格局，缓解了许多公路交通“瓶颈”问题所带来的压力，给我国经济社会带来了巨大的经济效益，同时也面临着诸如交通事故率上升、事故死亡率增加等负面影响。高速公路的安全性问题已上升为社会性的问题，因此研究道路交通的微观特征与交通事故的关系显得尤为重要。

本文以云梧高速公路为研究实例，首先对云梧高速公路近五年事故资料进行统计分析，得出影响交通事故的最主要因素——驾驶员。然后结合国内外交通安全相关研究成果，运用累计频率曲线法和基于合理分段的事故黑点辨别方法，找出云梧高速公路的16个事故黑点，在此基础之上，选取道路交通事故的影响指标并构建贝叶斯网络模型，通过结构学习的方法获取贝叶斯模型的结构与相应参数，最后预测出每一事故黑点段的事故率，比较16个黑点段的事故率对事故黑点治理紧迫性进行排序，得出前三事故黑点。通过辨识本研究公路前三事故黑点可能存在的交通安全不利因素，并从交通工程和交通管理角度，提出相应的交通安全完善建议，供运营管理单位和设计单位参考，以保障公路交通安全水平和服务水平。

关键词：交通安全；事故黑点；贝叶斯网络；安全改善设计

Abstract

With the rapid development of China's economy and science and technology, the total number of highways in China has entered the world's forefront, which has changed the overall pattern of China’s highway traffic and relieved many of the pressures caused by the “bottleneck” problem of highway traffic.It has brought huge economic benefits to China’s economic and society, but also faced such negative effects as increased traffic accident rates and increased accidental death rates. The issue of highway safety has risen to a social problem. Therefore, it is particularly important to study the relationship between road traffic microscopic features and traffic accidents.

This paper takes the Yun-Wu Expressway as an example. First of all, it analyzes the accident data of the Yun-Feng Freeway in the past five years and draws the conclusion that the driver is the most important factor influencing the traffic accident. Then, combining domestic and international traffic safety related research results, using the cumulative frequency curve method and the method of distinguishing accident black spots based on reasonable segmentation, we identified 17 accident black spots on Yun-Wu Expressway, and based on this, selected road traffic accidents. The impact indicators are constructed and the Bayesian network model is constructed. The Bayesian model structure and corresponding parameters are obtained through the structure learning method. Finally, the accident rate of each black spot segment is predicted, and the accident rate of 17 black spot segments is compared. The urgency of black spot management was ranked and the black spots of the first three accidents were drawn. By identifying the potential traffic safety unfavorable factors in the first three accident black spots of this road study, and from the point of view of traffic engineering and traffic management, put forward corresponding recommendations for traffic safety improvement for the reference of operation management units and design agencies to ensure road traffic safety level And service level.

Key words: Traffic Safety; Black Spots; Bayesian Networks; Safety Improvement Design

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 目的和意义 1

1.3 国内外研究现状 1

1.3.1 国外研究现状 1

1.3.2 国内研究现状 2

1.4 研究内容 3

1.5 技术路线 4

第2章 事故统计分析 5

2.1 道路交通事故现状 5

2.1.1 事故时间分布 5

2.1.2 事故形态分布 6

2.1.3 事故原因分布 7

2.1.4 天气分布 7

2.2 道路交通事故基本原因分析 8

2.2.1 道路条件因素 8

2.2.2 交通安全设施因素 8

2.2.3 沿线环境因素 8

2.2.4 交通流因素 8

2.2.5 主观因素 9

2.3 本章小结 9

第3章 事故黑点辨别 10

3.1 交通事故黑点概念 10

3.2 交通事故黑点鉴别 10

3.2.1 累计频率曲线法及鉴定结果 10

3.2.2 基于合理分段的概率预测法 14

3.2.3 事故黑点的最终确定 15

3.3 本章小结 16

第4章 基于贝叶斯网的事故黑点预测 17

4.1 贝叶斯网模型建立 17

4.1.1 贝叶斯网模型节点确定 17

4.1.2 贝叶斯网模型结构学习 17

4.1.3 贝叶斯网模型参数学习 17

4.1.4 贝叶斯网模型概率推理 18

4.2 贝叶斯网模型简介 18

4.3 云梧高速公路事故黑点预测 20

4.4 本章小结 24

第5章 事故黑点安全改善 25

5.1 交通安全改进思路 25

5.2 事故黑点具体改进措施 26

5.3 本章小结 29

第6章 结论与展望 30

6.1 主要研究结论 30

6.2 研究展望 30

参考文献 31

致 谢 33

绪论

研究背景

近年来，我国高速公路网发展速度迅猛，推动着我国经济不断发展，给人们带来便利与效益，但与此同时我们面临着交通安全的问题。据统计，我国每年由交通事故导致的死亡人数超20万，占死亡成因的30%以上。我国人口众多，汽车保有量在2016年已经高达1.9亿，这个数字仍在不断增长，我国的交通系统难以负荷，全国道路交通安全状况不容乐观。2017年，习近平主席在国家安全工作座谈会上发表在重要讲话，以“总体安全观”为遵循，构建国家安全体系，要加强交通运输等重点领域安全生产治理，遏制重特大事故的发生。可见，道路安全问题已经成为社会的一大公害，也引起了党和国家的足够重视。

云梧高速公路交通流量大，交通组成复杂，大型车占比较大，而且平日车流量与高峰车流量浮动较大，沿线多为丘陵地形，包括含有隧道、桥梁等线路，这种种因素导致云梧高速公路成为交通事故发生的重灾区。

目的和意义

高速公路交通事故的频繁发生，给我国经济社会造成了巨大损失，为社会公民带来了巨大压力，使得交通安全问题已经上升为一个社会性的热点问题，使高速公路交通安全方面的研究显得尤为重要。通过对高速公路交通事故黑点的辨别以及改善设计方面的研究，使得人、车、路、环境之间更加的协调，从而减少公路交通事故的发生，提高高速公路的安全性。这类研究一方面可以找到造成交通事故的主要原因并有针对性的采取一系列治理措施,从而降低高速公路安全改善的成本，增强高速公路的安全改善效果，提高现有高速公路的安全水平、服务水平。另一方面通过对公路事故黑点的研究，找出交通事故与道路交通条件之间的内在联系以及道路在交通设计过程中存在的缺陷,为高速公路的改扩建工程提供理论基础，通过道路安全评价,将一些安全隐患消灭在规划、设计阶段,显然这方面的意义要大于事故后的道路环境整治。

国内外研究现状

交通事故多发路段或者交通事故多发点统称为事故黑点。交通事故黑点的鉴别是解决交通问题的第一步，也是最关键的一步。从上世纪60年代开始就有学者从事交通事故黑点的研究，交通安全问题有所改善，但是随着研究的不断深入，黑点的鉴别也出现了很多问题。国内外也出现了对事故黑点不同的定义、不同的鉴别方法，以及不同的改善方法。

国外研究现状

在事故黑点定义方面，国外起步比较早。最开始挪威定义黑点为：长100米的路段，四年内发生4起以上含人员伤亡的交通事故则为事故黑点^[1]。长1km的路段在四年内发生含人员伤亡的交通事故10起以上称为黑段。英国关于黑点的定义是：长100m的路段内三年发生12起含人员伤亡交通事故称为道路黑点。不同国家的黑点定义都有所不同^[1]。

在事故黑点辨别方面，最基础的方法就是基于概率统计理论的事故数法，这种方法首先由英国^[1]学者提出，主要是对交通事故次数进行统计分析，当特定路段事故次数超过标准阈值时即为事故黑点。该方法简单、易行，但是单单根据特定长度路段的事故数判别事故黑点存在许多缺陷，容易造成误判，比如高交通量低事故率的非危险地段由于事故数较大则容易被误认为危险地段。

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