浙江省二级加宽公路安全统计建模研究

陈宏飞 王雪松

摘 要：为提升浙江省二级加宽公路安全管理水平，选取全省115个二级加宽公路典型路段，对这些路段的14个自变量和3个因变量进行了统计建模分析。建立了负二项回归事故统计模型，探讨自变量和因变量之间的相关性和相关程度。基于安全可提高空间法，建立了二级加宽公路的事故多发路段判别模型。本研究是省级事故统计建模的有益尝试，对进一步开展定量化、专业化的安全管理具有积极意义。

关键词：二级加宽公路；事故统计模型；事故多发路段判别；安全可提高空间法

Study of the safety of second grade highways in Zhejiang Province

CHEN Hongfei1，WANG Xuesong2

（1. Traffic Administration Bureau of Zhejiang Provincial Public Security Department，Hangzhou310016，China；2. School of transportation engineering，Tongji University，Shanghai201804，China）

Abstract： In order to improve the safety management level of secondary widened highways in Zhejiang Province， 115 typical sections of secondary widened roads in the province were selected and data analysis was conducted on 14 independent variables and 3 dependent variables. A statistical model of negative binomial regression accident was established to explore the correlation and degree of correlation between the independent and dependent variables. Based on the method of potential for safety improvement， an identification model of accident-prone sections for secondary widened roads was established.

Keywords： Second grade widening highway；crash statistical model；identification of crash-prone locations；potential of safety improvement method

二级加宽公路是特定历史条件下的产物，采用了設计规范体系以外的设计标准，在原有二级公路设计的基础上简单地增加车道。较好的线形和宽阔的路面给驾驶人可以快速行车的错误信息，与其车种复杂、人车混行、横向干扰大的实际情况反差极大[1]。根据浙江省2015—2017年二级加宽公路交通事故统计，年公里死亡人数较一级公路高200%，较二级公路高314%，其余各项安全指标也远高于省内其他道路同期水平，交通安全问题十分突出。由于存在突出的安全问题，浙江省在公路新建、改建时已不再采用二级加宽公路技术标准，但全省二级加宽公路的存量仍很大。对现有二级加宽公路进行科学的安全评价，分析可提高安全空间，有的放矢、按照轻重缓急进行整改优化，实现效率和安全双统一，是解决当前二级加宽道路突出问题的有效路径。

1二级加宽公路基本情况

二级加宽公路是现行标准体系以外的存在。这类公路通行能力介于一级公路和二级公路之间，大部分设计指标和二级公路接近或等同，但设有多条车道，在浙江省被称为“二级加宽公路”，在其他地区也有“超二级公路”“宽二级公路”等不同叫法[2]。根据实践经验，二级加宽公路的典型路基宽度为15.5m（见图1），18m和22m的也较为常见，其余不同路基宽度的二级加宽公路的横断面布置，一般参照其所临近的典型路基宽度，区别在于车道和硬路肩宽度不同。所以，二级加宽公路具体形态大致为：双向四车道公路，也有极少量双向六车道的公路，一般都未设置中央分隔带（见图2），有中央护栏的一般都为后期增设（见图3）。

由于这类公路初始不设中间带，部分公路没有硬路肩或硬路肩宽度不足，导致行车很不规范，汽车越过中心线超车、非机动车侵占机动车道、行人随意横穿公路的情况经常发生，事故普遍高发[2]。

2二级加宽公路事故建模

2.1 数据收集

本次数据收集选取了浙江省二级加宽公路的部分路段。单个路段最短不低于500米，最长不超过10公里，保证单个路段在同一行政区划内，道路流量相近，横断面和隔离设施等基本情况相同。对于事故和流量信息无法完整获取的路段不予选取。根据上述原则，共在全省范围内选取了115个路段，其中最长路段9.906km，最短路段0.5km，平均长度3.628Km，总计里程417.277km，占全省二级加宽公路总里程的20.86%。

2.2 数据定义

为分析浙江省二级加宽公路交通事故特征，以浙江省内115个二级加宽公路典型路段2017—2019年发生的38708起交通事故为研究对象，研究道路条件、设施条件、交通条件及沿线土地利用情况对交通事故起数、死亡人数、受伤人数的影响分析。本文从以上四个方面，选取影响因素14项，各影响因素的定义与表达如表1所示。

2.3数据分析

对道路行政等级、中央有无物理隔离、中央隔离类型、机非有无物理隔离、机非隔离类型、设计速度、限制速度、速度关系等8个非连续变量和交通事故起数、死亡人数、受伤人数进行齐方差分析，并使用Kruskal-Wallis、MannWhitney 方法进行非参数检验。

对路段长度、断面宽度、路段流量、灯控交叉口密度、非灯控交叉口密度、沿线村庄密度等6个连续变量和交通事故起数、死亡人数、受伤人数进行Pearson相关分析。

2.4模型构建

其中，yiexp为路段i的事故期望值，也是与路段i具有相同道路交通特征地点的事故期望值。变量X1是影响交通事故的因素，β1是变量X1对应的系数，α为负二项模型的离散系数。

2.5模型求解

2.5.1事故起数模型求解

本文采用逐步后退法选取变量，最初选入模型的变量一共包括 14个，根据显著性水平（p<0.05）的检验，最终逐步回归选取事故起数显著性变量包括路段长度、中央隔离设施类型、设计速度和沿线信号交叉口密度四项。通过负二项回归分析，得到结果如表2、表3所示。

式中：X1代表路段长度，X2 代表路段设计速度，X3代表沿线信号交叉口密度，X4代表中央隔离设施类型。

2.5.2死亡人数模型求解

同理根据显著性水平（p<0.05）的检验，通过逐步回归法选取的死亡人数显著性变量包括路段长度、是否具有中央隔离设施、是否具有机非隔离设施三项。通过负二项回归分析，得到结果如表4，表5所示。

式中：X1代表路段长度，X2代表是否具有中央物理隔离设施，X3代表是否具有机非物理隔离设施。

2.5.3受伤人数模型求解

同理根据显著性水平（p<0.05）的检验，最终逐步回归选取受伤人数显著性变量包括路段长度、路段设计速度、沿线信号交叉口密度三项。通过负二项回归分析，得到结果如表6、表7所示。

式中：X1代表沿线信号交叉口密度，X2代表路段长度，X3代表设计速度。

3事故多发路段判别

3.1 事故多发路段判别方法

事故绝对数法直观明了、简单易用，而且符合结果导向的考核模式，因此在实际应用中占很大比例。但事故绝对数法忽略了其他交通因素的影响，判别出的事故多发路段一般会是交通流量较大的路段或路口，会忽略流量不大但存在设计隐患、易发生事故的路段或路口。在绝对数法的基础上又衍生出事故率法、等效物损法等方法，虽然一定程度上提高了判别的科学性，但都无法克服事故数的随机波动特性。

利用负二项回归计算得到的路段交通事故预测值是在有限自变量影响下路段事故的期望值，但这个期望值会与路段交通事故的实际观测值存在一定差异，差异越大说明该路段除负二项回归包括的自变量因素外，还存在事故的其他诱发因素，路段预计为事故多发路段，危险性较大，安全可提高空间较大；相反如果交通事故实际观测值与负二项回归分析验证的事故期望值相差不大，说明路段的事故环境因素与负二项回归的自变量特征紧密联系，在当前特征情境中，路段的安全可提高空间不大[9]。

由于交通事故的实际观测值存在较大的波动性，所以在研究中往往通过贝叶斯方法计算事故的估计值，并用估计值代替实际观测值来计算安全可提高空间。

3.2 交通事故预测模型

其中，E[r|x]为经验贝叶斯事故预测数；E[r]为基于负二项模型得到的事故期望值，即yiexp。

3.3 事故多发路段判别

根据经验贝叶斯交通事故预测模型对事故起数计算各个二级加宽公路路段的安全可提高空间，按照事故起数安全可提高空间降序对路段进行排序，选取排名前十的路段為事故起数多发路段，结果如表8所示。

同理，各个二级加宽公路路段的死亡人数安全可提高空间也运用经验贝叶斯交通事故预测模型进行计算。按照死亡人数安全可提高空间降序对路段进行排序，选取排名前十的路段为死亡人数多发路段，结果如表9所示。

同理，各个二级加宽公路路段的受伤人数安全可提高空间按照受伤人数安全可提高空间降序对路段进行排序，选取排名前十的路段为受伤人数多发路段，结果如表10所示。

4结语

本文以浙江省二级加宽公路的典型道路为研究对象，在全省共选取典型路段115个，通过查询设计资料、调取系统数据、现场勘查询问等方式收集了道路条件、设施条件、交通条件、沿线土地利用情况和交通事故等5个方面共17个指标的数据。通过负二项回归分析了道路行政等级等14个自变量和事故起数、死亡人数、受伤人数3个因变量的关系，分别构建了事故起数、死亡人数、受伤人数三个事故分析模型。首次在浙江省采用安全可提高空间法对二级加宽公路交通事故多发路段进行判别，对115个典型路段从事故起数、死亡人数、受伤人数三个维度的可提高空间分别进行了判别。

参考文献

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