高速典型路段交通事故特征分析文献综述

 2022-11-01 14:14:25
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  1. 文献综述（或调研报告）：

1.国外研究成果综述

在过去的二十年里，Khan[1][1]进行了大量的研究，找出事故的影响因素，并开发出事故的预测模型计算事故发生的频率以及严重程度。一些类似的研究已经得出了交通流变量和事故之间的显著的相关性。2001年Oh[2][2]指出通过改善道路线型设计和道路周边环境，指导财政资金的预算分配这些措施，带来了长期的安全利益。但是他们忽视了交通流变量之间复杂的相互作用。这是因为他们采用的是高度凝练的交通数据（例如，每小时，每天或每年的流量）不可能捕捉到突然发生的危险的交通条件下所导致交通事故的状态。最近，随着数据的采集、存储和分析能力的增强，研究者开始重视发展道路安全管理的预警系统，通过采用高分辨率的实时交通数据。2003年Lee[3][3]已经提出了几个实时事故的预测模型，即假设在特定路段上的事故发生的概率可以通过一个非常短的时间记录的连续的交通流量数据。

2003年Chris Lee[4][4] 又提出了一个实时预测模型并用这个模型调查了交通量感应的匝道控制策略对高速公路安全的影响，得出了匝道控制可以减少事故发生率，并且匝道控制仅仅适用于高速公路匝道附近的路段。

2012年Christoforo[5][5]在他的研究中探索了不同严重程度的事故发生的可能性。然而，他的研究主要集中在提高预测能力而不是对碰撞现象本身进行探究。在识别交通流变量导致事故的研究中，2005年Abdel-Aty[6][6]确定了在交通流高速和低速运行的不同情况下发生的事故。虽然前者是由于快速形成和随后的队列的消散造成了一个滞后的冲击波，后者是由于下游的中断，传播一个冲击波到上游，引发了驾驶行为出现错误。

2006年Pande and Abdel-Aty[7][7]用了相似的方法分析了追尾事故的数据，证明了事故与速度变异系数和平均占有率之间的联系。他们还发现，当在公路下游安装了检测器检测平均速度和占有率之后，高速运行的交通流事故变得更容易解释。他们提到，下游的匝道的存在对事故有影响。之后研究者们开始关注于事故相关的汽车的变道行为。Pande and Abdel-Aty[8][8]提出高速公路上游和下游的平均速度，相邻车道的占有率的差异，以及在一个事故点位置下游的交通量和速度的标准差是主要的原因。

2004 Thomas F. Golob [9][9]对高速公路交织段3类车辆因为不同的换道行为而引起的事故进行了分析，得出了事故类型、事故严重性、事故初始发生点、事故发生最有可能时间段等特性。

2008年Mohammad Alauddin Ahammed[10][10]分析了合流区汇入车流速度对合流区交通安全的影响，提出了匝道和变速道的几何构造对合流的速度有影响，得出了右侧车道小客车的85分位的速度，合流速度，合流距离，加速道车道长度的统计预测模型，并建立了可变速车道加速区的各种事故数和合流区相关变量的预测模型。

2008年M. Sarhan [11][11]通过对26个高速公路交叉口进行回归分析得到了交通量匝道起终点的设计对公路安全性能的影响，并建立了负二项模型。

2011年 ZHANG Yang[12][12] 研究了高速公路分流区事故的相关因素对事故严重性的影响程度，运用了顺序概率模型对事故导致因素进行分析。得出了主路车道数量、匝道长度、主路和匝道的限速差别、光线条件、天气条件、周围土地类型、酒驾情况、道路表面情况、路肩宽度以及事故类型之间的联系。

2009年Dias[13][13]引入了拥挤程度而不是车辆的聚集速度作为预测因素，并证明了交通拥堵事故之间的正相关关系。2010年Zheng[14][14]只研究了拥挤的交通条件和配比对照的Logistic回归分析去证明交通流量变化对事故的影响。2011年Christoforou[15][15]利用实时交通数据，将不同的交通参数与不同的碰撞类型关联起来。2012年Xu[16][16]指出在拥挤和不拥挤的情况下，交通流对事故的影响是显著变化的。

这些现有的研究更关注识别引发事故的因素，很少研究这些因素导致事故的原因。在大多数情况下，并没有验证这些影响因素在高速公路基本路段和匝道的差别。McCartt[17][17]（2002）发现了不同类型匝道发生的不同种的事故和特点。2009年Chen[18][18]发现高速公路驶出匝道的车道的不同的数目以及位置都对高速公路行车安全有影响。探讨了高速公路路段进口和出口匝道设置较近的情况下车道设计对交通安全的影响。他讨论了3种不同类型的车道安排，并分析了车道设置与事故率、事故种类、事故严重性等因素之间的联系。并建立了事故数与可解释变量之间的预测模型。

2009年Liu[19][19]评估了在高速公路匝道出口区车道数的数目和设计对高速公路分流区安全性能的影响。将匝道出口分为4类，并进行了横断面比较。得出了导致事故的因素的预测模型。

2011年Moinul Hossain[20][20]将高速公路分成基本路段、驶入匝道上游、驶入匝道下游、驶出匝道上游、驶出匝道下游。并运用了多元罗吉特模型、随机森林方法去对变量的重要性进行排序，以及期望最大化的聚类算法去识别事故发生前的交通流状态，并运用分类回归树去解释事故现象。作者也讨论了运用可变限速控制策略、换道的临时限制和发布警告等方法去减轻事故发生的可能性。

2013年 Moinul Hossain[21][21]运用了高精度的检测数据以及先进的方法识别出了高速公路事故致因，并探究出了事故机理。研究结果表明基于速度的车道的管理可以有效地提升公路的安全性。

2013年 Qu Xu [22][22]运用了因素分析法分析了高速公路分流区的速度一致性。他提出了同时引入两种速度变量：第一种是速度值，第二种是速度散度值。并将这两种变量进行线性结合同时得到加权的速度一致性的分数。

2015年LiZhibin[23][23]运用了多元函数模型去分析高速公路分流区的不同事故的风险，研究了擦边、追尾、角撞三种事故。通过同时运用多元泊松-对数模型以及单变量的负二项模型对数据库进行分析，分析证明前者比后者预测的精度更高。

2.国内研究成果概况

2005年李金龙[24][24]从系统科学的观点出发，对我国高速公路交通事故进行统计分析，综合考虑交通参与者、车辆、道路以及行车环境,运用层次分析法对主要成因进行分析。得出驾驶员因素、外部行车环境、尤其是先进的管理技术等占有很大的比重。从而提出了相关的解决措施及对策建议，主观上应该加强对驾驶人员的安全教育培训；客观上应该提高车辆、道路的技术水平，同时加强高科技技术在事故管理中的应用，建立先进的高速公路交通事故管理系统。

2006年沙爱敏[25][25]采用统计分析的方法，系统分析高速公路交通事故的分布规律，其次，提出了用累计频率曲线法鉴别事故多发位置，再根据高速公路交通事故致因机理，分析各种因素在交通事故发生过程中的影响程度，对交通事故与人、车、道路环境之间关系进行研究，并分析事故调查中容易忽视的客观因素包括平纵线形、路面状况、交通量及不利气候条件对交通事故的影响。

3.现有成果总结

国内对高速公路路段不同类型的交通事故的研究起步比较晚，相关的文献是对高速公路中人、车、路三者因素进行分析。而国外针对高速公路不同的路段，进行微观地分析，并运用线圈采集到的高精度数据，进行统计分析，建立数学模型预测交通事故。

  1. [1] Khan, S., Shanmugam, R., Hoeschen, B., 1999. Injury, fatal, and property damage accident models for highway corridors. Transportation Research Record 1665, 84–92. uarr;

  2. [2] Oh, C., Oh, J., Ritchie, S., Chang, M., 2001. Real-time estimation of freeway acci- dent likelihood. In: Proceedings of the 80th Annual Meeting of Transportation Research Board, Washington, DC. uarr;

  3. [3] Lee, C., Szccomanno, F., Hellinga, B., 2002. Analysis of crash precursors on instru- mented freeways. Transportation Research Record 1784, 1–8 uarr;

  4. [4] Lee, C., Hellinga B., Ozbay Kaan.,2006. Quantifying effects of ramp metering on freeway safety. Accident Analysis and Prevention 38 (2006) 279–288. uarr;

  5. [5] Christoforou, Z., Cohen, S., Karlaftis, M.G., 2012. Integrating real-time traffic data in road safety analysis. Procedia – Social and Behavioral Science 48, 2454–2463. uarr;

  6. [6] Abdel-Aty, M., Uddin, N., Pande, A., 2005. Split models for predicting multivehicle crashes during high-speed and low-speed operating conditions on freeways. Transportation Research Record 1908, 51–58. uarr;

  7. [7] Pande, A., Abdel-Aty, M., 2006a. Comprehensive analysis of the relationship between real-time traffic surveillance data and rear-end crashes on freeways. Transporta- tion Research Record 1953, 31–40. uarr;

  8. [8] Pande, A., Abdel-Aty, M., 2006b. Assessment of freeway traffic parameters lead- ing to lane-change related collisions. Accident Analysis and Prevention 38 (5), 936–948. uarr;

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  11. [11] M. Sarhan, Y. Hassan, and A.O. Abd El Halim., 2008. Safety performance of freeway sections and relation to length of speed-change lanes. Can.J.Civ.Eng.35: 531–541 uarr;

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  13. [13] Dias, C., Miska, M., Kuwahara, M., Warita, H., 2009. Relationship between conges- tion and traffic accidents on expressways: an investigation with Bayesian belief networks. In: Proceedings of 40th Annual Meeting of Infrastructure Planning (JSCE), Japan. uarr;

  14. [14] Zheng, Z., Ahn, S., Monsere, C.M., 2010. Impact of traffic oscillations on freeway crash occurrences. Accident Analysis and Prevention 42 (2), 626–636. uarr;

  15. [15] Christoforou, Z., Cohen, S., Karlaftis, M.G., 2012. Integrating real-time traffic data in road safety analysis. Procedia – Social and Behavioral Science 48, 2454–2463. uarr;

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  19. [19] Liu, P., Chen, H., Lu, J.J., and Cao, B. How Lane Arrangements on Freeway Mainlines and Ramps Affect Safety of Freeways with Closely Spaced Entrance and Exit Ramps. Journal of Transportation Engineering, Vol. 136, No. 7, 2010, pp.614-622. uarr;

  20. [20] Hossain, M., and Muromachi, Y. Understanding Crash Mechanism and Selecting Appropriate Interventions for Real-Time Hazard Mitigation on Uban Expressways. Presented at 90th Annual Meeting of the Transportation Research Board, CD-ROM, Washington, D.C., 2011. uarr;

  21. [21] Hossain, M., and Muromachi, Y. Understanding crash mechanism on urban expressways using high-resolution traffic data. Accident Analysis and Prevention, Vol. 57, 2013, pp.17-29. uarr;

  22. [22] Qu, X., Guo, T., Wang, W., and Hu Q. Measuring speed consistency for freeway diverge areas using factor analysis. J. Cent. South Univ. (2013) 20: 267minus;273 uarr;

  23. [23] Li, Z., Wang, W., and Liu, P. Analysis of Crash Risks by Collision Type at Freeway Diverge Area Using Multivariate Modeling Technique. Journal of Transportation Engineering, Vol. 141, No. 6, 2015, pp.04015002. uarr;

  24. [24] 李金龙. 高速公路交通事故成因分析及对策研究[J].中国安全科学学报，2005(1):59-62. uarr;

  25. [25] 沙爱敏. 高速公路交通事故分析及预防对策研究[D]. 江苏:东南大学，2006 uarr;

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